¿Por qué el aire que expulsamos sale caliente pero el que inspiramos está frío?

¿Por qué cambia la temperatura del aire al respirar?

Este contenido pertenece a la sección The Conversation Júnior, donde expertos de reconocidas universidades y centros de investigación responden a preguntas de estudiantes entre 12 y 16 años. Las consultas pueden enviarse a través del correo electrónico de la sección.

Pregunta realizada por estudiantes de secundaria

Formulada por alumnos de segundo curso de Educación Secundaria Obligatoria de un instituto de Álava.

Un experimento sencillo

Para observar este fenómeno, realiza esta prueba mientras lees: coloca tu mano cerca de tu boca y exhala. Ahora inhala profundamente por la nariz o la boca. La temperatura no varía porque nuestra boca cambie, sino por las diferencias entre el aire exterior y el que ya ha estado dentro de nuestro organismo. La humedad ambiental también juega un papel importante en este proceso.

Composición del aire que respiramos

• Al inhalar: Incorporamos aproximadamente medio litro de aire ambiental, compuesto principalmente por nitrógeno y oxígeno
• Al exhalar: El aire contiene menos oxígeno, utilizado por nuestro cuerpo, y más dióxido de carbono, resultado del proceso metabólico

Este intercambio permite que nuestro organismo obtenga el oxígeno necesario y elimine el exceso de CO₂, manteniendo estables las condiciones internas.

Factores que influyen en la temperatura

El aire que respiramos normalmente está más frío porque tiene la temperatura ambiental, generalmente inferior a nuestra temperatura corporal. Al pasar por las vías respiratorias, se calienta hasta aproximarse a nuestros 36-37°C internos.

El papel de la humedad

El aire exterior suele ser más seco, con menor contenido de vapor de agua. Al inhalarlo, se humedece gracias a las mucosas nasales y la saliva, alcanzando mayor saturación de humedad.

Cuando el aire seco ingresa por la nariz o boca, parte de la humedad de nuestras mucosas se evapora. Este proceso de evaporación requiere energía térmica que "toma" de nuestro cuerpo, provocando una ligera disminución de temperatura. Por eso percibimos el aire inhalado como más frío: nos ha absorbido parte de nuestro calor.

El caso de los animales

Seguramente has observado que algunos animales, como los perros, respiran rápidamente cuando hace calor. Este jadeo consiste en hacer circular gran cantidad de aire por la boca. Al hacerlo, la saliva que cubre la lengua y el interior bucal se evapora, ayudándoles a liberar calor y mantener su temperatura corporal en niveles adecuados.

El aire exhalado

Por el contrario, el aire que expulsamos contiene mayor humedad porque proviene de los pulmones, cuyo interior está recubierto de humedad. Podemos comprobar esta característica cuando exhalamos sobre un vidrio: el vapor de agua se condensa y forma vaho.

¿Cómo percibimos estos cambios?

Para que notemos las variaciones de temperatura del aire respirado, la información debe llegar a nuestro cerebro. En la lengua, el paladar y, en menor medida, en las fosas nasales, existen terminaciones nerviosas especializadas llamadas termorreceptores, muy sensibles a la temperatura.

Esto se hace evidente al consumir un helado o una sopa caliente: cuando los termorreceptores se activan, envían señales cerebrales que nos permiten percibir frío o calor respectivamente. Estos mismos receptores nos permiten distinguir la diferencia térmica entre el aire inhalado y exhalado.

El efecto del mentol

Algo similar ocurre al consumir caramelos de menta. El mentol, componente principal de la menta, activa las terminaciones sensibles al frío. Esto genera una sensación de frescor, aunque la temperatura real en la boca permanezca sin cambios.

Consideración importante

Es relevante señalar que estas observaciones aplican en condiciones normales. Durante días de calor extremo (superiores a 37°C), puede ocurrir que el aire inhalado sea más caliente que el exhalado.

La Cátedra de Cultura Científica de la Universidad del País Vasco colabora en la sección The Conversation Júnior.