Teoría de la Academia de Humedad 7 - La tecnología de bulbo húmedo/bulbo seco (psicrómetro)

La medición de la temperatura de bulbo húmedo y seco es una técnica comúnmente utilizada y ampliamente aceptada para controlar la humedad relativa en cámaras ambientales. La norma ASTM E 337-02 (2007) revisa con gran detalle la técnica de bulbo húmedo y seco. Según esta norma, la precisión que cabe esperar en general en el caso de un dispositivo ventilado de bulbo seco y húmedo se sitúa en el Rango del 2 al 5 %rh.

La precisión que generalmente se alcanza en el caso de un dispositivo ventilado de bulbo seco y húmedo es aceptable en el caso de cámaras ambientales en las que tanto la estabilidad como la uniformidad de la temperatura se especifican con una precisión de 1 grado C, ya que una incertidumbre de 1 grado C con una confianza k=2 del 95 % en la temperatura da lugar automáticamente a una incertidumbre de 5 a 6 %rh con una confianza k=2 del 95 % en la humedad elevada. Sin embargo, algunas cámaras especificadas con una precisión de 0,3-0,5 °C permiten y requieren un mejor control de la humedad.

Pros y contras de la técnica

Aunque la técnica de medición de bulbo húmedo y seco tiene una sólida base teórica, el problema es que es sencilla sólo en apariencia, lo que lleva a muchos usuarios a renunciar a la precaución y precisión necesarias para obtener resultados exactos. A continuación analizaremos los requisitos más comunes que se pasan por alto y otros problemas.

Pros:

Medición sencilla y fundamental

Precio bajo

Buena estabilidad si se opera de forma correcta y constante

Tolera la condensación sin sufrir daños

Desventajas:

Alta incertidumbre

Requiere formación y habilidad para su uso y mantenimiento

Los resultados deben calcularse

Requiere una muestra de aire grande

El proceso añade vapor de agua a la muestra

Muchas variables provocan un aumento de la incertidumbre

Desatención a los requisitos básicos de la técnica

En la práctica, existe una tendencia a ignorar algunos de los siguientes requisitos de la técnica de bulbo húmedo y seco:

Coeficiente psicrométrico: Se utiliza para establecer la tabla psicrométrica que convierte las lecturas de temperatura de bulbo húmedo y seco en humedad relativa. Este coeficiente debe determinarse para cada diseño específico de psicrómetro y, en particular, para cada diseño de bulbo húmedo.

Presión barométrica: Las tablas psicrométricas suelen ser válidas a la presión barométrica "estándar" y requieren una corrección a otras presiones.

Compatibilidad de los termómetros: Los termómetros de bulbo húmedo y seco no sólo deben ser precisos, sino que también deben coincidir para minimizar el error en las lecturas de la depresión de temperatura (o diferencia de temperatura).

Interferencias durante las mediciones

En una cámara ambiental, pueden producirse errores de medición debido a una mala elección del lugar de Montaje de los termómetros de bulbo húmedo y seco. Este es el caso cuando los termómetros se instalan demasiado cerca de una fuente de humedad (suministro de agua para el bulbo húmedo, inyector de vapor, etc.). También pueden producirse errores cuando los termómetros están demasiado cerca de las paredes de la cámara.

Manejo y Mantenimiento inadecuados

La manipulación adecuada y el mantenimiento frecuente son los principales requisitos de la técnica de bulbo húmedo y seco. Las mediciones deficientes son con frecuencia el resultado de lo siguiente:

Mecha sucia

La mecha nunca debe tocarse directamente con los dedos. Una mecha nueva debe inundarse con agua destilada para eliminar cualquier contaminación. En una cámara ambiental, la mecha se ventila continuamente y tiende a ensuciarse con el tiempo. Desde el punto de vista del mantenimiento, éste es probablemente el aspecto más preocupante de la técnica de bulbo seco y de bulbo húmedo.

La mecha que no se tira correctamente es la que más se ensucia.

Mecha mal tirada

La mecha debe cubrir suficientemente el termómetro de bulbo húmedo para minimizar los errores debidos a la conducción del calor a lo largo del vástago del termómetro. La mecha también debe estar en estrecho contacto con la superficie del termómetro.

La mecha no está realmente húmeda

Una mecha demasiado vieja o que se ha dejado secar puede no suministrar suficiente agua. Una mecha Una mecha correctamente humedecida debe tener un aspecto vidrioso.

Precisión típica de la técnica

La mayoría de los problemas mencionados anteriormente influyen directamente en la Precisión de la técnica de bulbo húmedo y seco. Concretamente, la mayoría de los errores aparecen en la medición de la temperatura del bulbo húmedo y de la depresión de la temperatura.

Considerando sólo las incertidumbres en la medición de la temperatura y el coeficiente psicrométrico, la norma ASTM #E 337-02 (2007) indica que el rango de errores para los dispositivos ventilados de bulbo húmedo y seco va del 2 al 5 %rh.

Un error del 2 %rh corresponde a un error de 0,1 °C en la depresión de temperatura y de 0,2 °C en la temperatura de bulbo seco, mientras que un error del 5 %rh corresponde a un error de 0,3C en la depresión de temperatura y de 0,6 °C en la temperatura de bulbo seco. El factor más importante es la Precisión de la medición de la depresión de la temperatura.

Teniendo en cuenta las muchas otras fuentes potenciales de error, la precisión efectiva de los dispositivos de bulbo húmedo y seco instalados en la mayoría de las cámaras ambientales no supera el 3-6 %rh. El error tiende a ser mayor con humedades y temperaturas bajas, donde las lecturas suelen ser demasiado elevadas.

Limitaciones operativas de la técnica de bulbo húmedo y seco

Además de las limitaciones relativas a la Precisión, la técnica de bulbo húmedo y seco tiene otras limitaciones que pueden ser importantes en el caso de las cámaras ambientales:

Las limitaciones operativas de la técnica de bulbo húmedo y seco son las siguientes

No hay mediciones por debajo del punto de congelación.

Añade agua al Medio Ambiente (un problema con las cámaras que funcionan a baja humedad).

Respuesta lenta y, por lo tanto, características de control deficientes. La temperatura de bulbo húmedo reacciona lentamente a los cambios de humedad debido a la masa del termómetro de bulbo húmedo y de la mecha. La reacción lenta a los cambios de temperatura se debe al tiempo que necesita el suministro de agua para adaptarse.

Requiere un suministro de agua y, por lo tanto, puede favorecer el crecimiento de microorganismos.

La Calibración puede ser difícil.

Aprenda más sobre la humedad en el siguiente vídeo: "Explicación de la medición de la humedad relativa"

Vea las entradas anteriores del blog:
Teoría 1 - ¿Qué es la humedad?
Teoría 2 - Humedad relativa, presión y temperatura
Teoría 3 - Humedad y presión de vapor
Teoría 4 - Definiciones de humedad: Concentración de Vapor
Teoría 5 - Efecto de la temperatura y la presión sobre el % rh
Teoría 6 - Academia de la humedad Teoría 6 - El sensor capacitivo

Atención a la Teoría 8 de la Academia de la Humedad.