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La Humedad El aire contiene una cierta cantidad de vapor de agua y es a ese vapor y no a las gotitas, a la niebla o
a la lluvia, a la que nos referimos cuando hablamos de humedad. Existen diversas maneras de expre-
sar matemáticamente la humedad del aire y estas son:
La humedad absoluta es el peso en gramos del vapor de agua contenido en un metro cúbico
de aire.
La relación de mezcla es el número de gramos de vapor de agua por cada gramo de aire seco
La humedad específica mide el número de gramos de vapor de agua por cada gramo de aire
húmedo.
Por otra parte el vapor de agua ejerce una presión, independientemente de la presencia de
otros gases, que se conoce como presión o tensión de vapor (Peso del vapor de agua conteni-
do en el aire por unidad de superficie). Al igual que la presión atmosférica se expresa en Hec-
topascales. La presión parcial del vapor de agua cuando el aire está saturado se llama tensión
de vapor de saturación (más correctamente llamada de equilibrio).
¿Cuándo hay saturación? Cuando el aire húmedo tiene una composición tal que está en equilibrio
con una superficie libre plana de agua pura que tenga la misma temperatura que el aire. La palabra
equilibrio implica que no hay, en total, transferencia de moléculas de vapor del aire a la superficie
del agua, ni de la superficie del agua al aire. Cabe aclarar que las condiciones son diferentes en el
caso de una superficie no plana o agua no pura (como en el caso de las gotas de nube, cuya super-
ficie es curva y el agua que la forma tiene sustancias disueltas).
La humedad relativa, el parámetro de humedad más difundido, es la relación porcentual entre
la presión de vapor y la presión de vapor de saturación o equilibrio. Si la presión de vapor es
mayor que la presión de vapor en equilibrio entonces hay una condensación neta (es decir, el
flujo de moléculas condensándose es mayor que el de moléculas saliendo de su fase líquida).
Se dice que el aire está saturado de humedad cuando la humedad relativa es del 100%.
La cantidad máxima de vapor de agua que puede presentarse depende de la temperatura del
vapor, sin embargo el vapor que hay en la atmósfera tiene la temperatura del aire, por lo que
podríamos decir que esta cantidad máxima depende de la temperatura del aire. Cuanto mayor
es la temperatura, más vapor puede haber en el aire. Se dice que el aire está saturado cuando
se alcanza ese máximo. Si se añade más vapor o si el vapor (o en definitiva, el aire) se enfría,
el vapor de agua excedente se condensa. La temperatura a partir de la cual el vapor de agua
comienza a condensarse en pequeñas gotitas se denomina Temperatura o punto de rocío.
Puedes acceder a las fórmulas y tablas psicrométricas aquí
¿Cómo se mide la humedad?
Se utiliza el psicrómetro instrumento que consta de dos termómetros: el seco que mide la temperatu-
ra real, y el húmedo o mojado, llamado así porque su depósito está rodeado por una muselina hume-
decida. Sobre la tela se evapora más o menos agua según que la humedad atmosférica sea menor o
mayor respectivamente. Es decir que la evaporación será mayor cuanto menor sea la humedad relati-
va. El agua para evaporarse toma calor del termómetro mojado y esto hace que descienda su tempe-
ratura. Con la lectura de los dos termómetros y tablas confeccionadas a tal efecto, se deduce la
humedad relativa.
Otro instrumento es el higrógrafo, cuyo elemento sensible es un haz de cabellos desengrasados, de
mujer joven, rubia, la longitud de los cuales varía sensiblemente con el grado de humedad.
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La importancia del vapor de agua contenido en el aire consiste en:
Que disminuye la densidad del aire, aligerándolo (verifícalo aquí)
Su papel de vehículo energético, dada la energía que se almacena en el vapor en forma de ca-
lor latente y es liberada en el proceso de condensación
Experimentos:
Midiendo la Humedad: Higrómetro de Catgut - Casita del Tiempo
Higrómetro de cabello
Higrómetro con una piña
Psicrómetro
Higrómetro de punto de rocío
HUMEDAD ATMOSFÉRICA
Como se ha indicado el aire contiene cantidades variables de agua, en forma de vapor, a esto se le
conoce como humedad atmosférica. La humedad del aire es la concentración de vapor de agua en el
aire, es decir, la cantidad, o el número de moléculas, de vapor de agua por unidad de volumen de
aire. Puede oscilar entre 0 y 4 % del volumen. Esta amplia variación se debe a que el agua puede
presentarse, a las temperaturas habituales del planeta en los tres estados.
La atmósfera transporta la humedad en dirección horizontal y en vertical.
La concentración del vapor de agua del aire puede expresarse con diferentes índices: humedad abso-
luta, humedad específica, proporción de mezcla, presión parcial del vapor de agua, punto de rocío y
humedad relativa.
Se llama humedad absoluta al peso en gramos del vapor de agua contenido en 1 m3 de aire. Se expre-
sa en g/m3 (con valores medios de 10 a 12 g/m
3, pero puede llegar hasta 40 g/m
3)
En meteorología dinámica se prefiere utilizar el concepto de humedad específica, que expresa los
gramos de vapor de agua contenidos en 1 kg de aire húmedo a que se refiere. Se expresa en g/kg.
Difiere poco del anterior la proporción de la mezcla, o gramos de vapor de agua mezclados con 1 kg
de aire seco. Se expresa igualmente en g/kg.
La temperatura a la que el aire está saturado se llama punto de rocío, se alcanza cuando el aire ya no
puede contener más vapor de agua y éste se condensa en forma de gotas. El rocío se forma sobre
aquellos objetos que, por un intenso enfriamiento, alcanzan la temperatura que marca el punto de
rocío.
La atmósfera no contiene, normalmente, la cantidad máxima de vapor de agua, por eso tiene mucha
importancia conocer la humedad relativa. Es decir, la relación entre la cantidad de vapor de agua que
contiene el aire en un momento dado y la que contendría si estuviese saturado a la misma temepera-
tura. Se expresa en % de humedad; no indica la cantidad de gramos de agua que hay en la atmósfera,
sino la cantidad de agua que puede admitir (así si es del 20%, podrá adquirir un 80% más)
La humedad relativa es muy sensible a las variaciones de temperatura, aún sin modificarse la canti-
dad de vapor de agua del aire.
La humedad relativa, HR, es la medida de la humedad del aire más empleada. Es el cociente, expre-
sado en porcentaje, de la presión parcial del vapor de agua y la presión de saturación del vapor de
agua para la misma temperatura y presión atmosférica:
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Variaciones de las humedades relativa y absoluta
La humedad absoluta sigue una marcha relativamente parecida a la temperatura, dado que al aumen-
tar ésta se favorece la evaporación con lo que el aire ganará vapor de agua.
En ocasiones se dan irregularidades tanto en la humedad absoluta como en la relativa, con la llegada
de una masa de aire cálida de procedencia marítima, puede acompañarse de una subida de la hume-
dad relativa con respecto a la de un aire frío y muy seco de origen continental.
La variación de la humedad absoluta teniendo en cuenta la altitud, está en concordancia con la tem-
peratura, máximos valores en las latitudes ecuatoriales y mínimos en los polares. El aire muy frío de
las latitudes altas tiene un escaso contenido de vapor de agua, lo que traduce también en precipita-
ciones escasas.
La variación de la humedad relativa según la latitud, aparece un máximo en las zonas ecuatoriales,
porque aunque el aire allí sea cálido su contenido en vapor de agua es considerable; y otro polar, ya
que basta un poco vapor de agua para saturar el aire frío de las altas latitudes.
Los sectores continentales de las zonas de 30-35º de latitud de los dos hemisferios presentan hume-
dades relativas muy bajas ( en las primeras horas de la tarde en los desiertos cálidos , como en el
Sahara, la humedad relativa puede ser 0%)
El origen del vapor de agua
El vapor de agua contenido en la atmósfera procede de:
- La evaporación directa de los océanos, mares, ríos o lagos.
- La evaporación del agua existente en el suelo en forma de rocío o escarcha.
- La transpiración que las plantas realizan a través de los estomas de las hojas.
El intercambio de humedad Tierra-atmósfera es debido a dos procesos: evaporación y transpiración.
La evaporación es el proceso físico mediante el cual el agua pasa del estado líquido al gaseoso y re-
torna a la atmósfera directamente en forma de vapor.
La evaporación depende de las características climáticas.
La transpiración es el resultado de un proceso mediante el cual el agua cambia del estado líquido al
gaseoso en el interior de las plantas y retorna a la atmósfera a través de los estomas de las hojas.
La transpiración depende de numerosos factores, asociados a las especies vegetales o disponibilida-
des hídricas.
Thorthwaite acuñó un nuevo concepto integrador de los dos anteriores: la evapotranspiración, es de-
cir la cantidad de agua necesaria para la transpiración de una cubierta vegetal en una zona con agua
suficiente.
De manera muy reducida se pueden resumir en tres los puntos que intervienen en la evapotranspira-
ción:
- El consumo de energía necesario para producir el cambio de estado del agua de líquido a gas, se
produce por radiación solar y es la temperatura el elemento más importante que interviene en el pro-
ceso.
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- Las características de la atmósfera como receptora del agua evaporada en la superficie de la Tierra,
es decir la capacidad del aire para contener vapor.
- Las características del suelo como superficie que se evapora. En un suelo sin vegetación, la evapo-
ración afecta a la capa de agua superficial y después al agua infiltrada, que asciende por capilaridad.
Si el suelo tiene vegetación, interviene además la transpiración.
Aparatos que miden la humedad
Se utiliza el higroscopio de cabello para tener una idea aproximada de la humedad relativa de la
atmósfera. Según un mayor o menor grado de humedad se produce un alargamiento o acortamiento
del cabello o una cuerda de guitarra. En el higrómetro registrador se transmiten las variaciones y se
van marcando sobre un papel.
El higroscopio colorimétrico se basa en el cambio de coloración de las sales (cloruro) de cobalto,
según el nivel de humedad. En aire seco estas sales son de color azul, que pasa al violeta en un aire
algo húmedo o al rosa cuando se llega al punto de saturación.
Los psicrómetros están formados por dos termómetros, en uno de los cuales su depósito está rodeado
de muselina humedecida. La evaporación será tanto mayor cuanto menor sea la humedad relativa,
robando calor al termometro húmedo que al seco. Una vez hecha la lectura de ambos termómetros
mediante unas tablas se obtiene el valor de la humedad relativa.
Para medir la evaporación durante un período de tiempo se utiliza el evaporímetro. Las unidades
utilizadas son el ml y el mm de agua evaporada.
La psicrometría es la parte de la meteorología que estudia las propiedades físicas y termodinámicas
de la atmósfera.
La humedad atmosférica es la cantidad de vapor de agua contenida en el aire y varía según las
condiciones climatológicas, está presente en la troposfera (desde el nivel del mar hasta una altura
media de 11 km) y varía de 0 a 25 % en volumen.
Aire húmedo = aire seco + vapor de agua.
El comportamiento de la mezcla de aire seco y vapor de agua sigue la ley de Dalton de las presio-
nes 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).
La presión atmosférica es la suma de la presión del aire seco y la presión del vapor de agua.
La presión del vapor de agua depende del número de moléculas presentes en un determinado vo-
lumen y, por lo tanto, de la masa del vapor de agua por unidad de volumen y varía con la temperatu-
ra. Se mide en mm de Hg o en milibares (mb). 1mb = 0.75 mm de Hg. El valor más alto de la presión
(tensión) de vapor de agua se observa en las regiones tropicales cerca de la superficie del mar y es de
aproximadamente 30 mb. Los aparatos que se usan para medirla son el espectrógrafo de masas y los
radioisótopos (porque dan mediciones muy precisas).
Presión de vapor a saturación. Es la presión de vapor ejercida por el vapor de agua contenido en un
volumen de aire saturado a la temperatura del aire contenido es ese volumen.
Humedad absoluta es el número de gramos de vapor de agua contenido en un metro cúbico de aire
a una temperatura y presión determinadas. Se expresa en g (de vapor de agua)/m3 (de aire) a una pre-
sión y temperatura especificadas.
La humedad específica se expresa en g (de vapor de agua)/kg. (de aire húmedo).
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Mezcla de humedad es la relación entre la cantidad (masa) de vapor de agua y la cantidad (masa)
de aire seco, y se expresa en g (de vapor de agua)/kg. (de aire seco).
Humedad relativa (HR). Al contenido de agua en el aire se le conoce como humedad relativa y se
define como el porcentaje de saturación del aire con vapor de agua, es decir, es la relación entre la
cantidad de vapor de agua que contiene un metro cúbico de aire en unas condiciones determinadas de
temperatura y presión y la que tendría si estuviera saturado a la misma temperatura y presión. La
humedad relativa de una muestra de aire depende de la temperatura y de la presión a la que se en-
cuentre.
HR = e/E(100) = presión de vapor actual/presión de vapor a saturación(100).
Para medir la humedad relativa del aire se utilizan el higrómetro y los psicrómetros que los hay
de diferentes tipos.
Para la comodidad personal la humedad relativa es un factor importante porque cuando es baja causa
una un exceso de pérdidas de calor del cuerpo por evaporación de agua, provocando resequedad de la
piel y de las membranas mucosas. Cuando la humedad es alta, el sudor no se evapora con facilidad y
el cuerpo no puede enfriarse adecuadamente.
Cuando se enfría aire húmedo en ausencia de superficies sólidas sobre las cuales pueda producirse
la condensación, la presión parcial del agua puede ser superior a la presión de vapor del agua a esa
temperatura, por lo que se dice que el aire está sobresaturado de vapor de agua.
Cuando el sistema está en condiciones metaestables (casi en equilibrio) y se perturba, se puede
provocar una condensación repentina que se manifiesta formando neblina o pequeñas gotas líquidas.
Punto de rocío. Es la temperatura a la cual el aire queda saturado por enfriamiento sin adición de
vapor de agua y a presión constante (proceso isobárico). Cualquier disminución posterior de tempe-
ratura (enfriamiento) produce condensación, así se forma la niebla y el rocío. También puede decirse
que es la temperatura a la que el vapor de agua de la atmósfera empieza a condensarse (la temperatu-
ra del termómetro seco y húmedo del psicrómetro son iguales).
Para cualquier temperatura de punto de rocío el contenido de vapor de agua es constante, indepen-
dientemente de las temperaturas seca y húmeda. Este concepto es muy útil para expresar la humedad
atmosférica, ya que se usa para pronosticar la probabilidad de formación de niebla y nubes, etc.
