Como funciona um medidor de umidade

A umidade, uma medida do vapor d'água no ar, é uma das variáveis ​​medidas na meteorologia básica. Na verdade, existem vários tipos diferentes de umidade, mas o que a maioria das pessoas quer dizer quando fala em "umidade" é a umidade relativa. A umidade relativa é definida pelo Perry's Chemical Engineers 'Handbook como "a proporção da pressão de vapor de água na mistura para a pressão de vapor saturado de água em um determinado temperatura."

Em outras palavras, a umidade relativa é uma forma indireta de medir quanto vapor de água está no ar em um determinado momento, versus quanto vapor de água o ar pode reter no máximo. É expresso como uma porcentagem. Quando a umidade relativa chega a 100%, o vapor de água no ar começa a se condensar novamente em água líquida: vai chover.

É útil saber a umidade relativa porque dá uma ideia de como o ar está "úmido". A baixa umidade relativa pode causar secura, coceira e sede. A alta umidade relativa faz com que as temperaturas frias pareçam mais frias e as temperaturas quentes mais quentes. Quando o tempo está muito quente, a alta umidade prejudica a capacidade do corpo de se resfriar com o suor. A umidade relativa também tem impacto em máquinas delicadas, como placas de circuito de computador, e no desenvolvimento de microorganismos e fungos. Dentro de casa, a alta umidade torna mais provável o desenvolvimento de mofo, enquanto a baixa umidade facilita a propagação do vírus da gripe.

Por todas essas razões e mais, é útil estar ciente da umidade relativa. Coletivamente, qualquer um dos instrumentos usados ​​para medir a umidade é conhecido como higrômetro, um medidor de umidade.

Um dos tipos mais precisos e modernos de higrômetro é chamado de "higrômetro de ponto de orvalho de espelho resfriado". Um espelho é resfriado, o que causa condensação em sua superfície. Quanto mais alta a umidade relativa, mais condensação se forma. Isso é medido usando um sensor óptico que detecta as gotas que distorcem a superfície lisa do espelho. Esses higrômetros são dispositivos eletrônicos que requerem conhecimentos especiais para serem construídos.

O primeiro higrômetro conhecido foi inventado há cerca de 500 anos por Leonardo da Vinci. Ele teve a ideia de pesar uma bola de lã, cujo peso mudaria dependendo da umidade do ar. Este não era um projeto muito eficaz e demoraria muito para que a umidade relativa pudesse ser medida com precisão.

Há pouco mais de 200 anos, um cientista chamado Horace Bénédict de Saussure inventou um higrômetro envolvendo uma mecha de cabelo, de humanos ou animais. Dependendo da umidade relativa, o cabelo encolheria ou cresceria em uma quantidade muito pequena, crescendo mais em alta umidade e encolhendo em baixa umidade. Quando o cabelo é colocado sob tensão, essa mudança pode ser medida. Esses chamados "higrômetros de cabelo" ainda são usados ​​hoje.

O tipo mais conhecido de higrômetro é chamado de "psicrômetro". (A psicrometria é um campo da engenharia preocupado com as propriedades das misturas de gás e vapor. "Psychro" é uma raiz grega que significa "frio".) Um psicrômetro funciona usando dois termômetros em conjunto. Um dos termômetros é continuamente mantido úmido sendo coberto com algo parecido com um pano úmido. À medida que a água evapora do pano, ela absorve energia, baixando a temperatura nas proximidades. (É o mesmo motivo pelo qual seu maiô fica frio depois que você sai da piscina ou da banheira de hidromassagem.) Este queda de temperatura é medida pelo termômetro úmido, que registra uma temperatura mais baixa do que a outra seria.

O outro termômetro permanece seco e é usado como referência. Ele mede a temperatura real do ar. A umidade relativa pode então ser calculada medindo a diferença nas leituras de temperatura entre esses dois termômetros. Se a diferença de temperatura for baixa, a umidade relativa deve ser alta, porque significa que menos água é capaz de evapora do pano que cobre o termômetro úmido, o que por sua vez significa que o ar já tem muita água em isto. Da mesma forma, se a diferença de temperatura for alta, então a umidade relativa deve ser baixa, pois mais água pode evaporar do pano.

Os psicrômetros só são eficazes se forem calibrados com muita precisão e devem ser recalibrados com frequência.