Como calcular a umidade no higrômetro: guia de uso dos instrumentos + exemplos de cálculos

O microclima interno desempenha um grande papel. Os cientistas provaram que a umidade tem uma influência significativa na saúde humana. Portanto, é desejável que esse indicador esteja sempre dentro dos limites normais. Você concorda?

Para medir a umidade, usam-se higrômetros. Eles diferem pelo princípio de funcionamento e existem em vários tipos. Alguns modelos determinam automaticamente o nível de umidade. Ao usar outras variedades de instrumentos, é necessário realizar uma série de ações e fazer o cálculo por conta própria. Isso exige certos conhecimentos, por isso é preciso entender como calcular a umidade no higrômetro corretamente.

A seguir, falaremos sobre os tipos de instrumentos para medir a umidade em ambientes internos, entenderemos seu princípio de funcionamento. Além disso, em nosso material você aprenderá como escolher o instrumento adequado para medir a umidade.

Para que servem os higrômetros?

O higrômetro é um equipamento de laboratório usado para medir a umidade relativa ou absoluta do ar atmosférico e de gases. Este instrumento também é chamado de higroscópio.

Higrômetro, traduzido do grego, «ὑγρός» significa «líquido», e «μετρέω» significa «medida». Esse instrumento será útil tanto no uso doméstico quanto no setor industrial.

A umidade, assim como a temperatura, é um indicador importante do microclima. Recomenda-se mantê-la dentro dos padrões: para cada tipo de ambiente, existe um nível ideal estabelecido. Isso é benéfico para a saúde humana e para a preservação de objetos, estruturas e alimentos.

Com ar muito úmido, fungos e vírus se espalham rapidamente, vegetais e frutas começam a apodrecer, e aparece mofo nas paredes. O condensado, ao depositar-se em equipamentos elétricos, estruturas metálicas e papel, causa danos. Além disso, a composição química de medicamentos é alterada.

A atmosfera excessivamente seca deteriora as propriedades protetoras da mucosa nasofaríngea. Isso faz com que a pessoa se torne suscetível à influência de vários vírus e infecções.

Além disso, o baixo nível de umidade afeta negativamente a qualidade e a conservação dos alimentos: eles começam a murchar e perder suas propriedades benéficas. Um microclima ideal é importante durante a execução de obras de construção e reforma, especialmente quando se utilizam diversas argamassas.

Existem muitos tipos de higrômetros. Sua precisão pode variar. A escolha do instrumento deve ser feita com base no setor em que se planeja utilizá-lo.

Para manter a umidade no nível adequado, é necessário realizar medições regularmente e tomar as medidas cabíveis quando o indicador se desviar do normal.

O higrômetro é utilizado em diferentes áreas:

• indústria alimentícia;
• comércio;
• pecuária;
• agricultura;
• indústria farmacêutica;
• agricultura em estufas, serviços públicos;
• construção civil, etc.

Apesar de sua utilidade, os higrômetros não são amplamente utilizados em residências. Eles são geralmente empregados em estações meteorológicas e serviços de controle.

É altamente recomendável realizar medições regulares do nível de umidade em hospitais, creches e escolas. Vale a pena adquirir esse equipamento também para casa. Ao manter a umidade dentro da faixa desejada, é possível melhorar significativamente todas as áreas da sua vida.

Tipos populares de instrumentos

A ordem e as características da medição do nível de umidade com um higrômetro dependem do tipo de equipamento de laboratório utilizado. Esses instrumentos diferem entre si em termos de construção, princípio de funcionamento e vários outros parâmetros.

Quanto à construção, os higrômetros podem ser mecânicos ou eletrônicos. Os primeiros possuem um mostrador com ponteiro, os segundos possuem um visor onde as informações são exibidas.

Quanto ao princípio de funcionamento, existem os seguintes tipos de instrumentos:

• de filme;
• capilares;
• de peso;
• capacitivos;
• resistivos;
• cerâmicos;
• de condensação;
• eletrolíticos;
• psicométricos.

Os higrômetros de filme possuem um mostrador com ponteiro. O sensor é uma película especial. Ela é composta de material orgânico e está conectada ao ponteiro.

Sob a influência das variações de umidade do ar atmosférico, a película altera seu tamanho. Isso faz com que o ponteiro se desloque para a direita ou para a esquerda, exibindo o resultado no mostrador.

A vantagem do higrômetro capilar está em sua construção simples. Este instrumento pode ser usado para determinar a umidade do ar em temperaturas abaixo de zero grau.

O elemento principal dos instrumentos capilares é um fio de cabelo humano ou sintético desengordurado, esticado em uma armação com ponteiro. O princípio de funcionamento do dispositivo é semelhante ao dos tipos de higrômetros de filme.

Quando a umidade muda, o comprimento do cabelo se altera. Isso faz com que o ponteiro se desvie para um determinado lado.

Os higrômetros de peso são usados para calcular a umidade absoluta. Eles são equipados com tubos contendo material higroscópico. Quando a massa de ar passa, o material absorve a umidade e aumenta de peso.

A coleta da amostra é realizada por uma bomba especial. O sistema é pesado antes e depois da injeção de ar. A umidade absoluta é calculada com base nos valores obtidos e no volume de massa de ar passada.

Os higrômetros capacitivos possuem em sua composição um capacitor de óxido. Sua capacitância varia conforme a concentração de umidade no ar. Esses modelos precisam ser calibrados periodicamente. Isso se deve ao fato de que, com o tempo, a capacitância do detector diminui, afetando a precisão da medição.

Os higroscópios resistivos funcionam com base no princípio da alteração do nível de umidade de acordo com a resistência elétrica de sais e polímeros. Os instrumentos cerâmicos consistem em um mostrador com ponteiro. O sensor é uma mistura cerâmica especial (argila, silício). Sua resistência eletrolítica depende do nível de umidade.

Os higrômetros cerâmicos indicam exclusivamente o nível de umidade. Não possuem funções adicionais. Mas são precisos e permitem monitorar a variação do microclima no ambiente.

Os instrumentos do tipo condensação também são chamados de higrômetros de Lambrecht. O princípio de funcionamento do equipamento baseia-se no uso de um espelho embutido. A temperatura deste elemento varia juntamente com a temperatura do ar atmosférico.

O elemento principal dos instrumentos eletrolíticos é uma placa de vidro, poliestireno ou outro material isolante, coberta por uma camada de eletrólito. Dependendo da concentração de umidade no ar, a resistência do eletrólito se altera.

O higrômetro de condensação se destaca pela alta precisão. Porém, não é muito adequado para uso doméstico devido a certas dificuldades de utilização.

Os higrômetros psicrométricos medem a umidade do ar atmosférico com base na redução da temperatura de um corpo úmido. Eles consistem em dois termômetros: um seco e outro umedecido.

O instrumento também é equipado com um alimentador – um frasco de vidro cheio de água. O cálculo é realizado pelo próprio pesquisador. A tabela fornecida com o dispositivo ajuda a determinar a umidade relativa do ar com o higrômetro.

Além dos instrumentos, existem métodos alternativos de medição de umidade. Mais detalhes – leia a seguir.

Como usar o higrômetro?

Cada tipo e modelo de higrômetro vem com um manual de instruções. Ele deve ser seguido rigorosamente. A precisão do resultado obtido depende disso.

Os instrumentos psicrométricos têm duas vantagens: são precisos e indicam não apenas a umidade, mas também o nível de temperatura no ambiente.

No manual do instrumento, explica-se como medir corretamente o nível de umidade. São fornecidas regras de segurança e precauções ao usar o dispositivo. São dadas recomendações para a manutenção do equipamento de medição laboratorial.

Hoje em dia, em casa e na indústria, geralmente são usados higrômetros mecânicos, eletrônicos, de condensação e psicométricos.

Opção nº1 – instrumentos eletrônicos

Higrômetros eletrônicos são fáceis de usar. Eles não precisam de ajustes, estão totalmente prontos para uso. Antes de usar, é necessário inspecionar o dispositivo quanto a defeitos visíveis – rachaduras, lascas.

O algoritmo para medir o nível de umidade com um higroscópio eletrônico é o seguinte:

• ligar o dispositivo pressionando o botão de energia;
• se necessário, ajustar o dia da semana, hora, configurar o alarme e outros parâmetros através dos botões «UP», «MODE» e «DOWN»;
• aguardar até que o aparelho realize o cálculo do nível de umidade;
• avaliar o resultado no visor eletrônico.

Normalmente, esses higrômetros são usados em casa. Alguns os utilizam em incubadoras.

Higrômetros eletrônicos têm um nível de erro bastante alto. Portanto, não é aconselhável confiar totalmente em seus resultados, é melhor verificar os resultados usando um dispositivo mecânico.

Modelos modernos de higrômetros eletrônicos são equipados com várias funções adicionais: por exemplo, mostram a temperatura do ar, nível de iluminação, dia da semana, etc.

Opção nº2 – higrômetros mecânicos

A precisão dos higrômetros mecânicos é baixa. O erro é de 5-8%. Antes de começar a usar o dispositivo, recomenda-se calibrá-lo. Para a calibração, é necessário um higrômetro de referência que mostre valores precisos de umidade.

É necessário colocar dois dispositivos lado a lado. Se a leitura do dispositivo mecânico não corresponder à de referência, deve-se ajustá-la usando o parafuso de ajuste. Este elemento está localizado no painel traseiro do equipamento.

Higrômetros mecânicos podem, além do nível de umidade do ambiente, mostrar também o nível de temperatura. Sua precisão é maior do que a dos eletrônicos.

Usar um higroscópio mecânico é bastante simples. É necessário colocar o dispositivo no local desejado (sobre uma mesa ou pendurado na parede) e avaliar o resultado.

Opção nº3 – dispositivos de condensação

O higrômetro de condensação consiste em um termômetro, uma caixa metálica e uma pêra de borracha. Ele determina a umidade absoluta do ar no ponto de orvalho. É caracterizado por alta precisão. Em casa, esse dispositivo geralmente não é usado.

O higrômetro de condensação é bastante preciso. Mas para determinar o nível de umidade, é necessário realizar uma série de ações. Em termos de facilidade de uso, ele é inferior aos modelos eletrônicos.

Algoritmo para usar o higrômetro de tipo condensação:

• despejar éter (álcool) na caixa;
• começar a insuflar ar usando a pêra até o aparecimento das primeiras gotas de orvalho;
• anotar a leitura do termômetro;
• consultar o nível de umidade na tabela fornecida com o instrumento.

Como pode ver, não há nada de complicado em determinar a umidade com um higrômetro de condensação. Basta seguir as instruções acima.

Opção nº4 – higrômetro psicrométrico

O higrômetro psicométrico é bastante preciso. Esse equipamento é verificado pelos serviços de metrologia. Pode-se confiar nos resultados deste dispositivo.

Normalmente, os higrômetros psicométricos são usados em hospitais, clínicas, escolas, cantinas públicas. Também são comprados para casa. Os higrômetros psicométricos são representados pelos modelos VIT-1 e VIT-2. Você pode ver como eles se parecem na figura abaixo.

O psicrômetro VIT-1 é usado em temperaturas de 0 a +24 graus. O VIT-2 é recomendado para ambientes com temperaturas entre +16 e +40 graus.

Antes de usar o instrumento diretamente, é necessário realizar algumas atividades preparatórias:

1. Desembalar o higrômetro. Verificar se a configuração do dispositivo corresponde aos dados indicados no manual.
2. Inspecionar a integridade dos componentes do equipamento.
3. Remover o alimentador da base. Colocá-lo em um recipiente com água destilada com a extremidade selada para baixo.
4. Umedecer o pavio, mergulhando o reservatório do termômetro úmido em um frasco de vidro com água.
5. Posicionar o alimentador de modo que o pavio não toque nas suas paredes e que a distância da borda da extremidade aberta do frasco até o reservatório do termômetro seja de no mínimo 2 cm.
6. Instalar o higrômetro na posição vertical, na altura dos olhos. O dispositivo psicométrico não possui suporte. O instrumento pode ser pendurado na parede. Para isso, existe um orifício especial na parte superior do produto.

Após concluir a etapa preparatória, pode-se prosseguir para a determinação direta do nível de umidade com o higrômetro psicométrico.

O alimentador deve estar sempre cheio de água. O líquido deve ser reabastecido com antecedência. É necessário monitorar o nível de água no frasco. Se for reabastecido antes da medição, deve-se esperar meia hora e então prosseguir para determinar as temperaturas nos termômetros úmido e seco.

O instrumento deve permanecer no ambiente medido por pelo menos 30 minutos. Caso contrário, a precisão do resultado será duvidosa.

Procedimento de uso do higrômetro psicométrico:

• ficar em frente ao instrumento a uma distância que permita boa visibilidade das marcas da escala. É importante não respirar sobre os termômetros para evitar distorção do resultado;
• anotar as leituras do termômetro de bulbo seco. Ele está localizado no lado esquerdo e possui a marca correspondente. Registrar o resultado obtido com precisão de 0,1 °C;
• fazer a leitura do termômetro de bulbo úmido;
• aplicar as correções aos resultados obtidos de acordo com as recomendações fornecidas no manual do dispositivo de medição;
• subtrair o valor do termômetro úmido do valor do termômetro seco;
• determine a umidade relativa usando a tabela localizada no lado direito do instrumento. O valor desejado estará na interseção da linha de temperatura do termômetro seco e da diferença das leituras dos dois termômetros.

Abaixo, na figura, mostra-se como a umidade é determinada usando um higrômetro psicrométrico.

O termômetro seco mostra uma temperatura de 20 °C, e o úmido – 19 °C. A diferença entre esses valores é de 20-19=1 °C. Na tabela, na coluna de leituras do termômetro seco, encontramos o valor «20», traçamos uma linha horizontal reta. Nos valores da diferença de temperatura, encontramos «1» e traçamos uma vertical. Na interseção das duas linhas, encontra-se o valor do nível relativo de umidade – 90%

Para que o psicrômetro mostre um resultado preciso, é necessário realizar sua manutenção técnica regularmente.

Assim, a água deve estar à temperatura ambiente. É permitido o uso de líquido fervido. A água deve ser previamente purificada usando um filtro. Deve-se fervê-la por pelo menos 15 minutos.

O filtro do reservatório do termômetro de bulbo úmido deve estar sempre macio, limpo e úmido. Periodicamente, é necessário substituir esse elemento. Se a concentração de poeira no ar não exceder 5 mg/m³, esse procedimento deve ser realizado a cada duas semanas.

Se o parâmetro considerado for maior, então a mecha deve ser trocada conforme sua sujeira. Antes de instalar uma nova mecha, é necessário limpar o reservatório do termômetro com um cotonete embebido em água morna.

É necessário verificar periodicamente o higrômetro. A precisão do instrumento é avaliada imediatamente após a saída da produção. Em seguida, a verificação do dispositivo deve ser realizada 1-2 vezes por ano.

Regras de operação segura

Apesar de existirem diferentes tipos de higroscópios, existem regras gerais que devem ser seguidas ao usá-los. Qualquer equipamento deve ser manuseado com cuidado. Não se deve permitir a queda do aparelho.

Também é proibido tratar o dispositivo com produtos químicos agressivos: por exemplo, soluções contendo álcali ou ácido. Não é recomendado superaquecer o dispositivo. A temperatura máxima permitida na qual o equipamento pode ser operada é fornecida em seu manual de instruções.

É importante escolher corretamente o local para posicionar o higrômetro. Próximo ao equipamento não deve haver fontes de frio e calor. É importante a ausência de vibração. Não se deve colocar higroscópios em locais com incidência direta de raios solares.

É importante lembrar das medidas de segurança ao usar instrumentos que contenham substâncias tóxicas. Por exemplo, os termômetros do aparelho psicrométrico VIT-2 são preenchidos com tolueno. É um líquido tóxico e inflamável.

Portanto, é importante não permitir a quebra e o superaquecimento do dispositivo. Se ocorrer ruptura do reservatório, o tolueno pode ser removido dos objetos ao redor com água e detergente.

Se for necessário usar água para medir a umidade, deve-se utilizar água destilada (mesmo que o manual não diga isso explicitamente). A água da torneira não purificada contém sais que se depositam nos componentes do dispositivo, reduzindo sua vida útil e a precisão dos resultados.

Qual higrômetro é melhor?

O tipo de higrômetro que é melhor adquirir para controlar o nível de umidade depende do tipo de ambiente, dos objetivos e da regularidade das medições. Para armazéns, oficinas de produção, escolas e instituições médicas, é melhor escolher um psicômetro. Ele se destaca pelo alto nível de precisão e confiabilidade.

Para fins domésticos, um higrômetro mecânico ou eletrônico é suficiente – esses aparelhos podem ser adquiridos em qualquer loja de eletrodomésticos próxima. Além disso, a variedade de modelos ajuda a escolher um aparelho que combine com o estilo do ambiente.

Modelos psicométricos que contêm tolueno não são recomendados para uso doméstico, especialmente se houver crianças e animais na família. A quebra acidental do dispositivo pode levar a uma série de consequências desagradáveis.

Para controlar o nível de umidade em casa, é melhor adquirir um higrômetro mecânico. Ele é mais preciso do que o eletrônico. Ao mesmo tempo, ele não possui muitas funções adicionais, ao contrário do último tipo de equipamento.

Além disso, você pode montar seu próprio dispositivo para medir a umidade. E como fazer isso, pode ler neste material.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

No vídeo apresentado, é descrito o princípio de funcionamento do aparelho psicométrico e o procedimento para calcular o nível de umidade:

Sobre a precisão dos higrômetros psicométrico e eletrônico, pode-se avaliar por este vídeo:

Os dispositivos psicométricos VIT-1 e VIT-2 são os mais comuns. Eles são precisos e também mostram a temperatura do ar.

Para uso doméstico, podem ser utilizados aparelhos eletrônicos. Geralmente são multifuncionais e mostram não apenas a umidade, mas também temperatura, iluminação, hora, dia da semana, etc. Sua precisão deixa a desejar.

Os higrômetros mecânicos também têm uma certa margem de erro, mas podem ser ajustados por calibração.

E você utiliza medidores de umidade em casa? Qual aparelho você preferiu e está satisfeito com seu funcionamento? Por favor, deixe seus comentários no bloco abaixo do artigo.