#018 - Umidade relativa



O objetivo deste ensaio é mostrar uma forma curiosa de medir a umidade relativa e demonstrar uma técnica muito precisa para calibrar esse tipo de aparelho.

 Escrito e desenvolvido por Léo Corradini

O papel é sensível à umidade e pode alterar ligeiramente suas dimensões em função da umidade do ar.
Quando uma das faces do papel está presa a um metal, como no papel aluminizado, temos um conjunto onde uma face altera a dimensão com a umidade e a outra se mantém inalterada.
O resultado disso é que a ponta de uma tira, desse tipo de papel, enrolada em forma de espiral pode girar em função da umidade do ar.
Basta então fixar um ponteiro na ponta da espiral e montar o conjunto num eixo sobre uma escala.
Apesar da simplicidade, esse dispositivo é capaz de medir valores de 0 a 100% de umidade relativa, muitos medidores eletrônicos são incapazes de medir próximo do zero e do fim de escala.
Decidi fazer a calibração em dois pontos, com 0% e em 75,3% de umidade relativa.

Para gerar 0% utilizei um pote vidro com uma tampa de metal, evitei o uso do plástico porque a umidade poderia atravessá-lo.
Dentro do pote de vidro coloquei cerca de vinte gramas de Óxido de Cálcio em um pequeno recipiente de plástico.

O CaO é um excelente sequestrante de água, porém faz isso de forma relativamente lenta, por isso deixei o conjunto estabilizar por cinco dias.
Para calibrar o medidor de umidade relativa em um ponto próximo do fim de escala usei uma solução saturada e com excesso de Cloreto de Sódio.
O NaCl molhado produz em um volume fechado a 25°C o equivalente à 75,3% de umidade relativa.

Outros valores em função da temperatura:

Temp.(°C):  10     15      20     25     30      35      40
UR (%):     75,7  75,6   75,5   75,3   75,1   74,9   74,7


Para obter outros valores de umidade:
 


Essas soluções em contato com o ar confinado em um pequeno volume promoverão um equilíbrio, na quantidade de vapor de água evaporada e de água condensada sobre a solução, de tal maneira que a umidade relativa permanecerá constante e com valores conhecidos.

Assim, uma solução saturada e com excesso de Cloreto de Magnésio gera a 25°C uma umidade relativa de 33%.
Já o Cloreto de Sódio, nas mesmas condições, produz uma umidade relativa de 75,3%.

A foto mostra um protótipo onde a espiral sensível tem 70mm x 3mm enrolada sobre um palito de madeira que está preso numa escala composta por um papel sulfite colado com fita dupla face sobre um quadrado de EVA com 2mm de espessura.
 
A sensibilidade é definida pelo comprimento da tira.

Isso significa que se a tira for muito comprida e a umidade for muito alta o ponteiro pode girar além de 360°.

A inércia do indicador eletrônico (1) é pequena (~ 5 segundos) já o indicador papel-metal é relativamente grande, cerca de 30 minutos.
Vou marcar os valores intermediários usando como referência o medidor eletrônico.

(1) Desenvolvimento do projeto do medidor eletrônico: 
https://potassio-40.blogspot.com/2018/02/medidor-de-umidade-relativa-eletronico.html

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