Humedad Absoluta y Relativa-Punto de Rocío

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Humedad Absoluta y Relativa-Punto de Rocío

punto de rocioHumedad Absoluta y Relativa-Punto de Rocío.

El aire de la atmósfera se considera normalmente como una mezcla de dos componentes: aire seco y agua.

El agua es la única sustancia de la atmósfera que puede condensar (pasar de vapor a líquido) o evaporarse (pasar de líquido a vapor) en las condiciones ambientales que conocemos en la Tierra. Este hecho justifica la división del aire atmosférico es aire seco y agua, y además provocan una gran cantidad de fenómenos meteorológicos como la lluvia, el rocío, las nubes etcétera.

Además de todo esto, el estudio del agua en el aire atmosférico es esencial para la sensación de bienestar.

La temperatura ambiente es uno de los factores que más condicionan la comodidad humana en un recinto pero no el único.

¿Cuántas veces asociamos la sensación de calor a la temperatura medida en el termómetro?

Sin embargo la sensación de calor, de acaloramiento, no sólo depende de la temperatura sino de la capacidad de cuerpo humano para transpirar.

Esencialmente el proceso de transpiración es la evaporación de agua a través de la piel humana.

Al evaporarse el agua, el cuerpo humano necesita suministrarle una cierta cantidad de calor (llamada calor latente).

Esa pérdida de calor nos hace sentir un cierto frescor.

Este fenómeno se denomina enfriamiento evaporativo y se presenta muchas veces en la naturaleza. Por ejemplo sustancias como el alcohol, la colonia o la acetona se evaporan fácilmente; por eso cuando las tocamos con las manos nos parecen frías aunque realmente estén a la temperatura ambiente

Utensilios tan cotidianos como el popular botijo se basan en estos fenómenos.

Los botijos se hacen con materiales arcillosos que son muy porosos y permiten el paso de aire atmosférico. Al pasar el aire atmosférico evapora parte del agua del recinto y al evaporarla absorbe calor de recinto y lo enfría.

También se usa este fenómeno en los jardines de Andalucía que se basan en una adecuada combinación de agua y sombra. La evaporación del agua en un ambiente seco reduce la temperatura del ambiente y aumentar la sensación de confort y frescor en nuestros cálidos veranos.

El hecho es que para poder transpirar es necesario que la atmósfera admita el vapor de agua que soltamos.

Realmente la atmósfera no puede contener todo el vapor de agua que queramos sino que a partir de un cierto punto lo rechaza. Si esto llega a ocurrir el cuerpo humano no puede transpirar más y la sensación de calor aumenta.

La capacidad de la atmósfera para recibir vapor de agua se relaciona con los conceptos de humedad absoluta y humedad relativa:

humedad relativa y absoluta

Humedad absoluta

La humedad absoluta [g/m³] es la cantidad de agua encontrada en un volumen cerrado de 1 m³.

Humedad absoluta = Peso de agua / volumen de aire [g/m³]

Es un concepto que no influye en la comodidad humana.

Humedad relativa

Es el cociente en la humedad absoluta y la cantidad máxima de agua que admite el aire por unidad de volumen. Se mide en tantos por ciento y está normalizada de forma que la humedad relativa máxima posible es el 100%.

Humedad relativa

Una humedad relativa del 100% significa un ambiente en el que no cabe más agua.

Cuando se dice que hay una humedad relativa del 72% a 18ºC, por ejemplo, se está mencionando que el aire alberga el 72% de la cantidad máxima de vapor de agua que puede tener a 18ºC. Si a dicha temperatura, se llega al 100% de humedad relativa, se alcanzaría el punto de rocío.

El punto de rocío llega, por lo tanto, cuando se incrementa la humedad relativa y la temperatura no varía o cuando la temperatura desciende pero se mantiene la humedad relativa.

Si retomamos los valores anteriores, podemos decir que, en caso que la temperatura siga constante a 18ºC y la humedad relativa alcance el 100%, se llegará el punto de rocío y, por lo tanto, el agua del aire se condensará. Así habrá gotas en la atmósfera (niebla) y también aparecerán gotas sobre la superficie (el rocío). Dichas gotas en suspensión o sobre la superficie, por supuesto, no llegan a mojar como si fuese una precipitación (lluvia).

El cuerpo humano no puede transpirar y la sensación de calor puede llegar a ser asfixiante. Corresponde a un ambiente húmedo. Una humedad del 0% corresponde a un ambiente seco. Se transpira con facilidad.

Cuando la humedad alcanza el valor del 100% se produce fenómenos de condensación que observamos en la vida diaria. El fenómeno del rocío en las mañanas de invierno se debe a que la humedad relativa del aire ha alcanzado el 100% y el aire no admite ya más agua. Entonces el agua condensa en forma líquida en superficie metálicas, hojas, flores etc. También se alcanza el 100% de humedad cuando usamos agua muy caliente en un reciento cerrado como por ejemplo un cuarto de baño. El agua caliente se evapora fácilmente y el aire de la habitación alcanza con rapidez el 100% de humedad. El resultado es de todos conocidos… se empañan (se humedecen) los espejos del lavabo.

Estos dos fenómenos son diferentes pero ilustran las dos formas en que puede aumentar la humedad de un recinto:

Por disminución de la temperatura ambiental

Por aumento de la cantidad de agua en el ambiente.

El primero de los fenómenos se relaciona con el concepto de temperatura de rocío. Si se mantiene la cantidad de agua del ambiente constante y se disminuye la temperatura llega un momento en que se alcanza una humedad relativa del 100%. Es momento es el punto de rocío y su temperatura la temperatura de rocío. Esto es justamente lo que ocurre en las madrugadas de invierno. La temperatura desciende tanto que llega al punto de rocío, en ese momento la humedad relativa del 100% hace que el agua se condense en las superficies.

Cualquier objeto de una habitación que tenga una temperatura menor que la tem peratura de rocío presenta condensación en sus paredes por este fenómeno.

Así ocurre por ejemplo cuando sacamos una lata de refresco de un frigorífico y la situamos en una mesa. Su temperatura es, seguramente, menor que la de rocío y observamos como la lata se empaña de humedad.

Los que usan gafas conocen perfectamente qué ocurre cuando, en una fría mañana de invierno, se introducen súbitamente en un recinto cerrado y caliente (por ejemplo en un autobús). La temperatura de los cristales de las gafas es muy baja y menor que la temperatura de rocío del recinto. Los cristales se empañan rápidamente hasta que se calientan y se sitúan a la temperatura del recinto.

La humedad relativa F es la relación entre la masa real de vapor de agua en el aire comparada con la masa  máxima posible de vapor de agua en el aire:

humedad relativa y absoluta

F = humedad absoluta / humedad máxima (indicada normalmente en porcentaje).

Si:
– F  = humedad relativa
– f   = humedad absoluta
– fmax = humedad máxima, humedad de saturación

Entonces:   – F = f / fmax *100 %

Como la humedad máxima fmax depende de la temperatura, la temperatura cambia con la humedad relativa, aún cuando la humedad absoluta permanezca constante. La humedad relativa aumenta al 100 % cuando se enfría hasta el punto de rocío.

 

2 Comments so far:

  1. Manuel Aparicio Alonso dice:

    Si enfriamos una determinada masa de aire con una humedad absoluta dada hasta que su humedad relativa llegue al 100% habremos llegado a la temperatura del punto de rocío, pero la humedad absoluta seguirá siendo la misma que antes de enfriar la disolución de vapor de agua en aire (despreciando el efecto del cambio de volumen de la mezcla si mantenemos la presión). Llegados a ese punto de rocío, el vapor de agua no se empezará a condensar hasta mientras no sigamos enfriando (mejor dicho, robando calor, porque, mientras no estemos en humedad absoluta nula, la temperatura no seguirá bajando) para absorber el calor latente de condensación (igual al de vaporización del agua).

    Por lo tanto, podríamos decir que la temperatura del punto de rocío del aire depende únicamente (o, al menos, principalmente) de su humedad absoluta.

    ¿Estoy en lo cierto?

    • Redacción dice:

      Sí enfrias una masa de aire con una determinada humedad absoluta, hasta hacerla coincidir con el 100% de humedad relativa, lo que consigues es saaturar la disolución de vapor de agua en el aire, y por lo tanto tendrás una disolución saturada que no admite más humedad (vapor de agua) Si bajas la temperatura y por lo tanto la solubilidad del vapor de agua en el aire, lo que tienes son dos estados gaseosos de aire con vapor de agua por un lado y vapor de agua no disuelto por el otro, las nubes por ejemplo (siempre, obviamente que estemos por encima del punto de condensación)

      Para que se produzca un cambio de estado (gas a líquido en este caso) hay que restar energía en forma de bajada de temperatura, pero cuanta energía siempre dependerá de la presión y el volumen de la masa de aire en estudio. Los cambios de estado dependen de la temperatura, que está ligada siempre a la presión y el volumen a través de la ecuación de los gases perfectos (PV = nRT)

      Por lo tanto por un lado tenemos como se comporta la disolución aire – vapor de agua en función de T, P y V y por otro como suministramos o quitamos energía para realizar el cambio de estado, que es lo que hace variar la T. Si variamos temperatura para cambiar solubilidad, necesariamente variaremos Presión o Volumen, según PV = nRT y lo más probable es que sea de forma significativa. Obviamente si despreciamos este efecto solo tenemos cambio en la energía (en la temperatura) y habriamos ligado temperatura de rocio a humedad absoluta, pero la realidad es que los gases se comportan más o menos según la ecuación mencionada por lo que siempre es necesario estudiar el efecto de cambio de volumen o presión.

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