Voetvocht

In mei van dit jaar is in het AW-labo wat verdampingsonderzoek gedaan om een uitspraak te kunnen doen over het nut of nadeel van schoffelen. Wijde, ondiepe plastic schaaltjes, gevuld met kraanwater, kwamen binnenshuis op een brievenweger te staan en het gewichtsverlies werd van dag tot dag bijgehouden. Er werden verdampingssnelheden gevonden ter grootte van van 3 tot 4 milligram water per uur per cm², in een enkel geval zelfs 6 mg/cm².h.

De waarde kon worden vergeleken met de vrije verdamping aan open wateroppervlakken die een lezer in Geldrop uit een `Einführung in die Meteorologie' had overgenomen. De Duitse tabel toont een grote invloed van zonne-instraling, luchttemperatuur, relatieve luchtvochtigheid en wind. Bij flink wat zon, droge lucht en wind kan de verdamping in de vrije natuur wel 72 mg/cm².h zijn. De waarde voor 's nachts onder bedekte hemel en een RV van 70% is tien keer zo laag: 7 mg/cm².h. Als alle wind wegvalt wordt het nog minder. Verdwijnen ook de wolken, dan kan zelfs water uit de lucht naar poelen en plassen terugkeren: dauw op de Beulakerwijde.

De vraag rees of dit soort open-pan-verdamping thuis niet als hygrometer dienst kon doen. Binnenshuis is de temperatuur tamelijk constant, storende instraling is uit te sluiten en wind staat er ook niet. Maar later viel het oog op het verslag van een uitputtend laboratoriumonderzoek naar de verdamping van water aan een vrij wateroppervlak in de `Journal of applied physics' (1 juni 1993). De Japanners Hisatake, Tanaka en Aizawa verrichtten een reeks secure metingen aan hetzelfde soort schaaltjes als uit het AW-onderzoek om de bruikbaarheid van een vereenvoudigd model voor de verdamping te toetsen. Als er een luchtstroom van 1,5 m/s over de schaal stroomt vinden zij al een verdamping die tien keer zo groot is als die van het AW-onderzoek. Bedenk: 1,5 m/s is wat men aan wind in het gezicht voelt bij een gewoon wandeltempo: 5,4 km/h. Zo overweldigen groot is dus de invloed van een beetje luchtverplaatsing dat de hoop op een handige hygrometer bij toverslag verdween.

De Japanners deden nog meer ongezochte vondsten: het bleek dat de verdamping uit verschillende formaten schaaltjes niet recht-evenredig is met hun vrije oppervlak. Uit kleine schaaltjes verdampt, dankzij allerlei randeffecten, per oppervlakte- en tijdseenheid méér water dan uit grote. Met dit effect was nog niet eens rekening gehouden toen later in mei in een ander AW-stukje grote verbazing werd uitgesproken over de minimale verdamping uit een watergevulde drie-liter-fles (binnendiameter 15 centimeter) die na twee jaar nog niet één liter water had verloren. Een onbegrijpelijk lage verdampingssnelheid van minder dan 0,3 mg/cm².h.

De AW-redactie is belerend toegesproken door de Delftse hoogleraar dr.ir. H.E.A. van den Akker, die in een uitvoerige brief uitlegde dat de verdampingssnelheid in de fles uitsluitend wordt bepaald door moleculaire diffusie (gesteld tegenover convectief transport, zoals bij de schaaltjes onder een luchtstroom). Met de wet van Fick, die dit moleculair transport beschrijft, rekent hij losjes voor dat het geconstateerde verdampingstempo ruwweg in overeenstemming is met de theorie. Het is allemaal elementaire kennis.

Zo is het inzicht in verdampingsprocessen op het AW-labo langzaam aan het groeien en nu is het plan opgevat ook eens wat onderzoek te doen aan de vochthuishouding van de voet, of liever gezegd: van de voet in de sok in de gymschoen. Het soort gymschoen, wel te verstaan, waarin aan de binnenzijkant twee kleine perforaties zijn aangebracht. Helpen die gaatjes?

Besloten werd voetvocht zorgvuldig op te vangen in een plastic boterhamzakje en de grootte van de oogst met een veerbalans te meten. Door een ongelukkig toeval werd een soort zakjes gekocht waar de voet niet in paste. Daarom is er een hand ingestoken en werd gemakshalve aangenomen dat de voet vanaf de plaats waar hij de gymschoen in gaat per tijdseenheid twee keer zoveel vocht produceert als de hand beneden het horlogebandje. Waarschijnlijk is het meer.

De zak om de hand werd met een elastiekje dichtgebonden. Eén proef duurde een half uur, een andere proef precies een uur. Vlak voor de zak er weer af ging werd hij, omhuld door een andere zak, in een emmer ijskoud water gestoken. Daarbij condenseerde het vocht dat nog in dampvorm aanwezig was. Ook de hand zelf werd zichtbaar nat en die werd daarom zo goed mogelijk aan de droge zakbuitenkant afgeveegd. Daarna ging het plastic snel naar de Pesola-veerbalans (bereik 5 gram). Het plaatje toont de gang van zaken in een niet-logische configuratie. De zakjes bleken 0,25 respectievelijk 0,5 gram zwaarder te zijn geworden. Met de genoemde aanname komt men tot de conclusie dat de voet 1 ml water per uur produceert.

Dat lijkt wat aan de hoge kant, want dan zou per 16 uur (de dagelijkse draagtijd) ongeveer 16 ml voetvocht in schoen en sok terecht komen, evenveel als een half glas jenever. Toch is het weer bescheiden vergeleken met wat Internet erover meldt: `feet sweat more than a pint a day'.

Vast staat dat de schoen dit aanbod niet aankan: de sokken worden in de loop van de dag steeds vochtiger, al worden ze maar zelden echt nat. Volgens meerdere Internet-opgaven stroomt de helft van het vocht als damp langs de boorden van de schoen naar buiten. Wat zou de bijdrage zijn van die twee gaatjes in de klassieke gymschoen? Nemen we heel optimistisch aan dat hun gezamenlijk oppervlak 1 cm² is, dan mag het een mooi resultaat heten als daardoor per uur 10 mg water verdwijnt. Dat is 0,01 ml. De gaatjes zijn dus flauwekul.

    • Karel Knip