Determinacion de a humedad en la atmosfera

Determinación de Humedad en la Atmósfera
Desarrollado por Carolina Meruane y René Garreaud – DGF – U de Chile Abril 2006

1. Humedad en la atmósfera El aire en la atmósfera se considera normalmente como una mezcla de dos componentes: aire seco y agua. La capacidad de la atmósfera para recibir vapor de agua se relaciona con los conceptos de humedad absoluta, que corresponde a la cantidad deagua presente en el aire por unidad de masa de aire seco, y la humedad relativa que es la razón entre 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%. Cuando la humedad alcanza el valor del 100%, se dice que aire está saturado, y el exceso de vapor secondensa para convertirse en niebla o nubes. 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 más agua. También se alcanza el la saturación cuando usamos agua muy caliente en un recinto cerrado como por ejemplo en un baño, en este caso el agua caliente se evapora fácilmente y el aire de la habitación alcanza conrapidez el 100% de humedad relativa. 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 o 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 en el ambiente constante y se disminuyela temperatura llega un momento en que se alcanza la saturación, a esta temperatura se le llama temperatura del punto de rocío. Cualquier objeto de una habitación que tenga una temperatura menor que la temperatura de rocío presenta condensación en sus paredes por este fenómeno. Así ocurre, por ejemplo, cuando sacamos una lata de bebida del refrigerador, su temperatura es seguramente, menor que lade rocío y observamos como la lata se empaña de humedad. 2. Cuantificación de la humedad en la atmósfera Para formalizar los conceptos recién expuestos se usan diferentes parámetros que expresan cuantitativamente el contenido de humedad en la atmósfera, los que veremos a continuación. Presión de vapor: La cantidad de vapor presente en la atmósfera se puede expresar por la presión que ejerce elvapor, e, independientemente de los otros gases. La presión total de la atmósfera es la suma de la presión que ejerce el aire seco más la presión ejercida por el vapor de agua, e (según la ley de Dalton) y la cantidad máxima de vapor que puede presentarse depende de la temperatura ambiente. Cuanto mayor sea la temperatura, más vapor puede contener el aire. Cuando el aire esta saturado de vapor deagua, la presión parcial del vapor de agua, es, depende sólo de la temperatura de acuerdo a la ecuación de Clausius-Clapeyron (Fig. 1):

es = 6.11 ⋅10[ 7.5⋅T /(T + 237.3)]
donde T se entrega en [ºC] y el resultado , es, es en [hPa].

Figura 1: Curva de Clausius-Clapeyron. Humedad absoluta: La humedad absoluta, ρv [g/m3], es la densidad de vapor de agua contenido en el aire a una temperatura ypresión determinados (masa/volumen):

ρv =

e RV T

donde e esta en [hPa] y T esta en [ºK], Rv = 461 [J/(kg ºK)]. Si el aire esta saturado se tiene ρv = ρvs (es,T). Razón de mezcla: La razón de mezcla, r [g/Kg], se define como la razón entre la masa de vapor de agua, ρv , y la masa de aire seco, ρd:
r=

ρv e = 622 ρd p−e

Donde p es la presión atmosférica (medida en hPa). Si el aire estasaturado se tiene r = rs (es,p).

Humedad específica: La humedad específica, q [g/Kg], de una muestra de aire húmedo, representa la cantidad de vapor de agua, ρv, contenida en la masa de aire húmedo, ρv+ ρd:

q=

ρv + ρ d

ρv

=

0.622 ( p − 0.378e)

Donde p es la presión de atmosférica en hPa. Si el aire esta saturado se tiene q=qs(es,p).

Humedad relativa:

La humedad...