Guía teórica Humedad

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Universidad Nacional de Salta Año: 2022 
Facultad de Ciencias Naturales 
Asignaturas: Agroclimatología (I.A) y Climatología (I.R.N y M.A) 
 
 
GUÍA TEÓRICA PARA EL TRABAJO PRÁCTICO Nº 4 
 
HUMEDAD DEL AIRE 
 
El aire no es un compuesto químico, sino una mezcla mecánica de gases. En la 
tabla se puede observar la composición media del aire seco, la misma muestra que 
cuatro gases, nitrógeno, oxígeno, argón y dióxido de carbono constituyen el 99,98 % 
de su volumen. 
 
Composición media de la atmósfera seca por debajo de los 25 Km. 
Componente Símbolo 
 
Volumen % (aire seco) 
 
Nitrógeno N2 78.08 
Oxígeno O2 20.94 
Argón Ar 0.93 
Dióxido de Carbono CO2 0.03 
 
Neón 
 
Ne 
 
0.0018 
Helio He 0.0005 
Ozono O3 0.00006 
Hidrógeno H 0.00005 
Criptón Kr Indicios 
Xenón Xe Indicios 
Metano Me Indicios 
 
El aire contiene siempre, en mayor o menor proporción, una determinada cantidad 
de agua bajo la forma de vapor de agua. El vapor de agua constituye hasta el 4 % 
en volumen de la atmósfera cerca del suelo, pero está casi ausente de ella por 
encima de los 10 o 12 Km. Pasa a la atmósfera por evaporación de las aguas 
superficiales o por la transpiración de las plantas y la turbulencia atmosférica lo 
transporta hasta la parte superior de la misma. 
 
La cantidad de vapor puede ser medida y expresada en distintas formas para indicar 
el grado de humedad del aire, ya sea por su cantidad o por la fuerza elástica que 
ejerce como gas. 
 
 Por su cantidad: 
 
La Humedad absoluta define a la masa de vapor de agua contenida en un volumen 
unitario de aire húmedo. 
 
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Humedad absoluta = masa de vapor de agua 
 Volumen de aire 
 
 
 
 
La humedad absoluta tiene como unidades g/cm
3
 o g/m
3
, no define el grado de 
humedad con precisión porque el volumen del aire varía de acuerdo a su 
temperatura y presión, por lo que conviene utilizar el concepto de Humedad 
específica. 
 
Humedad específica es la cantidad de vapor de agua, expresada en gramos, que 
hay en un kilogramo de aire o, la relación entre la masa de vapor y la masa de aire 
húmedo con la cual el vapor de agua está mezclado. 
 
 Humedad específica = masa de vapor de agua 
 masa de vapor + masa de aire seco 
 
 
 
 
La unidad de expresión puede ser mg/g o g/kg. Si en lugar de referir la masa de 
vapor a la masa de aire húmedo lo hacemos con referencia a la masa de aire 
estaremos usando lo que se conoce con el nombre de Razón de mezcla. 
 
Razón de mezcla (r) es la relación o proporción entre la masa de vapor de agua y la 
masa de aire seco con la que el vapor de agua está mezclado. La unidad en que se 
expresa esta relación puede ser g/kg. 
 
 r = masa de vapor de agua 
 masa de aire seco 
 
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Humedad relativa (HR) es la cantidad de vapor de agua presente en la atmósfera 
en relación con la cantidad máxima que podría contener esa misma masa de aire, a 
igual temperatura y presión. Se expresa en porcentaje (%) y es quizás el único valor 
meteorológico que siempre se expresa en números enteros. 
 
 Humedad relativa = 100 x cantidad de vapor presente 
 cantidad de vapor máxima posible 
 
Si por ejemplo, la humedad relativa es del 50 %, el aire contiene la mitad de la 
cantidad de vapor que podría contener a esa temperatura. Cuando la humedad 
relativa alcanza el 100 %, el aire está saturado. 
 
 Por su tensión elástica 
 
Presión o tensión de vapor ejercida por el vapor de agua presente en el aire 
(mezcla de gases). El aire es una mezcla de gases y su presión resulta de la suma 
de las presiones parciales de cada uno de sus componentes. Cuanto mayor sea el 
grado de humedad del aire, tanto mayor será la presión de vapor. Sin embargo, el 
vapor de agua se diferencia del resto de los gases ya que para cada temperatura del 
aire que lo contiene, hay una presión máxima que no puede ser superada aunque se 
aumente la densidad del vapor. 
 
Por ejemplo: 
 
Si tomamos un recipiente de un metro cúbico de capacidad y lo llenamos de aire 
seco y puro a una temperatura T, el mismo ejercerá dentro del recipiente una 
presión P. Si dentro del recipiente, manteniendo constante la temperatura, 
introducimos poco a poco pequeñas cantidades de vapor de agua, la presión 
aumentará por la presión que ejercerán las partículas de vapor de agua agregadas. 
 
Si seguimos introduciendo vapor de agua, llegará un momento en que la presión 
dentro de la mezcla permanecerá invariable a pesar de nuevos agregados. Esta 
presión límite se denomina "presión máxima del vapor de agua" y se la define como 
la "presión límite que puede ejercer el vapor de agua a una temperatura dada", se 
dice que en ese momento el aire está saturado de humedad. 
 
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En la curva de saturación corresponde a la tensión de vapor de saturación (Tvs); 
se expresa de la misma forma que la presión atmosférica, en mm o mb. 
 
Para cada presión total y cada temperatura del aire húmedo, la tensión máxima es 
producida por una densidad o humedad absoluta también fija o constante. Esa 
cantidad de vapor que produce la tensión máxima se llama entonces "humedad 
absoluta de saturación o máxima". 
 
En la siguiente tabla se dan los valores de humedad absoluta y tensión de vapor de 
saturación para distintas temperaturas del aire, a la presión normal. 
 
Temperatura 
del aire (ºC) 
Humedad absoluta 
de saturación (g/m
3
) 
Tensión de saturación 
(mb) 
0 4.85 6.10 
4 6.37 8.13 
8 8.29 10.73 
12 10.68 14.03 
16 13.65 18.16 
20 17.31 23.37 
24 21.80 29.82 
28 27.30 37.78 
30 30.40 42.43 
40 51.45 73.78 
 
 Sobre agua Sobre hielo Sobre agua Sobre hielo 
-4 4.54 4.37 
-8 3.35 3.09 
-10 2.36 2.14 2.86 2.60 
-12 2.44 2.17 
-20 1.07 0.89 1.25 1.03 
 
Con estos valores se construye la curva conocida con el nombre de curva de 
saturación, la que se puede observar en el diagrama de fases del agua del gráfico 
1. En ella, queda indicada para cada temperatura la tensión máxima de vapor o 
humedad absoluta de saturación. 
 
En este gráfico se pueden indicar los tres estados del agua en la atmósfera a 
presiones normales: sólido (S), líquido (L) y vapor (G, gas). 
 
Además, se puede ver que: 
 
Una masa de aire m (parcela de aire) cuya temperatura es tm, que tiene una tensión 
de vapor equivalente a tva (tensión de vapor actual), no está saturada, pues la 
saturación a esa temperatura se alcanzará con un valor de tensión de vapor 
equivalente a Tvs (tensión de vapor de saturación). 
 
 
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Gráfico 1: Diagrama de fases del agua 
 
Vale decir que su contenido de vapor de agua está lejos del máximo que puede 
admitir a esa temperatura. La diferencia entre las dos tensiones (Tvs y tva) recibe el 
nombre de déficit de saturación, y se la puede definir como la cantidad de vapor 
de agua que se puede incorporar a una masa de aire para que, sin modificar su 
temperatura, quede saturada. 
 
El estado de saturación se puede alcanzar manteniendo constante la cantidad de 
vapor de agua, bajando su temperatura hasta llegar al punto de rocío, que se 
define como la temperatura a que se debe descender una masa de aire para que, 
sin modificar la cantidad de humedad existente en ella, quede saturada. De acuerdo 
con esta terminología, la humedad relativa se puede expresar como: 
 
HR = tva x 100 donde: 
 Tvs 
 
tva = tensión de vapor actual 
Tvs = tensión de vapor de saturación 
 
Importancia meteorológica del vapor de agua 
 
La cantidad de vapor de agua presente en la atmósfera tiene grandes 
consecuencias meteorológicas y climáticas: 
 
 El vapor de agua absorbe muy fácilmente las radiaciones térmicas, por lo tanto el 
aire húmedo se calienta más que el aire seco bajo la acción directa de los rayos 
solares. 
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 El vapor de agua, ya sea al formarse o al condensarse, produce variaciones 
considerables de la temperatura del aire. Un Kg de vapor de agua, al formarse o 
condensarse puede enfriar o calentar en un grado 2.000 m
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 de aire. La cantidad de vapor de agua existente en la atmósfera regula la velocidad con 
que se evapora el agua sobre la superficie terrestre y de los mares. 
 El vapor de agua, por su condensación y/o congelación produce fenómenos 
meteorológicos, entre ellos: nubes, niebla, lluvia, granizo. 
 
Desde el punto de vista agrícola, el vapor de agua también es importante ya que: 
 Regula la desecación de los suelos 
 Influye en la velocidad de transpiración de las plantas 
 Provoca o no la aparición de ciertas plagas y enfermedades que afectan a los 
cultivos. Por ejemplo: la "sarna del peral" y la "roya negra del trigo" son 
enfermedades que se manifiestan especialmente con tiempo húmedo; en 
cambio, la "arañuela roja de la alfalfa" es una plaga que requiere tiempo seco. 
 
En sus efectos sobre la vegetación se puede citar además, la estrecha relación 
existente entre el contenido de humedad de la atmósfera y el de los combustibles 
vegetales que actúan como material de combustión en los incendios forestales; el 
contenido de humedad de los combustibles es un factor crítico para el comienzo y 
posterior comportamiento de los incendios. 
 
Cambios de estado del agua 
 
La evaporación se produce cuando algunas moléculas de agua en estado líquido, 
moviéndose lo suficientemente rápido en dirección de la superficie de un volumen 
de agua, logran escapar al aire pasando así al estado gaseoso. Mientras esto ocurre 
también algunas moléculas que se encontraban en estado gaseoso pasan al estado 
líquido mediante el proceso de condensación. La misma cantidad de energía que se 
consume en la evaporación se libera en la condensación. De esta forma en la 
superficie límite entre el agua y el aire se produce un intercambio de moléculas en 
ambos sentidos, siendo generalmente mayor en uno que en el otro. Si es mayor la 
cantidad de moléculas que pasan del estado líquido al gaseoso se dice que hay 
evaporación, en caso contrario se dice que hay condensación. En condiciones de 
equilibrio no hay intercambio neto en ningún sentido (por cada molécula que se 
evapora una se condensa). Al fenómeno mediante el cual una molécula de hielo 
pasa a estado de vapor, y viceversa, se lo denomina sublimación. 
 
Variaciones de la humedad relativa 
 
La humedad relativa se modifica como consecuencia de cambios en el contenido de 
humedad del aire, la temperatura o la presión; principalmente, por cambios en la 
temperatura y contenido de vapor de agua en el aire. 
 
Pequeñas diferencias en la topografía, crean grandes diferencias entre los 
microclimas locales. En las regiones planas, un registro de humedad puede ser 
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representativo de un área extensa exceptuando los lugares afectados por la 
presencia de plantaciones, ríos, áreas irrigadas o alguna otra característica puntual. 
 
En las regiones montañosas, en cambio, lugares muy próximos pueden presentar 
microclimas muy distintos por cambios en la exposición, elevación y/o pendiente. La 
humedad relativa es frecuentemente mayor en las exposiciones sur, donde la menor 
cantidad de radiación recibida hace que las temperaturas sean menores. El drenaje 
de aire frío que se produce durante la noche hacia el fondo de los valles con la 
consecuente disminución de temperatura, está acompañado por el aumento de la 
humedad relativa. 
 
La presencia de fuentes de evaporación afecta la humedad relativa en forma directa, 
por favorecer el aumento de la cantidad de vapor presente en la atmósfera, y en 
forma indirecta, por producir cambios en la temperatura (ya que el vapor de agua es 
un buen absorbente de la radiación emitida por la tierra). 
 
Una superficie cubierta de vegetación presenta mayor evaporación que un suelo 
desnudo. Las plantas entregan vapor de agua a la atmósfera mediante procesos 
vegetativos como la transpiración y la gutación y las hojas y ramas aumentan la 
superficie sobre la cual pueden depositarse gotas de precipitación, niebla o rocío, 
que luego vuelven en forma de vapor a la atmósfera. 
 
La vegetación intercepta parte de la radiación solar incidente y de la radiación 
emitida por la superficie, produciendo así modificaciones en el régimen diario de 
temperatura que se traducen en cambios en la marcha diaria de la humedad 
relativa. Registros en el interior de un bosque denso mostraron valores de 
temperatura de 3 a 5 ºC menores y humedades relativas del 5 al 20 % mayores que 
los obtenidos en un espacio expuesto a la radiación solar. El viento ejerce efecto 
sobre la evaporación al desplazar el aire húmedo por aire más seco. 
 
Variación diaria de la humedad relativa 
 
La humedad relativa sigue casi en forma de espejo la marcha diaria de la 
temperatura del aire. La máxima humedad relativa se alcanza al amanecer, cuando 
la temperatura es mínima, y la mínima humedad relativa se produce en las primeras 
horas de la tarde cuando la temperatura es máxima. 
 
 
 
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La amplitud diaria de la humedad relativa es generalmente mayor, cuanto mayor es 
la amplitud térmica diaria. La presencia de nubes, por ejemplo, disminuye la 
amplitud diaria de temperatura, y por lo tanto, disminuye también la amplitud diaria 
de la humedad relativa. 
 
Determinación de los valores de Humedad atmosférica 
 
El instrumento más frecuentemente usado para medir humedad atmosférica es el 
psicrómetro. 
 
El psicrómetro está constituido por dos termómetros comunes (de mercurio), el 
termómetro de bulbo seco y el termómetro de bulbo húmedo, colocados uno al lado 
del otro. El depósito de mercurio del termómetro de bulbo húmedo, está envuelto en 
una muselina que tiene que mantenerse húmeda. El enfriamiento producido por la 
evaporación del agua de la muselina, causa la disminución de la temperatura 
registrada por el termómetro de bulbo húmedo. La diferencia de temperatura entre 
ambos termómetros es mayor cuanto mayor es la cantidad de agua evaporada. La 
cantidad de agua que se evapora, depende del contenido de vapor de agua en el 
aire. 
 
Estando la temperatura del aire, su contenido de humedad y su presión relacionada 
por fórmulas conocidas, se han confeccionado tablas y gráficos para poder calcular 
el grado de humedad conociendo dichos valores. Las tablas más usadas son las 
denominadas "Tablas Psicrométricas", que permiten calcular la tensión de vapor y la 
humedad relativa del aire por medio de las observaciones simultáneas del 
termómetro seco y termómetro húmedo. Para ingresar a estas tablas es necesario 
conocer la temperatura del bulbo seco y la diferencia entre ésta y la del termómetro 
de bulbo húmedo. 
 
Nota: El uso de tablas psicrométricas se verá en el desarrollo de la guía de trabajos 
prácticos. 
 
 
 
Bibliografía consultada 
 
BIANCHI, A.R y S.A.C. CRAVERO. 2010. Atlas climático digital de la República 
Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Estación Experimental 
Agropecuaria Salta. 
http://inta.gob.ar/documentos/atlas-climatico-digital-de-la-republica-argentina-1/ 
 
MURPHY, G. y R. HURTADO. 2011. Agrometeorología. Editorial FAUBA. 
Universidad de Buenos Aires. Argentina. 
 
GUÍAS TEÓRICAS para los Trabajos Prácticos. Cátedra de Climatología y fenología 
agrícolas. Facultad de Ciencias Naturales. U.N.Sa. 
 
STRAHLER, A. N. 1986. Geografía física. Ediciones Omega, S.A. Barcelona. 
España. 
http://inta.gob.ar/documentos/atlas-climatico-digital-de-la-republica-argentina-1/