Temperatura del punto di rugiada: significato e metodo di calcolo

Dopo il nostro post sull'umidità relativa (RH), passiamo al secondo parametro dell'umidità più utilizzato: la temperatura del punto di rugiada. In breve, si tratta della temperatura alla quale l'aria deve essere raffreddata per saturarsi di vapore acqueo. Per comprendere meglio questo fenomeno, pensiamo alla doccia. Se i tubi dell'acqua calda e dell'acqua fredda non sono isolati, sulla superficie dei tubi dell'acqua fredda potrebbero formarsi delle gocce d'acqua. Da cosa dipende? 

Supponiamo che un bagno abbia il 50% di umidità relativa e una temperatura di 21 °C. Quando si apre la doccia, il flusso di acqua fredda inizia ad abbassare la temperatura di superficie del tubo e a raffreddare l'aria circostante. A una certa temperatura possiamo rilevare che ha iniziato a formarsi condensa, ovvero che la temperatura di superficie del tubo è scesa al punto che l'aria circostante non è più in grado di trattenere l'umidità in forma gassosa. Questa è la temperatura del punto di rugiada.

Perché la temperatura del punto di rugiada è un parametro utile?

La temperatura del punto di rugiada è un parametro utile in molte applicazioni di umidità industriali. Viene spesso utilizzata per misurare la secchezza, ad esempio, nella produzione della plastica e nell'essiccazione ad aria compressa, dove l'umidità relativa (RH) è generalmente inferiore al 10% RH. Di fatto, nell'industria questi tipi di strumenti a bassa umidità vengono chiamati misuratori del punto di rugiada. Si tratta di un'area di applicazione ideale per la tecnologia Vaisala DRYCAP®.

Oltre alle applicazioni a secco, è importante sottolineare che la temperatura del punto di rugiada è un parametro utile anche nelle applicazioni di condizionamento e ventilazione, nonché in quelle ad alta umidità.

A differenza dell'umidità relativa, la temperatura del punto di rugiada non dipende dalla temperatura. Prendiamo l'esempio di una camera bianca in cui l'obiettivo di controllo è impostato su 40% RH (±2 RH) a una temperatura di 20 °C (±1 °C). In queste condizioni l'umidità relativa potrebbe non essere un parametro di controllo ideale: poiché il valore RH dipende dalla temperatura, sarebbe praticamente impossibile essiccare o umidificare lo spazio cercando al contempo di mantenere una temperatura stabile. La soluzione è usare invece la temperatura del punto di rugiada come parametro di controllo. Un'umidità relativa del 40% RH a 20 °C equivale a una temperatura del punto di rugiada di 6,0 °C. Con un intervallo di controllo del punto di rugiada ristretto, è più facile regolare l’ambiente e risparmiare energia.

Un altro caso d’uso riguarda le applicazioni ad alta umidità, in cui la condensa che si forma sul sensore può rendere impossibile effettuare misurazioni finché il sensore non si asciuga completamente. Questo problema può essere evitato utilizzando una soluzione come la Sonda per la misura di umidità e temperatura Vaisala HUMICAP® HMP7, che mantiene il sensore di umidità a una temperatura elevata per evitare la formazione di condensa. In questo modo, è possibile ottenere misurazioni affidabili e ripetibili della temperatura del punto di rugiada anche in ambienti soggetti a condensa. Un esempio di applicazione in cui questa funzionalità è particolarmente utile sono le celle a combustibile PEM, in cui un'elevata umidità è essenziale per massimizzare l'efficienza e la durata della cella.

Come visto nell’esempio precedente, la temperatura del punto di rugiada dipende dalla pressione di vapore saturo. Il calcolo diventa un po’ più complesso se si considera anche la pressione ambientale, un parametro importante, ad esempio, nelle applicazioni ad aria compressa. Sebbene la temperatura del punto di rugiada non dipenda dalla temperatura dell’aria, essa è influenzata dalla pressione: maggiore è la pressione, maggiore sarà la temperatura del punto di rugiada. Uno strumento pratico per usare questi parametri è il calcolatore di umidità Vaisala.

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