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 aproxima depende de las propiedades del material, la relación superficie-volumen de su forma y la velocidad con la que la humedad se lleva o se dirige hacia el material (p. Ej., Difusión en aire estancado o convección en Moviendo aire).
Contenido de humedad de equilibrio de los granos
El contenido de humedad de los granos es una propiedad esencial en el almacenamiento de alimentos. El contenido de humedad que es seguro para el almacenamiento a largo plazo es del 12% para el maíz, sorgo, arroz y trigo y del 11% para la soja [1]
A una humedad relativa del aire constante, la EMC disminuirá aproximadamente un 0,5% por cada aumento de 10 ° C de temperatura del aire. [2]
La siguiente tabla muestra los equilibrios para varios granos (datos de [1] ). Estos valores son solo aproximaciones ya que los valores exactos dependen de la variedad específica de un grano. [2]
Granos de maíz | Haba de soja | Sorgo | Arroz de grano largo | Trigo duro | |||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
° C | 1,7 | 10.0 | 21,1 | 37,8 | 1,7 | 10.0 | 21,1 | 37,8 | 1,7 | 10.0 | 21,1 | 37,8 | 1,7 | 10.0 | 21,1 | 37,8 | 1,7 | 10.0 | 21,1 | 37,8 | |
Rh | ° F | 35 | 50 | 70 | 100 | 35 | 50 | 70 | 100 | 35 | 50 | 70 | 100 | 35 | 50 | 70 | 100 | 35 | 50 | 70 | 100 |
25 | 9.3 | 8,6 | 7,9 | 7.1 | 5.9 | 5.7 | 5.5 | 5.2 | 11,5 | 10,9 | 10,2 | 9.3 | 9.2 | 8,6 | 8.0 | 7.3 | 8.3 | 8.0 | 7.7 | 7.2 | |
30 | 10,3 | 9.5 | 8.7 | 7.8 | 6.5 | 6.3 | 6.1 | 5.7 | 12,1 | 11,5 | 10,8 | 9,9 | 10.1 | 9.5 | 8.8 | 8.0 | 8,9 | 8.7 | 8.3 | 7.7 | |
35 | 11,2 | 10,4 | 9.5 | 8.5 | 7.1 | 6,9 | 6.6 | 6.2 | 12,7 | 12,1 | 11,4 | 10,5 | 10,9 | 10,3 | 9.5 | 8.7 | 9,6 | 9.3 | 8,9 | 8.3 | |
40 | 12,1 | 11,2 | 10,3 | 9.2 | 7.8 | 7,6 | 7.3 | 6,9 | 13,3 | 12,7 | 12,0 | 11,1 | 11,7 | 11,0 | 10,3 | 9.4 | 10,2 | 9,9 | 9.5 | 8.8 | |
45 | 13,0 | 12,0 | 11,0 | 9,9 | 8,6 | 8.3 | 8.0 | 7.5 | 13,8 | 13,3 | 12,6 | 11,7 | 12,5 | 11,8 | 11,0 | 10.0 | 10,9 | 10,5 | 10.1 | 9.4 | |
50 | 13,9 | 12,9 | 11,8 | 10,6 | 9.4 | 9.1 | 8.8 | 8.3 | 14,4 | 13,8 | 13,2 | 12,3 | 13,3 | 12,5 | 11,7 | 10,7 | 11,5 | 11,2 | 10,7 | 10.0 | |
55 | 14,8 | 13,7 | 12,6 | 11,3 | 10,3 | 10.0 | 9,7 | 9.1 | 15.0 | 14,4 | 13,8 | 12,9 | 14,1 | 13,3 | 12,4 | 11,3 | 12,2 | 11,9 | 11,4 | 10,6 | |
60 | 15,7 | 14,5 | 13,4 | 12,0 | 11,5 | 11,1 | 10,7 | 10.1 | 15,6 | 15,1 | 14,4 | 13,6 | 14,9 | 14.0 | 13,1 | 12,0 | 13,0 | 12,6 | 12,1 | 11,3 | |
sesenta y cinco | 16.6 | 15,4 | 14,2 | 12,8 | 12,8 | 12,4 | 11,9 | 11,3 | 16,3 | 15,7 | 15,1 | 14.3 | 15,7 | 14,8 | 13,8 | 12,7 | 13,8 | 13,4 | 12,8 | 12,0 | |
70 | 17,6 | 16,3 | 15.0 | 13,6 | 14,4 | 14.0 | 13,5 | 12,7 | 17.0 | 16,5 | 15,8 | 15.0 | 16.6 | 15,7 | 14,6 | 13,4 | 14,7 | 14.3 | 13,7 | 12,8 | |
75 | 18,7 | 17.3 | 16,0 | 14,5 | 16,4 | 16,0 | 15,4 | 14,5 | 17,8 | 17.3 | 16,7 | 15,9 | 17,6 | 16,5 | 15,5 | 14,2 | 15,8 | 15,4 | 14,7 | 13,8 | |
80 | 19,8 | 18,5 | 17.0 | 15,4 | 19,1 | 18,6 | 17,9 | 17.0 | 18,8 | 18,2 | 17,6 | 16,9 | 18,6 | 17,5 | 16,4 | 15,1 | 17.1 | 16.6 | 16,0 | 15.0 | |
85 | 21,2 | 19,8 | 18,2 | 16,5 | 22,9 | 22,3 | 21,6 | 20,5 | 19,9 | 19,4 | 18,8 | 18.0 | 19,8 | 18,7 | 17,5 | 16,1 | 18,8 | 18,3 | 17,6 | 16,5 | |
90 | 22,9 | 21,4 | 19,8 | 17,9 | 28,9 | 28,2 | 27,3 | 26,1 | 21,4 | 20,9 | 20,3 | 19,6 | 21,3 | 20,1 | 18,9 | 17,4 | 21,3 | 20,7 | 20,0 | 18,8 |
Contenido de humedad de equilibrio de la madera
El contenido de humedad de la madera por debajo del punto de saturación de la fibra es una función tanto de la humedad relativa como de la temperatura del aire circundante. El contenido de humedad ( M ) de la madera se define como:
donde m es la masa de la madera (con humedad) yes 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.
La ecuación de Hailwood-Horrobin para dos hidratos se usa a menudo para aproximar la relación entre EMC, temperatura ( T ) y humedad relativa ( h ): [4] [5] [6]
donde M eq es el contenido de humedad de equilibrio (porcentaje), T es la temperatura (grados Fahrenheit), h es la humedad relativa (fraccional) y:
Esta ecuación no tiene en cuenta las ligeras variaciones con las especies de madera, el estado de tensión mecánica y / o histéresis . Es un ajuste empírico a los datos tabulados proporcionados en la misma referencia y concuerda estrechamente con los datos tabulados. Por ejemplo, en T = 140 grados F, h = 0.55, EMC = 8.4% de la ecuación anterior, mientras que EMC = 8.0% de los datos tabulados.
Equilibrio del contenido de humedad de arenas, suelos y materiales de construcción.
Los materiales como piedras, arena y cerámica se consideran "secos" y tienen un contenido de humedad de equilibrio mucho más bajo que los materiales orgánicos como la madera y el cuero. [7] típicamente una fracción de un porcentaje en peso cuando se encuentra en equilibrio de aire 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 40-60% de contenido de agua. Esto también es importante para los materiales de construcción como el revoco reforzado con materiales orgánicos, ya que los cambios modestos en el contenido de diferentes tipos de paja y virutas de madera tienen una influencia significativa en el contenido de humedad general [8].
Referencias
- ^ a b Sadakam, Samy Grain Drying Tools: Tablas de contenido de humedad de equilibrio y gráficos psicrométricos. Univ. Arkansas, FSA1074
- ^ a b 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
- ^ ¿Qué es el contenido de humedad de equilibrio? http://www.wagnermeters.com/wood-moisture-meter/moisture-content-and-equilibrium-determined-by-relative-humidity/
- ^ Hailwood, AJ; S. Horrobin (1946). "Absorción de agua por polímeros: análisis en términos de un modelo simple". Trans. Faraday Soc . 42B : 84-102.
- ^ Rasmussen, EF (1988). Laboratorio de Productos Forestales, Departamento de Agricultura de los Estados Unidos. (ed.). Manual del operador del horno seco . Consejo de Investigación de Madera Dura.
- ^ Eleotério, Jackson Roberto; Clóvis Roberto Haselein; Nestor Pedro Giacomini. "Un programa para estimar el contenido de humedad de equilibrio de la madera" (PDF) . Ciência Florestal . 8 (1): 13-22. ISSN 0103-9954 . Consultado el 14 de noviembre de 2008 .
- ^ Leivo, Virpi y Rantala, Jukka. (2003). Comportamiento de la humedad de las estructuras de losas sobre el suelo
- ^ 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: Guía del artesano para la tecnología de la madera (2ª ed.). Taunton Press . ISBN 1-56158-358-8.CS1 maint: ref duplica el valor predeterminado ( enlace )
- Robert J. Ross, ed. (2010). Manual de madera: madera como material de ingeniería (PDF) . Laboratorio de Productos Forestales de EE. UU. págs. 4-3–4-4. Informe técnico general FPL – GTR – 190.
enlaces externos
- "El quién, por qué, cuándo y cómo del equilibrio de humedad" . Instituto de Permanencia de la Imagen . Instituto de Tecnología de Rochester . Consultado el 7 de octubre de 2013 .