Fundamentos de la humedad, parte 1: conceptos clave

Los parámetros de la humedad

La humedad relativa (HR) expresa la cantidad de vapor de agua del aire como porcentaje de la presión de saturación a la temperatura actual. Se define como el cociente entre la presión parcial del vapor de agua y la presión de saturación:

HR = (pw / pws) × 100 %

• pw = presión parcial del vapor de agua
• pws = presión de saturación del agua a esa temperatura

La consecuencia práctica de esta definición es que la HR depende fuertemente de la temperatura: un pequeño cambio de temperatura produce grandes variaciones de HR aunque el contenido de agua no cambie.

El punto de rocío (Td) es la temperatura a la que hay que enfriar el aire para que se sature de vapor de agua. A diferencia de la HR, es independiente de la temperatura ambiente y se relaciona directamente con el contenido real de agua: indica la temperatura a la que se producirá condensación. Por debajo de 0 °C se lo llama punto de escarcha (Tf).

La humedad absoluta (a), en gramos por metro cúbico, mide directamente la cantidad de agua presente y depende fuertemente de la presión del gas. La razón de mezcla (x) expresa la masa de vapor de agua por kilogramo de gas seco, también dependiente de la presión, y es útil en cálculos de ventilación. La entalpía (h) representa el contenido energético total del aire húmedo respecto de un estado de referencia y se usa sobre todo en HVAC.

El efecto de la temperatura

Cuando el aire se calienta, la presión de saturación aumenta rápidamente —el aire caliente puede contener mucho más vapor de agua que el aire frío—. Como la presión parcial del vapor no cambia, la humedad relativa cae, aunque no se haya quitado ni una molécula de agua.

Un ejemplo concreto: aire exterior a −14 °C y 60 % HR ingresa a un edificio calefaccionado a +21 °C. Manteniendo constante el contenido de agua, la HR cae a alrededor del 5 %, un valor que suele considerarse demasiado seco para el confort. Nada cambió en la cantidad de agua; solo cambió la temperatura, y con ella la referencia contra la que se calcula la HR.

El efecto de la presión

La ley de Dalton establece que la presión total de una mezcla de gases es la suma de las presiones parciales de cada componente. Al aumentar la presión total, todas las presiones parciales aumentan proporcionalmente.

Por eso, en un sistema de aire comprimido, aumentar la presión “quita” agua del aire: la presión parcial del vapor sube y alcanza la presión de saturación antes, provocando condensación. Este efecto es clave para entender por qué el punto de rocío medido a la presión del sistema difiere del medido a presión atmosférica.

Por qué el punto de rocío suele ser mejor variable de control

En una sala limpia, mantener 40 % HR (±2 %) a 20 °C (±1 °C) es difícil justamente porque la HR depende de la temperatura: cada oscilación térmica mueve la HR. En cambio, a 40 % HR y 20 °C el punto de rocío es de 6,0 °C, y controlar sobre una banda estrecha de punto de rocío hace que el control ambiental sea más fácil y ahorre energía.

El caso extremo es el aire comprimido: por debajo del 1 % HR la medición de humedad relativa resulta prácticamente inútil por su pobre resolución, mientras que el punto de rocío ofrece una diferenciación significativa y permite cumplir con las normas de calidad de aire comprimido. En la parte 2 de esta serie vemos cómo se traduce todo esto a la medición práctica.

Este contenido técnico está basado en el material educativo de Vaisala sobre fundamentos de la medición de humedad. AKRIBIS es partner autorizado de Vaisala para distribución y soporte técnico en la región — conozca la línea completa de instrumentación Vaisala.