Humedad
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Se denomina ''humedad o vapor de agua'' al agua que impregna un cuerpo o al vapor presente en la atmósfera el cual, por condensación llega a formar las nubes, que ya no están formadas por vapor sino por agua o hielo. El agua está presente en todos los cuerpos vivos, ya sean animales o vegetales, y esa presencia es de gran importancia y hasta fundamental para la vida. En efecto, el agua es tan necesaria para los seres vivos que, en el caso de los seres humanos, por ejemplo, pueden subsistir más tiempo sin comer que sin beber.
Humedad del aire
Es la cantidad de vapor de agua presente en el aire, se puede expresar de forma absoluta mediante la humedad absoluta, o de forma relativa mediante la humedad relativa o grado de humedad. La humedad relativa es la relación porcentual entre la cantidad de vapor de agua real que contiene el aire y la que necesitaría contener para saturarse a idéntica temperatura.
La humedad del aire es un factor que sirve para evaluar la comodidad térmica del cuerpo vivo que se mueve en cierto ambiente. Sirve para evaluar la capacidad del aire para evaporar la humedad de la piel, debida a la transpiración fundamentalmente. También es importante, tanto la del aire como la de la tierra, para el desarrollo de las plantas.
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, se 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 °C cada 100 m. 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 se unen por contacto al enfriarse, pesan demasiado y caen originando las precipitaciones en forma de lluvia o nieve.
Humedad del suelo
El contenido de humedad en los suelos es la cantidad de agua que el suelo contiene en el momento de ser extraído. Una forma de conocer el contenido de humedad es pesar la muestra cuando se acaba de extraer, m1, y después de haberla mantenido durante 24 horas en un horno a una temperatura de 110 °C se vuelve a pesar, m2, y se halla el porcentaje de humedad con:
| Símbolo | Nombre |
|---|---|
| <math>m_1</math> | Masa de la muestra recién extraída |
| <math>m_2</math> | Masa de la muestra después de estar en el horno |
Humedad en los alimentos
La humedad en los alimentos, es un parámetro de importancia desde el punto de vista económico y de la calidad, y de las cualidades organolépticas y nutricionales. Debido a ello su medición está incluida dentro del Análisis Químico Proximal de los alimentos (en el cual se mide principalmente el contenido de humedad, grasa, proteína y cenizas).[1]
Humedad de los materiales de construcción
Es importante conocer la humedad que contienen los materiales de construcción por dos razones:
- cuanto más contenido de humedad tienen, menor resistencia ofrecen al paso del calor.
- cuando el contenido de humedad es grande y se produce una helada, el agua se congela desmenuzando la pieza.
El contenido de humedad de una pieza situada en ciertos ambientes, puede conocerse con un proceso semejante al descrito para conocer la humedad del suelo.
Humedad relativa
La humedad relativa (RH) es la relación entre la presión parcial del vapor de agua y la presión de vapor de equilibrio del agua a una temperatura dada. La humedad relativa depende de la temperatura y la presión del sistema de interés. La misma cantidad de vapor de agua produce una mayor humedad relativa en el aire frío que en el aire caliente. Un parámetro relacionado es el del punto de rocío.
Pese al tópico de que Canarias es un territorio seco, las islas mantienen a lo largo del año una humedad relativa bastante alta, salvo en momentos específicos como cuando llega aire sahariano, en los que el ambiente se vuelve muy seco.
Definición
La humedad relativa <math>(RH</math>o <math>\phi)</math>de una mezcla de aire y agua se define como la relación de la presión parcial de vapor de agua <math>(p_\mathrm{H_2O})</math>en la mezcla a la presión de vapor de equilibrio del agua <math>(p^*_\mathrm{H_2O})</math>sobre una superficie plana de agua pura[2] a una temperatura dada:[3][4]
- <math> \phi = \frac{p_\mathrm{H_2O}}{p^*_\mathrm{H_2O}}.</math>
La humedad relativa normalmente se expresa como un porcentaje; un mayor porcentaje significa que la mezcla de aire y agua es más húmeda. Al 100% de humedad relativa, el aire está saturado y se encuentra en su punto de rocío.
Medición
Medición
Un higrómetro es un dispositivo utilizado para medir la humedad del aire.
La humedad de una mezcla de aire y vapor de agua se determina mediante el uso de tablas psicrométricas si se conocen tanto la temperatura del bulbo seco (T) como la temperatura del bulbo húmedo (Tw) de la mezcla. Estas cantidades se estiman fácilmente mediante el uso de un psicrómetro de honda.
Existen varias fórmulas empíricas que pueden usarse para estimar la presión de vapor de equilibrio del vapor de agua en función de la temperatura. La ecuación de Antoine se encuentra entre las menos complejas de estas, con solo tres parámetros (A, B y C). Otras fórmulas, como la ecuación de Goff-Gratch y la aproximación de Magnus-Tetens, son más complicadas pero producen una mayor precisión.
La ecuación de Arden Buck[5] se encuentra comúnmente en la literatura sobre este tema:
- <math> e^*_w = (1.0007 + 3.46 \times 10^{-6} P) \times 6.1121\, e^{17.502 T/(240.97 + T)},</math>
donde <math> T </math>es la temperatura del bulbo seco expresada en grados Celsius (° C), <math> P </math>es la presión absoluta expresada en milibares, y <math> e^*_w </math>es el equilibrio Presión de vapor expresada en milibares. Buck ha informado que el error relativo máximo es inferior al 0.20% entre −20 °C y +50 °C cuando esta forma particular de la fórmula generalizada se usa para estimar la presión de vapor de equilibrio del agua.
El vapor de agua es independiente del aire
La noción de que el aire "retiene" el vapor de agua o está "saturado" a menudo se menciona en relación con el concepto de humedad relativa. Sin embargo, esto es engañoso: la cantidad de vapor de agua que entra (o puede entrar) en un espacio dado a una temperatura dada es casi independiente de la cantidad de aire (nitrógeno, oxígeno, etc.) que está presente. De hecho, un vacío tiene aproximadamente la misma capacidad de equilibrio para mantener el vapor de agua que el mismo volumen lleno de aire; ambos están dados por la presión de vapor de equilibrio del agua a la temperatura dada.[2][6] Hay una diferencia muy pequeña que se describe en "Factor de mejora" a continuación, que puede ignorarse en muchos cálculos a menos que se requiera una alta precisión.
Dependencia de la presión
La humedad relativa de un sistema aire-agua depende no solo de la temperatura sino también de la presión absoluta del sistema de interés. Esta dependencia se demuestra considerando el sistema de aire-agua que se muestra a continuación. El sistema está cerrado (es decir, no importa que entre o salga del sistema).
Si el sistema en el estado A se calienta isobáricamente (calentamiento sin cambio en la presión del sistema), entonces la humedad relativa del sistema disminuye porque la presión de vapor de agua en equilibrio aumenta con la temperatura en aumento. Esto se muestra en el estado B.
Si el sistema en el Estado A está comprimido isotérmicamente (comprimido sin cambios en la temperatura del sistema), entonces la humedad relativa del sistema aumenta porque la presión parcial del agua en el sistema aumenta con la reducción de volumen. Esto se muestra en el Estado C. Por encima de 202.64 kPa, la HR sería superior al 100% y el agua podría comenzar a condensarse.
Si se cambiara la presión del Estado A simplemente agregando más aire seco, sin cambiar el volumen, la humedad relativa no cambiaría.
Por lo tanto, un cambio en la humedad relativa se puede explicar por un cambio en la temperatura del sistema, un cambio en el volumen del sistema o un cambio en ambas propiedades del sistema.
Factor de mejora
El factor de mejora <math> (f_w) </math>se define como la relación de la presión de vapor saturada del agua en el aire húmedo <math> (e'_w) </math> a la presión de vapor saturada del agua pura:
- <math> f_W = \frac{e'_w}{e^*_w}. </math>
El factor de mejora es igual a la unidad para los sistemas de gas ideal. Sin embargo, en sistemas reales, los efectos de interacción entre las moléculas de gas dan como resultado un pequeño aumento de la presión de vapor de equilibrio del agua en el aire en relación con la presión de vapor de equilibrio del vapor de agua pura. Por lo tanto, el factor de mejora es normalmente ligeramente mayor que la unidad para sistemas reales.
El factor de mejora se usa comúnmente para corregir la presión de vapor de equilibrio del vapor de agua cuando se usan relaciones empíricas, como las desarrolladas por Wexler, Goff y Gratch, para estimar las propiedades de los sistemas psicrométricos.
Buck ha informado que, a nivel del mar, la presión de vapor del agua en aire húmedo saturado equivale a un aumento de aproximadamente 0.5% sobre la presión de vapor de equilibrio del agua pura.[7]
Referencias
- ↑ «Manual de técnicas para laboratorio de nutrición de peces y crustáceos...». Depósito de documentos de la FAO. http://www.fao.org/docrep/field/003/ab489s/ab489s03.htm. Consultado el 6 de septiembre de 2014.
- ↑ 2,0 2,1 Error en la secuencia de órdenes: no existe el módulo «Citas».
- ↑ Perry, R. H. and Green, D. W, Perry's Chemical Engineers' Handbook (7th Edition), McGraw-Hill, ISBN 0-07-049841-5 , Eqn 12-7
- ↑ Lide, David (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (85 edición). CRC Press. pp. 15–25. ISBN 0-8493-0485-7. https://archive.org/details/crchandbookofche81lide/page/15.
- ↑ Error en la secuencia de órdenes: no existe el módulo «Citas».
- ↑ Error en la secuencia de órdenes: no existe el módulo «Citas».
- ↑ Buck, A. L. (1981). «New Equations for Computing Vapor Pressure and Enhancement Factor». Journal of Applied Meteorology 20 (12): pp. 1527–1532. doi:. Bibcode: 1981JApMe..20.1527B.
Enlaces externos
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