WILLIAM THOMSON
(LORD KELVIN 1824 – 1907)
Matemático y físico británico, uno de los principales físicos y más importantes profesores de su época. Al finalizar el período académico 1839-40, Thomson leyó de Jean Baptiste Joseph Fourier La Teoría Analítica del Calor, un trabajo sobre el uso al flujo del calor de matemáticas abstractas.

En 1841, Thomson ingresa en la universidad de Cambridge y, mientras estudiaba para su examen de grado en matemáticas, publicó en 1842 un artículo sobre el movimiento uniforme del calor y su conexión con la teoría matemática dela electricidad ( On the uniform motion of heat and its connection with the methematical theory of electricity ).

Thomson rindió sus exámenes finales de matemáticas en 1845, graduándose con BA y segundo puesto de su promoción. Además, fue galardonado con el primer premio Smith y elegido fellow of Peterhouse.

En 1846, el puesto de profesor de la cátedra de filosofía natural de la universidad de Glasgow quedó vacante. El padre de William Thomson, utilizó su influencia en la universidad para ayudar a su hijo a ser el principal candidato; Thomson viaja de Paris a Glasgow y es elegido por unanimidad, profesor titular de ella. Entre los años 1847 y 1849, colabora con Stokes en los estudios de hidrodinámicos que éste lleva a cabo, y que posteriormente Thomson aplicó a las teorías de la electricidad y atómica. Esa colaboración con Stokes duró más de 50 años. La mayoría de la correspondencia entre esos dos hombres de ciencia aún se conserva y, muchas de ellas, se han publicado. Entre ellas, existen notas en las cuales discuten semejanzas matemáticas entre la teoría del calor y la teoría de fluidos.

Los estudios científicos de Thomson se enmarca tanto en la física teórica como en la experimental. Sus trabajos desarrollados en 1848 y 1852 le colocan entre los fundadores de la termodinámica: al afirmar el hecho de “la disipación de la energía utilizables”, da una idea del segundo principio de la termodinámica. Basándose en sus estudios sobre la teoría del calor, especialmente por la propugnada por Sadi Carnot y desarrollada posteriormente por Clapeyron, propuso una escala de temperatura absoluta, cuyo cero lo situó en -273ºC . Comprobó que el punto de fusión del hielo desciende al aumentar la presión. Sin embargo, la escala de temperatura absoluta, como ahora la conocemos, fue definida con mayor exactitud más adelante, cuando logró entender mejor la conservación de la energía. Por otra parte, esa escala absoluta de temperatura se llama Kelvin al derivarse del nombre del título de Baron Kelvin of Largs que, el gobierno británico, le otorgó a William Thomson en 1892. Un honor que fue otorgado mucho después de la publicación del artículo en 1848, en el cual se propone la escala absoluta de temperatura.

En 1852, Thomson mientras observaba y analizaba el lento paso de una cierta cantidad de gas a través de un tabique poroso se percató que su temperatura disminuía cuando el gas se expandía por los poros vacíos. Ese efecto se conoce en la actualidad como Joule – Thomson. En ese entonces, Joule tenía el propósito de hacer cambiar a Thomson sobre algunas ideas que éste tenía sobre el calor.

La teoría dinámica del calor formulada por Thomson lo condujo también a pensar en una para la electricidad. Para ello, estudió en 1855 la distribución de carga y sus oscilaciones eléctricas, descubriendo que las descargas, y en especial las chispas producidas por los condensadores, son oscilantes y calculó el periodo de oscilación. Construyó el electrómetro de cuadrantes. Descubrió el “efecto Thomson” en termoelectricidad, el cual consiste en el calentamiento o enfriamiento producido en un conductor homogéneo al paso de la corriente eléctrica en la dirección del gradiente de temperatura. Hizo también interesantes estudios sobre el potencial eléctrico en la atmósfera y sobre la piroelectricidad. Diseñó el “puente de Thomson” para las medidas de las resistencias eléctricas.

WILLIS HAVILAND CARRIER
(1876 – 1950)
Ingeniero e inventor en 1902, a tan sólo un año de haber concluido sus estudios en la universidad de Cornell, Willis Carrier sentó las bases de la refrigeración moderna y al encontrarse con los problemas de la excesiva humidificación del aire enfriado, las del aire acondicionado, desarrolló el concepto de climatización de verano.

Por esa época un impresor neoyorquino tenía serias dificultades durante el proceso de impresión, que impedían el comportamiento normal del papel, obteniendo una calidad muy pobre debido a las variaciones de temperatura, calor y humedad. Carrier se puso a investigar con tenacidad para resolver el problema y diseñó una máquina específica que controlaba la humedad por medio de tubos enfriados, dando lugar a la primera unidad de refrigeración en la Historia.

Durante aquellos años, el objetivo principal de Carrier era mejorar el desarrollo del proceso industrial con máquinas que permitieran el control de la temperatura y la humedad. Los primeros en usar el sistema de aire acondicionado Carrier fueron las industrias textiles del sur de Estados Unidos. Un claro ejemplo fue la fábrica de algodón Chronicle de Belmont. Esta fábrica tenía un serio problema, debido a la ausencia de humedad, se creaba un exceso de electricidad estática haciendo que las fibras de algodón se convirtiesen en pelusa. El sistema de Carrier elevó y estabilizó el nivel de humedad y la pelusilla quedó eliminada.

El “Aparato para Tratar el Aire” fue patentado en 1906. Sin embargo, el termino “aire acondicionado” fue utilizado por primera vez por el ingeniero textil Stuart H. Cramer , en la patente de un dispositivo que enviaba vapor de agua al aire de las plantas textiles para acondicionar el hilo.

En 1911, Carrier reveló su Fórmula Racional Psicométrica básica a la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos y, hoy en día, sigue siendo la base de todos los cálculos fundamentales para la industria del aire acondicionado. Las industrias florecieron con la nueva habilidad para controlar la temperatura y los niveles de humedad durante la producción. Películas, tabaco, carnes procesadas, cápsulas medicinales y otros productos obtuvieron mejoras significativas en su calidad.

En 1915, Carrier y seis amigos ingenieros reunieron 32.600$ para formar la Compañía de Ingeniería Carrier, dedicada a la innovación tecnológica de su único producto, el aire acondicionado.

En 1921, Willis Haviland Carrier patentó la máquina de refrigeración centrífuga, también conocida como enfriadora centrífuga, fue el primer método para acondicionar el aire de grandes espacios. Las máquinas anteriores usaban compresores impulsados por pistones para bombear a través del sistema el refrigerante, a menudo amoníaco. Carrier diseñó un compresor centrífugo similar a las paletas giratorias de una bomba de agua. El resultado fue un enfriador más seguro y eficiente.

El nuevo sistema se estrenó en 1924 en la tienda departamental Hudson de Detroit, Michigan, en la que se instalaron tres enfriadoras centrífugas para enfriar el sótano; una multitud de compradores llenaron “el almacén con aire acondicionado”, poco tiempo después instalaron equipos en toda la tienda.

El éxito fue tal, que inmediatamente se instalaron este tipo de máquinas en hospitales, oficinas, aeropuertos y hoteles.

La climatización es el proceso de tratamiento del aire que controla simultáneamente su temperatura, humedad, limpieza y distribución para responder a las exigencias del espacio climatizado.

El calor es una forma de energía relacionada directamente con la vibración molecular. Cuando calentamos una sustancia, sus moléculas se mueven rápidamente, generando así una energía, el calor. Si la enfriamos, el movimiento molecular se detiene, bajando la temperatura.

La humedad se refiere a la cantidad de agua contenida en el aire y está directamente relacionada con la sensación de bienestar. El aire ambiente se controla para mantener la humedad relativa preestablecida mediante la humidificación o deshumidificación del aire ambiente.

Para obtener el confort deseado, es necesario que el aire sea distribuido y circule uniformemente por todo el recinto, sin producir corrientes desagradables.

Por último, la eliminación de las partículas de polvo es fundamental para la salud. Conseguir un adecuado filtrado de aire es una labor básica de un equipo de aire acondicionado.

Actualmente el aire acondicionado juega un rol importante, muchos productos y servicios vitales en nuestra sociedad dependen del control del clima interno, como las salas de cirugía, laboratorios de investigación, la electrónica de alta tecnología (microprocesadores, circuitos integrados), muchos procesos de fabricación no podrían ser producidos.