Medición de Humedad Relativa en Cámaras de Ensayo

Virtualmente toda sustancia y material es sensible de alguna manera a la humedad relativa y a la temperatura. Por lo tanto existe una gran necesidad de crear espacios en los que puedan ser minuciosamente controladas la humedad relativa y la temperatura con el propósito de determinar exactamente como unos cambios en las condiciones ambientales pueden afectar objetos de interés.

Estos espacios pueden ser pequeños (como del tamaño de una mesa) o grandes (como un espacio donde pueda ingresar un camión) y pueden o no controlar también otros parámetros ambientales. En esta discusión, nos referiremos a todos estos espacios como «cámaras».

La selección de los dispositivos de medición de humedad relativa para usar en cámaras requiere una minuciosa evaluación. Debido al amplio rango de condiciones que los usuarios y fabricantes de cámaras necesitan crear, no existe un único enfoque de medición que satisfaga todas las necesidades. Además de los aspectos obvios de los rangos de temperatura y humedad, también deben considerarse otros factores más sofisticados, por ejemplo si es necesario medir la humedad relativa en todo el rango de temperatura en que opera determinada cámara, si en algún momento se formará condensación dentro de la cámara, si se presentarán gases inusuales o agresivos dentro de la cámara, si la cámara funcionará cerca del 100 % de humedad relativa por extensos períodos. Quien busque dispositivos de medición de humedad relativa debe comenzar con estas preguntas en la mente.

Alta humedad contínua

Los ambientes que funcionan en saturación o cerca de ella son difíciles para la mayoría de los sensores eléctricos de humedad. Las mediciones de temperatura de bulbo húmedo pueden ser precisas en ambientes saturados, pero los termómetros de bulbo húmedo requieren un mantenimiento constante y son menos efectivos si la cámara también opera en condiciones de baja humedad relativa o a temperaturas extremas. Vaisala ha creado instrumentos con «sonda calentada » especialmente para mediciones en elevada humedad relativa. Las sondas calentadas se mantienen automáticamente a una temperatura varios grados superior a la del entorno. Esto evita que se forme condensación en el sensor, manteniendo la medición «en línea » en presencia de condensación. Las sondas calentadas también pueden operar a temperaturas y humedades en las que la medición de bulbo húmedo no es efectiva.

Gases agresivos

Los sensores de humedad relativa deben entrar en contacto con el gas que están midiendo. Los sensores de humedad relativa están elaborados de una variedad de materiales, y si los elementos funcionales de un sensor cambian sus propiedades como resultado del contacto con gases incompatibles, esto se manifiesta en deriva del sensor y pérdida de precisión de la medición. Vaisala ha desarrollado una función «purga de sensor» que protege los elementos funcionales más importantes del mismo. Durante la purga, el sensor es temporalmente calentado a más de 100 °C, causando que desgasifique moléculas que pueden ser responsables de la imprecisión de la medición. La purga del sensor también puede programarse para que funcione automáticamente según un horario a elección del usuario.

Ambiente extremadamente seco

Algunas pruebas ambientales requieren muy baja humedad, niveles del 3 % de humedad relativa o menos. La mayoría de los instrumentos cuyas especificaciones declaran un rango del 0 al 100 %, no funcionan bien cerca de cero, y en la práctica el parámetro de medición deseado a menudo ya no suele ser humedad relativa sino punto de rocío, o partes por millón en volumen (ppmv). Los instrumentos Drycap de Vaisala pueden medir confiablemente niveles de vapor de agua tan bajos como punto de rocío de -80 °C. Las mediciones pueden ser informadas como punto de rocío, ppmv o una cantidad de diferentes parámetros.

Verificación de elevada humedad relativa

A veces es necesario revisar la correcta operación de las cámaras a alto nivel de humedad. Esto es difícil cuando la cámara está funcionando en condiciones que crean una temperatura de punto de rocío mayor que la temperatura ambiente. Las sondas de prueba a temperatura ambiente, cuando son insertadas en la cámara, serán cubiertas por la condensación y la medición será errónea. Vaisala aborda este problema con sensores de humedad relativa que incorporan una función
«precalentamiento del sensor». Antes de su inserción en el ambiente de elevada humedad relativa, se activa el precalentamiento para elevar la temperatura del sensor muy por encima de la temperatura de punto de rocío de la cámara. El usuario luego inserta la sonda en la cámara y ésta se enfría a la temperatura de la cámara, haciendo en minutos una medición precisa de punto de rocío y temperatura.

Presión, humedad relativa y temperatura

Si se desea monitorear la presión así como la temperatura y la humedad relativa, Vaisala puede ofrecer un instrumento para medir los tres parámetros simultáneamente. Esto es especialmente práctico cuando el parámetro de humedad de interés es sensible a la presión (por ejemplo ppmv). Estos parámetros sensibles a la presión son calculados y visualizados en tiempo real, utilizando la medición de presión integrada.

Prueba y calibración

Los usuarios de cámara suelen necesitar una herramienta para verificar las condiciones de la cámara o calibrar los sensores que operan dentro de la misma. Vaisala hace instrumentos de prueba portátiles diseñados para esas tareas. El sistema de medición MI70 provee una simple interfaz gráfica de usuario y una familia de sondas que pueden medir temperatura, alta humedad relativa, baja humedad relativa, bajo punto de rocío y concentración de dióxido de carbono. Las sondas pueden ser equipadas con precalentamiento y con purga de sensor (véase arriba). Los datos de todas las mediciones pueden verse gráficamente, almacenarse en el MI70 o transferirse a una PC. En muchos casos el MI70 puede ser conectado a otros sensores de Vaisala, permitiendo una rápida y simple interfaz de calibración.