Aire i humitat: aiguatxada

Aire i humitat: aiguatxada

Les darreres setmanes han estat difícils de suportar per la temperatura màxima i per la xafogor que feia durant moltes hores de la tarda i vespre. Alguna vegada heu escoltat que en climes més secs la sensació ambiental és millor que no pas en climes més humits. És una raó certa: l’aire sec transmet molta menys energia que l’aire humit. Un aire sec té un calor específic de 0,24 kcal/kg aire i per ºC. En canvi el vapor d’aigua que conté l’aire transmet una quantitat d’energia per cada grau i per cada quilo d’aire de 0,447 kcal/kg.ºC, és a dir, el doble. Per això diem que la sensació de calor és més elevada quan hi ha humitat. Per exemple, a una temperatura de 41ºC el calor sensible és de 505,2 kcal/kg, i a 25ºC, amb la mateixa humitat relativa del 50%, és de 107 kcal/kg, 5 vegades menys.

L’aire humit té unes propietats que el fan molt interessant si el coneixem i el sabem gestionar.

L’aigua és com l’energia amb similitud en els mateixos dos principis bàsics de la termodinàmica: el primer  és que l’aigua no es crea ni es destrueix (en aquest cas es pot crear amb oxigen més hidrogen i energia). I el segon diu que, transformant-la, anem perdent la seva qualitat. L’aigua és la mateixa a la Terra, en forma líquida als mars, rius i llacs, en forma sòlida al gel i en forma de vapor a l’atmosfera. Quan fa molta calor, l’aigua s’evapora i el gel es fon en aigua. En forma de vapor, barrejada en l’aire, l’aigua té pocs usos, al revés del que passa quan està en forma líquida, que la podem fer servir per beure, per regar, per mantenir l’ecosistema, per refrigerar o per produir energia hidroelèctrica. Per això ens interessa reduir tant com puguem l’aigua que està en fase vapor barrejada en l’aire, la menys útil de les seves formes. Això té aportacions pràctiques a la vida real, com per exemple evitar regar en hores de màxima calor, o evitar assecar coses sense recuperar l’aigua, perdent-la per vaporització.

Quant més contingut d’aigua hi ha a l’aire més energia necessitarà per fer abaixar la temperatura. Això és així perquè una de les propietats més importants de l’aigua és el calor latent, l’energia per evaporar o condensar a una mateixa temperatura. Per exemple, el calor latent d’un aire a 41ºC amb el 50% d’humitat relativa és de 14.500 kcal/kg aire sec i a 25ºC i 50% Hr el té de 4.850 kcal/kg aire sec. Per tant, perquè l’aire es refredi de 41ºC a 25ºC ha de condensar vapor d’aigua, necessitant una energia de 9.700 kcal/kg aire sec (11kWh/kg aire!), una energia brutal, molt difícil si no hi ha una entrada d’aire fred en alçada. Això s’observa a l’estiu quan al vespre li costa abaixar la temperatura de l’aire: ho fa mentre va condensant aigua, que apareix l’endemà com a rosada en els prats. A la Vall de Camprodon mesurem 0,2 l/m2 cada dia a l’estiu només de la rosada, que s’ha reflectit en una paraula dita aiguatxada pròpia de la vall, del Ripollès i de la Garrotxa: l’aigua estesa arreu fruit d’una condensació intensa. “Aquest matí, amb l’aiguatxada, les sabates s’han xopat tot just sortir de casa.”

Aquesta propietat de calor latent té més implicacions en la vida diària. Per exemple, a Espanya es renta roba diàriament una mitjana de 0,65 kg/persona i dia. Per assecar 1 kg de roba s’han d’evaporar 1,17 kg d’aigua. Si ho fem a l’aire lliure, aquesta aigua va a l’atmosfera. Si la recuperem en una assecadora de condensació amb bomba de calor, es poden obtenir una mitjana de 1 kg d’aigua per kg de roba. A nivell de Catalunya, amb els turistes que venen la xifra d’aigua que es podria recuperar amb assecadors de condensació seria de 2,05 hm3 d’aigua. No està malament si ho comparem amb el pla de dessalinització de 195 hm3 més el de reutilització de 120 hm3. Tothom dirà que no cal assecar la roba amb una màquina, que és millor estendre-la al sol, i és cert. Però només vull donar una perspectiva per veure les coses de forma diferent: És un concepte que cal tenir present a partir d’ara quan la sequera torni amb la seva contundència.

El mateix criteri és vàlid en processos industrials on s’evapora aigua. En molts d’ells, el baf resultant de l’evaporació està saturat i és relativament fàcil recuperar l’aigua per condensació, al mateix temps que es recupera l’energia sensible i la latent. En un flux industrial a 140ºC saturat d’aigua, per exemple, si es condensa l’aigua en dues fases primer fins a 65ºC i després fins a 40ºC, es poden condensar 40.480 m3 d’aigua anuals amb una recuperació energètica  de 33 MWh. El món industrial està ple de casos com aquest, tant en el sector del tèxtil amb tractaments humits, com el de la química, el d’alimentació, el farmacèutic, la petroquímica, el de fertilitzants, el miner, les centrals elèctriques, el sector del sucre, la indústria de la sal i el d’aigües residuals, però també en el sector serveis, amb les bugaderies i cuines industrials. Les bombes de calor i els coneixements de la física de l’aire permeten  que inversions que abans no eren rendibles ara ho puguin ser. Només cal que a l’aprofitament d’energia s’hi sumi l’aprofitament d’aigua per obtenir ajuts en la inversió i en la valoració posterior dels productes i de les activitats empresarials.

L’economia consisteix en la gestió dels recursos escassos i l’aigua cada vegada ho serà més. Serà bo, doncs, incorporar la paraula aiguatxada a les tasques de recuperació de l’aigua de condensació alhora que posem els útils financers per fer-ho possible. A la recuperació de les aigües grises, a l’emmagatzemament de l’aigua de pluja dels teulats, ara hi afegim l’aigua de condensació i el fre a l’evaporació, tapant pantans i canals.

4 thoughts on “Aire i humitat: aiguatxada

  1. Bona lliçó de Trmodinàmica pr+actica, la que no s’estudía!!
    Moltes gràcies

  2. No obstant el que dius, la major sensació de calor per a una mateixa temperatura a mesura que augmenta la huminat es deu a que el cos es refresca al evaporar la suor. Per passar d’aigua a vapor es necessita el calor de vaporització, que es substreu del cos a traves de la pell. Quan puja la humitat, la major saturacio de l’aire dificulta aquest procés i per això el cos humà té menys capacitat de refrigerar-se.
    Aquest desprendiment de molecules d’aigua de la nostre pell es facilita amb el corrent d’aire. Per això sentim benestar a l’estiu quan ens possem en un corrent d’aire, ens ventem o ens posem davant d’un ventilador.

  3. Això que dius és cert. Per això va tan bé el ventilador del sostre per dormir. Però això no exclou que la humitat transmet molt més calor que l’aire sec, el doble. De totes formes el que volia insistir és en la necessitat de recuperar l’aigua de l’evaporació en molts processos. Gràcies pel comentari

  4. Molt bon article Joan, realment hi ha molt per fer encare en recuperació i estalvi de recursos

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.