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CONCEPTOS BASICOS HIGROMETRO Y LA HUMEDAD RELATIVA

CONCEPTOS BASICOS HIGROMETRO Y LA HUMEDAD RELATIVA

HUMEDAD RELATIVADefinición y aspectos teóricos:

El vapor de agua se forma a causa de la evaporación del agua presente en la naturaleza: por ejemplo en las viviendas, elevadas cantidades de vapor son producidas por las plantas, las actividades de la cocina, el lavado y por los mismos habitantes, a través de la respiración y la transpiración.
El vapor de agua producido es absorbido por el aire en cantidades que dependen de las condiciones ambientales, provocando un aumento del contenido de humedad. La máxima cantidad de vapor que el aire puede absorber es llamada “cantidad de saturación” y aumenta en función de la temperatura a un mismo volumen.
Si la cantidad de vapor de agua contenida en un volumen de aire saturado con una determinada temperatura aumenta, el vapor condensa pasando al estado líquido.
Definiciones relacionadas:
Humedad absoluta (UA): cantidad de vapor de agua contenida en un m3 de aire. Puede expresarse eng/m³.
Humedad relativa (UR): relación entre la humedad absoluta y la cantidad de saturación. Normalmente se expresa en %.
UR = UA/cantidad de saturación
Saturación: a una masa de aire con una cierta temperatura se le dice saturada cuando contiene la máxima cantidad de vapor de agua que puede estar presente con una cierta temperatura y una cierta presión. Si se aumenta la cantidad de vapor de agua (por ejemplo cocinando) o se baja la temperatura del aire, el vapor condensa y vuelve al estado líquido.
Temperatura del punto del rocío: es la temperatura de saturación, es decir la temperatura máxima por debajo de la cual el aire húmedo, enfriándose, forma la condensación.
Fenómeno de la condensación:
La formación de la condensación en la superficie interior de una ventana depende principalmente de cuatro factores:
• coeficiente de transmisión térmica de la ventana;
• humedad relativa del aire en el local;
• temperatura en el local;
• temperatura del aire exterior

 

Definición
El higrómetro es el instrumento utilizado para medir la humedad relativa (HR) del aire, que es la cantidad de vapor de agua presente en un volumen de aire. Los higrómetros a menudo están disponibles en versiones que también miden la temperatura.
A los últimos normalmente se les llama termo-higrómetros. La humedad relativa se expresa como la proporción de la cantidad de vapor de agua presente en el aire en relación con la cantidad que lo saturaría a una temperatura dada.

 

 HISTORIA DEL HIGROMETRO
Hablar de un higrómetro significa situarnos en sólo uno, dentro de la inmensa variedad de instrumentos de medición existentes. El término que define el DRAE como higrómetro proviene del griego ugrox, y significa húmedo, y –‘metro,y define justamente al instrumento que sirve para determinar la humedad del aire atmosférico. Es justamente, parte del instrumental utilizado en meteorología. El invento del higrómetro se debe al físico francés Guillaume Amontos en 1687, y fue luego perfeccionado por Fahrenheit a mediados del siglo XVIII, luego de haber diseñado el termómetro.
El higrómetro es un instrumento que se utiliza para medir el grado de humedad del aire o de un gas determinado sirviéndose de sensores que perciben e indican su variación. Los higrómetros más antiguos se hallaban construidos con sensores de tipo mecánico que se sustentaban en las respuestas de algunos elementos sensibles a las variaciones de la humedad atmosférica, tales como el cabello humano.
 

Modelos de higrómetros
 

Existen en la actualidad, diversos tipos de higrómetros según el tipo de medición que realicen. El higrómetro del tipo psicrómetro especifica la humedad atmosférica mediante la diferenciación de su temperatura con la humedad y su temperatura ordinaria.

El higrómetro de condensación es utilizado para definir la humedad atmosférica al alcanzar establecer la temperatura de empañamiento de una superficie pulida mientras va enfriándose de manera artificial y en forma demorada esa misma superficie. El higrómetro utiliza una cuerda de cabellos que se enrosca con mayor o menor fuerza según la humedad ambiente. El haz de cabellos desliza por una aguja indicadora que determina la proporción del grado de humedad, aunque no define el porcentaje.
 

El higrómetro de absorción utiliza sustancias químicas higroscópicas que en este caso son las que absorben y exhalan la humedad, según las condiciones climáticas reinantes.

El higrómetro eléctrico se halla conformado por dos electrodos enrollados en espiral, entre ellos se ubica un tejido impregnado en cloruro de litio acuoso. Si se aplica a estos electrodos una tensión alterna, el tejido se calienta y se evapora una parte del contenido de agua. A una temperatura determinada, se consigue un equilibrio entre la evaporación por calentamiento del tejido y la absorción de agua de la humedad del ambiente por el cloruro de litio, que es un material específicamente higroscópico. Así entonces, analizando estos datos puede definirse con precisión el grado de humedad
 

Actualmente, lo último en tecnología es el higrómetro digital que presenta características propias de avanzada: la posibilidad de medir la temperatura en décimas de grado y con la particularidad de guardar en memoria la máxima y la mínima. Un rango de medidas de -10°C…+50°C. Tiene también un registro de humedad con memorias mínimas y máximas en rangos de medidas de 10% a 99%, con un margen de precisión del 25 al 75%. Alimentado a pila, presenta el formato de un teléfono celular, puede recibir alimentación a batería de tipo AAA, y usarse tanto para colgar en una pared como apoyado sobre un plano.
Finalmente no olvidemos que siendo el higrómetro un instrumento de medición también puede tener más aplicaciones que los usos meteorológicos. Así en laboratorios agropecuarios, en específicas pruebas de ensayo son utilizados algunos higrómetros que permiten verificar no sólo la humedad necesaria para determinados cultivos sino también la requerida para la óptima aptitud de los suelos en uso. También en medicina, es indispensable el uso de higrómetros en aplicaciones biomédicas o bien, como sensores de humedad en los laboratorios e incluso en la aplicación de humidificadores ambientales para los casos de congestiones bronquiales y asma. Es también usado el higrómetro en las fisioterapias de rehabilitación para determinar el grado requerido de aplicación de calor y humedad según sea el caso prescripto.

 

Principio de Funcionamiento electronicos
El sistema de medición está compuesto de un medidor conectado a una sonda. Esta sonda está basada en la capacitancia de un sensor de humedad con un polímero o material dieléctrico plástico con una constante dieléctrica fija entre 2 y 15.
La humedad hace que el dieléctrico se dilate, distanciando así las placas con la consecuente variación de la geometría del capacitador y la reducción de su capacitancia. Estas variaciones de capacitancia a su vez causan un cambio de frecuencia en los componentes electrónicos del instrumento, que resulta en una modulación de frecuencia la cual es una función de la humedad relativa. La frecuencia se convierte entonces en voltaje, que se convierte en un valor de humedad relativa y se visualiza en pantalla.
 

La precisión de los higrómetros depende esencialmente de los siguientes factores:
 

Error de linealidad” causado por la no linealidad típica de la respuesta de los sensores HR. Es aconsejable calibrar el medidor periódicamente para reducir la probabilidad de que ocurra este error.
“Error de temperatura” causado por la variación de las propiedades higroscópicas del material dieléctrico del sensor en función de la temperatura; de hecho la proporción entre la cantidad de vapor de agua presente en el dieléctrico y la humedad relativa no es directamente proporcional, sino que varía con la temperatura. Debido a este error de temperatura, la mayoría de los higrómetros disponibles en el mercado no funcionan a temperaturas por debajo de -20 ºC (-4ºF).
“Error de calibración” causado por un procedimiento de calibración incorrecto. En el mercado hay muchos kits de calibración disponibles. La mayoría están compuestos por un receptáculo que contiene dos cámaras selladas y dos tipos diferentes de sal. Es posible simular un valor HR particular llenando cada cámara con el agua destilada y la solución de sal correctas. La sonda HR se sumerge primero en la cámara HR baja y se deja que se estabilice; Entonces el medidor se calibra al valor HR de la cámara que se esté usando. El proceso se repite con la cámara HR alta. Pero la HR se ve seriamente afectada por la temperatura, y estos kits no proveen de una calibración precisa, debida a la dificultad de realizar la calibración a una temperatura constante. A veces se usan cámaras climáticas que simulan diferentes niveles de humedad para calibrar higrómetros. Los higrómetros también se calibran utilizando dos niveles diferentes de humedad relativa en este proceso de calibración, a continuación se comprueba la precisión
simulando otros valores HR en la cámara.
 



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