Contenido de humedad de equilibrio

Contenido de humedad al cual un material no gana ni pierde humedad.

Contenido de humedad de equilibrio de la madera versus humedad y temperatura, según la ecuación de Hailwood-Horrobin.

El contenido de humedad de equilibrio ( EMC ) de un material higroscópico rodeado al menos parcialmente por aire es el contenido de humedad en el que el material no gana ni pierde humedad. El valor de la EMC depende del material y de la humedad relativa y temperatura del aire con el que está en contacto. La velocidad con la que se acerca depende de las propiedades del material, la relación superficie-volumen de su forma y la velocidad con la que la humedad se aleja o se acerca al material (por ejemplo, difusión en aire estancado o convección en Moviendo aire).

Contenido de humedad de equilibrio de los granos.

El contenido de humedad de los cereales es una propiedad esencial en el almacenamiento de alimentos. El contenido de humedad seguro para el almacenamiento a largo plazo es del 12% para el maíz, el sorgo, el arroz y el trigo y del 11% para la soja ^[1].

Con una humedad relativa del aire constante, la EMC disminuirá aproximadamente un 0,5 % por cada aumento de 10 °C en la temperatura del aire. ^[2]

La siguiente tabla muestra los equilibrios para varios granos (datos de ^[1] ). Estos valores son sólo aproximaciones ya que los valores exactos dependen de la variedad específica de grano. ^[2]

Contenido de humedad de equilibrio de la madera.

El contenido de humedad de la madera por debajo del punto de saturación de las fibras es función tanto de la humedad relativa como de la temperatura del aire circundante. El contenido de humedad ( M ) de la madera se define como:

${\displaystyle M={\frac {m-m_{od}}{m_{od}}}}$

donde m es la masa de la madera (con humedad) y es la masa de madera secada al horno (es decir, sin humedad). ^[3] Si la madera se coloca en un ambiente a una temperatura y humedad relativa determinadas, su contenido de humedad generalmente comenzará a cambiar con el tiempo, hasta que finalmente esté en equilibrio con su entorno y el contenido de humedad ya no cambie con el tiempo. Este contenido de humedad es la EMC de la madera para esa temperatura y humedad relativa. ${\displaystyle m_{od}}$

La ecuación de Hailwood-Horrobin para dos hidratos se utiliza a menudo para aproximar la relación entre EMC, temperatura ( T ) y humedad relativa ( h ): ^{[4] [5] [6]}

${\displaystyle M_{\mathrm {eq} }={\frac {1800}{W}}\left[{\frac {kh}{1-kh}}\,+\,{\frac {k_{1}kh+2k_{1}k_{2}k^{2}h^{2}}{1+k_{1}kh+k_{1}k_{2}k^{2}h^{2}}}\right]}$

donde Meq es el contenido _de humedad de equilibrio (porcentaje), T es la temperatura (grados Fahrenheit), h es la humedad relativa (fraccional) y:

${\displaystyle W=330+0.452\,T+0.00415\,T^{2}}$

${\displaystyle k=0.791+4.63\times 10^{-4}\,T-8.44\times 10^{-7}\,T^{2}}$

${\displaystyle k_{1}=6.34+7.75\times 10^{-4}\,T-9.35\times 10^{-5}\,T^{2}}$

${\displaystyle k_{2}=1.09+2.84\times 10^{-2}\,T-9.04\times 10^{-5}\,T^{2}}$

Esta ecuación no tiene en cuenta las ligeras variaciones con las especies de madera, el estado de tensión mecánica y/o la histéresis . Es un ajuste empírico a los datos tabulados proporcionados en la misma referencia y concuerda estrechamente con los datos tabulados. Por ejemplo, a T=140 grados F, h=0,55, EMC=8,4% de la ecuación anterior, mientras que EMC=8,0% de los datos tabulados.

Contenido de humedad de equilibrio de arenas, suelos y materiales de construcción.

Materiales como piedras, arena y cerámica se consideran "secos" y tienen un contenido de humedad de equilibrio mucho menor que los materiales orgánicos como la madera y el cuero. ^[7] normalmente una fracción de un porcentaje en peso cuando el aire está en equilibrio con una humedad relativa del 10% al 90%. Esto afecta la velocidad a la que los edificios necesitan secarse después de la construcción; los cementos típicos comienzan con un contenido de agua del 40 al 60 %. Esto también es importante para materiales de construcción como el revoque reforzado con materiales orgánicos, ya que cambios modestos en el contenido de diferentes tipos de paja y virutas de madera tienen una influencia significativa en el contenido general de humedad ^[8].

Referencias

1. Sadakam, herramientas de secado de granos Samy: tablas de contenido de humedad de equilibrio y gráficos psicrométricos. Univ. Arkansas, FSA1074
2. FAO. 2011. Estructuras rurales en los trópicos. Diseño y desarrollo. Capítulo 16: Secado, manipulación y almacenamiento de cultivos de cereales. Roma. http://www.fao.org/docrep/015/i2433e/i2433e10.pdf
3. ¿Qué es el contenido de humedad de equilibrio? http://www.wagnermeters.com/wood-moisture-meter/moisture-content-and-equilibrium-determined-by-relative-humidity/
4. Hailwood, AJ; S. Horrobin (1946). "Absorción de agua por polímeros: análisis en términos de un modelo simple". Trans. Sociedad Faraday . 42B : 84-102.
5. Rasmussen, EF (1988). Laboratorio de Productos Forestales, Departamento de Agricultura de EE. UU. (ed.). Manual del operador del horno seco . Consejo de Investigación de Maderas Duras.
6. Eleotério, Jackson Roberto; Clóvis Roberto Haselein; Néstor Pedro Giacomini. "Un programa para estimar el contenido de humedad de equilibrio de la madera" (PDF) . Ciencia Florestal . 8 (1): 13–22. doi :10.5902/19805098347. ISSN  0103-9954. Archivado desde el original (PDF) el 11 de julio de 2009 . Consultado el 14 de noviembre de 2008 .
7. Leivo, Virpi y Rantala, Jukka. (2003). Comportamiento de la humedad en estructuras de losa sobre el terreno
8. Una investigación experimental sobre el contenido de humedad en equilibrio de revoques de tierra con fibras de refuerzo naturales para edificios con balas de paja Taha Ashour, Heiko Georg, Wei Wu

Bibliografía

• Hoadley, R. Bruce (2000). Comprensión de la madera: una guía para artesanos sobre la tecnología de la madera (2ª ed.). Prensa de Taunton . ISBN 1-56158-358-8.
• Robert J. Ross, ed. (2010). Manual de madera: la madera como material de ingeniería (PDF) . Laboratorio de Productos Forestales de EE. UU. págs. 4-3–4-4. Informe Técnico General FPL–GTR–190. Archivado desde el original (PDF) el 13 de febrero de 2017 . Consultado el 19 de mayo de 2016 .

enlaces externos

• "Quién, por qué, cuándo y cómo del equilibrio de humedad". Instituto Permanencia de la Imagen . Instituto de Tecnología de Rochester. Archivado desde el original el 10 de junio de 2015 . Consultado el 7 de octubre de 2013 .