Instrumentos para medir a umidade do ar em ambientes internos: tipos + recomendações de escolha

A permanência confortável em um apartamento é possível após garantir um microclima confortável, adequado para ambientes residenciais. As condições climáticas no cômodo dependem da temperatura e umidade do ar, portanto, esses indicadores devem ser controlados cuidadosamente com o auxílio de instrumentos especiais.

Assim, para determinar a temperatura em um ambiente, usa-se um termômetro, e o instrumento para medir a umidade do ar chama-se higrômetro. O princípio de funcionamento do termômetro é conhecido por todos, mas como funciona um medidor de umidade e como escolher a opção adequada, nem todos sabem.

Vamos juntos entender os tipos existentes desses instrumentos e as características de seu funcionamento neste material. Também vamos falar sobre as regras para escolher um higrômetro adequado.

Como se mede a umidade do ar?

Saber a quantidade de umidade pode ser feito com recursos improvisados: uma vela acesa, uma pinha, um copo de água ou o estado das folhas de uma planta doméstica que ama umidade. Esses métodos são usados há muito tempo, mas determinam apenas valores aproximados.

As leituras precisas podem ser obtidas com um termômetro comum. Esse método é demorado e não muito conveniente, pois exige o cumprimento de certas instruções, sem as quais os dados obtidos têm um erro significativo.

Os medidores de umidade modernos são seguros e se encaixam harmoniosamente no interior. Por isso, podem ser usados em qualquer cômodo para criar um microclima confortável

Para a medição objetiva do vapor de água no ar, são utilizados instrumentos especiais que convertem dados sobre temperatura e concentração de vapor.

A esses dispositivos pertencem:

1. Higrômetros.
2. Psicrômetros.

Instrumentos com diferentes princípios de funcionamento mostram valores com diferentes margens de erro. Alguns dispositivos fornecem dados precisos sobre o teor de umidade no ar, outros permitem erro.

Existem instrumentos que registram valores absolutos, e existem medidores que refletem o valor relativo. Portanto, antes de escolher um higrômetro, é necessário estudar o princípio de funcionamento dos dispositivos e considerar as condições em que o instrumento será utilizado.

A grandeza absoluta reflete o peso do vapor d'água em um metro cúbico de ar. O valor é expresso em gramas, quilogramas por metro cúbico. Tal grandeza não dirá nada a uma pessoa comum, portanto, a unidade de medida considerada é a umidade relativa do ar.

Umidade relativa – é a relação entre vapor e ar. A quantidade máxima possível de vapor no ar é 100%, os demais valores são calculados em relação ao valor máximo.

Para calcular a umidade relativa do ar, cada instrumento é equipado com um sensor térmico. Alguns dispositivos transmitem dados adicionais de temperatura, o que é conveniente, pois não é necessário comprar um termômetro separadamente.

De acordo com SNiP 2.04.05-91, a umidade relativa do ar deve permanecer entre 30-60%. Em regiões climaticamente úmidas, com teor de vapor ao ar livre acima de 75%, os valores serão um pouco mais altos.

Princípio de funcionamento e tipos de dispositivos

O funcionamento dos higrômetros é baseado em variações dos parâmetros físicos de diferentes materiais. Quando a quantidade de vapor no ar muda, as propriedades mudam: densidade, peso, comprimento e outros parâmetros operacionais das substâncias. Ao registrar as mudanças nas características físicas dos materiais, é possível tirar conclusões sobre a quantidade de vapor no ar.

Higrômetros de cabelo e de filme

Os mecanismos mais simples dos instrumentos, analisando as propriedades físicas dos materiais, permitem determinar com precisão a quantidade de vapor no ar.

O dispositivo de cabelo consiste em um fio de cabelo sintético desengordurado, uma base com uma escala, um ponteiro e uma polia. Quando o vapor aumenta ou diminui, a tensão do cabelo muda, a polia gira, alterando a posição do ponteiro na escala de valores.

Modelos raros e exclusivos de higrômetros de cabelo funcionam exclusivamente de acordo com as leis da mecânica, portanto não requerem fonte de alimentação externa.

Tal medidor opera na faixa de 30 a 80%. Atualmente, praticamente não é usado, pois existem outros modelos com maior faixa de operação.

Em higrômetros de filme, o elemento sensível é um filme orgânico conectado a uma polia. Quando o nível de umidade muda, a tensão do filme aumenta ou diminui, fazendo com que a polia se mova, alterando o ângulo do ponteiro.

O indicador se move em um mostrador em forma de arco, mostrando a porcentagem de umidade do ar no ambiente.

Ambos os mecanismos funcionam de acordo com as leis da mecânica, portanto podem medir com precisão a umidade em ambientes com baixa temperatura, até 0 °C.

Medidores de peso e de condensação

Com higrômetro de peso, é possível determinar a umidade absoluta do ar. Esse dispositivo é usado para experimentos laboratoriais, portanto não é adequado para uso doméstico em ambientes fechados.

Medidor de condensação resume os dados mais precisos. A construção de tal dispositivo consiste em uma superfície plana onde a umidade se deposita, um termômetro que determina o momento de formação do condensado e um feixe de luz que detecta o aparecimento do primeiro condensado. A faixa de operação do medidor é de 0 a 100%.

O instrumento de condensação tem grandes dimensões. Para acionar o dispositivo, utiliza-se uma pêra de borracha, por isso esses medidores de umidade são usados apenas em laboratórios.

Esses mecanismos geram resultados com alta precisão, o que é necessário para pesquisas, mas não como medidores domésticos de umidade do ar.

Instrumentos mecânicos e elétricos

Mecânico ou medidor de umidade cerâmico funciona através da resistência elétrica da massa. Como a massa cerâmica contém silício e caulim com partículas de metal, a mistura resultante altera a resistência após a mudança da umidade do ar.

Devido a isso, com diferentes teores de vapor, o ponteiro no instrumento muda de posição, refletindo a umidade do ar.

Este mecanismo de funcionamento permite tornar os instrumentos cerâmicos compactos, por isso são procurados para medir a umidade do ar em residências.

Eletrônico ou higrômetro ambiente – um dispositivo moderno e de alta velocidade para determinar a umidade do ar em ambientes internos.

Na construção, podem ser utilizados os seguintes princípios de funcionamento:

• medição da condutividade elétrica do ar ambiente;
• método optoeletrônico, com medição do ponto de orvalho;
• medição da resistência elétrica de polímeros e sais;
• análise da capacitância do condensado.

O medidor de umidade digital funciona com microchips, portanto os cálculos são feitos em segundos e os dados de saída têm erro mínimo.

Leituras precisas do higrômetro eletrônico são possíveis na ausência de correntes de ar. Alguns modelos permitem oscilações de até 2 m/s; para levar isso em conta, é necessário consultar previamente a documentação técnica.

Ao determinar a umidade do ar com dispositivos deste tipo, é necessário considerar a temperatura ambiente. Pequenas variações nas condições estacionárias afetam os resultados finais, portanto, antes da medição direta, as portas externas devem ser fechadas por 15 minutos.

Além das variações de temperatura, a proximidade de aparelhos de aquecimento afeta o funcionamento dos dispositivos. Portanto, ao posicionar higrômetros de qualquer tipo, considere a proximidade de radiadores e coloque-os na parede oposta ou em uma mesa localizada a uma distância significativa dos aquecedores.

Princípio de funcionamento do psicrômetro

Outro dispositivo para medir a umidade do ar em ambientes internos é o psicrômetro. O mecanismo de funcionamento dos dispositivos psicrométricos baseia-se no uso de propriedades físico-químicas dos líquidos.

Para medição, o instrumento possui dois tubos graduados com líquido, um dos quais está envolto em pano úmido. Quando a umidade evapora, a temperatura no tubo envolto é menor do que no tubo seco.

Como materiais líquidos para encher os termômetros do psicrômetro, são usados mercúrio e tolueno. O instrumento com tolueno é menos perigoso para uso doméstico.

Para obter o resultado, é necessário observar a temperatura do ar no termômetro que não está envolto em pano e calcular a diferença das leituras do líquido entre os dois tubos.

Em seguida, na primeira coluna da tabela de valores, encontre a temperatura do ar de acordo com o termômetro. Na linha superior, encontre a diferença dos valores. O número na interseção da coluna e da linha é o indicador de umidade.

Existem três tipos de psicrômetros:

1. Estacionário. Um instrumento simples composto por dois termômetros encerrados em um bulbo meteorológico. Um dos termômetros interage com um pano úmido, fazendo com que o líquido mude suas propriedades físico-químicas e apareça uma diferença nos graus. Os resultados são calculados por meio de uma tabela.
2. Por aspiração. O psicrômetro de aspiração é semelhante ao estacionário; a diferença é que no corpo de proteção está instalado um ventilador aspirador para movimentar o gás comprimido. Um vácuo peculiar cria condições para obter leituras extremamente precisas.
3. Remoto. O instrumento remoto pode ser manométrico ou elétrico. Na construção, estão presentes termômetros manométricos ou termistores, que alteram a resistência dependendo das condições do ambiente externo. Os resultados finais são exibidos no visor digital do instrumento.

Os dispositivos psicrométricos passam por padronização e calibração, portanto os valores de saída podem ser considerados os mais precisos.

Os instrumentos estacionários para medir a quantidade de umidade no ar podem ser de parede ou de mesa, portanto se integrarão harmoniosamente em qualquer ambiente.

O que observar ao comprar?

Entre os modelos de aparelhos para medir a quantidade de umidade no ar para ambientes internos, estão os higrômetros mecânicos e eletrônicos. Eles possuem construção compacta, são seguros para as pessoas e apresentam erro mínimo nos cálculos. Para manter a linha de pensamento do design, os dispositivos modernos têm um design minimalista.

Critério #1 — princípio de funcionamento

Os higrômetros mecânicos e digitais têm uma série de vantagens que podem influenciar a escolha do aparelho.

Entre os pontos positivos dos modelos mecânicos de higrômetros, podemos destacar que:

• o funcionamento do aparelho não depende de fontes externas de alimentação;
• são simples de usar, pois requerem ajuste adicional mínimo dos parâmetros de trabalho necessários;
• o custo do higrômetro mecânico é um pouco menor que o do eletrônico.

Os modelos digitais são feitos na forma de gadgets dobráveis e portáteis.

Além disso, as vantagens dos modelos eletrônicos incluem:

• alta velocidade de obtenção do resultado;
• menor margem de erro nas leituras, em comparação com um instrumento mecânico;
• Os dados de saída são passíveis de processamento posterior, devido à presença de memória interna integrada.

Alguns higrômetros eletrônicos combinam vários instrumentos em um só: higrômetro, relógio, calendário, termômetro, barômetro, medidor de ponto de orvalho. Portanto, se o dispositivo desempenha várias funções climáticas, trata-se de uma estação meteorológica fixa.

Alguns higrômetros possuem um sistema de alerta integrado que é acionado quando o nível de vapor diminui ou aumenta para os níveis de 30% e 60%. Esse instrumento deve estar presente em casas onde as condições climáticas da região implicam em umidade elevada ou ar seco.

Para o conforto da criança e dos pais, o higrômetro pode ser integrado a um baby monitor. Esse instrumento possui muitas funcionalidades e um sistema de alerta.

Os modelos mais recentes são equipados com módulo Wi-Fi para exibir na tela informações sobre o clima da região, por meio da obtenção de dados via internet.

Os modelos modernos de higrômetros são projetados para uma finalidade específica, portanto, para medir com precisão a umidade do ar em um cômodo, apartamento ou outros ambientes, é necessário entender como o instrumento será utilizado. Assim, o higrômetro adquirido atenderá plenamente aos requisitos necessários.

Critério #2 — faixa de umidade

A umidade ideal do ar é determinada pela finalidade dos ambientes. Em quartos e salas de estar, os valores normais do higrômetro variam de 20% a 80%. Perto da varanda, no hall, sótão e cozinha, de 10% a 90%. Para mais detalhes sobre as normas de umidade do ar em um apartamento, recomendamos a leitura deste artigo.

Em ambientes com alta umidade, a faixa de valores operacionais pode chegar a 100%. Quanto maior a amplitude de valores captados pelo instrumento, maior o seu preço. Portanto, ao escolher um dispositivo para quartos, hall e sótão, pode-se optar por equipamentos com uma faixa de valores pequena.

Ao comprar um higrômetro, estude as características operacionais indicadas no manual do produto. É importante que os parâmetros do instrumento incluam os valores superiores da faixa de temperaturas de operação esperadas.

Para alguns higrômetros, o limite máximo de aquecimento é importante. Assim, um instrumento para banho ou sauna deve incluir em sua faixa de temperatura operacional valores de até 120 °C. Portanto, em ambientes onde a temperatura e a umidade podem atingir valores bastante elevados, devem ser adquiridos instrumentos especiais para medir o vapor no ar.

Critério #3 — precisão da medição

Para equipar depósitos especiais, são necessários instrumentos com a menor margem de erro nas leituras.

Assim, em uma adega doméstica, a umidade do ar circulante deve ser mantida em 65-75%, e o teor de vapor de água em uma biblioteca não deve ser inferior a 50% nem superior a 60%.

Portanto, para medir a umidade do ar em tais ambientes, deve-se usar um psicrômetro ou um higrômetro eletrônico de alta precisão, que mede a quantidade de vapor d'água alterando a condutividade elétrica do ar.

A margem de erro do psicrômetro varia de 1 a 5%, a margem de erro do dispositivo digital de 5 a 10%. Portanto, eles podem ser usados em ambientes onde a umidade do ar deve se manter em valores exatos.

Se o nível de umidade não estiver de acordo com as normas, será necessário um aparelho para aumentá-lo – umidificador de ar.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

No vídeo, será abordado o princípio de funcionamento dos psicrômetros fixos e será feita uma comparação dos resultados obtidos com as leituras dos higrômetros digitais:

A umidade ideal do ar nos cômodos reduz o risco de doenças crônicas, alivia os sintomas de doenças broncopulmonares existentes e diminui as manifestações de reações alérgicas.

A quantidade de umidade no ar afeta o desempenho, a aparência e a saúde humana. Portanto, medir o vapor d'água no ambiente deve se tornar um hábito útil em cada família.

Você ainda tem dúvidas sobre a escolha do higrômetro? Ou deseja complementar nossa publicação com observações úteis? Escreva seus comentários abaixo deste material.

Se você tem um higrômetro em casa e quer contar sobre seus prós e contras, escreva sobre isso abaixo, após o artigo.