Medición de la humedad y la temperatura en diferentes entornos de presión
En aplicaciones industriales y científicas, la medición precisa de la temperatura y la humedad es esencial para mantener la integridad de los procesos y productos. Sin embargo, las condiciones de presión variables, como las que se encuentran en salas blancas, entornos de gran altitud y cámaras de vacío o presurizadas, pueden dificultar la determinación de los sensores adecuados para cada escenario. Por lo tanto, este blog se centrará en la importancia de seleccionar las sondas adecuadas para garantizar resultados precisos y una configuración de medición segura.
Antes de profundizar en condiciones específicas, es importante revisar los conceptos básicos. Una comprensión clara de los conceptos fundamentales de la humedad es crucial para comprender cómo estos parámetros interactúan en diferentes entornos. La humedad representa la cantidad de vapor de agua presente en el aire u otros gases y puede expresarse de varias formas: humedad relativa, humedad absoluta, punto de rocío o relación de mezcla.
La humedad relativa corresponde a la relación entre la cantidad actual de vapor de agua en el aire (e) y la cantidad máxima que el aire puede contener a una temperatura dada (es), expresada en porcentaje.
La presión de vapor de saturación es depende de la temperatura y puede calcularse mediante varias fórmulas empíricas. En aplicaciones de presión atmosférica, la humedad depende principalmente de la temperatura, porque la humedad relativa (HR) viene determinada por la relación entre el contenido actual de vapor de agua y la cantidad máxima posible de vapor de agua en el aire que puede mantenerse a una temperatura determinada. A medida que cambia la temperatura, también lo hace la cantidad máxima de vapor de agua que puede contener el aire, y también lo hace la humedad.
Fuera de la presión atmosférica, la sobrepresión (por ejemplo, cámaras de presión) o la presión negativa (vacío), la presión también influye en la medición de la humedad. En el vacío o bajo presión positiva, el nivel de vapor de saturación cambia a medida que cambian las condiciones físicas del aire. Por lo tanto, la presión actúa sobre la cantidad máxima de vapor de agua que puede mantenerse a una temperatura determinada. En el vacío, donde la presión se reduce en gran medida, el aire puede contener menos vapor de agua, lo que afecta a la medición.
El mismo escenario se da para algunos valores calculados psicométricamente como la temperatura de bulbo húmedo, la entalpía, la humedad específica, etc., donde se debe considerar la presión. Para comprender claramente cómo la presión afecta a estos valores, pruebe la calculadora de humedad y punto de rocío en nuestro sitio web. Se trata de una herramienta útil y fácil de usar que proporciona información precisa.
Escenarios de presión: ¿cuáles son las diferencias?
En general, hay tres escenarios clave en los que se requieren mediciones de temperatura y humedad en condiciones de presión variables: entornos de vacío, presión atmosférica y sobrepresión. Las siguientes secciones ofrecen una explicación detallada, con información y aclaraciones exhaustivas sobre los aspectos clave.Vacío...
es una condición en la que la presión es significativamente inferior a la presión atmosférica, con muy pocas o ninguna molécula de aire presente. Los vacíos se clasifican generalmente por la cantidad de presión por debajo de la presión atmosférica, que corresponde a 1,013 bar o 1013 hPa.
Cámaras de vacío: medición de la humedad y la temperatura
Las cámaras de vacío se utilizan en diversas aplicaciones industriales y científicas para crear entornos libres de aire y otros gases. Esto permite realizar experimentos y procesos que no serían posibles en condiciones de presión normales.
Por lo general, un sistema de bomba de vacío inicia el proceso eliminando el aire de la cámara, reduciendo la presión a aproximadamente 10⁻³ mbar. En ciertas aplicaciones, se puede emplear una bomba de alto vacío para disminuir aún más la presión, logrando niveles de alto vacío o incluso condiciones de vacío ultraalto de hasta 10⁻⁹ mbar. Una vez que se establece el vacío deseado y se completan los procesos necesarios, se reintroduce aire en la cámara de forma controlada mediante una válvula de aguja. Este paso se lleva a cabo gradualmente para evitar cambios repentinos de presión que podrían causar daños. La entrada controlada de aire restaura la humedad ambiental, lo que permite a los sensores medir con precisión la humedad relativa.
Para aquellas aplicaciones que requieren mediciones precisas de humedad y temperatura en condiciones de baja presión, ofrecemos la sonda HC2A-IE de Rotronic. Esta sonda cuenta con una conexión roscada especializada, que garantiza una instalación segura que evita fugas, manteniendo así la precisión de la medición y evitando la pérdida de presión. La HC2A-IE está diseñada para soportar presiones de entre 0 y 100 bar y está disponible con dos opciones de rosca de montaje: G 1/2" o NPT 1/2".
El tiempo de respuesta de nuestros sensores de humedad Rotronic HYGROMER HT-1 se define en condiciones estándar de 23 °C, 1013 mbar y 1 m/s de flujo de aire. El sensor de humedad detecta fluctuaciones en esta presión parcial, y su rendimiento depende de su tiempo de respuesta en las condiciones ambientales predominantes.
La presión atmosférica (también conocida como presión barométrica) se refiere a la fuerza ejercida por el peso del aire en la atmósfera terrestre sobre un área determinada. Es la presión «normal» que se experimenta al nivel del mar y varía ligeramente en función de la altitud y las condiciones meteorológicas. Al nivel del mar, la presión atmosférica es ligeramente superior a 1 bar.
Producción de medicamentos farmacéuticos: medición de la humedad y la temperatura
Mantener niveles precisos de temperatura y humedad en la industria farmacéutica es esencial para garantizar la calidad y eficacia del producto, así como el cumplimiento de las buenas prácticas de fabricación. Las desviaciones de las condiciones óptimas pueden causar degradación química, cambios físicos, contaminación microbiana y pérdida de estabilidad, comprometiendo la seguridad y eficacia de los medicamentos. Estos problemas también pueden interrumpir los procesos de fabricación al alterar las propiedades de flujo del polvo, causando una dosificación desigual o dificultades en la compresión de los comprimidos, y dando lugar a características inconsistentes del producto, como la densidad, la dureza o las tasas de disolución. Las consecuencias son graves y a menudo dan lugar a rechazos de lotes y pérdidas económicas. Al mismo tiempo, un control medioambiental deficiente puede dar lugar a resultados negativos durante las inspecciones de organismos reguladores como la FDA o la EMA. La supervisión y la gestión eficaces de estas condiciones son cruciales para proteger la integridad del producto y mantener el cumplimiento normativo.
Para entornos industriales en condiciones atmosféricas, recomendamos dos robustas sondas industriales: la Rotronic HC2A-IC, fabricada en PPS, y la Rotronic HC2A-IM, fabricada en acero inoxidable. Estas sondas están diseñadas para medir un amplio rango de temperatura de hasta 200 °C y pueden integrarse perfectamente con transmisores para controlar alarmas y sistemas HVAC.
Sobrepresión: se refiere a cualquier presión que sea superior a la presión atmosférica. Ocurre cuando un sistema se presuriza por encima de la presión atmosférica normal.
Monitorización del compresor: medición de la humedad y la temperatura
Un compresor de aire es un dispositivo mecánico diseñado para aumentar la presión atmosférica reduciendo su volumen. Funciona aspirando aire ambiente, comprimiéndolo dentro de una cámara cerrada y almacenándolo en un recipiente a presión. El aire comprimido puede liberarse de forma controlada para alimentar una amplia gama de herramientas y equipos, desde infladores básicos hasta maquinaria sofisticada.
El aire fluye hacia el tanque del compresor a través de la línea de entrada del compresor (marcada en rojo). Para garantizar que la sonda montada mida con precisión la humedad y la temperatura dentro del tanque, se instala una cámara de presión en la parte superior de la línea del compresor. Esta configuración proporciona un flujo de aire controlado dirigido a través del elemento sensor, lo que permite un control preciso de los niveles de humedad y temperatura en la aplicación. La cámara de medición montada, equipada con una válvula de sobrepresión, garantiza que la presión real dentro del tanque permanezca sin cambios, incluso con la cámara de medición en su lugar.
La sonda HC2A-IE de Rotronic, cuando se integra con el transmisor Rotronic HygroFlex Advanced HF5A, ofrece un control preciso de los cambios repentinos de humedad y temperatura. Esta configuración permite la configuración de varias alarmas, proporcionando notificaciones oportunas para abordar posibles problemas antes de que afecten a los sistemas y equipos conectados al compresor. Este control proactivo garantiza un funcionamiento continuo y fiable.
La mayoría de los compresores de aire diseñados para aplicaciones industriales y comerciales generales funcionan dentro de un rango de presión de hasta 12 bares (aproximadamente 174 psi). Este nivel de presión es adecuado para alimentar una amplia variedad de herramientas neumáticas, aplicaciones y maquinaria de producción, lo que lo hace apto para diversas necesidades operativas.
La sonda industrial HC2A-IE es adecuada para diversas aplicaciones de sobrepresión debido a su diseño robusto y su compatibilidad con cámaras de medición específicas. Cuando se atornilla directamente en una línea, la HC2A-IE puede soportar presiones de hasta 100 bar. Alternativamente, cuando se utiliza con cámaras de medición equipadas con acoplamientos de aire comprimido fijos y de acción rápida, como el LDP-FCPB1 (fabricado en POM) y el LDP-FCSB1 (fabricado en acero inoxidable) - puede soportar presiones de hasta 16 bar.
Importante: La cámara de medición no debe conectarse directamente al suministro de aire comprimido sin una sonda debidamente asegurada y atornillada en su lugar. Además, la sonda nunca debe retirarse de la cámara de medición mientras la cámara esté aún bajo presión. El incumplimiento de estas precauciones podría dar lugar a riesgos de seguridad y posibles daños en el equipo.
Para garantizar un rendimiento óptimo, se recomienda colocar la sonda lo más cerca posible de la aplicación que se está supervisando. Las tuberías largas entre la cámara de medición y la línea principal pueden complicar las mediciones, reduciendo la precisión y aumentando los tiempos de respuesta. Para obtener lecturas fiables, deben evitarse las posibles caídas de humedad y presión ambientales eliminando las fugas del sistema, excepto en la válvula de salida de la cámara de medición, que está diseñada específicamente para controlar el flujo de aire.
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