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Capítulo 1
La climatización en los vehículos
1. Introducción

El sistema de climatización de un vehículo es una parte fundamental de este, ya que contribuye a mantener la confortabilidad en su interior.

Para comprender su funcionamiento es esencial conocer cuáles son los parámetros que influyen en la variación de las condiciones ambientales en el habitáculo interior, así como los procesos que tienen lugar dentro del climatizador, para lo cual también se explican los conceptos relativos a los principios físicos en los que se basan las transformaciones que se producen en las sustancias contenidas en el sistema y las propiedades físicas de las sustancias que intervienen en estos procesos.

2. Misión. Conducción más segura

La climatización dentro del mundo del automóvil tiene varias misiones o funciones que siempre están controladas o manejadas por el conductor y los ocupantes del vehículo, según también donde lleve los mandos de climatización.

Nota

Alguna de estas misiones va directamente ligada a conseguir una conducción más segura para los ocupantes del vehículo y para los demás usuarios de la vía, ya sean otros conductores o peatones.

Las misiones que cumple la climatización son:

1 Confortabilidad para los ocupantes del vehículo.

2 Conseguir una circulación mejor y de más recorrido para el circuito de refrigeración.

3 Eliminar el vaho concentrado en los cristales del vehículo según la climatología externa, facilitando y mejorando la conducción.

Mandos de climatización

Actividades

1. Buscar el material con el que los fabricantes de vehículos elaboran los asientos.

2. Buscar el material con el que se están fabricando los salpicaderos de los vehículos.

3. Condiciones de confort verano-invierno. Cargas externas e internas

El ser humano se siente a gusto si su entorno está a una temperatura y una humedad del aire determinadas, es decir, se siente en una situación de confort. Por ello, esta es una parte de seguridad activa, sobre la que ejerce una influencia positiva.

Área	Con climatizador	Sin climatizador
Cabeza		23º C	42º C
Tórax		24º C	40º C
Pie		28º C	35º C

Temperatura en un turismo de clase media tras una hora de circulación a una temperatura ambiental de 30 ºC y una radiación solar directamente incidente

Nota

Una temperatura y una humedad del aire determinadas influyen sobre la seguridad de conducción y la no existencia de fatiga.

Las condiciones de confort en invierno y en verano no son las mismas. A continuación se explican cuáles deben ser las condiciones interiores según las temperaturas del exterior:

1 Si hay una temperatura externa de -20 ºC, para tener un buen confort, el interior del vehículo debe tener una temperatura de unos 28 ºC, con un caudal de aire de 8 kg/min, que equivale a 6 m3/min.

2 Teniendo una temperatura exterior de unos 40 ºC, en el interior se debe poner la temperatura a unos 23 ºC, con un caudal de aire de 10 kg/min, que equivale a 7,7 m3/min.

3 Con una temperatura exterior de unos 11 ºC, se debe poner la temperatura del interior a unos 20 ºC, con un caudal de aire de 4 kg/min, equivalente a 3 m3/min.

La siguiente gráfica muestra las curvas de confortabilidad ambiental en función de la temperatura y el caudal del aire:

Una carga externa es la radiación solar o climatología, que afecta principalmente al interior del vehículo y, por consiguiente, al conductor y a su seguridad de conducción.

Sabía que...

La temperatura del asfalto también influye como carga externa sobre la temperatura del vehículo.

La temperatura ideal para conducir está entre los 20 ºC y los 22 ºC, que es el margen agradable. Las temperaturas dentro de ese intervalo equivalen a la carga climatológica A (véase imagen siguiente).

La radiación solar intensa incidiendo sobre un vehículo puede llegar a aumentar la temperatura del interior en más de 15 ºC por encima de la temperatura atmosférica.

Aquí es donde llega el mayor peligro para el conductor y los ocupantes del vehículo, aumentando la temperatura corporal e intensificándose la frecuencia cardiaca. El cerebro recibe una cantidad menor de oxígeno (área B de la imagen).

En el área C de la figura es donde llega la mayor sobrecarga para el cuerpo, causando el llamado estrés climatológico.

Las cargas internas están generadas por los materiales y los colores que componen el interior del vehículo, influyendo activamente en la temperatura ambiental de dentro. Si los colores de la tapicería son más oscuros, la temperatura aumentará más, y si el tapizado y el interior del vehículo son de un material que absorbe las radiaciones solares, aumentará más aún.

Interior de color oscuro

También puede intervenir en dicha carga interna la propia temperatura del motor, siendo más elevada cuanto más caliente esté.

Nota

La ubicación del motor dentro del vehículo también interviene, puesto que si está dentro del compartimiento del habitáculo tiene más influencia térmica en el ambiente.

4. Parámetros de temperatura, humedad relativa, velocidad del aire y calidad

Como ya se ha comentado con anterioridad, la confortabilidad de la conducción depende mucho de la temperatura exterior y de cómo se regule la interior. Además de la temperatura, otros parámetros a tener en cuenta en el cálculo de la sensación térmica de los ocupantes de un vehículo son:

1 Velocidad del aire: se mide en m/s (metro/segundo). En las proximidades de la piel humana existe una cantidad de aire que permanece inmóvil y a temperatura muy parecida a la de la piel. El movimiento del aire desplaza a este y permite un intercambio de calor con el ambiente, mejorando con ello el rendimiento de evaporación del sudor, lo que modifica las condiciones térmicas del cuerpo.

2 Humedad relativa: hay que tener en cuenta que el aire contiene una determinada cantidad de vapor de agua, denominada humedad ambiental. En función de la temperatura, el aire puede contener cantidades de humedad distintas. Al máximo de humedad que puede contener una unidad de volumen de aire a una temperatura determinada sin que esta empiece a condensarse se le llama humedad absoluta. Para esa temperatura, a la cantidad de humedad que contiene el aire, pero que no llega a condensarse, se le denomina humedad relativa. Cuando en un ambiente cálido y con humedad desciende la temperatura, se produce la condensación del vapor de agua que contiene dicho sistema: el aire se vuelve frío y más seco.Nota: por ejemplo: si a determinada temperatura, el aire tiene una humedad relativa del 60%, quiere decir que del 100% de vapor que podría contener antes de empezar a condensarse, solo tiene un 60%.

1 La calidad del aire: en el interior del habitáculo es imprescindible para desarrollar una conducción segura. Se obtiene cuando el aire está exento de polución atmosférica, de polvo, de suciedad o de polen, y por tanto es apto para ser respirado sin que cause sensaciones de malestar o favorezca reacciones alérgicas. Actualmente, los controles y las reglamentaciones sobre las características de los combustibles han aumentado, mejorando con ello la calidad de los usados. Sin embargo, el número de vehículos ha aumentado de forma desproporcionada, siendo estos el principal contaminante de las ciudades.Nota: una persona normal respira entre 360 y 900 litros de aire/hora.

Aplicación práctica

Llega al taller un vehículo en el que, cuando se acciona la función de desempañado de cristales en el climatizador, no se desempeña dicha función. Es decir, la climatización funciona, pero no gestiona el desempañado. ¿Cuál puede ser el motivo?

SOLUCIÓN

El problema puede haber sido ocasionado por no haber colocado bien la temperatura de desempañado o también porque se haya estropeado el motor de la trampilla que abre la salida de aire para los cristales; con lo cual hay que proceder a sustituir dicho motor.

Sabía que...

Se ha descubierto que las emisiones de anhídrido carbónico derivadas de la combustión del petróleo influyen directamente en el calentamiento global del planeta, causando el temido efecto invernadero.

5. Procesos del climatizador: enfriar, calentar, deshumectar, renovar y filtrar el aire

El climatizador del vehículo es un único sistema que realiza los procesos de enfriar, calentar, deshumectar, etc., solo que para cada uno de ellos acciona unos elementos u otros del sistema de climatización. Los procesos que a continuación se detallan y se explican son los que se realizan en un climatizador de vehículos:

1 Enfriar: cuando se necesita una temperatura baja en el interior del habitáculo, lo que hace es llevar el aire que sale del evaporador por medio de los conductos y las trampillas necesarias del grupo de climatización hasta llegar al interior de dicho habitáculo.Cuando la climatización no es automática, solo se podrá regular si se quiere frío o calor, con un nivel de caudal de aire mayor o menor. La introducción de aire frío sería constante. Este sistema enfría hasta un mínimo de unos 11-12 ºC.En un sistema de climatización automática, por medio de la información aportada por los sensores o las sondas de temperatura, se regula automáticamente a la temperatura que se le haya indicado en el cuadro de mando del climatizador.

2 Calentar: en esta función, el aire que proviene del evaporador por medio del grupo de climatización se desvía por el conducto indicado haciéndolo pasar por el radiador de calefacción (contiene líquido refrigerante a temperatura de motor), introduciéndolo por las canalizaciones de aire necesarias hasta llegar al interior del habitáculo.Nota: si el climatizador no es automático, introducirá calor en función de la posición en la que se coloque el mando selector de temperatura en el panel de mandos del conductor, haciendo que se abra más o menos la trampilla de calor en relación con la de aire frío.

Actividades

3. Buscar los distintos tipos de refrigerantes de climatizadores que existen y anotar cuáles son.

4. Buscar y anotar los distintos tipos de cristales usados en los vehículos.

1 Deshumectar: el aire del ambiente lleva una cantidad de humedad (agua) incluida que va en función de la época del año (estación meteorológica) y de la zona o el país donde se encuentre. El climatizador, según indiquen los captadores de humedad en el aire, le resta más o menos moléculas de agua al aire que se va a introducir en el habitáculo para que este sea más idóneo para ser respirado por el hombre. Esto se consigue porque, al pasar el aire por el evaporador, según tenga este la temperatura interna más alta o menos, le resta la humedad necesaria.Nota: estos procesos del climatizador son los mismos, pero no se realizan de igual forma en un aire acondicionado con regulación manual y en un climatizador con regulación automática.

2 Renovar el aire: este proceso permite renovar, o no, el aire interior del habitáculo accionando el mando correspondiente del tablero de climatización. Si se coloca en la función recirculación, manda información a la trampilla encargada de dejar el paso al aire de la atmósfera para que no abra dicha compuerta; y si se acciona la función renovar, hace lo contrario, abriendo dicha trampilla y permitiendo la entrada de aire de la atmósfera.Nota: esta función se usa en renovar para que el aire interior no se vicie (contamine en exceso) y en recirculación para cuando se pasa con el vehículo por alguna zona donde haya malos olores.

3 Filtrar el aire: este proceso es continuo y se realiza siempre que el climatizador esté en posición on. El circuito está provisto de un filtro de partículas el cual tiene la misión de retener las partículas de hasta 0,5 y 1 micra de diámetro existentes en la atmósfera. Está colocado en la entrada de aire de la caja de climatización o bien dentro de la misma, a continuación del evaporador. En esta última posición, además de filtrar el aire, no dejaría pasar malos olores provenientes de la humedad del evaporador.