Humedad relativa: definición, cambios y medición

La humedad relativa $\varphi$ [%] expresa qué porcentaje de la saturación de vapor de agua ha alcanzado el aire: la relación entre la cantidad real de vapor y la máxima posible a una temperatura dada. Por eso el número, sin la temperatura, no dice nada: el mismo aire calentado de −5 °C a 22 °C pasa del 85 % a un 13 % de humedad relativa, sin que se añada ni se quite una sola gota de agua. Esa dependencia está en la base de todo el comportamiento del aire húmedo.

Qué indica de verdad la humedad relativa

La capacidad máxima del aire para contener vapor de agua depende mucho de la temperatura: cuanto más caliente está el aire, más vapor admite. Por eso el aire exterior a −5 °C es «húmedo» (85 %), aunque su contenido real de agua es pequeño. Al calentarlo aumenta la capacidad, el contenido real de agua sigue igual y la humedad relativa cae bruscamente.

Ejemplo: el aire a −5 °C y 85 % contiene unos 2,1 g de vapor de agua por kilogramo de aire seco. Calentado a 22 °C, podría llegar a contener 16,8 g/kg. Un contenido real de 2,1 g/kg frente a un máximo de 16,8 g/kg da una humedad relativa de alrededor del 13 %. Por eso los locales con calefacción necesitan humectación activa en invierno.

En verano, en el interior peninsular, ocurre algo parecido por otra vía: una tarde de 40 °C con φ = 30 % parece seca, pero lleva unos 14 g/kg de vapor, casi el doble que el aire de una oficina a 20 °C y 50 % (7,3 g/kg). La humedad relativa describe lo cerca que está el aire de saturarse, no cuánta agua lleva.

La física detrás de la humedad relativa: la presión de saturación del vapor

La capacidad del aire para contener vapor de agua la fija la presión de saturación del vapor $p_{vs}(t)$, que crece de forma exponencial con la temperatura. La relación exacta se describe con una familia de ecuaciones aproximadas; las más usadas son las de Magnus y de Buck. En la práctica basta con saber que entre 0 y 30 °C la presión de saturación se multiplica casi por siete (y entre 10 y 30 °C, aproximadamente por tres). Por eso el aire más caliente tiene una capacidad tan superior para retener humedad. Las fórmulas completas están en el artículo sobre el cálculo de la humedad del aire.

La humedad relativa en el diagrama psicrométrico

En el diagrama psicrométrico, las líneas de humedad relativa constante ($\varphi = 10\ \%,\ 20\ \%,\ \dots,\ 100\ \%$) son curvas que atraviesan todo el gráfico. La curva $\varphi = 100\ \%$ es el límite de saturación: cualquier estado del aire más allá de ella produce condensación. Calentar el aire es, en el diagrama de Carrier, un desplazamiento horizontal hacia la derecha (en el de Mollier, vertical hacia arriba): la humedad específica $W$ no cambia, pero la humedad relativa baja, porque el punto se aleja de la curva de saturación.

Cómo se mide la humedad relativa

Sensores capacitivos

La tecnología más extendida hoy. Un polímero cambia su capacidad eléctrica en proporción a la humedad que absorbe. Rápidos, baratos y fáciles de miniaturizar. El inconveniente: derivan con el tiempo y necesitan calibración. La precisión de los buenos sensores comerciales suele ser de ±2–3 %.

Psicrómetro de aspiración

Dos termómetros, uno seco y otro húmedo (envuelto en una mecha mojada). La corriente de aire hace evaporar el agua de la mecha, que se enfría; la humedad relativa se calcula a partir de la diferencia de temperaturas y de la constante psicrométrica. Bien construido y con suficiente corriente de aire, sigue siendo un método de referencia: el psicrómetro de Assmann fue durante décadas el patrón meteorológico. Más en el artículo sobre la temperatura de bulbo húmedo.

Sensores resistivos

Un principio parecido al de los capacitivos, pero se mide la resistencia eléctrica de una capa sensible a la humedad. Más baratos, aunque menos precisos y más sensibles a la suciedad.

Higrómetro de espejo enfriado

El instrumento de referencia de laboratorio. Un espejo enfriado detecta el momento de la condensación y mide directamente el punto de rocío, con una precisión de ±0,1 °C. El precio va en consonancia: son instrumentos de laboratorio, un orden de magnitud más caros que los higrómetros de campo.

Qué humedad relativa es la adecuada

Ambiente	Humedad relativa recomendada	Observaciones
Viviendas	30–60 %	Por debajo del 30 %, mucosas secas y electricidad estática; por encima del 60 %, moho y ácaros
Oficinas y edificios con RITE	40–50 % en invierno, 45–60 % en verano	Condiciones interiores de diseño del RITE (IT 1.1.4.1.2) para personas con actividad sedentaria
Hospitales	30–60 %	Una humedad mayor favorece la contaminación
Museos y archivos	45–55 % (±5 %)	Estabilidad estricta: las oscilaciones dañan las piezas
Centros de datos (clase A1)	8–80 %	Poca humedad = riesgo de descargas electrostáticas (ESD)
Fabricación farmacéutica	según el proceso (±2 %)	Control preciso de los parámetros críticos

El rango del 30–60 % para las viviendas se deriva de las recomendaciones de confort y salud (entre ellas, la ASHRAE 55); ninguna norma fija un límite exacto y obligatorio para todas las situaciones, es más bien un rango recomendado generalmente aceptado. En los edificios sujetos al RITE, en cambio, las condiciones interiores de diseño sí están fijadas, y el reglamento admite bajar hasta el 35 % en invierno durante cortos periodos.

Humedad relativa y confort térmico

El cuerpo regula su temperatura en parte mediante el sudor: la evaporación del sudor en la piel se lleva calor. Esa capacidad depende de la humedad relativa: con humedad alta el sudor se evapora mal y el calor resulta mucho más insoportable de lo que haría pensar la temperatura sola. El modelo PMV-PPD de Fanger, la base de la UNE-EN ISO 7730, incluye la humedad como uno de sus seis parámetros de confort. Los detalles están en el artículo sobre el confort térmico y los índices PMV y PPD.

Preguntas frecuentes

¿Por qué una vivienda con calefacción es tan seca en invierno? El aire exterior frío lleva poca agua. Al calentarlo a la temperatura del local aumenta su capacidad para contener vapor, pero la cantidad total de agua no cambia: la humedad relativa baja a menudo por debajo del 20 %. Por eso el invierno trae mucosas resecas y materiales de madera que trabajan más: vigas o muebles de madera pueden llegar a agrietarse.

¿Cada cuánto hay que calibrar un higrómetro doméstico? Los sensores capacitivos pierden precisión, así que conviene calibrarlos una vez al año (con una prueba de sales saturadas o comparándolos con un instrumento de referencia). En aplicaciones industriales, use un sensor con certificado de calibración.

¿La humedad relativa lo dice todo sobre el estado del aire? No. Sin la temperatura, la humedad relativa no basta. La imagen completa sale de combinar las dos magnitudes, mejor como un punto del diagrama psicrométrico, en el que se leen también la humedad específica, la entalpía y el punto de rocío.