A UMIDADE RELATIVA DO AR

Por Tálita Tamires Teles Evangelista e Luciano Soares Pedroso

Você já observou que ao colocarmos algum líquido gelado em um copo ou caneca, este fica "suado" (formam gotículas de água - transpira) pelo lado de fora? Ao longo deste texto vamos compreender como estas gotículas se formam e a aplicação dessa formação para nosso bem-estar e para a qualidade da nossa respiração.

Todos os dias assistimos nos noticiários informações relacionadas ao Clima e principalmente sobre a umidade relativa do ar (URA) e suas consequências à saúde humana. Por esse motivo faz-se necessário conhecer como a URA é calculada e quais instrumentos de medidas estão associados a essa grandeza física.

A URA é a relação entre a quantidade de água existente no ar (umidade absoluta) e a quantidade máxima que poderia haver na mesma e isso depende da temperatura do ambiente. Quanto mais quente, mais expandida fica a molécula de ar e mais água cabe nele. Portanto, se a umidade absoluta está baixa, devido à presença de uma massa de ar seco e a temperatura está muito alta, a URA fica muito baixa (formam-se poucas gotículas pelo lado de fora da caneca com líquido gelado). Esta situação é muito comum em meados do inverno e início da primavera aqui nas regiões dos Vales do Jequitinhonha e do Mucuri e no norte de Minas, como se observa na figura 1 abaixo:

Figura 1: Gráfico representativo do conforto em umidade categorizado pelo ponto de orvalho. Fonte: https://pt.weatherspark.com/ - acesso em 04 nov. 2018. 

Mas afinal como se calcula a URA?

O ar contém em alguma quantidade, entre outras substâncias, água no estado de vapor. Entretanto se a quantidade de vapor no ar for aumentada, ocorrerá a saturação, isto é, a uma determinada temperatura existe um percentual máximo de moléculas de água no ar em estado de vapor. Ultrapassado este percentual inicia-se a condensação do vapor de água. Para demonstrar essa saturação realizaremos um experimento que abordará a técnica do PONTO DE ORVALHO, que consiste em uma caneca de metal (sem revestimento), de alumínio ou de aço brilhante com água à temperatura ambiente, um termômetro e um pouco de gelo picado (figura 2a). Inicialmente se determina a temperatura da água ambiente. Depois, muito lentamente, se adiciona um pouco de gelo picado à água na caneca, homogeneizando-se (misturando) sempre a água. O termômetro dentro da caneca permite medir a temperatura ali dentro e, portanto, da parede fria da caneca. Ao se baixar lentamente a temperatura da caneca, e sendo a superfície brilhante, é fácil observar quando a parede externa da caneca fica opaca, identificando a condensação do vapor do ar sobre ela (figura 2b). A temperatura na qual se inicia a condensação é denominada de ponto de orvalho. Portanto o objetivo do experimento é determinar: a temperatura ambiente e a temperatura do ponto de orvalho e com estas duas temperaturas calcular ou encontrar através dos gráficos da figura 3 a URA no local. 

Figura 2: (a) água à temperatura ambiente (22,0 ºC) e (b) formação de gotículas após acrescentar gelo picado (11,0 ºC). Fonte: Dados coletados do experimento realizado pela estudante da LEC/CN Tálita Tamires Teles Evangelista da comunidade Quilombo Carneiro - Município de Ouro Verde de Minas - MG no dia 02 de novembro de 2018 às 10:05h.

Para tanto se utiliza das curvas que expressam a pressão de vapor saturado da água em função da temperatura, ou seja, as curvas que são obtidas experimentalmente ou a partir da "Lei de Clausius-Clapeyron". Conforme o vídeo abaixo:

A URA também pode ser expressa operacionalmente como a razão (divisão) entre a pressão de vapor saturado da água na temperatura do ponto de orvalho pela pressão de vapor saturado da água na temperatura ambiente.

Para demonstrar o cálculo da URA, realizou-se o dia 02 de novembro de 2018, às 10:05 horas na Comunidade Quilombo Carneiro o experimento proposto, chegando aos seguintes indicadores: a temperatura ambiente era 22,0 ºC e a temperatura para o ponto de orvalho era de 11,0 ºC.

A temperatura ambiente corresponde em um dos gráficos abaixo à pressão de vapor saturado de cerca de 31,0 mili atm e ao ponto orvalho corresponde cerca de 16,7 mili atm, como se observa no gráfico da figura 3. Assim, o valor da URA pode ser encontrado dividindo-se 16,7 mAtm por 31,0 mAtm, chegando a 0,538 ou 53,8%. Isso significa que na data e horário da realização do experimento, a URA no Quilombo Carneiro era de aproximadamente 54% e que ainda, de acordo com o gráfico da figura 1, o nível de conforto era "agradável" (ponto vermelho).

Figura 3: Gráfico representativo da pressão Atmosférica em relação à Temperatura categorizado pela Lei de Clausius-Clapeyron.

Em regiões onde a umidade relativa do ar se mantém muito baixa por longos períodos as chuvas são escassas. Isso caracteriza uma região de clima seco, como por exemplo o Norte de Minas Gerais, por outro lado a atmosfera com umidade do ar muito alta é um fator que favorece a ocorrência de chuva. Quem mora, por exemplo em Manaus sabe bem disso. Com clima úmido, na capital amazonense o tempo é frequentemente chuvoso.

Ainda, de acordo com a OMS (Organização Mundial da Saúde), valores de umidade abaixo de 20% oferecem risco à saúde, sendo recomendável a suspensão de atividades físicas, principalmente das 10:00h às 15:00h. A baixa umidade do ar, entre outros efeitos no nosso organismo pode provocar sangramento nasal, em função do ressecamento das mucosas.

No entanto, também é comum as pessoas não se sentirem bem em dias quentes e em lugares com umidade do ar elevada. Isso acontece porque, com o ar saturado de vapor de água, a evaporação do suor do corpo se torna difícil, inibindo a perda de calor. E nosso corpo se refresca quando o suor que eliminamos evapora, retirando calor da pele.


Para conhecer um pouco mais sobre o experimento realizado pelos estudantes da LEC em suas comunidades veja o vídeo abaixo:

Para conhecer um pouco mais sobre a URA, assista:

Para conhecer um pouco mais sobre o termômetro digital usado pelos estudantes da LEC, acesse: <https://periodicos.utfpr.edu.br/rbfta/issue/view/191>.