Humitat relativa

Humitat relativa

Humitat i higrometria
Conceptes específics
Absoluta / Específica / Relativa Punt de rocío (depressió) Psicrometría
Conceptes Generals
Aire Concentració Densitat Dew Evaporament Humidity buffering ----(Atm.) Pressió Aigua Llei de Avogadro Nucleación Equilibri termodinàmic
Medició i instruments
Índex calòric Sat. vap. density Mescla Activitat acuosa Indicador card Higrómetro Temperatura de bulbo humit

La humitat relativa (RH) és la relació entre la pressió parcial del vapor d'aigua i la pressió de vapor d'equilibri de l'aigua a una temperatura donada. La humitat relativa depén de la temperatura i la pressió del sistema d'interés. La mateixa cantitat de vapor d'aigua produïx una major humitat relativa en l'aire fret que en l'aire calent. Un paràmetro relacionat és el del punt de rocío.

Definició

La humitat relativa $(RH$o $\varphi )$d'una mescla d'aire i aigua es definix com la relació de la pressió parcial de vapor d'aigua $(p_{{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}})$en la mescla a la pressió de vapor d'equilibri de l'aigua $(p_{{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}}^{*})$sobre una superfície plana d'aigua pura a una temperatura donada:

$\varphi =\frac{p_{{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}}}{p_{{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}}^{*}}.$

La humitat relativa normalment s'expressa com un percentage; un major percentage significa que la mescla d'aire i aigua és més humida. Al 100 % d'humitat relativa, l'aire està saturat i es troba en el seu punt de rocío.

Significat

Control climàtic

El control de clima es referix al control de la temperatura i la humitat relativa en edificis, vehículs i atres espais tancats en la finalitat de brindar confort humà, salut i seguritat, i de complir en els requisits ambientals de màquines, materials sensibles (per eixemple, històrics) i processos tècnics.

Humitat relativa i confort tèrmic

Junt en la temperatura de l'aire, la temperatura radiant mija, la velocitat de l'aire, la taxa metabòlica i el nivell de la roba, la humitat relativa juga un paper en el confort tèrmic del ser humà. D'acort en la norma ASHRAE 55-2017: Condicions ambientals tèrmiques per a l'ocupació humana, el confort tèrmic en interiors es pot conseguir a través del método PMV en humitats relatives que varien de 0 % a 100 %, depenent dels nivells dels atres factors que contribuïxen al confort tèrmic. No obstant, el ranc recomanat d'humitat relativa interior en edificis en aire acondicionat és generalment del 30-60 %.

En general, les temperatures més altes requeriran humitats relatives més baixes per a conseguir el confort tèrmic en comparació a les temperatures més baixes, i tots els demés factors es mantindran constants. Per eixemple, en el nivell de roba = 1, la taxa metabòlica = 1.1 i la velocitat de l'aire 0.1 m/s, un canvi en la temperatura de l'aire i la temperatura radiant mija de 20 °C a 24 °C baixaria la humitat relativa màxima acceptable de 100 % a 65 % per a mantindre les condicions de confort tèrmic. La ferramenta de confort tèrmic CBE es pot usar per a demostrar l'efecte de la humitat relativa en condicions de confort tèrmic específiques i es pot usar per a demostrar el compliment en la norma ASHRAE 55-2017. Quan s'utilisa el model adaptatiu per a predir el confort tèrmic en interiors, no es té en conte la humitat relativa.

Encara que la humitat relativa és un factor important per al confort tèrmic, els sers humans són més sensibles a les variacions de temperatura que als canvis en la humitat relativa. La humitat relativa té un chicotet efecte sobre el confort tèrmic en l'exterior quan les temperatures de l'aire són baixes, un efecte llaugerament més pronunciat a temperatures de l'aire moderades i una influència molt major a temperatures de l'aire més altes.

Malestar humà causat per la baixa humitat relativa

En climes frets, la temperatura exterior provoca una menor capacitat de fluix de vapor d'aigua. Per lo tant, encara que pot estar nevant i la humitat relativa en l'exterior és alta, una volta que l'aire entra en un edifici i es calfa, la seua nova humitat relativa és molt baixa, lo que fa que l'aire siga molt sec, lo que pot causar molèsties. La pell seca badada pot resultar de l'aire sec.

La baixa humitat fa que els conductes nassals que recobrixen el teixit se sequen, es baden i es tornen més susceptibles a la penetració dels virus del refredat per rinovirus. La baixa humitat és una causa comuna d'hemorràgies nassals. L'us d'un humidificador en les cases, especialment en les habitacions, pot ajudar en estos síntomes.

Les humitats relatives en interiors deuen mantindre's per damunt del 30 % per a reduir la provabilitat de que les fosses nassals de l'ocupant se sequen.

Els sers humans poden sentir-se cómodos dins d'un ampli ranc d'humitats, depenent de la temperatura, de 30 % a 70 %, pero idealment entre 50 % i 60 %. La humitat molt baixa pot crear molèsties, problemes respiratoris i agravar les alèrgies en algunes persones. En l'hivern, és recomanable mantindre la humitat relativa en un 30 % o més. Les humitats relatives extremadament baixes (per baix del 20 %) també poden causar irritament ocular.

Edificis

Per al control del clima en edificis que utilisen sistemes HVAC, la clau és mantindre la humitat relativa en un ranc cómodo, lo suficientment baix per a ser cómodo pero lo suficientment alt per a evitar problemes associats en l'aire molt sec.

Quan la temperatura és alta i la humitat relativa és baixa, l'evaporament de l'aigua és ràpida; el sol se seca, la roba mullada es penja en una llínea o se seca ràpidament, i la transpiració s'evapora fàcilment de la pell. Els mobles de fusta es poden contraure, causant que la pintura que cobrix estes superfícies es fracture.

Quan la temperatura és baixa i la humitat relativa és alta, l'evaporament de l'aigua és llenta. Quan la humitat relativa s'acosta al 100 per cent, es pot produir condensació en les superfícies, lo que ocasiona problemes de verdet, corrosió, deterioració i atres deterioració relacionades en la humitat. La condensació pot representar un risc per a la seguritat, ya que pot promoure el creiximent de verdet i podrimenta de la fusta, aixina com també la possibilitat de congelar les eixides d'emergència.

Certs processos i tractaments de producció i tècnics en fàbriques, laboratoris, hospitals i atres instalacions requerixen que es mantinguen nivells específics d'humitat relativa per mig de humidificadores, deshumidificadores i sistemes de control associats.

Vehículs

Els principis bàsics per a edificis, dalt, també s'apliquen als vehículs. Ademés, pot haver consideracions de seguritat. Per eixemple, l'alta humitat dins d'un vehícul pot ocasionar problemes de condensació, com el empañamiento dels parabrises i el curtcircuit dels components elèctrics. En els vehículs i recipients a pressió com els avions a pressió, els sumergibles i les naus espacials, estes consideracions poden ser crítiques per a la seguritat, i es necessiten sistemes complexos de control ambiental que incloguen equips per a mantindre la pressió.

Aviació

Els avions de passagers operen en baixa humitat relativa interna, a sovint per baix del 10 %, especialment en vols llarcs. La baixa humitat és una conseqüència de l'aspiració en l'aire molt fret en una baixa humitat absoluta, que es troba en les altituts de travessia de l'avió. El calfament posterior d'este aire disminuïx la seua humitat relativa. Açò causa molèsties, com a dolor en els ulls, sequetat de la pell i sequetat de la mucosa, pero no s'ampren humidificadores per a elevar-ho a nivells cómodos de ranc mig perque el volum d'aigua que es necessita per a dur a bordo pot ser una important penalisació de pes. A mida que els avions de passagers descendixen d'altituts més fredes a l'aire més càlit (potser inclús volant a través de núvols a uns pocs mils de peus sobre el sol), la humitat relativa de l'ambient pot aumentar dramàticament. Una part d'este aire humit generalment s'introduïx en la cabina de l'aeronau presurizada i en atres àrees no presurizadas de l'aeronau i es condensa en la coberta freda de l'aeronau. Per lo general, es pot vore aigua líquida corrent a lo llarc de la pell de l'avió, tant en l'interior com en l'exterior de la cabina. Pels canvis dràstics en la humitat relativa dins del vehícul, els components deuen estar calificats per a operar en eixos entorns. Les calificacions ambientals recomanades per a la majoria dels components d'avions comercials s'enumeren en RTCA DO-160.

L'aire fret i humit pot promoure la formació de gèl, que és un perill per a les aeronaus ya que afecta el perfil de l'ala i aumenta el pes. Els motors de carburador tenen un major perill de que es forme gèl dins del carburador. Els informes meteorològics d'aviació (METAR), per lo tant, inclouen una indicació d'humitat relativa, generalment en forma de punt de rocío.

Els pilots deuen tindre en conte la humitat quan calculen les distàncies d'envolament, ya que la humitat alta requerix pistes més llargues i disminuirà el rendiment d'ascens.

L'altitut de densitat és l'altitut relativa a les condicions atmosfèriques estàndar (Atmòsfera Estàndar Internacional) a la que la densitat de l'aire seria igual a la densitat de l'aire indicada en el lloc d'observació, o, en atres paraules, l'altura medida en térmens de la densitat de l'aire en lloc de la distància del sol. "Densitat d'altitut" és l'altitut de pressió ajustada per a una temperatura no estàndar.

Un aument de la temperatura i, en un grau molt menor, la humitat, causarà un aument de l'altitut de densitat. Per lo tant, en condicions de calor i humitat, l'altitut de densitat en un lloc particular pot ser significativament més alta que l'altitut real.