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Tratamiento y purificacin del agua > Calculadoras > Hmedad relativaHumedad relativa

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Temperatura exterior:

C

Humedad relativa exterior:

%

Gramos de agua por kilo de aire calculados:

Con los siguientes campos usted puede calcular la (nueva) humedad relativa si el aire exterior es calentado en un espacio cerrado (habitacin, oficina...):

Temperatura en el espacio cerrado:

C

Humedad relativa calculada dentro del espacio cerrado:

Humadad relativa dentro del espacio cerrado:

%

Volumen del espacio:

m3o largo x ancho x alto

m largo, m ancho, m alto

Cantidad requerida de agua (en gramos) por kilo de aire para alcanzar la humedad relativa deseada:

lo que para el especio mencionado arriba hace un total de:

A un peso adoptado de un metro cbico de agua de kg/m3, necesitan ser aadidos al aire de la habitacin para alcanzar la humedad relativa mencionada ms arriba.

Imagnese: hay un edificio en el cual el % de l aire es reciclado y es renovado por aire exterior. Cuanta humedad debe ser aadida a este aire? deben ser aadidos.

Final del formulario

De acuerdo con este mtodo, se puede determinar cuanta humedad debe atomizar un humidificador. En la prctica, se debe adoptar el ejemplo del peor caso posible. Por ejemplo, en invierno a una temperatura exterior de -10 C y una humedad relativa de un 30%, se desea crear un clima interior satisfactorio (tal como 20 C y una humedad relativa mnima del 40%). Parece ser que hay una relacin directa entre la humedad relativa y el bienestar sicolgico de los humanos. La humedad relativa a la que mejor nos encontramos los humanos es a un 40% o ms.

Estos datos estn basados en estimaciones, porque la humedad relativa no puede ser medida con precisin en el aire exterior. Cuando llueve, la humedad relativa alcanza casi el 100% y en un da fro, la humedad relativa es muy baja. Principalmente, cuando el aire est ms caliente, puede contener ms fludos. Cuando el aire se calienta, pero no se humedece, la humedad relativa disminuir, mientras que el nmero de gramos de agua por kilogramo de aire permanece igual.

Otro ejemplo: Cunta agua desaparece de una chimenea que emite 80.000 Nm/hora de aire saturado de agu (100% HR) que tiene una temperatura de C? (respuesta = 31.394 litros/hora - o una catarata inversa).

Naturalmente, todo esto puede ser controlado por un diagrama de Mollier. Ejemplo: a una temperatura de 20 C, se mide una humedad relativa del 50%. Se puede ahora tomar una densidad de 1,20 kg/m3 y habr alrededor de 7,3 g de agua por kilo de aire.

Cul es la cantidad correcta de humedad relativa para conseguir un ambiente agradable?

Para garantizar un ambiente de trabajo agradable, es importante asegurarse de que la humedad relativa no baja del 40%. Cuando la humedad relativa es menor del 40%, el riesgo de enfermedades aumenta. Generalmente, se puede decir que los sntomas causados por el aire seco varan, pero se pueden distinguir tres factores principales:electricidad esttica, estabilidad de la humedad y efectos sobre la salud.

Electricidad esttica

El aire seco puede provocar electricidad esttica en un ambiente. La electricidad esttica puede ser disminuda mediante la elevacin de la humedad relativa del aire. Las mquinas de un parque de atracciones desprenden electricidad esttica como resultado de la friccin. Cuando hay ms mquinas que estn activas durante ms tiempo, ms friccin tendr lugar y el riesgo de la electricidad esttica aumenta. Esto principalemente les ocurre a los elementos secos de las mquinas. En las salas de ordenadores, hay tambin un riesgo de electricidad esttica. La mayor parte de la electricidad esttica es provocada a una humedad relativa de entre un 30-35%.

Estabilidad de la humedad

La estabilidad de la humedad es la habilidad de un material o producto de mantener un cierto nivel de humedad, a pesar de las fluctuaciones de humedad relativa en su ambiente. La mayor parte de los materiales desprenden o absorben humedad. Esto puede provocar daos al material o producto. En muchos casos -tales como en vegetales, frutas, flores y granos- este proceso es irreversible. Cuando la humedad relativa es demasiado alta, tambin puede haber problemas para las antigedades, los cuadros, los papeles, etc. La mayor parte de los daos a productos viejos est causada por las fluctuaciones de la humedad del aire.

Efectos sobre la salud

A medida que la temperatura aumenta, la humedad relativa disminuye. El aire seco puede tener efectos sobre la salud, tales como sequedad de nariz y garganta. Esto provoca una mayor susceptibilidad a los patgenos tales como virus. Cuando hace fro, una humedad del aire ms elevada hace a la gente pensar que est ms templado. Esto hace que los radiadores estn encendidos con menos frecuencia.

Parece ser que el clima para el crecimiento de las bacterias es peor cuando la humedad relativa se encuentra entre el 40 y el 60%. Los virus pueden sobrevivir menos a una humedad relativa de entre un 47 y un 70%. Para las personas, la humedad relativa es ms agradable entre el 45 y el 55%.

Una humedad relativa elevada puede provocar constriccin.

Humedad relativa y temperatura deseables para cada actividadMs abajo se muestra una tabla que indica la humedad relativa y temperatura ideales para cada sector en una situacin dada. Esta tabla fue tomada del manejo del aire JDK.

ActividadTemperatura (C)Humedad relativa(%)ActividadTemperatura ( C)Humedad relativa(%)PanaderaPiel1

Galletas16-1850Almacn10-1640-60Fermentacin24-2770-75Almacn de harina18-2750-65Bibliotecas y museos21-2740-50Enfriador del pan2160-70Pasteles24-2765-70Productos de papelPasta de mezclar el pan24-2740-50Encuadernacin2150-65Almacn de levadura0-760-75Arrugamiento2460-65Imprenta24-2745-55GranosAlmacn24-2740-60Empaquetamiento24-2745-50TextilDulces y golosinasProcesamiento de algodn24-2750-55

Venta de chocolate17-1850-65Hilandera de algodn16-2750-70

Almacn16-2050-65Hilandera de seda artificial 20-2485Tejido de algodn2756-60Industrias de la alimentacinTorsin de los hilos de la seda artificial2160Almacn de manzanas

-175-85Procesamiento de la seda24-2765-70Maduracin de pltanos2090-95Refinamiento de la lana27-2965-70Almacn de pltanos1685-90Hilandera de lana27-2950-60Almacn de frutas ctricas1685Tejido de lana27-2960Almacn de huevos2-1375-80Almacn de granos1630-45Almacn de setas0-280-85TabacoAlmacn de patatas4-1685-90CIgarros y cigarrillos2155-65Azcar2730Procesamiento y almacenamiento2470-75Almacn de tomates185Empaquetado3288-95Maduracin de tomates2185Procesamiento de la maderaHospitalesProductos finales18-2135-40Sala de los nios2450-65Fijamiento24-2440-50Quirfano2455Procesamiento18-2435-40Habitaciones de hospital2440-50Invernaderos2770-80Compaas de pinturas22-2440-50

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Read more: http://www.lenntech.es/calculadoras/humedad/humedad-relativa.htm#ixzz0d78rjfjTDISMINUCIN DE LA HUMEDAD DE LOS ALIMENTOSLa disminucin del contenido de agua en los alimentos aumenta su vida til por lo que se podrn conservar en perfectas condiciones durantes un mayor periodo de tiempo.

Para ello se emplean diversos mtodos como la evaporacin, secado, crioconcentracin o liofilizacin que veremos a lo largo de este artculo.

El agua es el principal componente de la mayora de los alimentos no procesados mientras que en los procesados se reduce para conseguir, como ya hemos dicho, aumentar la conservabilidad de los mismos.

En el medio acuoso se dan la prctica totalidad de las reacciones qumicas de deterioro que tienen lugar en los alimentos. El agua, por otra parte, contribuye a la apetencia del alimento por lo que es necesaria su existencia.

ACTIVIDAD DE AGUA DE LOS ALIMENTOSDe forma general se puede afirmar que un alimento cuanto mayor porcentaje de agua tenga en su composicin ms susceptible es a alterarse.

Sin embargo, alimentos con la misma cantidad de agua pueden presentar diferente susceptibilidad al deterioro por lo que entra en juego otro factor que es la actividad de agua de un alimento que hace referencia a la disponibilidad de ese agua en el alimento.

Actividad de agua = Aw

Aw = Pw / Pwo

Pw = presin de vapor del agua del alimentoPwo = presin de vapor del agua pura

Para establecer la actividad de agua de un alimento se puede encerrar dicho alimento en atmsfera cerrada y esperar a que el aire presente en dicha atmsfera se encuentre en equilibrio con el alimento y a continuacin con un higrmetro electrnico se mide la humedad relativa del aire. Entonces tenemos que:

Aw = Humedad relativa (%) / 100

La actividad de agua tendr un valor mximo de 1 y mnimo de 0. Cuanto menor es este valor, menor ser la susceptibilidad del alimento a deteriorarse.

Si el agua en un alimento interacciona fuertemente con otros compuesto del propio alimento como iones (por ejemplo, la sal), molculas polares (por ejemplo la glucosa) o apolares (por ejemplo, los cidos grasos) menor ser la actividad de agua y menor por tanto el peligro que presente de deterioro. Si el alimento que hemos citado con anterioridad tiene un agua que interacciona con otros compuestos, saldr menos agua al aire de la atmsfera y por tanto la humedad relativa del aire sera menor con lo que la actividad de agua que obtendramos sera menor.

La actividad de agua en un alimento que est por encima de la temperatura de congelacin estar en funcin de:

Contenido de agua del alimento: A mayor contenido, mayor actividad de agua

Temperatura: A mayor temperatura, mayor actividad de agua.

Por el contrario, en los alimentos congelados la actividad de agua tan slo est en funcin de la temperatura por lo que no ser un valor importante en este caso (por ejemplo, todos los alimentos congelados a -25C, Aw=0,79).

Se suelen construir isotermas de sorcin de alimentos para conocer la actividad de agua de cada alimento a una determinada temperatura segn su contenido en humedad. En dichas isotermas se representa la actividad de agua de un alimento frente a su contenido acuoso. Para ello, o bien se va deshidratando un alimento y se va midiendo su actividad de agua (seran isoterma de desorcin), o bien se deshidrata un alimento y luego se va rehidratando y se mide su actividad de agua en los diferentes contenidos de humedad (sera la isoterma de resorcin o adsorcin). Todo ello a temperaturas de 20C aproximadamente.

Al realizarse estas mediciones se debe tener en cuenta el fenmeno denominado histresis que es la diferencia en el valor de actividad de agua que se obtiene para un mismo alimento segn su contenido de humedad en funcin de si se est rehidratando o deshidratando un alimento. Si el alimento se rehidrata tendr un valor de actividad de agua mayor para un mismo contenido de humedad que si se est deshidratando. Ello es debido a que los alimentos tienen capilares en su estructura y al extraerse el agua, estos capilares se obturan, se cierran. Al rehidratar el alimento cuesta ms que el agua vuelva a entrar en dichos capilares e incluso en muchas ocasiones no podr entrar por lo que quedar mayor cantidad de agua disponible y ser mayor la actividad de agua.

En las isotermas de sorcin se pueden observar tres fases:

1.- Actividad de agua entre 0 y 0,2

Es agua que est fuertemente ligada en el alimento. Esta agua forma una capa monomolecular sobre solutos del alimento por lo que se le suele llamar agua monocapa. Es agua prcticamente imposible de extraer si no se destroza el alimento, no es congelable ni siquiera a temperaturas de -40C y no est disponible para las reacciones qumicas ni como reactivo, ni como disolvente. Representa en los alimentos en torno al 0,5%. Suele ser, por ejemplo, el agua que forma puentes de hidrgeno con protenas o con los grupos hidroxilo de los glcidos.

2.- Actividad de agua entre 0,2 y 0,8

Es agua dbilmente ligada. Esta agua est interaccionando con el agua monocapa, en lugar de con los solutos, por puentes de hidrgeno. Igualmente se considera agua dbilmente ligada a la que se encuentra condensada en los poros capilares de los alimentos. Esta agua es disponible para reacciones qumicas pero no para los microorganismos. Representa al 5% del agua presente en un alimento incluyendo el agua monocapa.

3.- Actividad de agua superior a 0,8

Es agua que no presenta ningn tipo de influencia por parte de los solutos. Es agua disponible y de gran movilidad. Esta agua se puede intercambiar con el agua multicapa. Se denomina tambin agua de la fase masiva y existen dos tipos:

Agua libre: La que no est atrapada. Est por ejemplo entre las clulas de una manzana, en el espacio intercelular.

Agua atrapada: Esta atrapada en una estructura como por ejemplo en el flan.

En el eje de las X estara representado el contenido de humedad del alimento.En el eje de las Y estara representada la actividad de agua del alimento.Desde la primera flecha hacia la izquierda: agua monocapa. Aw = 0-0,2Entre las dos flechas: Agua multicapa. Aw = 0,2-0,8.Desde la segunda flecha hacia la derecha: Agua libre. Aw = 0,8-1.

Las isotermas presentan gran inters ya que a partir de ellas se pueden predecir de forma aproximada las actividades de agua de mezclas de alimentos si conocemos las isotermas individuales de cada componente y la concentracin en la que se van a presentar en el alimento mezcla.

El crecimiento microbiano se puede dar en actividades de agua a partir de 0,8 de forma general. En el caso de las bacterias a partir de 0,91. En el caso de levaduras 0,88 y en el de mohos 0,8. Las bacterias halfilas, mohos xerfilos y levaduras osmfilas pueden crecer con actividades de agua inferiores a 0,8 pero nunca inferiores a 0,6. As pues, si reducimos la actividad de agua de un alimento por debajo de valores de 0,8 ser muy seguro microbiologicamente hablando.

La reaccin de Maillard se favorece con valores de actividad de agua entre 0,4 y 0,7. Por debajo y por encima de estos valores la reaccin se ver inhibida.

La reaccin de oxidacin de lpidos se ve inhibida con actividades de agua entre 0,2 y 0,4. Con valores por debajo y por encima se ve favorecida siendo la nica reaccin de deterioro de un alimento que se puede producir con valores de actividad de agua por debajo de 0,2.

Las reacciones enzimticas se favorecen a partir de actividades de agua de 0,4 y a medida que aumenta esta cifra, se favorecen en mayor medida. Una buena solucin, como ya vimos, para no tener problemas con este tipo de reacciones es someter al alimento a un escaldado.

En resumen, actividades de agua por debajo de 0,8 hacen al alimento muy seguro de un posible problema microbiolgico pero no se inhiben las reacciones qumicas y bioqumicas, en tanto que con actividades de agua por debajo de 0,3 los alimentos sern muy seguros en todos los aspectos, salvo con reacciones de oxidacin.

En la congelacin se da una disminucin de la disponibilidad del agua ya que parte esta se encuentra en forma de hielo pero se da concentracin de solutos en el agua que no est congelada y se pueden dar problemas dado que este agua ha modificado su PH, potencial redox, etc. En cualquier caso, las bajas temperaturas reinantes son las que hacen los alimentos bastante seguros dado que no pueden crecer microorganismos y se ven inhibidas las reacciones qumicas y bioqumicas para las cuales, por otra parte, se pueden tomar otra serie de medidas para inhibirlas an ms.

Por lo tanto, con todo lo visto hasta ahora sabemos que a medida que se disminuye la cantidad de agua que tiene un alimento, ste es ms seguro. A continuacin vamos a ver los diferentes mtodos existentes para deshidratar los alimentos y las ventajas y desventajas de unos con respecto a otros.

MTODOS DE DESHIDRATACIN DE ALIMENTOSEvaporacinLa evaporacin consiste en la eliminacin del agua de un alimento por ebullicin. El agua tiene el punto de ebullicin en 100C a presin atmosfrica (101.325 Pa) en tanto que los solutos contenidos en ella tienen un punto de ebullicin superior por lo que si se somete al alimento a temperaturas por encima del punto de ebullicin del agua y por debajo del punto de ebullicin de los solutos, se consigue disminuir en contenido de agua del alimento y concentrarlo.

Con la evaporacin se consiguen las siguientes ventajas:

Aumento de la vida til del alimento por reduccin de su actividad de agua.

Cambio del aroma y color del alimento (puede ser deseable pero tambin en ocasiones indeseable).

Concentracin de los alimentos antes de someterlos a congelacin, esterilizacin, etc. reduciendo su forma y peso con lo que las siguientes operaciones sern ms baratas. Igualmente el transporte ser ms barato dado que en un viaje se puede transportar mayor cantidad de alimento, que luego puede ser rehidratado. Esto tambin es una ventaja para el resto de mtodos seguidos par disminuir el contenido de agua de alimentos y que describiremos ms tarde.

Como medio de calefaccin se utiliza vapor de agua dado que se puede transportar fcilmente de un sitio a otro y porqu al condensar cede su calor latente de vaporizacin que es alto (unas 540 Kcal / Kg.).

La evaporacin se utiliza por ejemplo en los zumos, leche, azcar, etc. En el caso del azcar, se extrae lquido de la remolacha mediante agua caliente y seguidamente se concentra el azcar diluido en el agua mediante evaporacin. Finalmente por concentracin del soluto, el azcar cristaliza.

El funcionamiento bsico de un evaporador es el siguiente:

La alimentacin entra en la cmara de ebullicin. Por otro lado existe otra cmara llamada calandria donde entra el vapor de agua o vapor vivo que condensar cediendo el calor latente de vaporizacin. Al aumentar la temperatura la alimentacin, dado que recoge el calor latente de condensacin del vapor vivo, parte se mantiene lquido y parte se transforma en vapor con lo que habr tres salidas en el condensador: una del vapor condensado a partir del calor vivo que tendr una masa igual a la del vapor vivo que ha entrado, otra que es el vapor producido por la evaporacin de parte de la alimentacin introducida, y finalmente la alimentacin lquida concentrada ya que en parte se ha evaporado.

Los evaporadores suelen operar a presiones por debajo de la atmosfrica para que no sea necesario elevar la temperatura de la alimentacin hasta 100C para que evapore el agua y de esta forma se ahorre energa calorfica, aumentando as el rendimiento de la operacin, y de esta forma tambin se conservarn en mayor medida las propiedades organolpticas y nutritivas de la alimentacin.

El vapor producido a partir de la alimentacin se introduce en un condensador donde contactar con tubos que contienen lquido de enfriamiento y condensar.

Existen muchos tipos de evaporadores: evaporadores de simple efecto o de mltiple efecto (doble, triple, cudruple,etc.) y evaporadores de circulacin forzada, de calandria externa, de tubos largos, de placas, de flujo expandido, etc.

La concentracin de los alimentos por evaporacin suele ser ms barata que por otros mtodos pero tiene el inconveniente de que al aplicarse alta temperatura, se pierden propiedades nutritivas, y organolpticas (sabores, aromas, colores diferentes al original, etc.).

CrioconcentracinEs la concentracin del alimento por congelacin. Consiste en la cristalizacin fraccionada del agua en hielo y eliminacin posterior por separacin mecnica o lavado en columna.

Por este mtodo se consigue eliminar agua del alimento sin daar las propiedades nutritivas y organolpticas del alimento pero como contrapartida el coste de la operacin es superior a otros mtodos y la capacidad de produccin es inferior.

El coste elevado se debe a los costes de refrigeracin y los costes de instalaciones y funcionamiento. Por ello este mtodo es de uso limitado y tan solo se emplea para productos de alto valor aadido como zumos, caf aceite, vinagres de sidra o vino y en tratamientos previos a la liofilizacin.

El funcionamiento del sistema es el siguiente:

La alimentacin entra al tanque de almacenamiento, a partir del cul se transporta por tubera y gracias a las bombas hasta el intercambiador de calor donde se congela parte de la alimentacin gracias al lquido refrigerante que hay en el intercambiador de calor que puede ser directo o indirecto de superficie rascada. Una vez la alimentacin ha salido del intercambiador de calor, es conducida a un recipiente de mezclado donde unas paletas giran a velocidad lenta y provocan el crecimiento de los cristales de hielo de la alimentacin. Por ltimo la alimentacin es conducida a un separador donde se separa la masa pastosa de hielo y el lquido concentrado. La separacin puede llevarse a cabo por varios mtodos como centrifugacin, filtracin, columna de lavado, etc. siendo este ltimo el ms eficaz.

La columna de lavado es un cilindro vertical que recibe la alimentacin por su parte inferior y que en su estructura posee un fundidor que funde los cristales de hielo y el concentrado que se encuentra entre dichos cristales escurre hacia abajo con lo que el agua que estaba en forma de hielo saldr por la parte superior del cilindro y el concentrado por la parte inferior.

Este sistema puede llevarse a cabo en una etapa o mltiples etapas. Los concentradores de mltiples etapas consumen menos energa y su capacidad de concentracin es mayor.

LiofilizacinAl igual que en el caso de la crioconcentracin, este sistema para disminuir la actividad de agua de los alimentos presenta la ventaja de no alterar las propiedades nutritivas y organolpticas del alimento tratado pero como contrapartida los gastos del proceso son mayores dado que para llevarlo a cabo se ha de aplicar congelacin, vaco y los gastos de instalaciones son mayores.

Por lo tanto este proceso tambin se emplear en alimentos con alto valor aadido como caf, championes, hierbas aromticas, zumos de fruta, carnes, mariscos, especias, etc.

Los gastos de la liofilizacin suelen ser unas cuatro veces mayores que en el caso de la deshidratacin convencional pero a cambio se producen cambios mnimos en el alimento tanto a nivel de olores y aromas, de color, de prdida de nutrientes, cambios estructurales de textura y se puede aplicar en prcticamente todos los alimento aunque por su coste se aplica slo sobre unos pocos.

Al rehidratar el alimento, se devuelven prcticamente en su totalidad las propiedades primitivas y nicamente hay que tener especial cuidado en el alimento liofilizado frente a la oxidacin ya que son susceptibles de oxidarse lo cul se puede evitar envasando los alimentos en atmsferas de gases inertes.

La liofilizacin se lleva a cabo de la siguiente forma:

1.- Congelacin del alimento: El mtodo a seguir depender de si el alimento es slido o lquido. En el caso de slidos se utiliza una congelacin rpida dando lugar a cristales pequeos que daan menos la estructura. Por el contrario, en los alimentos lquidos conviene que la congelacin sea lenta para que se forme una red cristalina con sus canales que posibilitar la salida del vapor de agua

2.- Vaco: El vaco consiste en la disminucin del la presin por debajo de la atmosfrica. El punto triple de un elemento es a la temperatura correspondiente, la presin que por encima de la cul se puede encontrar ese elemento en los tres estados fsicos posibles (slido, gaseoso y lquido) y por debajo de la cual tan solo se da el estado slido y vapor. En el caso del agua el punto triple est situado a 0C y 4,58 torr (610 Pa). Si el alimento se mantiene por debajo de esa presin y se calienta el alimento, el hielo sublimar, es decir se convertir en vapor sin pasar por el estado lquido.

La liofilizacin se lleva a cabo en dos pasos: En primer lugar se disminuye el contenido de agua hasta un 15%, y a continuacin el contenido de agua se reduce hasta un 2% aproximadamente por deshidratacin evaporativa manteniendo el alimento a presin reducida y aumentando ms la temperatura. Finalmente, el vapor se condensa en forma de hielo en otro recinto.

Existen varios liofilizadores: por contacto, acelerados, por radiacin y de calentamiento dielctrico y por microondas.

Una vez el alimento se ha liofilizado hay que preservarlo del oxgeno, como ya hemos dicho antes, y de golpes ya que es muy frgil.

DeshidratacinLa deshidratacin es la operacin mediante la cual se pierde la gran mayora del agua presente en el alimento.

Por este mecanismo se inhiben, por disminucin de la actividad de agua y no por la temperatura que se alcanza el alimento, enzimas y microorganismos. Es un proceso ms barato que la liofilizacin y crioconcentracin y se consiguen mayores rendimientos pero a cambio se disminuye las propiedades nutritivas del alimento y sus caractersticas organolpticas, especialmente la textura.

Algunos alimentos que se someten a este tratamiento son el azcar, caf, la leche, las legumbres, nueces, etc.

Se puede llevar a cabo por ejemplo sometiendo el alimento a corriente de aire caliente o por contacto con superficies calientes. Para determinar los resultados finales que se van a obtener segn las propiedades del aire que va a recorrer el alimento, se emplean los diagramas psicomtricos.

Existen multitud de sistemas de deshidratacin como deshidratadores de aire caliente (de tolva, de bandejas, de lecho fluidificado, etc.), intercambiadores de calor, o deshidratadores de superficie caliente (de rodillos, o banda sin fin).

Se puede eliminar el agua de los alimentos por otros mecanismos como horneo, membranas o separacin mecnica pero hemos expuesto las ms utilizadas para disminuir la actividad de agua de un alimento en gran medida con el fin de aumentar la conservabilidad del mismo.

OBJETIVOSObjetivo General:

Determinar la cantidad de agua contenida en una muestra.

Objetivos especficos:

Determinar el porcentaje de humedad de una muestra, por el mtodo de prdida de peso en una estufa de vaco.

Determinar el porcentaje de Humedad de una muestra, por le mtodo de destilacin con solventes no miscibles.

Determinar el porcentaje de Humedad de una muestra, por le mtodo instrumental con la balanza automtica.

INTRODUCCINTodos los alimentos, cualquiera que sea el mtodo de industrializacin a que hayan sido sometidos, contienen agua en mayor o menor proporcin. Las cifras de contenido en agua varan entre un 60 y 95% en los alimentos naturales. El agua puede decirse que existe en dos formas generales: "agua libre" y "agua ligada". El agua libre o absorbida, que es la forma predominante, se libera con gran facilidad y es estimada en la mayor parte de los mtodos usados para el clculo del contenido en agua. El agua ligada se halla combinada o absorbida. Se encuentra en los alimentos como agua de cristalizacin (en los hidratos) o ligadas a las protenas. Estas formas requieren para su eliminacin en forma de vapor un calentamiento de distinta intensidad. Parte de la misma permanece ligada al alimento incluso a temperatura que lo carbonizan. As pues, la frase "% de agua" apenas significa nada menos que se indique el mtodo de determinacin usado.

ANTECEDENTESMtodo por prdida de peso con estufa de vacoLa eliminacin del agua de una muestra requiere que la presin parcial de agua en la fase de vapor sea inferior a la que alcanza en la muestra; de ah que sea necesario cierto movimiento del aire; en una estufa de aire se logra abriendo parcialmente la ventilacin y en las estufas de vaco dando entrada a una lenta corriente de aire seco.

La temperatura no es igual en los distintos puntos de la estufa, de ah la conveniencia de colocar el bulbo del termmetro en las proximidades de la muestra.

Las variaciones pueden alcanzar hasta mas de tres grados en los tipos antiguos, en los que el aire se mueve por conveccin. Las estufas mas modernas de este tipo estn equipadas con eficaces sistemas de termoestatacin y sus fabricantes afirman que la temperatura de las distintas zonas de las mismas no varan en ms de un grado centgrado.

Los alimentos ricos en protenas y azcares reductores deben, por ello, desecarse con precaucin, de preferencia de una estufa de vaco a 60 C.

Mtodo por Destilacin con Solventes no MisciblesEl mtodo de destilacin mas frecuentemente utilizado (mtodo de Bidwell Sterling), mide el volumen de agua liberada por la muestra durante su destilacin continua junto con un disolvente no miscible. El agua se recoge en un colector especialmente diseado con una seccin graduada en la que se separa el disolvente y se mide; el disolvente retorna, por rebosamiento, al matraz de destilacin. Ofrece un inconveniente que es comn a todos los mtodos de determinacin del contenido en agua en los que la muestra se calienta, y es que tambin mide el agua formada por la temperatura de destilacin, por descomposicin de los constituyentes de la muestra analizada.

Tanto la A.O.A.C como la A.S.T.A han adoptado este mtodo para la determinacin del contenido en agua de las especies, utilizando tolueno (la A.S.T.A. utiliza benceno para las especias ricas en azcares). A pesar de sus limitaciones, este mtodo ofrece algunas ventajas, especialmente si se seleccionan bien los disolventes:

1. La temperatura se mantiene constante, la del punto de ebullicin del disolvente.

2. puede seguirse la marcha de la velocidad de destilacin por simple inspeccin visual; Cuando se aclara en el colector la capa superior del disolvente la destilacin ha concluido.

3. Es un mtodo mas rpido que las tcnicas de deshidratacin.

4. No precisa aparatos complicados.

Mtodo Instrumental con la Balanza automtica OHAUSEst constituido por una balanza con capacidad para 10 grs 0,01 de muestra y sobre su platillo est colocada una lampara de luz infrarroja a la derecha del platillo estn dos diales similares, uno permite controlar la intensidad de calor (Watt) que se suministra a la muestra y el otro permite controlar el tiempo de exposicinal mismo. En la parte frontal del instrumento est una pantalla sobre la que aparecen dos escalas, hacia la izquierda una de peso en gramos, y a la derecha otra de porcentaje de humedad, del cero hacia arriba el peso de la muestra. A la derecha de la pantalla est un dial que permite tarar el instrumento.

Materiales, Equipos y Reactivos Utilizados:

Balanza analtica.

Balanza OHAUS para determinacin de humedad.

Estufa con accesorios para hacer vaco.

Desecador de vidrio con silica gel.

Cpsula de porcelana.

Trampa de Bidwell Sterling de 5 ml.

Condensador.

Vaselina Neutra.

Soporte Universal.

Pinzas de dos puntas.

Algodn.

Tolueno p.a.

Baln con boca esmerilada de 500 ml.

RESULTADOS (SIN COMENTARIOS)1.-) Mtodo por prdida de pesio con estufa de vaco:

Cpsula = 47,1367 grs.

+ 0,5 grs. (leche en polvo)

47,6367 grs. Con la muestra

Inicial Despus de 2 horas

Presin K.Pa 84 85

Temp.. 66 C 74 C

MmHg 24 24,5

Luego de la estufa 47,6265 grs.

2.-) Mtodo por destilacin con solventes no miscibles:

volumen de agua en la columna = 3,1

muestra: delicia de jamn y queso (Oscar Mayer).

3.-) Mtodo Instrumental con la Balanza analtica OHAUSS.

% de humedad = 9,4%

Intensidad = 5,5 wattas

Tiempo = 8 minutos.

POST LABORATORIOD tres razones para determinar el contenido de humedad de un alimento:

El agua, si est presente por encima de ciertos niveles, facilita el desarrollo de los microorganismos.

La humedad del trigo debe ajustarse adecuadamente para facilitar la molienda.

La cantidad de agua presente puede afectar la textura: por ejemplo en las carnes curadas.

La determinacin del contenido de agua representa una va sencilla para el control de la concentracin en las distintas etapas de la fabricacin de alimentos.

Los materiales pulverulentos se aglomeran en presencia de agua, por ejemplo azcar y sal.

Cual es la principal objecin al uso de procedimientos de destilacin para la determinacin de humedad en los alimentos?:

El mtodo de destilacin no es aconsejable para la determinacin de pequeas cantidades de agua en una muestra, debido a que este mtodo da frecuentemente resultados bajos, por las gotas de agua que se adhieren al condensador, a veces.

Nombre y describa el mtodo recomendado para la determinacin de humedad en alimentos con niveles bajo e intermedio de humedad:

Mtodo de Karl Fischer.

La determinacin de agua segn el mtodo de Karl Fischer suele emplearse cuando la determinacin de agua o de humedad por prdida de peso es imprecisa (es decir, aquellos alimentos que tienen un contenido de humedad bajo). El punto final de la reaccin se detecta gracias al exceso de yodo que se produce en el recipiente de valoracin cuando ya no queda agua. El yodo se detecta visual, fotomtrica o. Como aqu se describe, electromtricamente.

A pesar de que la necesidad de utilizar procedimientos bastantes exactas para calibrar el proceso y de impedir la captacin de humedad limita el nmero de muestras analizadas, muchos analistas recomiendan el mtodo de Karl Fischer como procedimiento de referencia, particularmente para la determinacin de bajos niveles de humedad en los alimentos (es decir, < 10 %), a los que se adapta mejor en particular.

El mtodo de Karl Fischer se emplea en primer lugar para materiales cuyo contenido de agua es considerablemente bajo, por ejemplo, azcar de pastelera, chocolates, melazas y legumbres secas.

Discusin de Resultados:

1. El porcentaje de humedad obtenido fue de "2,04 %H" segn las normas COVENIN el mximo es de 0,22 % para ocho horas con una cantidad de la muestra (2 3 gr). Debido a que trabajamos con 2 horas y 0,5 gr de la muestra deducimos que por tal razn nuestro porcentaje de humedad es alto.

2. Los mtodos de destilacin directa para la determinacin de humedad implican la destilacin q reflujo de los alimentos con un lquido inmiscible con el agua, menos denso que ella y normalmente con un punto de ebullicin ms adecuado en este caso el tolueno. El agua ms densa, cae a la parte inferior del tubo graduado donde mide el volumen que result 3,1 ml.

3. Humedad en la harina max 13,5 %. El contenido de humedad de las harinas varan de acuerdo con el acondicionamiento del trigo; as como con las condiciones climticas. Se deduce que las harinas contienen gran cantidad de agua unida de ah que los valores obtenidos en los mtodos de secado varan considerablemente segn la temperatura de trabajo. El mximo de contenido de humedad segn las normas COVENIN en la harina es de 13,5%. Pero para (D pearson)el mximo de humedad de 15 minutos es de 12 15% humedad.

NORMA VENEZOLANALECHE Y SUS DERIVADOSDETERMINACIN DE HUMEDADCOVENIN 1077:1997 (2 Revisin)1 OBJETO:

Esta Norma Venezolana contempla el mtodo de ensayo para la determinacin del contenido de humedad en leche en polvo.

2 REFERENCIAS NORMATIVAS:

La siguiente norma contiene disposiciones que al ser citadas en este texto, constituyen requisitos de esta Norma Venezolana. La edicin indicada est en vigencia en el momento de esta publicacin. Como toda norma est sujeta a revisin se recomienda, a aquellos que realicen acuerdos en base a ellas, que analicen la conveniencia de usar la edicin mas reciente de la norma citada seguidamente.

COVENIN 938 83 leche y sus derivados. Mtodos para la toma de muestra de leche y productos lcteos.

3 DEFINICIONES:

Para los propsitos de esta Norma Venezolana COVENIN se aplican l siguiente definicin:

3.1 Humedad: es aquella que se pierde bajo las condiciones que se realiza el presente ensayo.

4 APARATOS:

4.1 Balanza analtica con apreciacin de 0,1 mg.

4.2 Cpsula de Nquel, aluminio o pesa filtro de vidrio, con su tapa para determinaciones de humedad, de 90 a 100 mm de dimetro de fondo plano.

4.3 Desecador con cloruro de calcio anhidro u otro material apropiado.

4.4 Estufa de aire con control variable de temperatura.

5 PREPARACIN DE LA MUESTRA:

5.1 Leche en polvo:

antes de abrir la muestra para el anlisis, homogeneice bien por agitacin o por inversin y giro del recipiente. Evite la humedad y la temperatura excesiva cuando abra el recipiente.

5.2 Queso:

5.2.1 Quesos duros o semiduros: Cortar la muestra en trozos y moler en un procesador de alimentos o rallar finamente y mezclar. Conservar en envases hermticos.

5.2.2 Quesos blandos: colocar de 300 a 600 g en un envase de licuadora de 1 litro previamente enfriado a una temperatura < 15 C y licuar por 2 5 minutos, hasta obtener un aparta homognea. Conservar en envases hermticos.

5.3 Crema:

antes de tomar la porcin de ensayo, homogeneizar la muestra por agitacin utilizando un agitador manual hasta obtener una emulsin uniforme. Si la muestra es muy espesa calentar a 30 35 C y mezclar. Si se observan separaciones de grasa calentar a 38 C en un bao de Mara y agitar vigorosamente. Evitar el sobrecalentamiento. Pesar la muestra inmediatamente.

6 PROCEDIMIENTO:

6.1 Desecar la cpsula o pesa filtro con su tapa en la estufa a 99 C 1 C por un periodo no menor de dos hors o por toda la noche, enfriar en el desecado y pesar determinndose de esta manera la tara inicial.

6.2 En la cpsula previamente tarada, pesar exactamente alrededor de 2 g 3 g de la muestra a analizar, tomada segn la norma COVENIN 938.

6.3 Colocar la cpsula con la muestra en la estufa a 99 C 1 C hasta peso constante o por un periodo de 7 horas.

6.4 Retirar la cpsula de la estufa, colocar en un desecador por 45 minutos y pesar.

7 EXPRESIN DE RESULTADOS:

Calcular el contenido de humedad libre presente en la muestra mediante la siguiente expresin:

Donde:

Pi = Masa inicial de la muestra en gramos.

Pf = Masa final de la muestra en gramos.

8 REPETIBILIDAD:

La diferencia entre dos resultados de dos determinaciones efectuadas por el mismo analista en las mismas condiciones, no debe ser mayor de 0,22%.

CONCLUSINA veces es difcil la determinacin exacta del contenido total en agua. En la prctica es suficientemente apropiado cualquier mtodo que proporciones una buena repetibilidad con resultados comparables, siempre que ese mismo procedimiento se siga estrictamente en cada ocasin. Tambin son vlidos ciertos mtodos especialmente rpidos, siempre que los resultados se contrasten con los obtenidos mediante algn otro procedimiento ms convencional. Los mtodos principales para la estimacin de la humedad son:

Mtodos de secado, en los cuales el agua se elimina por el calor o por agentes desecantes. Son los mtodos ms comunes para valorar el porcentaje de humedad en los alimentos; aunque estos mtodos dan buenos resultados que pueden interpretarse sobre bases de comparacin, es preciso tener presente que:

Algunas veces es difcil eliminar por secado toda la humedad presente.

A cierta temperatura el alimento es susceptible de descomponerse.

En los cereales, las prdida de peso debida a la volatilizacin aumentan conforme se incrementa la temperatura de secado.

Mtodos de destilacin, en los cuales para la determinacin de humead implica la destilacin a reblujo de los alimentos con un lquido no miscible con el agua, menos denso que ella y normalmente con un punto de ebullicin ms elevado por ejemplo, tolueno (p. Eb., 110 C) o xileno (p. Eb., 140 C).

BIBLIOGRAFAF.L. Hart, H.J. Fischer, Anlisis Moderno de los Alimentos, Editorial Acribia. Zaragoza (Espaa) Pg. 1 4.

D. Pearson, Tcnicas de Laboratorio para el Anlisis de Alimentos, Editorial Acribia. Espaa Pg. 41

R. Matissek, M. Schnepel, G. Steiner, Anlisis de los Alimentos, Editorial Acribia, S.A. Zaragoza (Espaa) 1992. pg. 4 5.

D.R. Osborne, P. Voogt, Anlisis de los Nutrientes de los Alimentos, Editorial Acribia, S.A. Espaa. 1986. Pg. 52 53.

H. Egan, R.S. Kirk, R. Sawyer, Anlisis Qumicos de Alimentos de Pearson, Compaa Editorial Continental, S.A. De C.V. Mxico. 1987. Pgs 20 21

humedad relativa

es el cociente en la humedad absoluta y la cantidad mxima de agua que admite el aire por unidad de volumen. Se mide en tantos por ciento y est normalizada de forma que la humedad relativa mxima posible es el 100%.

Una humedad relativa del 100% significa un ambiente en el que no cabe ms agua. El cuerpo humano no puede transpirar y la sensacin de calor puede llegar a ser asfixiante. Corresponde a un ambiente hmedo. Una humedad del 0% corresponde a un ambiente seco. Se transpira con facilidad

La temperatura ambiente es uno de los factores que ms condicionan la comodidad humana en un recinto pero no el nico.Sin embargo la sensacin de calor, de acaloramiento, no slo depende de la temperatura sino de la capacidad de cuerpo humano para transpirar. Esencialmente el proceso de transpiracin es la evaporacin de agua a travs de la piel humana. Al evaporarse el agua, el cuerpo humano necesita suministrarle una cierta cantidad de calor (llamada calor latente). Esa prdida de calor nos hace sentir un cierto frescor. La humedad relativa es una medida del contenido de humedad del aire y, en esta forma, es til como indicador de la evaporacin, transpiracin y probabilidad de lluvia convectiva. No obstante, los valores de humedad relativa tienen la desventaja de que dependen fuertemente de la temperatura del momentoLa psicrometra es la parte de la meteorologa que estudia las propiedades fsicas y termodinmicas de la atmsfera. La humedad atmosfrica es la cantidad de vapor de agua contenida en el aire y vara segn las condiciones climatolgicas, est presente en la troposfera (desde el nivel del mar hasta una altura media de 11 km) y vara de 0 a 25 % en volumen.

Aire hmedo = aire seco + vapor de agua.

El comportamiento de la mezcla de aire seco y vapor de agua sigue la ley de Dalton de las presiones parciales, de acuerdo a sus respectivas propiedades. (La presin total de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales de sus componentes. Pt = p1 + p2 + p3 + ... y la presin parcial es la presin que ejercera cada componente en las mismas condiciones del sistema).

La presin atmosfrica es la suma de la presin del aire seco y la presin del vapor de agua.

La presin del vapor de agua depende del nmero de molculas presentes en un determinado volumen y, por lo tanto, de la masa del vapor de agua por unidad de volumen y vara con la temperatura. Se mide en mm de Hg o en milibares (mb). 1mb = 0.75 mm de Hg. El valor ms alto de la presin (tensin) de vapor de agua se observa en las regiones tropicales cerca de la superficie del mar y es de aproximadamente 30 mb. Los aparatos que se usan para medirla son el espectrgrafo de masas y los radioistopos (porque dan mediciones muy precisas).

Presin de vapor a saturacin. Es la presin de vapor ejercida por el vapor de agua contenido en un volumen de aire saturado a la temperatura del aire contenido es ese volumen.

Humedad absoluta es el nmero de gramos de vapor de agua contenido en un metro cbico de aire a una temperatura y presin determinadas. Se expresa en g (de vapor de agua)/m3 (de aire) a una presin y temperatura especificadas.

La humedad especfica se expresa en g (de vapor de agua)/kg. (de aire hmedo).

Mezcla de humedad es la relacin entre la cantidad (masa) de vapor de agua y la cantidad (masa) de aire seco, y se expresa en g (de vapor de agua)/kg. (de aire seco).

Humedad relativa (HR). Al contenido de agua en el aire se le conoce como humedad relativa y se define como el porcentaje de saturacin del aire con vapor de agua, es decir, es la relacin entre la cantidad de vapor de agua que contiene un metro cbico de aire en unas condiciones determinadas de temperatura y presin y la que tendra si estuviera saturado a la misma temperatura y presin. La humedad relativa de una muestra de aire depende de la temperatura y de la presin a la que se encuentre.

HR = e/E(100) = presin de vapor actual/presin de vapor a saturacin(100).

Para medir la humedad relativa del aire se utilizan el higrmetro y los psicrmetros que los hay de diferentes tipos.

Para la comodidad personal la humedad relativa es un factor importante porque cuando es baja causa una un exceso de prdidas de calor del cuerpo por evaporacin de agua, provocando resequedad de la piel y de las membranas mucosas. Cuando la humedad es alta, el sudor no se evapora con facilidad y el cuerpo no puede enfriarse adecuadamente. Cuando se enfra aire hmedo en ausencia de superficies slidas sobre las cuales pueda producirse la condensacin, la presin parcial del agua puede ser superior a la presin de vapor del agua a esa temperatura, por lo que se dice que el aire est sobresaturado de vapor de agua.

Cuando el sistema est en condiciones metaestables (casi en equilibrio) y se perturba, se puede provocar una condensacin repentina que se manifiesta formando neblina o pequeas gotas lquidas. Punto de roco. Es la temperatura a la cual el aire queda saturado por enfriamiento sin adicin de vapor de agua y a presin constante (proceso isobrico). Cualquier disminucin posterior de temperatura (enfriamiento) produce condensacin, as se forma la niebla y el roco. Tambin puede decirse que es la temperatura a la que el vapor de agua de la atmsfera empieza a condensarse (la temperatura del termmetro seco y hmedo del psicrmetro son iguales). Para cualquier temperatura de punto de roco el contenido de vapor de agua es constante, independientemente de las temperaturas seca y hmeda. Este concepto es muy til para expresar la humedad atmosfrica, ya que se usa para pronosticar la probabilidad de formacin de niebla y nubes, etc.

Sensores de humedad para aplicaciones industriales

Enviado por anselmo_gutierrez Anuncios Google:BVT Technologies, a.s.Screen printed electrodes and tools Starting kit, connectors, pump, etc | www.bvt.czMobrey Level MeasurementIndustry proven level switches and transmitters, 100 years experience. | www.mobrey.comPartes: 1, 2Indice1. Introduccin2. Precisin en la medicin de la humedad3. Parmetros tpicos para determinar la humedad4. Consideracin de los distintos tipos de sensor y sus aplicaciones 5. Aplicacin de campo de los sensores6. Estndares de calibracin7. Definiciones1. IntroduccinPodra decirse que la humedad juega un rol en todos los procesos industriales. El solo hecho de que la atmsfera contiene humedad hace que, por lo menos, se estudie su efecto en el almacenamiento y operacin de los distintos productos y dispositivos. El alcance que la influencia de la humedad podra tener en cualquier proceso industrial puede variar pero es esencial que al menos sea monitoreada, y en muchos casos controlada. Se puede decir que la humedad es una propiedad ms difcil de definir y medir que sus parmetros asociados como pueden ser la presin y temperatura. La medicin de la humedad es un proceso verdaderamente analtico en el cual el sensor debe estar en contacto con el ambiente de proceso a diferencia de los sensores de presin y temperatura que invariablemente se encuentran aislados del proceso por protecciones conductoras del calor o diafragmas respectivamente. Esto tiene, por supuesto, implicancias en la contaminacin y degradacin del sensor en niveles variables dependiendo de la naturaleza del ambiente.En este trabajo vamos a revisar distintas tecnologas de sensores de humedad y sus tpicas aplicaciones en el contexto de los rangos de medicin para los que son ms apropiados.Los efectos de la contaminacin, de alta significacin dada la naturaleza analtica de las mediciones, se evalan brevemente.Como conclusin se sugiere que si el costo inicial no es de gran importancia, el higrmetro ptico de punto de roco o sensor de espejo enfriado, ofrece el ms preciso, repetible y confiable mtodo para la medicin de humedad con el rango de mayor amplitud posible.En este trabajo vamos a poner el acento en los sensores que miden el contenido de agua en los gases mencionando que hay otra familia de dispositivos basados en la absorcin de microondas que se utilizan para determinar el nivel de humedad en los ms diversos compuestos de uso industrial o alimentos como pueden ser: cereales, caf, madera, pulpa de papel, adhesivos etc. Normalmente estos elementos cambian sus propiedades dielctricas a medida que absorben el agua hecho que se toma como base para la aplicacin de mediciones basadas en microondas.

2. Precisin en la medicin de la humedadLos fabricantes y laboratorios de calibracin buscan determinar la calidad del desempeo de los dispositivos para la medicin de humedad, esto es, que tanto las especificaciones y como los datos de calibracin reflejen la operacin real de los sensores.Podemos definir la precisin de un sensor como la desviacin con respecto a un patrn de laboratorio. Esta caracterstica es afectada por los siguientes factores:

Temperatura y humedad a la que fue calibrado el sensor

Dependencia de la calibracin con la humedad y la temperatura, muchos sensores son no-lineales y casi todos varan con la temperatura

Como afecta al sensor el envejecimiento y la velocidad de envejecimiento

Que tan sensitivo es el sensor a los contaminantes

Que precisin tiene el estndar usado para construir el sensor y su certificacin

A causa de estas variaciones es de notar que una declaracin de una precisin 1% es poco representativa del desempeo efectivo en el mbito de operacin del sensor. Por ejemplo un sensor con una precisin especificada de fbrica del 1% podra, despus de operar durante 6 meses, caer hasta una precisin de 6% mientras que otro sensor con una precisin de fbrica de 2% podra, luego de operar 6 meses en la misma aplicacin, tener una precisin del 2%.

3. Parmetros tpicos para determinar la humedadMedicin de la humedad relativa (RH)La medicin de la humedad relativa consiste en la relacin entre la presin parcial del vapor de agua en el gas de que se trate y la presin de saturacin del vapor, a una temperatura dada. Por lo tanto la humedad relativa es funcin de la temperatura. La medicin es expresada como un porcentaje. La humedad relativa es un parmetro utilizado principalmente en aplicaciones ambientales (ej. acondicionamiento de aire) o mediciones meteorolgicas ya que impacta directamente en el confort humano. Cuando los niveles de humedad relativa son bajos puede producirse electricidad esttica que dae al equipamiento electrnico.

Medicin del punto de roco/escarcha (D/F PT)El punto de roco es la temperatura, por sobre los 0 grados, al cual el vapor de agua presente en el gas condensa. El punto de escarcha es la temperatura, por debajo de 0 grados, a la cual el vapor se cristaliza en hielo. El punto D/F PT es funcin de la presin del gas pero independiente de su temperatura, y por lo tanto se lo considera una magnitud fundamental.Los puntos de roco y escarcha son utilizados cuando la sequedad de un gas es relevante, esto es en procesos en los que debe evitarse la condensacin de el vapor de agua a bajas temperaturas. El punto de roco se usa tambin como un indicador del contenido de vapor de agua en procesos de alta temperatura como el secado industrial.

Partes por milln (PPM)Expresin del contenido de vapor de agua por fraccin de volumen (PPMv) o, si es multiplicado por la relacin entre el peso molecular del agua y el aire como PPMw.Este parmetro es ms dificultoso de conceptualizar porque est fuera del alcance del cuerpo humano detectar los cambios de esta magnitud en la atmsfera. Este trmino y los asociados como pueden ser: El termino PPM u otrs asociados como la relacin de mezcla, el porcentaje de volumen y la humedad especfica, se utilizan cuando el vapor de agua es una impureza o un componente definido en una mezcla de gases que participa de un proceso industrial. Un ejemplo prctico de su aplicacin son los gases de uso medicinal, como pueden ser el xido nitroso, dixido de carbono y oxgeno cuando son utilizados en operaciones quirrgicas que deben tener un contenido de humedad menor a 60ppm.

4. Consideracin de los distintos tipos de sensor y sus aplicacionesNo existe un tecnologa de medicin que sea apropiada para todas las aplicaciones. Algunas de las tecnologas tpicamente usadas son:Tcnicas para la medicin de humedad relativaLas mediciones de humedad relativa puede ser hecha por sensores basados en: psicometra, desplazamiento, resistivos, capacitivos y por absorcin de lquido. Algunos de los cuales describimos.

Psicometra por bulbo hmedo/bulbo secoLa psicometra desde hace tiempo es uno de los mtodos ms populares para el monitoreo de la humedad debido a su simplicidad e inherente bajo costo. Un psicometro industrial tpico consiste de un par de termmetros elctricos acoplados, uno de los cuales opera en estado hmedo. Cuando el dispositivo funciona la evaporacin del agua enfra el termmetro humedecido, resultando una diferencia medible con la temperatura ambiente o la temperatura del bulbo seco. Cuando el bulbo hmedo alcanza sus mxima cada de temperatura la humedad puede determinarse comparando la temperatura de los dos termmetros en una tabla psicomtrica.El psicmetro provee una alta precisin en las proximidades del punto de saturacin (100% RH) y es fcil de operar y reparar, por otra parte a baja humedad relativa (menos del 20%) el desempeo es pobre y el mantenimiento debe intensificarse. No puede utilizarse a temperaturas menores de 0 y, siendo el propio psicometro una fuente de humedad, no pude utilizarse tampoco en ambientes pequeos o cerrados.Los psicmetros son utilizados tpicamente para control ambiental en recintos.

Psicmetro

Sensores por desplazamientoEs quizs el tipo de sensor ms antiguo y de uso comn, utiliza un mecanismo para medir la expansin o contraccin de un cierto material que es proporcional a los cambios en el nivel de humedad relativa. Los materiales ms comunes el nylon y la celulosa. Las ventajas de este tipo de sensos son el bajo costo de fabricacin y es altamente inmune a la contaminacin. Las desventajas son la tendencia a la descalibracin en el tiempo y los efectos de histresis significativos.

Sensor de bloque de polmero resistivoEstn compuestos de un sustrato cermico aislante sobre el cual se deposita una grilla de electrodos. Estos electrodos se cubren con una sal sensible a la humedad embebida en una resina (polmero). La resina se recubre entonces con una capa protectiva permeable al vapor de agua. A medida que la humedad permea la capa de proteccin, el polmero resulta ionizado y estos iones se movilizan dentro de la resina. Cuando los electrodos son excitados por una corriente alterna, la impedancia de el sensor se mide y es usada para calcular el porcentaje de humedad relativa.Por su misma estructura este tipo de sensores son relativamente inmunes a la contaminacin superficial ya que no afecta su precisin aunque si el tiempo de respuesta. Debido a los valores extremadamente altos de resistencia del sensor a niveles de humedad menores que 20% es apropiado para los rangos altos de humedad.

Sensores capacitivosLos sensores capacitivos (polmero orgnico capacitivo) es diseados normalmente con platos paralelos con electrodos porosos o con filamentos entrelazados en el sustrato. El material dielctrico absorbe o elimina vapor de agua del ambiente con los cambios de el nivel de humedad. Los cambios resultantes en la constante dielctrica causa una variacin en el valor de la capacidad del dispositivo por lo que resulta una impedancia que varia con la humedad. Un cambio en la constante dielctrica de aproximadamente el 30% corresponde a una variacin de 0-100% en la humedad relativa.El material sensor es muy delgado para alcanzar grandes cambios en la seal con la humedad. Esto permite a el vapor de agua entrar y salir fcilmente y el secado rpido para la sencilla calibracin del sensor.Este tipo de sensor es especialmente apropiado para ambiente de alta temperatura porque el coeficiente de temperatura es bajo y el polmero dielctrico puede soportar altas temperaturas. Los sensores capacitivos son tambin apropiados para aplicaciones que requieran un alto grado de sensibilidad a niveles bajos de humedad, donde proveen una respuesta relativamente rpida. A valores de humedad superiores al 85% sin embargo el sensor tiene una tendencia a saturar y se transforma en no lineal.

Efectos de la temperatura y la humedadLa salida de todos los sensores de humedad por absorcin (capacitivos, resistivos, de film resistivo etc.), se ven afectados sensiblemente por la temperatura y la humedad relativa. A causa de esto se utilizan mecanismos de compensacin de temperatura en aplicaciones que demanden alto nivel de precisin o un amplio rango de temperaturas.Cuando se compensa la temperatura de un sensor lo mejor es hacer la medicin de temperatura tan cerca como sea posible de rea activa del sensor, esto es en el mismo micro-ambiente. Esto es especialmente verdad cuando se combina la medicin de RH y temperatura par derivar el punto de rocoLos instrumentos de tipo industrial para medir humedad y punto de roco incorporan una resistencia de platino (RTD) en la parte posterior del sustrato del sensor para la integridad de la compensacin de la diferencia de temperaturas. Para estos sensores de alta temperatura no se proveen los circuitos electrnicos de acondicionamiento de seal

Las aplicaciones tpicas para los polmeros resistivos y capacitivos son

HVAC administracin de energa

Control de salas de computadora/ambientes limpios

Instrumentos porttiles

Monitoreo ambiental y meteorolgico

Humedad relativa calculada con el punto de roco y la temperaturaUn transmisor ptico de punto de roco con el agregado de medicin de temperatura podra utilizarse para obtener un valor de humedad relativa de alta precisin. Este sera un costoso mtodo para derivar un valor de una medicin primaria.

Dispositivos usados para medicin del punto de roco/escarchaLos sensores de sal saturada de cloruro de litio, xido de aluminio y de espejo ptico enfriado son utilizados para la medicin directa del D/F PT. Estos sensores proveen un amplio rango de medicin en trminos del punto de roco o escarcha.

Sensor de sal saturada de cloruro de litioEl sensor de sal saturada de cloruro de litio ha sido uno de los sensores de punto de roco ms ampliamente usados. Su popularidad es resultado de su simplicidad, bajo costo, durabilidad, y el hecho de que provee una medicin fundamental.El sensor consiste de una bobina recubierta con una tela absorbente y un arrollamiento de electrodos bifilares inertes. La bobina es revestida con una solucin diluida de cloruro de litio. Un corriente alterna se hace pasar por el arrollamiento y la solucin salina causando calentamiento por efecto joule. A medida que la bobina eleva su temperatura el agua de la sal se evapora a una tasa que es controlada por la presin de vapor de agua en el aire circundante. Cuando la bobina comienza a secarse, la resistencia de la solucin salina se incrementa produciendo una disminucin de la corriente que enfra la bobina. Este efecto de calentamiento y enfriamiento contina hasta alcanzar un punto de equilibrio en el que no hay intercambio de agua con el ambiente. Esta temperatura de equilibrio es directamente proporcional a la presin de vapor de agua o el punto de roco del aire circundante . Este valor es medido utilizando un termmetro de resistencia de platino (PRT).

Si el sensor de sal saturada se contamina puede fcilmente hacerse una recarga de cloruro de litio. Las limitaciones de esta tecnologa son un relativamente bajo tiempo de repuesta y el lmite inferior del rango de medicin impuesto por la naturaleza del cloruro de litio. El sensor no puede usarse para medir puntos de roco cuando la presin de vapor de agua cae por debajo de la presin de saturacin de vapor del cloruro de litio que ocurre cerca del 11% de humedad relativa. Los sensores de sal saturada resultan atractivos cuando el bajo costo, la resistencia ambiental, el bajo tiempo de respuesta y la moderada precisin son requeridos.

Las aplicaciones tpicas de estos sensores son:

Controles de refrigeracin

Secadores

Dehumificadores

Monitorio de lneas se suministro de aire

Equipos envasadores de pldoras

Para aplicaciones que requieren una gran precisin y un amplio rango de mediciones se deben considerar sensores del tipo electroltico de condensacin y a base de xidos.

Sensores de punto de roco de xido de aluminioLos instrumentos de xido de aluminio y sus derivados, tales como los sensores basados en cermicos o silicio, son dispositivos que de forma indirecta infieren el valor del punto de roco por la variacin de su valor de capacidad que es afectada por la humedad ambiente. Estn disponibles en una variedad de tipos, desde sistemasde bajo costo porttiles operados a batera, hasta sistemas multi-punto basados en microprocesador con la capacidad de calcular la informacin de la humedad en diferentes parmetros.Un sensor de xido de aluminio tpico es un capacitor, formado por la deposicin de una capa de xido de aluminio poroso sobre un sustrato conductor que se reviste con una delgada lmina de oro. La base conductora y la lmina de oro forman los electrodos del capacitor. El vapor de agua penetra la lmina de oro y es absorbida por el xido poroso. La cantidad de molculas de agua absorbidas determina la impedancia elctrica del capacitor que a su vez resulta proporcional a la presin de vapor de agua.Los sensores de xido son de reducido tamao. Son apropiados para medir bajos puntos de roco (-100?) y pueden operar sobre un amplio rango que abarca las aplicaciones de alta presin. Pueden utilizarse tambin para medir la humedad en lquidos y, debido al bajo consumo de potencia, son apropiados para instalaciones intrnsecamente seguras y a prueba de explosiones.Los sensores a base de xido se usan frecuentemente en la industria petroqumica y de generacin de potencia donde los puntos de roco bajos deben monitorearse en lnea con arreglos de mltiples sensores econmicos.La principal desventaja asociada con estos sensores es que son dispositivos de medicin secundaria y deben ser recalibrados frecuentemente para corregir los efectos de envejecimiento, histresis y contaminacin.

Higrmetro ptico de condensacinEl higrmetro ptico es considerado el mtodo ms preciso para la medicin del punto de roco. Esta es una medicin primaria, que mide, como su nombre indica, el punto efectivo de condensacin del gas ambiente y para el que se pueden con facilidad establecer estndares internacionales de calibracin. El sensor contiene un pequeo espejo metlico cuya superficie es enfriada hasta que el agua de la muestra de gas condense. El espejo es iluminado por un fuente de luz y su reflexin es detectada por un fototransistor. Cuando la condensacin ocurre la luz reflejada sufre una dispersin y por lo tanto disminuye la intensidad captada por el detector. Un sistema de control se encarga de mantener la temperatura de espejo en el punto necesario para mantener una delgada capa de condensacin. Un PRT embebido en el espejo mide su temperatura y por lo tanto la temperatura de punto de roco.Con el higrmetro ptico son posibles precisiones de +/- 0.2. Ciertos equipos especiales pueden tener un rango completo desde -85 hasta casi 100 de punto de roco. Los tiempos de respuesta son rpidos y la operacin est relativamente libre de problemas de prdida de calibracin.

Las aplicaciones tpicas de los higrmetros pticos de condensacin son:

Lneas de aire medicinal

Equipo electrnico refrigerado con lquido

Computadoras refrigeradas

Hornos de tratamiento trmico

Hornos de fundicin

Control ambiental de recintos

Secadores

Estndares de calibracin de humedad

Higrmetro ptico cuando empieza la medicin

Higrmetro ptico cuando alcanza el punto de medicin

Dispositivos usados para mediciones de PPMPara medir el vapor de agua en las regiones de bajo PPM se utilizan sensores electrilticos, piezo-resonadores y pticos. Cuando se hacen mediciones en este rango y utilizando el mtodo de toma de muestras, en oposicin a las tcnicas de medicin in-situ, ya que veces las condiciones del proceso, alta temperatura, presin, gases corrosivos etc., y/o cuando el tipo de tecnologa del sensor utilizada imposibilita las mediciones in-situ, es vital asegurarse que los recintos para medicin son hermticos, construidos con materiales no higroscpicos (por ejemplo acero inoxidable) y cuando se inicia la medicin, se debe permitir un tiempo adecuado para que el sistema se equilibre y seque.

Higrmetro electrolticoEl higrmetro electroltico normalmente se utiliza para la medicin de gases secos ya que provee una performance confiable para largos perodos en el rango de bajos valores de PPM. Los sensores electrolticos tpicamente requieren que el gas medido est limpio y no debera reaccionar con la solucin de cido fosfrico, aunque desarrollos recientes en la tecnologa de sensores de celda y los sistemas de acondicionamiento de muestras permiten aplicaciones ms hostiles, como pueden ser la medicin de humedad en cloruro.Los sensores electrolticos utilizan una celda revestida con una delgada capa de pentxido fosforoso (P2O5), que absorbe agua del gas bajo medicin. Cuando una corriente elctrica se aplica a los electrodos, el vapor de agua absorbido por el P2O5 se disocia en molculas de hidrgeno y oxgeno. La cantidad de corriente requerida para disociar el agua es proporcional a el nmero de molculas de agua presentes en la muestra. Este valor junto con el caudal y la temperatura se usan para determinar la concentracin de las partes por milln por volumen (PPMv) del vapor de agua. El sensor electroltico se utiliza en aplicaciones secas de hasta un mximo de 1000 PPMv y es apropiado para el uso en procesos industriales tales como gases ultra-puros, qumica fina, y produccin de circuitos integrados, etc. En cada uno de estos casos el xito de estos procesos industriales depende del mantenimiento de condiciones inertes. Esto significa que un suministro continuo de nitrgeno o argn se debe usar para purgar el ambiente de produccin. As como el mantenimiento de la pureza del gas, el contenido de vapor de agua debera mantenerse muy bajo ya que estas son las condiciones para las que el higrmetro electroltico trabaja apropiadamente.

Aplicaciones tpicas de este sensor

Generadores de ozono

Lneas de aire seco

Sistemas de transferencia de nitrgeno

Soldadura con gas inerte

En resumen, el higrmetro electroltico suministra una medicin primaria y confiable a bajos niveles de humedad, pero la precisin del dispositivo depende del mantenimiento del un flujo de muestras controlado. Las aplicaciones deben seleccionarse cuidadosamente ya que ciertos gases podran corroer y/o contaminar el sensor.

Sensor Piezo-resonanteEl sensor piezo-resonante opera con el principio de equilibrio de RH donde la absorcin de agua incrementa la masa de cristal lo que afecta directamente su frecuencia de resonancia.El sensor tiene un revestimiento sensible a la humedad ubicado sobre la superficie del cristal resonante. La frecuencia de resonancia del cristal cambia a medida que el revestimiento sensitivo a la humedad absorba o elimine vapor de agua en respuesta a los cambios en los niveles de humedad ambiente. Esta frecuencia de resonancia es comparada con mediciones similares en el gas seco o a al frecuencia de referencia a la que ha sido calibrado.

Higrmetro ptico por condensacin con capacidad mxima de enfriamientoComo se dijo previamente se dijo en la seccin sobre la medicin del punto de roco/escarcha, un higrmetro ptico de condensacin con mltiples niveles de enfriamiento, suplentado en algunos casos con enfriamiento adicional por aire o glicol/agua, puede alcanzar mediciones del punto de roco a niveles menores de -85, lo que implica contenidos de agua de 0.25 PPMv a 1 atmsfera de presin.

5. Aplicacin de campo de los sensoresEn las aplicaciones concretas de los instrumentos de medicin de humedad las especificaciones del fabricante siempre pierden algo de significacin. Las condiciones de operacin no ideales afectan de alguna manera hasta el sistema ms preciso, estas condiciones incluyen los siguientes factores:

Efectos de la temperatura: Casi todos los higrmetros son calibrados a una temperatura ambiente fija. usualmente esta temperatura es de 25C 1C por lo tanto las variaciones en la temperatura pueden afectar los resultados de la medicin. Muchos sistemas compensan este efecto ya sea electrnicamente o controlando la temperatura del sensor.

Electrnica: La instrumentacin electrnica moderna es inmune a la temperatura ambiente en los rangos normales. Sin embargo grandes oscilaciones de temperatura pueden causar errores en diversos componentes electrnicos.

Presin: Los efectos de la presin son ms fciles de cuantificar y por lo tanto ms fciles de corregir que los efectos de la temperatura. Si se conoce el valor de la presin en el punto de medicin su efecto puede corregirse totalmente a condicin de que la naturaleza del gas y su comportamiento con la presin sean conocidos.

Caudal de gas: En teorael caudal no debera afectar el nivel de humedad medido, pero en la prctica as ocurre. El excesivo caudal de gas en sistemas entubados puede producir gradientes de presin. Se debe tener cuidado para asegurar que el sistema de muestreo pueda acomodarse a las distintas condiciones de trabajo.

Contaminacin

Los problemas de la contaminacinPara entender el significado de los efectos de los potenciales efectos de la contaminacin en los sensores de humedad es apropiado volver en este punto a lo dicho en la introduccin:La humedad es una medicin analtica en la cual el sensor debe estar en contacto con el ambiente del proceso, en contraste con los sensores de humedad y presin, que invariablemente estn aislados del proceso por protecciones conductoras del calor o diafragmas respectivamente. Esto tiene implicancias en la contaminacin y degradacin del sensor en grados variables dependiendo de la naturaleza del ambiente de que se trate.En casi todos los procesos industriales hay un gran potencial de contaminacin por las partculas que pueda llevar el gas o por los contaminantes solubles que contiene la humedad que se quiere medir. Todos los sensores referidos hasta ahora son afectados por los dos tipos de contaminantes. Desafortunadamente muchos sensores no manifiestan un desempeo visiblemente defectuoso cuando resultan contaminados. Sin un chequeo peridico y recalibracin la nica forma de verificar el mal funcionamiento de un sensor es la cada en el rendimiento del sistema. El mantenimiento de los sensores pueden hacerse con sistemas de calibracin de humedad, que incluyen sales saturadas y no-saturadas y generadores de humedad.Hay dos enfoques para enfrentar el problema de la contaminacin, uno es disear los sensores para reducir los efectos de la contaminacin extendiendo su vida til. Esto podra ser inherente al diseo del sensor (como es el caso de los sensores resitivos) o el efecto de introducir algn tipo de filtro o envoltura en el sistema, por otro lado colocar barreras fsicas entre el sensor y el medio ambiente reduce la capacidad de hacer mediciones precisas y confiables, una vez contaminado el filtro podra tener el efecto de crear un microclima no representativo.Un segundo enfoque es aceptar que la contaminacin es un factor que no puede eludirse y por lo tanto disear la forma monitorearla y si es posible compensarla.Una tcnica de medicin que cae dentro de esta categora es el higrmetro ptico , que incorpora la caracterstica de auto-chequeo que puede operar en forma manual o automtica en los equipos ms sofisticados. Ya que el higrmetro ptico provee una medicin en la que el sistema de control continuamente recibe la luz de la superficie del espejo, el sensor reaccionar ante cualquier partcula o sal contenida en el vapor de agua que se deposite en la superficie del espejo. Cuando el sensor es puesto a operar por primera vez una delgada capa de condensacin se mantiene en su superficie resultando una alta precisin y repetibilidad. Pero a medida que el sensor contina su operacin, por el perodo de semanas y meses, los contaminantes se depositan gradualmente en el espejo.

Sustancias que con mayor facilidad pueden afectar el sistemaPartculasDe la misma forma que la capa de condensado disminuye la cantidad de luz reflejada desde el espejo lo hace la acumulacin de partculas no solubles en agua. Si esto ocurriese indefinidamente la lectura se producira con un gran error, por eso antes de que esto suceda el espejo debe ser limpiado, en cualquier uso industrial de estos sensores es recomendado que el espejo sea limpiado antes de que las mediciones comiencen.Las partculas pueden tambin obstruir la estructura porosa de los sensores resistivos o de film polmero y potencialmente ocasionar daos por impacto. Las partculas pueden reducir tambin la tasa de evaporacin del humidificador del psicmetro.

Contaminantes solubles en aguaA veces se encuentran contaminantes disueltos en la humedad, generalmente en la forma de sales naturales inorgnicas. Estas sales en solucin con el agua pura sobre el humidificador de psicmetro o el espejo del higrmetro ptico hacen que la presin de vapor disminuya.Esto puede resultar en un exceso de agua sobre la superficie del espejo en el punto de roco. El lazo de control detecta la prdida resultante en la recepcin de luz y entonces aumenta la temperatura del espejo para compensarla, esto es, evapora algo del exceso de agua. Un error positivo de distintos grados puede resultar de este efecto que es denominado efecto de Raoult ya que es definido por la ley de Raoult.

Distintas tcnicas de correccin por contaminacin se desarrollaron par los higrmetros pticos.Por otra parte, ya que casi todas las sales son higroscpicas, al depositarse sobre la estructura porosa de un sensor de RH modificarn su respuesta.

Compuestos orgnicosSi bien los compuestos orgnicos tienden a no interferir directamente con el vapor de agua, pueden condensar sobre el higrmetro ptico a una temperatura superior a la del agua y evaporar del humidificador de un psicmetro ocasionando un enfriamiento adicional. Tambin es posible que los compuestos orgnicos ataquen a los sensores que utilicen en su estructura resinas epoxie o pegamentos

6. Estndares de calibracinUn sistema o dispositivo utilizado para establecer un estndar es aquel con la capacidad de producir un caudal de gas de humedad conocida con referencia a las variables fundamentales (temperatura, presin y masa) o que puede medir la humedad en el gas en base al juego de variables fundamentales.Los estndares utilizados para calibrar los instrumentos de humedad se agrupan en tres categoras

Estndares primarios: El estndar fundamental usado por los laboratorios nacionales se basa en el denominado higrmetro gravimtrico. El mtodo de medicin consiste en pesar una cierta cantidad de gas seco y hacer la comparacin con el peso del mismo volumen del gas que se quiere evaluar. De esta forma se determina la cantidad de agua y se calcula la presin de vapor. Estos instrumentos son utilizados como patrones para calibrar otros instrumentos algo menos precisos pero aptos para calibraciones rpidas y sencillas, estos instrumentos pueden ser higrmetros pticos o psicmetros especiales. Con algo menos de precisin los generadores de doble-presin y los generadores de doble-temperatura y otros sistemas son normalmente utilizados como referencias primarias.

Estndares de transferencia: Los instrumentos de esta categora operan segn lo principios fundamentales y proveen resultados estables y repetibles, pero si no se utilizan apropiadamente pueden dar resultados errneos. Los ms comunes son:

Higrmetro ptico

Higrmetro electroltico

Psicmetro

Dispositivos secundarios: Estos dispositivos no miden parmetros fundamentales y deben calibrarse contra estndares de transferencia o fundamentales. La precisin de estos instrumentos depende de recalibraciones frecuentes . Estos sistemas raramente se utilizan en laboratorios de calibracin pero tienen muchas aplicaciones en la industria. Ejemplos de este tipo de dispositivos son el higrmetro resistivo y los sensores de RH a base de pelcula de polmero, que son similares a los resistivos. Todos estos dispositivos con el paso de los aos han tenido mejoras de importancia brindando un muy buena relacin costo/beneficio.

Tabla 1: Clasificacin de los instrumentos de calibracin

TipoApropiado para usoClaseRangoPrecisin Tpica

de medicin

GravimtricoSiPrimaria100C/-50C0.1C punto de roco

Higrmetro ptico de espejo enfriadoSiFundamental (transferencia)90C/-90C punto de roco0.2C punto de roco

Higrmetro electrolticoSiFundamental1 de 2000 ppmv5% del valor medido en ppmv

PsicmetroSiFundamental5%-95% RH 2% RH 0C-100C ambiente2% RH

Higrmetro resistivoNoSecundaria-100C to 30C

punto de roco2C-4C RH

Sensor de RH

de film polmeroNoSecundaria5% -95% RH 0C -100C ambiente2%-5% RH

7. DefinicionesPsicometraEs el estudio de las propiedades termodinmicas de los gases hmedos mientras que humedad se refiere simplemente a la presencia de vapor de agua en el aire u otros gases.Mucho del estudio de la mezcla del vapor con el aire seco se aplica tambin a otros gases ya que las propiedades termodinmicas del vapor d agua son aproximadamente independientes del gas de transporte. Adems, como la composicin del aire atmosfrico es relativamente constante el aire seco como una masa homogenea con peso molecular 28.96, el peso molecular del agua es 18.01

Anlisis de la composicin del aire a nivel del mar

ConstituyenteSmboloPeso molecular (M)Anlisis VolumtricoAnlisis Gravimtrico

NitrogenoN228.01678.0975.55

OxigenoO232.0020.9523.13

ArgonAr39.9440.931.27

Dixido de carbonoCO244.010.030.05

100.00100.00

Presin parcialLas leyes de los gases dicen que la presin total de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales de los gases constituyentes. Tambin, la relacin de los volmenes son iguales a las relaciones de sus presiones parciales. Por ejemplo la presin atmosfrica es la suma de las presiones parciales del aire seco y el vapor de agua

Presin de vapor de aguaCuando la mezcla de aire y vapor de agua est en equilibrio con el agua lquida o el hielo se considera que est saturada (100% de humedad). El valor de la presin en ese caso es la presin de vapor de agua. La presin de vapor de agua sobre el hielo para el rango de temperaturas que va desde 0C hasta -100C (en grados Fahrenheit) es igual a:

Donde las constantes toman los siguientes valores

C1-1.0214165E+04C53.5575832E-10

C2-4.8932428E+00C6-9.0344688E-14

C3-5.3765794E-03C74.1635019E+00

C41.9202377E-07

La presin de saturacin sobre el agua lquida para el rango de temperaturas desde 0C hasta 200C (en grados Fahrenheit) est dada por:

Donde las constantes toman los siguientes valores

C8-1.0440397E+04C111.2890360E-05

C9-1.1294850E+01C12-2.4780681E-09

C10-270223555E-02C136.5459673E+00

Humedad relativaEs la relacin entre la presin parcial de vapor sobre la presin de saturacin del vapor a la temperatura de bulbo seco

Donde el numerador es la presin de saturacin en el punto de roco y el denominador es la presin de saturacin a la temperatura de bulbo seco. La humedad relativa es dependiente de la temperatura y el contenido de agua pero independiente de la presin total. Si el punto de roco y la temperatura de bulbo seco son conocidas puede calcularse la humedad relativa con la definicin dada anteriormente.

Punto de rocoEs la temperatura a la cual una muestra de aire hmedo se satura. Si la muestra se enfra por debajo del punto de roco el vapor de agua condensa. Este fenmeno es la base de los sensores pticos de condensacin.

Punto de escarchaSi la medicin de la temperatura est debajo del punto de congelacin del agua, esto es si el punto de roco est debajo del punto de congelacin del agua, entonces el equilibrio es entre la presin de vapor de hielo , que es algo menor que la del agua, esto es el punto de escarcha es un poco superior que el punto de roco.

Calculo del punto de roco conociendo la humedad relativa y la temperatura de bulbo secoSi se conocen la humedad relativa y la temperatura de bulbo seco se puede calcular el punto de roco calculando primero la presin de saturacin del vapor a la temperatura de bulbo seco y despus multiplicando por la humedad relativa para obtener la presin parcial de vapor Para puntos de roco en el rango desde 0C y 100C se aplica la siguiente frmula:

Para puntos de roco por debajo de los 0C:

Donde para ambas expresiones

punto de roco en F

en psia

Relacin de volumen (PPMv)Es la relacin entre el volumen de vapor de agua y el volumen de aire seco (Vw/Vd), como la relacin de volumen de una mezcla de gases es igual a la relacin entre las presiones parciales, la relacin de volumen puede expresarse como:

Como la presin total es la suma de las presiones parciales la presin del aire seco puede calcularse conociendo la presin de vapor y la presin ambiente que suponemos es 1atm. Se obtiene la magnitud PPMv multiplicando la relacin entra esos valores por 1 milln.

Relacin de humedad (PPMw)Es la relacin entre la masa de vapor de agua y el aire seco. Para calcular este valor se multiplica la relacin de volumen por los pesos moleculares:

Por ejemplo se podr combinar la relacin de volumen con la lectura de un caudalmetro para calucular la masa de vapor de agua que fluye por un conducto por unidad de tiempo.Tabla: definiciones

TrminoDefinicinUnidades

Humedad absoluta (Concentracin de vapor)Masa de vapor/VolumenGramos/m^3

Humedad relativaMasa de vapor/Masa de vapor saturado

Presin de vapor/Presin de vapor saturado

Presin parcial de vapor/Presin de vapor del agua%

Punto de rocoTemperatura de condensacin (saturacin)C

Relacin de volumenPresin parcial de vapor/Presin parcial del gas seco% por volumen

PPM por volumenVolumen del vapor/Volumen del gas seco X 10^6PPMv

PPM por pesoPPM X Peso molar del agua/Peso molar del gasPPMw

Nariz electrnica para detectar el mejor aroma

Este sensor qumico permite comparar las caractersticas aromticas de los alimentos para seleccionar el de mayor calidad

El aroma o el sabor son percepciones muy valoradas por los catadores profesionales de alimentos que, con el olfato y el gusto entrenados, identifican la ms sutil de las seales organolpticas (que se miden a travs de los sentidos) y conocen algunos de los secretos ms bien guardados de ciertos alimentos. Esta capacidad, que el sector de la alimentacin aprovecha para resaltar caractersticas de un producto concreto, no slo tiene en el olfato humano un aliado. En los ltimos aos, la tecnologa ha permitido dar un empuje a las ciencias sensoriales mediante el desarrollo de narices electrnicas, sensores qumicos muy sensibles que reconocen olores o sabores especficos de productos crnicos u otros como el vino.

Autor: Por MARTA CHAVARRAS

Fecha de publicacin: 13 de enero de 2010

- Imagen: Wojtek Kutyla -

El aroma es una de las propiedades organolpticas ms difciles de definir. En l confluyen infinidad de sustancias qumicas que dan carcter a un determinado alimento. El olor es uno de los sentidos que ms atencin ha recibido por parte de los investigadores en ciencia de los alimentos. El objetivo de la mayora de los estudios es determinar cmo influye en la eleccin que los consumidores hacen de los alimentos, adems de conocer cmo se combinan las molculas que originan los olores.

Mayor precisin

El desarrollo de biosensores capaces de identificar las sustancias voltiles implicadas en el olor de los alimentos, las denominadas narices electrnicas, ha evolucionado de forma significativa en los ltimos aos y ha dado resultados prometedores en la deteccin de productos alterados con elevadas concentraciones de patgenos. Pero tambin se han revelado muy tiles para la cata de vino o aceite. Entre el anlisis sensorial (realizado por expertos catadores) y el qumico, la nariz electrnica fusiona las ventajas de ambas tcnicas al medir la calidad de los alimentos, reducir los anlisis qumicos o, de forma ms reciente, crear nuevos aromas. El objetivo es buscar un equilibrio entre los sintticos y los naturales.

Sin embargo, este sistema tiene limitaciones, como los cambios que se producen en los resultados en funcin de la hora y el da en que se tomen las muestras. Estas diferencias surgen porque en el anlisis del aroma influyen aspectos como la temperatura o la humedad, que no siempre tienen los mismos valores.

La nariz electrnica convierte el olor en una seal mesurable que un ordenador se encarga de procesar

Para poner fin a este vaco, expertos de la Universitat Jaume I (UJI) de Castelln han llevado a cabo una investigacin (denominada de "tipo estadstico") que permite comparar las particularidades aromticas de distintas muestras de un mismo producto para dar con el de mayor calidad. El nmero de variedades que deben tenerse en cuenta cuando se habla de seleccionar los mejores aromas de un alimento es muy elevado (de cientos a miles). Slo en un tomate estn implicados "ms de 40 aromas" y lo importante es, en la mayora de los casos, conseguir que el conjunto de aromas que se percibe sea el "adecuado".

El trabajo iniciado por la UJI intenta aplicar la nueva metodologa a los tomates y a los melones. En ambos casos, se trata de poner en prctica un proceso basado en tres fases: toma de muestras de las caractersticas de volatilidad de las sustancias aromticas, anlisis a travs de sensores que miden las propiedades fisicoqumicas de estos componentes y, a travs de la lectura que hace el ordenador, creacin de un grfico que representa la huella digital del olor en cuestin.

Sensibilidad a los patgenos

Alimentos como el pescado, el queso, el vino, el caf o el aceite tienen particularidades aromticas especficas. A travs de los sensores de las narices electrnicas, adems de analizar sus compuestos voltiles, tambin se ha identificado la aparicin de patgenos, que forman una gran variedad de compuestos voltiles. Es un sistema de control de calidad, mediante mtodos de deteccin de patgenos o bacterias, que queda patente en ocasiones con la aparicin de malos olores. Determinar los perfiles aromticos es conveniente si juegan un papel decisivo en la calidad del producto.

En las frutas, la nariz electrnica ha permitido determinar el grado de maduracin, que a menudo el consumidor relaciona con la calidad. El olfato electrnico se convierte en uno de los ms prometedores sistemas de control en este sector. No es destructivo, es fcil de aplicar, se adapta a distintas variedades y cantidades de fruta y tiene en cuenta su "maduracin organolptica", es decir, los cambios que se producen en el olor, color, sabor o textura.

PRINCIPALES APLICACIONES

En la actualidad:

Determinar la calidad de las materias primas.

Control durante la produccin.

Anlisis de posible deterioro (ranciedad o madurez).

Caracterizacin de ingredientes.

Establecer el momento en el que empieza la prdida de las calidades.

En un futuro:

Integracin en neveras y microondas.

Para evitar el uso de alimentos caducados.

Para el control de la coccin.

Nuevos fungicidas ecolgicos

El tratamiento biolgico de hongos en cultivos de alubias podra incrementar el rendimiento productivo de este alimento

La finalidad de los fungicidas es evitar la contaminacin por hongos. Su uso es muy frecuente en la industria, la agricultura o el hogar ya que su campo de actuacin abarca aspectos como la proteccin de los cultivos durante su crecimiento, almacenamiento, transporte e, incluso, el cuidado de las semillas. Sin embargo, su composicin qumica conlleva en ocasiones algunos efectos adversos, por lo que ya se han elaborado alternativas ecolgicas.

Autor: Por NATLIA GIMFERRER MORAT

ltima actualizacin: 12 de enero de 2010

Pendientes de resultados

- Imagen: Benjamin Earwicker -

En los ltimos aos, numerosos pases han retirado diversos fungicidas qumicos utilizados como controladores del crecimiento de hongos en los cultivos. En su mayora, eran productos de composicin qumica sinttica que podan causar efectos negativos en la salud del consumidor, del vegetal o del medio ambiente. Con esta premisa, un estudio llevado a cabo en Espaa propone una alternativa: los fungicidas ecolgicos. Dada la reticencia al uso de productos qumicos, tanto del consumidor como del agricultor, investigadores de las universidades de Len y Salamanca han estudiado el efecto de los nuevos fungicidas en la alubia de calidad de la Baeza-Len, una especie con Indicacin Geogrfica Protegida (IGP).

Expertos espaoles trabajan en el control biolgico de hongos fitopatgenos con el uso de cepas del gnero "Trichoderma"