Condensación

La condensación es el cambio de estado de la materia de la fase gaseosa a la fase líquida , y es el proceso inverso a la vaporización . El término se refiere con mayor frecuencia al ciclo del agua . ^{[ 1 ]} También puede definirse como el cambio de estado del vapor de agua a agua líquida al entrar en contacto con una superficie líquida o sólida o con núcleos de condensación de nubes en la atmósfera . Cuando la transición ocurre directamente de la fase gaseosa a la fase sólida, el cambio se denomina deposición . La condensación se asocia generalmente con el agua.

La condensación se inicia mediante la formación de cúmulos atómicos/moleculares de esa especie dentro de su volumen gaseoso —como la formación de gotas de lluvia o copos de nieve en las nubes— o en el contacto entre dicha fase gaseosa y una superficie líquida o sólida. En las nubes , esto puede ser catalizado por proteínas nucleadoras de agua , producidas por microbios atmosféricos, que son capaces de unirse a moléculas de agua gaseosas o líquidas. ^{[ 2 ]}

En función de la naturaleza de la superficie, aquí surgen varios escenarios de reversibilidad distintos.

• La absorción en la superficie de un líquido (ya sea de la misma sustancia o de uno de sus disolventes) es reversible como la evaporación . ^{[ 1 ]}
• adsorción (en forma de gotas de rocío) sobre una superficie sólida a presiones y temperaturas superiores al punto triple de la especie , proceso también reversible mediante evaporación.
• La adsorción sobre una superficie sólida (como capas suplementarias de sólido) a presiones y temperaturas inferiores al punto triple de la especie es reversible como sublimación .

La condensación suele producirse cuando un vapor se enfría y/o comprime hasta su límite de saturación , momento en el que la densidad molecular en la fase gaseosa alcanza su umbral máximo. El equipo de enfriamiento y compresión de vapor que recoge los líquidos condensados ​​se denomina «condensador» .

La psicrometría mide las tasas de condensación por evaporación en la humedad del aire a diferentes presiones y temperaturas atmosféricas. El agua es el producto de la condensación de su vapor; la condensación es el proceso de dicha conversión de fase.

La condensación es un componente crucial de la destilación , una importante aplicación en la química de laboratorio e industrial.

Dado que la condensación es un fenómeno natural, a menudo se puede utilizar para generar agua en grandes cantidades para el consumo humano. Muchas estructuras se construyen exclusivamente para recolectar agua de condensación, como pozos de aire y barreras de niebla . Estos sistemas se utilizan con frecuencia para retener la humedad del suelo en zonas donde se está produciendo desertificación activa , hasta el punto de que algunas organizaciones informan a las personas que viven en las zonas afectadas sobre los condensadores de agua para ayudarlas a afrontar la situación de manera eficaz. ^{[ 3 ]}

También es un proceso crucial en la formación de estelas de partículas en una cámara de niebla . En este caso, los iones producidos por una partícula incidente actúan como centros de nucleación para la condensación del vapor, produciendo las estelas de "nube" visibles.

Las aplicaciones comerciales de la condensación, tanto para los consumidores como para la industria, incluyen la generación de energía, la desalinización de agua, ^{[ 4 ]} la gestión térmica, ^{[ 5 ]} la refrigeración, ^{[ 6 ]} y el aire acondicionado. ^{[ 7 ]}

Numerosos seres vivos utilizan el agua que se condensa y a la que se puede acceder. Algunos ejemplos son el diablo espinoso australiano , los escarabajos tenebrosos de la costa de Namibia y las secuoyas costeras de la costa oeste de Estados Unidos .

La condensación en la construcción de edificios es un fenómeno indeseado, ya que puede causar humedad , problemas de salud relacionados con el moho , pudrición de la madera , corrosión , debilitamiento de muros de mortero y mampostería, y pérdidas de energía debido al aumento de la transferencia de calor . Para aliviar estos problemas, es necesario reducir la humedad del aire interior o mejorar la ventilación del edificio. Esto se puede lograr de varias maneras, por ejemplo, abriendo ventanas, encendiendo extractores, usando deshumidificadores, secando la ropa al aire libre y cubriendo ollas y sartenes mientras se cocina. Se pueden instalar sistemas de aire acondicionado o ventilación que ayudan a eliminar la humedad del aire y a distribuir el aire por todo el edificio. ^{[ 8 ]} La cantidad de vapor de agua que se puede almacenar en el aire se puede aumentar simplemente elevando la temperatura. ^{[ 8 ]} Sin embargo, esto puede ser un arma de doble filo, ya que la mayor parte de la condensación en el hogar ocurre cuando el aire cálido y húmedo entra en contacto con una superficie fría. A medida que el aire se enfría, ya no puede retener tanto vapor de agua. Esto lleva a la deposición de agua en la superficie fría. Esto resulta muy evidente cuando se utiliza la calefacción central en combinación con ventanas de un solo cristal en invierno.

La condensación entre estructuras puede ser causada por puentes térmicos , aislamiento insuficiente o inexistente, impermeabilización o acristalamiento aislante . ^{[ 9 ]}