¿Qué es la condensación y cuándo se produce?
Llamamos «condensación» al proceso físico que realiza una sustancia para pasar de su forma gaseosa a su forma líquida (inverso a la evaporación).
Para que un gas se condense, debemos enfriarlo hasta que alcance su punto de rocío (temperatura a la cual se condensa una sustancia), o bien, aumentar considerablemente la presión del entorno (proceso de licuefacción). En cualquiera de los casos, el comportamiento molecular de la sustancia dará como resultado un cambio de estado, de gas a líquido.
Condensación del agua en la atmósfera
El vapor de agua atmosférico se condensa en gotitas de agua cuando la llamada “presión de vapor” supera a la “presión de vapor saturante”. Esto puede suceder por un incremento de la primera variable o por una caída de la segunda.
Mientras que la presión de vapor se define como presión parcial de las moléculas de vapor en el aire (de tal manera que si sumamos la presión de vapor a las presiones parciales del resto de los gases presentes obtenemos la presión del aire), la presión de vapor saturante es la presión parcial mínima necesaria para que el vapor comience a condensarse.
La presión de vapor saturante desciende con un decaimiento de la temperatura, favoreciendo la condensación del vapor. Los tres mecanismos de enfriamiento que pueden presentarse en la atmósfera son:
- Enfriamiento por mezcla de aire
- Enfriamiento por contacto con una superficie fría
- Enfriamiento adiabático (debido al descenso de la presión que el aire experimenta cuando asciende)
Por otra parte, el vapor sólo puede condensarse sobre “núcleos de condensación”, que son pequeñas partículas higroscópicas (capaces de absorber humedad) suspendidas en la atmósfera. Estas partículas se incluyen en la categoría de aerosoles, ya que pueden ser sales marinas, polvo, cenizas, etc.
Aunque la presión de vapor supere a la presión de vapor saturante, si no hay núcleos de condensación, el vapor seguirá manteniendo su forma gaseosa.
Ejemplos de condensación en la atmósfera
La formación de nieblas y nubes son dos de los casos más típicos de condensación en la atmósfera.
Las nieblas pueden dividirse en tres grupos:
- Nieblas de advección: Se generan cuando una masa de aire relativamente cálido y húmedo (procedente del océano) avanza sobre una superficie mucho más fría. En verano son más comunes sobre el mar, mientras que en invierno suelen presentarse mayormente sobre la costa (por el contraste térmico tierra-océano).
- Nieblas de evaporación: Se forman cuando una masa de aire frío se desplaza sobre una superficie de agua relativamente cálida. Más específicamente, su origen se debe a la mezcla de la fina capa de aire (templado y húmedo) que se forma sobre el agua y el aire frío que pasa por encima.
- Nieblas radiativas: Se forman debido al enfriamiento del aire que se encuentra próximo a la superficie. Son comunes en situaciones anticiclónicas de invierno (caracterizadas por mucha estabilidad), con inversión térmica y ausencia de viento. En la mayoría de los casos, se forman durante la noche y se disipan por la mañana.
Por otra parte, las nubes se forman por condensación o sublimación (pasaje del estado gaseoso al sólido) del vapor de agua atmosférico, sobre los núcleos de condensación suspendidos en el aire.
La formación de nubes es esencial en el ciclo hidrológico, ya que hacen posible la precipitación, y, por ende, el regreso del agua a la superficie terrestre.
Condensación de vapor sobre una superficie
Cuando el vapor de agua presente en el aire se condensa sobre una superficie fría, ya sea el suelo o cualquier objeto, se produce el fenómeno conocido como “rocío”.
Para que esto suceda, la temperatura de la superficie debe descender por debajo del punto de rocío del aire.
Por otra parte, si el punto de rocío es menor a 0ºC, el vapor se congelará directamente, y se depositará sobre la superficie en forma de cristales de hielo (en vez de gotitas de agua), formando el fenómeno que se conoce como “escarcha”.