Higrómetros: para medir el nivel de humedad

Humidificadores

¿Qué es un higrómetro?

Un higrómetro es un instrumento utilizado para medir la cantidad de humedad y vapor de agua en la atmósfera, en el suelo o en espacios confinados.

Los instrumentos de medición de la humedad generalmente se basan en mediciones de otra variable, como la temperatura, la presión, la masa o un cambio mecánico o eléctrico en una sustancia cuando se absorbe la humedad. Por medio de la calibración y el cálculo, estas variables medidas pueden conducir a una medición de la humedad.

Los dispositivos electrónicos modernos utilizan la temperatura de condensación (punto de rocío) para medir la humedad. La cantidad máxima de vapor de agua que puede mantenerse en un determinado volumen de aire (saturación) varía enormemente con la temperatura (el aire frío puede contener menos masa de agua por unidad de volumen que el aire caliente).

La mayoría de los instrumentos están calibrados para leer la humedad relativa, que es la cantidad de agua relativa al máximo a una temperatura determinada, expresada en porcentaje.

El primer higrómetro fue inventado por el polímero italiano del Renacimiento Leonardo da Vinci en 1480 y una versión más moderna fue creada por el matemático suizo Johann Heinrich Lambert en 1755.

¿Para qué sirve un higrómetro?

Además de los invernaderos y los espacios industriales, los higrómetros también se utilizan en algunas incubadoras, saunas, humidificadores y museos. También se utilizan para el mantenimiento de instrumentos musicales de madera como pianos, guitarras, violines y arpas, que pueden ser dañados por condiciones de humedad inapropiadas.

En los entornos residenciales, los higrómetros se utilizan para ayudar a controlar la humedad (una humedad demasiado baja puede dañar la piel y el cuerpo, mientras que una humedad demasiado alta promueve el crecimiento de moho y ácaros del polvo). Los higrómetros también se utilizan en la industria de los revestimientos porque la aplicación de la pintura y otros revestimientos puede ser muy sensible a la humedad y al punto de rocío.

¿Cómo elegir un higrómetro adaptado a sus necesidades?

La baja humedad puede irritar la garganta y la nariz, causar sequedad en la piel y labios agrietados, y promover la electricidad estática. La alta humedad puede causar olores desagradables, reacciones alérgicas, estornudos, tos crónica y una sensación de humedad.

En su casa, la baja humedad puede causar juntas sueltas en los muebles, suelos chirriantes y acumulaciones de polvo, mientras que la alta humedad causa condensación en las ventanas y espejos, crecimiento de insectos y moho.

Puede utilizar un simple higrómetro para calcular el nivel de humedad en las diferentes habitaciones de su casa y reducir su consumo de energía ajustando la humedad mientras aumenta su comodidad a lo largo del año.

Determine dónde necesita medir la humedad, la precisión de sus lecturas y las características que necesita:

  • Los márgenes de error varían del 1 al 10% dependiendo del modelo. Si la precisión no es crítica, elija un modelo barato con un margen de error del 5%. Si necesita mediciones sensibles y precisas, elija un higrómetro de mayor precisión.
  • Puede que necesite comprar un psicrómetro para calibrar sus higrómetros.
  • Los humidificadores y las cajas de instrumentos musicales pueden requerir sus propios higrómetros dedicados.
  • Si desea registrar los cambios en la humedad, compre un higrómetro que registre los datos a intervalos especificados por el usuario. Determine si necesita una vigilancia constante o un control puntual.
  • Elija un higrómetro con sonda si las mediciones se realizan en lugares distantes de aquellos donde se controlan los resultados.
  • Los higrómetros portátiles son perfectos para la movilidad y la lectura rápida.
  • Los higrómetros de exteriores son robustos y resistentes al agua y a las fluctuaciones extremas de humedad.

¿Cuáles son los diferentes tipos de higrómetros?

Higrómetro antiguo

Los prototipos de higrómetros fueron diseñados y desarrollados durante la Dinastía Han en la antigua China para estudiar las condiciones climáticas. Los chinos usaban un trozo de carbón y un trozo de tierra: su peso seco se comparaba con el peso húmedo después de ser expuesto al aire. Las diferencias de peso se utilizaron para calcular el contenido de humedad.

Se desarrollaron otras técnicas utilizando la masa para medir la humedad, por ejemplo, cuando el aire estaba seco, el trozo de carbón era ligero, mientras que cuando estaba húmedo, el trozo de carbón era más pesado.

Higrómetro de rollo de papel metálico

El higrómetro de rollo de papel metálico es útil para dar una indicación de las variaciones de humedad. Se utiliza con mayor frecuencia en dispositivos económicos y su precisión es limitada, con variaciones del 10% o más. En estos dispositivos, el vapor de agua es absorbido por una tira de papel impregnado de sal adherida a una bobina de metal, haciendo que la bobina cambie de forma. Estos cambios (similares a los de un termómetro bimetálico) provocan una indicación del nivel de humedad en una esfera.

Higrómetro de tensión del cabello

Estos dispositivos utilizan pelo humano o animal bajo tensión. El pelo y el pelo de los animales son higroscópicos (tienden a retener la humedad). Sus longitudes cambian con la humedad, y el cambio de longitud puede ser amplificado por un mecanismo e indicado en una esfera o escala.

A finales de 1700, algunos científicos llamaron a estos dispositivos higroscopios. Esta palabra ya no es de uso común, pero la higroscopia, que se deriva de ella, todavía lo es. El tradicional y popular dispositivo conocido como estación meteorológica funciona con este principio. En algunos modelos, se pueden usar huesos de ballena y otros materiales en lugar de pelo.

Sicrómetros

Un psicrómetro, o termómetro de bulbo húmedo y seco, consiste en dos termómetros, uno seco y otro que se mantiene húmedo con agua destilada en una mecha. A temperaturas superiores al punto de congelación del agua, la evaporación del agua de la mecha disminuye la temperatura, por lo que el termómetro de bulbo húmedo generalmente tiene una temperatura más baja que el termómetro de bulbo seco. Cuando la temperatura del aire es inferior a la de congelación, el bulbo húmedo se cubre con una fina capa de hielo y puede estar más caliente que el bulbo seco.

La humedad relativa se calcula a partir de la temperatura ambiente, como indica el termómetro de bulbo seco, y la diferencia de temperatura, como indican los termómetros de bulbo húmedo y seco. La humedad relativa también puede determinarse localizando la intersección de las temperaturas de los bulbos húmedos y secos en una tabla psicrométrica. Los dos termómetros coinciden cuando el aire está completamente saturado y cuanto mayor es la diferencia entre ellos, más seco es el aire.

Los psicómetros se utilizan comúnmente en la meteorología y en la industria de la calefacción, la ventilación y el aire acondicionado para el correcto ajuste del refrigerante en los sistemas de aire acondicionado residenciales e industriales.

Los higrómetros de punto de rocío

El punto de rocío es la temperatura a la que una muestra de aire húmedo (u otro vapor de agua) a presión constante alcanza la saturación de vapor de agua. A esta temperatura de saturación, el enfriamiento adicional hace que el agua se condense. Los higrómetros de punto de rocío de espejo refrigerado están entre los instrumentos más precisos disponibles actualmente.

Utilizan un espejo refrigerado y un mecanismo optoelectrónico para detectar la condensación en la superficie del espejo. La temperatura del espejo se controla mediante retroalimentación electrónica para mantener un equilibrio dinámico entre la evaporación y la condensación, midiendo así con precisión la temperatura del punto de rocío.

Con estas unidades se puede lograr una precisión de 0,2° C, lo que corresponde en ambientes de oficina a una precisión de humedad relativa de aproximadamente 1,2%. Estas unidades requieren una limpieza frecuente, el mantenimiento por parte de un técnico cualificado y una calibración periódica para alcanzar estos niveles de precisión.

Más recientemente, los espejos espectroscópicos se han comercializado. Con este método, el punto de rocío se determina mediante la detección espectroscópica de luz para determinar la naturaleza de la condensación. Este método evita algunas de las inexactitudes de los espejos anteriores y es capaz de funcionar sin calibración.

Higrómetro capacitivo

Con los higrómetros capacitivos se mide el efecto de la humedad sobre la constante dieléctrica de un polímero u óxido metálico. Cuando se calibran, estos sensores tienen una precisión del 2% en el cálculo del contenido de humedad. Sin la calibración, la precisión es de 2 a 3 veces peor.

Los higrómetros capacitivos son robustos contra efectos como la condensación y las altas temperaturas. Están sujetos a la contaminación, al moho y al envejecimiento, pero son adecuados para muchas aplicaciones.

Higrómetro de resistencia

Con los higrómetros resistivos (o de resistencia) se mide el cambio de resistencia eléctrica de un material debido a la humedad. Los materiales típicos son las sales y los polímeros conductores.

Los higrómetros resistivos son menos sensibles que los capacitivos. Las propiedades de los materiales también tienden a depender tanto de la humedad como de la temperatura, lo que en la práctica significa que el higrómetro debe combinarse con un sensor de temperatura.

La precisión y la resistencia a la condensación varían según el material resistivo elegido. Hay disponibles higrómetros robustos y resistentes a la condensación con una precisión de hasta el 3% de humedad relativa.

Higrómetro térmico

Con los higrómetros térmicos se mide el cambio en la conductividad térmica del aire debido a la humedad. Estos sensores miden la humedad absoluta en lugar de la relativa.

Higrómetros gravimétricos

Un higrómetro gravimétrico mide la masa de una muestra de aire en relación con un volumen igual de aire seco. Esta tecnología se considera el método más preciso para determinar el contenido de humedad del aire. En la Unión Europea, los Estados Unidos y el Japón se han elaborado normas nacionales basadas en este tipo de medición.

 

Deja un comentario