Calculadora de ponto de orvalho e verificação de condensação
Obtenha o ponto de orvalho a partir da temperatura do ambiente e da umidade relativa. Acrescente a temperatura da superfície de uma janela, parede ou tubo de água gelada para ver se há condensação e em quanto reduzir a umidade para evitá-la. Mais abaixo, escolha o material isolante e a espessura para verificar a condensação superficial em tubulação isolada e obter a espessura mínima que a evita.
O que é o ponto de orvalho
O ar só comporta uma certa quantidade de vapor d'água; quando esfria, o excesso sai na forma de gotículas. A temperatura em que isso começa é o ponto de orvalho. Na mesma temperatura, o ar mais úmido tem ponto de orvalho mais alto.
Abaixo de 0 °C o vapor vira gelo (geada) em vez de água, por isso se chama ponto de geada e é calculado com a pressão de saturação sobre o gelo.
Quando há condensação
A água se acumula em qualquer superfície que esteja no ponto de orvalho do ar em contato com ela ou abaixo dele. Vidros de janela e cantos de paredes externas no inverno, e tubos e dutos de água gelada no verão, são os lugares comuns. Uma superfície mais quente que o ponto de orvalho permanece seca.
Exemplo: condensação em janela no inverno
O ar de um ambiente a 20 °C e UR de 60% tem ponto de orvalho de cerca de 12,0 °C. Se o frio mantiver o vidro interno a 10 °C, isso está abaixo do ponto de orvalho, então há condensação.
Para manter essa janela seca, reduza a umidade do ambiente para cerca de 52,5% ou menos, ou mantenha o vidro mais quente que 12,0 °C.
Como reduzir a condensação
- Ventile: retire a umidade do cozimento, dos banhos e da secagem de roupas para reduzir a umidade do ambiente.
- Controle a umidade: não umidifique demais no inverno e desumidifique se necessário.
- Mantenha as superfícies aquecidas: vidro duplo ou low-e, isolamento adicional e ar circulando atrás das cortinas. Isole os tubos de água gelada para que a superfície externa fique acima do ponto de orvalho.
Tabela de ponto de orvalho (temperatura × umidade relativa)
Valores em °C à pressão do nível do mar, 101,325 kPa. Valores abaixo de 0 °C são pontos de geada (sobre o gelo). Uma superfície igual ou abaixo do valor acumula condensação.
| Temperatura | RH 30 % | RH 40 % | RH 50 % | RH 60 % | RH 70 % | RH 80 % | RH 90 % |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 10 °C | −6.0 | −2.6 | 0.1 | 2.6 | 4.8 | 6.7 | 8.4 |
| 15 °C | −2.1 | 1.5 | 4.7 | 7.3 | 9.6 | 11.6 | 13.4 |
| 18 °C | 0.2 | 4.2 | 7.4 | 10.1 | 12.5 | 14.5 | 16.3 |
| 20 °C | 1.9 | 6.0 | 9.3 | 12.0 | 14.4 | 16.4 | 18.3 |
| 22 °C | 3.6 | 7.8 | 11.1 | 13.9 | 16.3 | 18.4 | 20.3 |
| 24 °C | 5.4 | 9.6 | 12.9 | 15.8 | 18.2 | 20.3 | 22.3 |
| 26 °C | 7.1 | 11.4 | 14.8 | 17.6 | 20.1 | 22.3 | 24.2 |
| 28 °C | 8.8 | 13.2 | 16.6 | 19.5 | 22.0 | 24.2 | 26.2 |
| 30 °C | 10.5 | 14.9 | 18.4 | 21.4 | 23.9 | 26.2 | 28.2 |
| 35 °C | 14.8 | 19.4 | 23.0 | 26.1 | 28.7 | 31.0 | 33.1 |
Perguntas frequentes
Como o ponto de orvalho é calculado?
Encontre a pressão de saturação do vapor na temperatura do ar, multiplique pela umidade relativa para obter a pressão de vapor real e depois encontre a temperatura cuja pressão de saturação seja igual a ela. Esta página resolve ao contrário as equações de Hyland-Wexler do ASHRAE Fundamentals 2017, capítulo 1.
Qual é o ponto de orvalho a 20 °C e UR de 60% em ambiente interno?
Cerca de 12,0 °C. Um vidro de janela ou uma superfície de parede a cerca de 12 °C ou menos acumula condensação. Com UR de 50%, cai para cerca de 9,3 °C e, com 40%, para cerca de 6,0 °C.
Como saber se uma tubulação de água gelada precisa de isolamento?
Compare a temperatura da superfície externa do tubo com o ponto de orvalho do ar ao redor. O ar a 26 °C e UR de 50% tem ponto de orvalho de cerca de 14,8 °C, então um tubo nu com água a 7 °C vai "suar". Escolha uma espessura de isolamento que mantenha a face externa acima do ponto de orvalho.
Qual a relação entre ponto de orvalho e condensação?
Quando o ar toca uma superfície mais fria que o seu ponto de orvalho, o vapor d'água condensa ali. Uma superfície igual ou abaixo do ponto de orvalho acumula condensação; acima dele, nada se forma. Na mesma temperatura, mais umidade eleva o ponto de orvalho, então a condensação se forma com mais facilidade (a 20 °C: cerca de 6,0 °C com UR de 40%, cerca de 12,0 °C com 60%).
Como dimensionar a espessura do isolamento de tubulação de água gelada para evitar condensação?
Encontre o ponto de orvalho pela temperatura e umidade do ambiente e, depois, a menor espessura de isolamento cuja superfície externa fique acima dele por uma margem (normalmente 1 K). A superfície fica mais quente quanto menor a condutividade, maior a espessura e maior a emissividade do revestimento. Na calculadora acima, escolha o material e a espessura para ver a temperatura superficial, a avaliação e a espessura mínima (arredondada para cima até um tamanho padrão); a tabela acima cobre diretamente SGP de 15A a 100A.
Por que um revestimento de alumínio é pior para a condensação?
A superfície externa recebe calor do ar por convecção e do entorno por radiação. O alumínio tem emissividade de cerca de 0,05, então quase não recebe calor por radiação, o coeficiente externo cai e a superfície fica mais fria, mais perto da água gelada. Por exemplo, em um tubo de 50A (DN 50) com água a 7 °C, 25 mm de lã de vidro e ar do ambiente a 30 °C e 80%, um acabamento não metálico deixa a superfície em cerca de 27,4 °C, acima do ponto de orvalho de 26,2 °C, mas um revestimento de alumínio novo a reduz para cerca de 24,8 °C e há condensação.
Que margem de segurança usar na verificação de condensação?
Uma superfície no ponto de orvalho ou abaixo dele condensa. Para cobrir erros de execução, variações de umidade e pontes térmicas em juntas e suportes, os projetistas costumam manter a superfície 1 a 2 K acima do ponto de orvalho (é uma prática, não um valor fixado por norma). A calculadora usa 1 K como padrão e você pode alterá-lo no campo Margem de segurança; o que ficar abaixo disso aparece como Em risco.
Equações e fontes
As mesmas equações do motor da calculadora. T = t + 273,15 K, p = pressão em Pa.
| Item | Equação | Observações · base |
|---|---|---|
| Pressão de saturação (água) | ln pws = C8/T + C9 + C10·T + C11·T² + C12·T³ + C13·ln T | ASHRAE Eq. 6 (Hyland-Wexler), de 0,01 a 200 °C |
| Pressão de saturação (gelo) | ln pws = C1/T + C2 + C3·T + C4·T² + C5·T³ + C6·T⁴ + C7·ln T | ASHRAE Eq. 5 (Hyland-Wexler), de −100 a 0,01 °C |
| Pressão de vapor e razão de umidade | pw = UR/100 · pws(t), W = 0,621945 · pw / (p − pw) | ASHRAE Eq. 20 |
| Ponto de orvalho (ponto de geada) | pws(td) = pw | Inversa das Eq. 5 e 6 por iteração de Newton; forma para gelo (ponto de geada) quando td ≤ 0,01 °C |
| Condensação e margem | condensação ⇔ ts ≤ td, margem = ts − td | Há condensação quando o ar na superfície atinge a saturação (mesma definição da verificação de condensação da calculadora) |
| UR na superfície e maior UR | UR_s = 100 · pw / pws(ts), UR_máx = 100 · pws(ts) / pws(t) | UR_máx: a UR, na mesma temperatura do ambiente, cujo ponto de orvalho é igual ao da superfície (mesma definição da verificação de condensação da calculadora) |
Fontes
- ASHRAE Handbook Fundamentals 2017 (SI), capítulo 1 Psychrometrics: Eq. 5 e 6 de pressão de saturação, Eq. 20 de razão de umidade
- Hyland, R. W. e Wexler, A. (1983), Formulations for the thermodynamic properties of the saturated phases of H2O from 173.15 K to 473.15 K, ASHRAE Transactions 89(2A)
Condensação superficial no isolamento e a espessura de isolamento de tubulação que a evita
Envolver uma tubulação de água gelada com isolamento não adianta se a superfície externa ficar no ponto de orvalho do ar ao redor ou abaixo dele: a água se forma sobre o isolamento (condensação superficial). A temperatura superficial se fixa onde duas coisas se equilibram: o quanto o isolamento resiste ao calor (condutividade k, espessura t) e o quanto de calor o ar entrega à superfície (o coeficiente combinado de convecção e radiação h_se).
Para dimensionar o isolamento, resolva esse balanço para a temperatura superficial Ts e compare com o ponto de orvalho Td. Se Ts é maior que Td, não há condensação, e Ts − Td é a margem. A calculadora acima atende tubulações (cilindros) e superfícies planas (dutos, equipamentos), encontra por bissecção a espessura mínima que evita a condensação e a arredonda para cima até um tamanho padrão.
O revestimento também conta. Um revestimento de baixa emissividade, como o alumínio, quase não troca calor por radiação com o entorno, então a superfície fica mais fria e, com a mesma espessura, é pior para a condensação. O isolamento elastomérico costuma ser usado sem revestimento e tem emissividade superficial de cerca de 0,9.
Espessura mínima de isolamento para evitar condensação em tubulação de água gelada (SGP de 15A a 100A)
Espessura mínima que evita a condensação com ar do ambiente a 30 °C e UR de 80%, água gelada a 7 °C, ar interno parado e margem de 1 K (mm, arredondada para cima). Os valores vêm do mesmo motor da calculadora. Na prática, escolha o tamanho padrão igual ou superior (10, 13, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 65, 75, 100 mm).
| Diâmetro | Diâm. externo mm | Lã de vidro | Elastomérico | PU rígido | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ε 0.9 | ε 0.05 | ε 0.9 | ε 0.05 | ε 0.9 | ε 0.05 | ||
| 15A | 21.7 | 18 | 40 | 18 | 40 | 14 | 31 |
| 20A | 27.2 | 19 | 43 | 19 | 43 | 15 | 33 |
| 25A | 34 | 20 | 46 | 20 | 46 | 16 | 35 |
| 32A | 42.7 | 21 | 50 | 21 | 49 | 17 | 38 |
| 40A | 48.6 | 22 | 52 | 22 | 51 | 17 | 39 |
| 50A | 60.5 | 23 | 55 | 23 | 55 | 18 | 42 |
| 65A | 76.3 | 24 | 59 | 24 | 59 | 19 | 45 |
| 80A | 89.1 | 25 | 62 | 25 | 62 | 19 | 47 |
| 90A | 101.6 | 26 | 65 | 25 | 64 | 19 | 49 |
| 100A | 114.3 | 26 | 67 | 26 | 67 | 20 | 51 |
ε 0,9 é um acabamento não metálico (PVC, pintura, lona, borracha); ε 0,05 é folha de alumínio nova. Um revestimento de alumínio exige muito mais espessura com o mesmo isolamento. > 500 significa que nem 500 mm são suficientes.
Equações
Transferência de calor em regime permanente no estilo da ISO 12241, por metro de tubo ou por m² de superfície plana.
| Item | Equação | Observações · base |
|---|---|---|
| Balanço de calor (temperatura superficial Ts) | (Ta − Ts) / R_se = (Ts − Tf) / R_ins | Ts é resolvida por bissecção; para água gelada, Tf < Ts < Ta |
| Resistências (cilindro / superfície plana) | R_ins = ln(D2/D1) / (2πk), R_se = 1 / (h_se · π · D2), D2 = D1 + 2t. Superfície plana: R_ins = t/k, R_se = 1/h_se | A parede do tubo e a película interna são desprezadas (lado seguro) |
| Coeficiente superficial externo | h_se = h_cv + h_r | Convecção h_cv mais radiação h_r |
| Coeficiente de radiação | h_r = ε · σ · (Ts⁴ − Ta⁴) / (Ts − Ta) | σ = 5,670×10⁻⁸ W/m²K⁴, temperaturas em K. ε é a emissividade superficial do revestimento |
| Convecção natural (ar interno parado) | Tubo horizontal: 1,25 (ΔT/D2)^0,25 (D2³ΔT ≤ 10), caso contrário 1,21 ΔT^(1/3). Plano vertical (H = 1 m): 1,42 (ΔT/H)^0,25, caso contrário 1,31 ΔT^(1/3) | Com vento, combina-se com a convecção forçada (Churchill-Bernstein). As constantes não foram conferidas com o texto da norma; revise antes de usar em projeto |
| Condutividade em função da temperatura | k = k10 + a · (Tm − 10), Tm = (Tf + Ts) / 2 | k10: valor a 10 °C de temperatura média, a: inclinação em temperatura (tabela abaixo) |
| Avaliação | condensação ⇔ Ts ≤ Td, em risco ⇔ Ts − Td < margem, seguro ⇔ Ts − Td ≥ margem | Td vem das equações de ponto de orvalho acima (ASHRAE 2017). Margem padrão: 1 K |
Condutividade típica dos isolamentos (valores de referência para projeto)
Condutividade k10 a 10 °C de temperatura média e inclinação em temperatura a. Os valores variam conforme o fabricante e a classe; substitua-os pelos da ficha técnica do produto.
| Material isolante | k10 W/m·K | a W/m·K² | Barreira de vapor em serviço frio | Base |
|---|---|---|---|---|
| Lã de vidro (painel, calha) | 0.034 | 0.00015 | Barreira separada necessária | KS L 9102, lã de vidro 24K: 0,043 ou menos a 70 °C de temperatura média |
| Lã de rocha (painel, calha) | 0.034 | 0.00018 | Barreira separada necessária | Lã de rocha: cerca de 0,045 a 70 °C de temperatura média (varia conforme o produto) |
| Espuma elastomérica (NBR, EPDM) | 0.034 | 0.0001 | Célula fechada (cole as juntas) | EN 14304: 0,033 ou menos a 0 °C, cerca de 0,036 a 40 °C |
| Espuma de polietileno | 0.036 | 0.00012 | Célula fechada (cole as juntas) | Dados do fabricante: 0,035 a 0,040 |
| Poliuretano rígido (PU, PIR) | 0.025 | 0.0001 | Célula fechada (cole as juntas) | Valor de projeto envelhecido para PU e PIR rígidos |
| Espuma fenólica | 0.024 | 0.00008 | Célula fechada (cole as juntas) | KS M 3808: 0,022 ou menos; valor de projeto envelhecido |
| Poliestireno extrudado (XPS) | 0.034 | 0.0001 | Célula fechada (cole as juntas) | EN 13164, valor declarado: 0,030 a 0,036 |
Emissividade superficial do revestimento (acabamento)
| Revestimento | Emissividade ε |
|---|---|
| Folha ou chapa de alumínio (nova) | 0.05 |
| Alumínio (oxidado) | 0.13 |
| Aço galvanizado | 0.26 |
| Aço inoxidável | 0.15 |
| PVC, pintura, lona, superfície de elastômero | 0.9 |
Última atualização em 2026-10-12.