condensação (meteorologia)

O que chamamos vulgarmente "vapor de água" não é mais que uma fase líquida que aparece sob a forma de microgotículas numa atmosfera saturante, logo que se verificam certas condições termodinâmicas locais que permitem a transformação de fase vapor-líquido e assim se inicia a condensação.

Quer se trate de nuvens, nevoeiro, orvalho ou geada, o processo fundamental da sua formação é um processo termodinâmico à escala microfísica, que se denomina condensação, precisamente porque a transformação da fase vapor-líquido ou vapor-sólido tem como resultado condensar sob um pequeno volume, na nova fase, o que se encontrava presente na atmosfera sob a forma de vapor.
O único parâmetro físico que praticamente condiciona as mudanças de fase de uma massa de ar, com um determinado conteúdo de vapor de água, é a temperatura. A passagem de uma fase à outra (vapor-líquido, vapor-sólido) tem para cada temperatura uma pressão de vapor bem determinada. Se num determinado volume de ar, a uma determinada temperatura, introduzirmos mais moléculas de vapor de água do que as que correspondem à pressão máxima de vapor saturante para esse volume, produz-se um estado de falso equilíbrio que a menor alteração ou a menor impureza permitirá quebrar. Tudo se passa como se as moléculas a mais, incapazes de disputar o seu lugar às outras moléculas, se sintam na obrigação imperiosa de se associarem para obter o menor espaço possível, isto é, condensar-se para que a tensão de vapor de água não ultrapasse o valor máximo permitido pela temperatura. Abaixo desta temperatura crítica, para a quantidade de vapor de água considerada, a condensação inicia-se a este valor, chamado, por vezes, ponto de orvalho.

Na realidade, este estado líquido da matéria corresponde a um número relativamente importante de moléculas de água associadas num mesmo ponto. Cerca de 50 a 100 para formar um embrião de germe líquido. A probabilidade de se encontrarem, no mesmo instante e no mesmo ponto, um tão grande número de moléculas é ínfimo. Numa fase homogénea pura, não poderá ocorrer qualquer condensação sem que primeiro se realize uma sobressaturação considerável.

No século XIX, Coulier descobriu que as impurezas da atmosfera é que permitem o vapor de água mudar de fase em condições normais. Estas impurezas, ou núcleos de condensação, como depois foram chamadas, desempenham a função de acumuladores de moléculas de vapor de água e permitem assim que o volume crítico correspondente ao germe da nova fase de saturação seja inequivocamente atingido.

O único meio de atingir a condensação numa atmosfera contendo vapor de água a uma pressão de vapor não saturante é arrefecer o ar de maneira a atingir uma temperatura tal que o número de moléculas de água que a atmosfera contém corresponda à necessária saturação. Na Natureza este abaixamento de temperatura intervém de diferentes maneiras. Para as nuvens e nevoeiro os mecanismos são praticamente idênticos. O orvalho e a geada exigem condições mais específicas.