La humedad del aire es el contenido en vapor de agua presente en una región o parcela de la atmósfera. Depende de muchos factores ambientales y es un dato muy útil como indicador de la posibilidad de lluvias, de rocío, de nieblas y otros fenómenos meteorológicos. También afecta a los organismos vivos. Por ejemplo, en el ser humano afecta a la regulación térmica al reducir la tasa de evaporación del sudor y al intercambio de gases en la respiración pulmonar.
La concentración máxima de vapor de agua que puede contener una determinada masa de aire se conoce como punto de saturación. A esta concentración el agua se encuentra en su equilibrio vapor-líquido. A mayor concentración el incremento de la presión parcial del vapor de agua haría que comenzara a condensar, a formarse gotas de agua líquida.
La presión parcial de un gas en una mezcla de gases es la presión que tendría ese gas si se eliminasen todos los demás componentes de la mezcla manteniendo la temperatura constante. La presión parcial es proporcional a la temperatura y a la concentración del gas en la mezcla. Esto se traduce a que a mayor temperatura, mayor punto de saturación, es decir, el aire caliente puede contener más cantidad de vapor de agua sin que condense que el aire frío.
La humedad relativa del aire, representada con las siglas HR o la letra griega Φ (fi), es una medida de la concentración de vapor de agua que expresa la relación entre la concentración actual y la concentración en el punto de saturación a la misma temperatura.
Generalmente se expresa en porcentajes. Por ejemplo, una humedad relativa del 50% a 20 ºC, significa que la concentración de vapor de agua es la mitad de la concentración en el punto de saturación a 20 ºC.
Se puede calcular como:
Dónde:
- nv es el número de moles de vapor de agua en el aire
- nvs es el número de moles de vapor de agua que habría en ese aire en el punto de saturación
Aunque es mucho más común utilizar la relación entre la presión parcial del vapor de agua en el aire y la que tendría en el punto de saturación:
La humedad relativa es muy utilizada en meteorología, pues permite estimar de forma directa la cantidad de humedad que el aire todavía puede admitir antes de que el agua comience a condensar, un dato muy útil para elaborar predicciones meteorológicas.
Otras medidas de la humedad del aire
Además de la humedad relativa, la humedad del aire se puede medir de forma absoluta y de forma específica. La humedad absoluta (HA) se define como el ratio entre la masa de vapor de agua (mH2O) y el volumen total del aire:
La humedad específica, por su parte, se define como el ratio de la a masa de vapor de agua y la masa total del aire.
La humedad absoluta y especifica cambian notablemente con la temperatura. Por ejemplo, una parcela de aire puede contener 28 gramos de vapor de agua por metro cúbico a 30 ºC y tan sólo 8 g/m3 a 8 ºC. Como referencia práctica en algunos sectores, por ejemplo en ingeniería química, es común que se utilice la humedad absoluta en relación a un volumen de aire seco.