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· No T a S de I NG e NI e RÍ a Q UÍ m IC a ·

autor: José maría Pedroni
Ing. senior de Ingenería Bernoulli S.a.
Nota original especialmente preparada para a&G

higrometría

las operaciones que implican transferencia simultánea de calor y p s : presión de saturación del vapor a la temperatura del aire.
masa son frecuentes en ingeniería química, por ejemplo, humidifi- en nuestro ejemplo, la humedad relativa sería
cación, secado, acondicionamiento de aire y torres de enfriamiento,
para entenderlas, antes es necesario hacer un breve repaso sobre φ = 32/42,4 = 0,754 o expresada como porcentaje 75,4 %
higrometría y el diagrama psicrométrico.
Si p v = p s , el aire está saturado y φ = 1 (o 100 %)
en una mezcla de aire con vapor donde hay N v moles de vapor y N a de
aire, según la ley de avogadro, los números de moles son proporcio- la humedad, ahora puede expresarse como:
nales a las presiones parciales:
φp s
N P x = 0,62
v = v p - φp s
N a P a
el calor específico del aire húmedo:
p v y p a : presiones parciales del vapor y del aire
c s = c a + x c v
además, según la ley de dalton, la presión total p es igual a la suma
de las presiones parciales del aire y del vapor, o sea que c a y c v son los calores específicos del aire (1 kJ/kgK) y del vapor (2 kJ/kgK)
c s , calor específico del aire húmedo, (kJ/kg de aire seco. K) en números:
p a = p - p v
c s = (1 + 2x)
la humedad absoluta x, se define como: la masa (kg) de vapor por
kilogramo de aire seco la entalpía del aire húmedo, (kJ/kg de aire seco. K), es:

x = w v /w a H = H a + x H v

dividiendo por las masas moleculares y aplicando las relaciones a la presión atmosférica normal, 1013 hPa:
anteriores:
H = H a + x H v = t + x (2491 + 1,92 t) kJ/kg aire seco
x = w v 18 p v = 0,62 p v
=
w a 29 p - p v p - p v Si se tratara del aire a 30 ºC y humedad relativa 75 %, x = 0,022
x: Humedad del aire, kg de vapor por kg de aire seco H = 30 + 0,022 (2491+1,92 × 30) = 86 kJ/kg aire seco.
p: Presión total, en nuestro caso la presión atmosférica: 1013 hPa a
nivel del mar Cuando se quiere calentar o enfriar el aire a humedad constante, el
w a y w v : masa de aire y de vapor, kg calor Q puesto en juego es igual al caudal másico de aire seco por la
diferencia de entalpías.
ejemplo: si el aire está a 30 ºC y la presión parcial del vapor conte-
nido es 32 hPa, a la presión atmosférica de 1013 hPa (760 Torr), la Q = w (H 2 -H 1 )
humedad sería
la humedad relativa se determina midiendo dos temperaturas: la del
x = 0,62 32 = 0,0224 kg de agua/kg de aire seco. bulbo seco, t; y la del bulbo húmedo t w ; la primera es la temperatura
1013 - 32 normal, la del ambiente. la segunda es la de un termómetro con el bulbo
envuelto en un trapito mojado con un extremo sumergido en una cubeta,
la tensión de saturación del agua a 30 ºC es 42,4 hPa, lo cual quiere a manera de mecha. la temperatura de bulbo húmedo da la temperatura
decir que en el caso del ejemplo anterior el aire no está saturado, del aire saturado. estas temperaturas y las presiones parciales efectivas
sino que se encuentra recalentado, puede contener más vapor, y del vapor p v y las de saturación p s , expresadas en hPa, están vinculadas
alcanzará la saturación cuando la presión parcial del vapor llegue a la por la siguiente ecuación:
de equilibrio, 42,4 hPa.
p v = p s - 0,666 (t - t w )
la humedad relativa se define: φ = p v
p s p s está en función de t w en las tablas del vapor. Con ello surge φ y se

218 A&G 103 • Tomo XXVI • Vol. 2 • (2016)