Humedad del aire

Un termohigrógrafo utilizado para medir sobre una banda de papel la temperatura de bulbo seco y la humedad relativa.

La humedad del aire se debe al vapor de agua que se encuentra presente en la atmósfera. El vapor procede de la evaporación de los mares y océanos, de los ríos, los lagos, las plantas y otros seres vivos. La cantidad de vapor de agua que puede absorber el aire depende de su temperatura. El aire caliente admite más vapor de agua que el aire frío.

Una forma de medir la humedad atmosférica es mediante el higrómetro.

El vapor de agua tiene una densidad menor que el aire, luego el aire húmedo (mezcla de aire y vapor) es menos denso que el aire seco. Además, las sustancias, al calentarse, dilatan, luego tienen menor densidad. El aire caliente que contiene vapor de agua se eleva en la atmósfera. La temperatura de la atmósfera disminuye una media de 0,6 ºC cada 100 m en adiabática húmeda, y 1,0 ºC, en adiabática seca. Al llegar a zonas más frías el vapor de agua se condensa y forma las nubes (de gotas de agua o cristales de hielo). Cuando estas gotas de agua o cristales de hielo pesan demasiado caen y originan las precipitaciones en forma de lluvia o nieve.

Evaluación de la humedad del aire ambiente

Hay varios modos de estimar la cantidad de vapor en el aire ambiente, cada una de ellas con aplicación en una ciencia o técnica específica. Son:

Humedad absoluta

La humedad absoluta es la masa total de vapor de agua existente en el aire por unidad de volumen, y se expresa en gramos por metro cúbico de aire. La humedad atmosférica terrestre presenta grandes fluctuaciones temporales y espaciales.

El cálculo es: $AH={m_{w} \over v_{a}}$

Humedad específica

La humedad específica mide la masa de agua que se encuentra en estado gaseoso en un kilogramo de aire húmedo, y se expresa en gramos por kilogramo de aire (g/kg).

Razón de mezcla

La razón de mezcla o relación de mezcla, es la cantidad de vapor de agua contenido en el aire medido en gramos de vapor por kilogramo de aire seco (g/kg). En la práctica es muy semejante a la humedad específica, pero en ciertas aplicaciones científicas es muy importante la distinción.

Humedad relativa

La humedad relativa de una masa de aire es la relación entre la cantidad de vapor de agua que contiene y la que tendría si estuviera completamente saturada; así cuanto más se aproxima el valor de la humedad relativa al 100% más húmedo está.

Se calcula así:

${HR}={\frac {p_{(H_{2}O)}}{p_{(H_{2}O)}^{*}}}\cdot 100\%$

donde:

$HR$ es la humedad relativa de la mezcla de aire (%).

${p_{(H_{2}O)}}$ es la presión parcial de vapor de agua en la mezcla de aire (Pa).

${p_{(H_{2}O)}^{*}}$ es la presión de saturación de agua a la temperatura de la mezcla de aire (Pa).

Presión parcial del vapor de agua

La presión parcial del vapor de agua es la parte de la presión atmosférica total ejercida por el vapor de agua contenido en la atmósfera. Se expresa en unidades de presión, milibares o cm o mm de mercurio.

El comportamiento de la mezcla de aire seco y vapor de agua sigue la ley de Dalton de las presiones parciales, de acuerdo a sus respectivas propiedades. (La presión total de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales de sus componentes. Pt = p1 + p2 + p3 +... y la presión parcial es la presión que ejercería cada componente en las mismas condiciones del sistema).

Presión de saturación

Cuando el aire está saturado de vapor de agua, la presión parcial del vapor recibe el nombre de presión de saturación, el cual depende de la temperatura. Cuanto más caliente está una masa de aire, mayor es la cantidad de vapor de agua que admite. A temperaturas bajas puede almacenar menos vapor de agua. Cuando una masa de aire caliente se enfría se desprende del vapor que le sobra en forma de rocío o de precipitación.

Condensación.

Punto de rocío

Cuando la humedad relativa alcanza el valor 100% se producen fenómenos de condensación. Un ejemplo de ello es el rocío, que se debe a que, cuando la humedad relativa del aire ha alcanzado el 100%, el aire no admite más agua, por lo que el sobrante, condensa en forma líquida en superficies de los objetos, hojas, flores, etc.

Esto se produce cuando la temperatura desciende hasta el punto de rocío; lo normal es que se mantenga la cantidad de agua del ambiente constante y, si disminuye la temperatura, la humedad relativa va aumentando hasta que llega un momento en que se alcanza el 100%. Si sigue bajando la temperatura, el exceso de humedad (lo que supera el 100%) condensa en agua líquida. Por ejemplo: el aire a 24 ºC con un 50% de humedad relativa, contiene unos 9 g de vapor por kilogramo de aire seco; si la temperatura del aire baja hasta los 13 ºC, llegará al 100% y, en ese momento empezará a condensar.​ Si esto ocurre en el exterior, se formará rocío; en un local cerrado puede ocurrir en un lugar determinado, como en el vidrio de una ventana que tenga la temperatura de rocío y se condensará el agua en él.

El rocío, en el exterior, se puede producir tanto en invierno como en verano (en este caso en climas continentales, en los que hay gran contraste de temperaturas entre el día y la noche). Cuando este fenómeno ocurre en invierno, con temperaturas por debajo de 0ºC, la helada convierte el rocío en escarcha.

Higrómetro.

Instrumento de medida

El grado o cantidad de humedad de aire se mide con el higrómetro. Cuando el higrómetro marca el 100% se dice que el aire está saturado, es decir, contiene el máximo de humedad y es incapaz de admitir más vapor de agua.

La humedad en la comodidad del cuerpo humano

La humedad relativa está relacionada con la comodidad personal. La evapotranspiración es un fenómeno necesario para disipar el calor producido en el cuerpo humano. En ambientes fríos es conveniente limitarla para evitar pérdidas de calor excesivas, mientras que en ambientes cálidos es importante favorecerla, sobre todo cuando las temperaturas ambientales llegan a la temperatura del cuerpo (unos 36,5º C) o las superan, porque en este caso la evapotranspiración es el único recurso del cuerpo para disipar el calor.

El aire humedecido por la evapotranspiración, tiende a quedarse cerca de la piel, lo que la dificulta. Una corriente de aire puede sustituir este aire saturado por otro con menor contenido de humedad, que mejora el proceso de evaporación. De ahí que se sienta como un aire fresquito, cuando tiene la temperatura del resto, pero refresca el cuerpo con la evaporación. Si el ambiente es frío (estación invernal) el aire fresquito se convierte en aire helador.

Cuando la humedad es alta, el sudor del cuerpo no se evapora con facilidad y no puede bajar su temperatura correctamente; cuando es baja, en ambientes fríos, causa un exceso de pérdidas de calor del cuerpo por evaporación de agua, provocando sequedad de la piel y de las mucosas.​

Referencias

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Enlaces externos

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