Sensores De Humedad Para Aplicaciones Industriales

1. Introducción

Podría decirse que la humedad juega un rol en todos los procesos industriales. El solo hecho de que la atmósfera contiene humedad hace que, por lo menos, se estudie su efecto en el almacenamiento y operación de los distintos productos y dispositivos. El alcance que la influencia de la humedad podría tener en cualquier proceso industrial puede variar pero es esencial que almenos sea monitoreada, y en muchos casos controlada. Se puede decir que la humedad es una propiedad más difícil de definir y medir que sus parámetros asociados como pueden ser la presión y temperatura. La medición de la humedad es un proceso verdaderamente analítico en el cual el sensor debe estar en contacto con el ambiente de proceso a diferencia de los sensores de presión y temperatura queinvariablemente se encuentran aislados del proceso por protecciones conductoras del calor o diafragmas respectivamente. Esto tiene, por supuesto, implicancias en la contaminación y degradación del sensor en niveles variables dependiendo de la naturaleza del ambiente.
En este trabajo vamos a revisar distintas tecnologías de sensores de humedad y sus típicas aplicaciones en el contexto de los rangos demedición para los que son más apropiados.
Los efectos de la contaminación, de alta significación dada la naturaleza analítica de las mediciones, se evalúan brevemente.
Como conclusión se sugiere que si el costo inicial no es de gran importancia, el higrómetro óptico de punto de rocío o sensor de espejo enfriado, ofrece el más preciso, repetible y confiable método para la medición de humedad con elrango de mayor amplitud posible.
En este trabajo vamos a poner el acento en los sensores que miden el contenido de agua en los gases mencionando que hay otra familia de dispositivos basados en la absorción de microondas que se utilizan para determinar el nivel de humedad en los más diversos compuestos de uso industrial o alimentos como pueden ser: cereales, café, madera, pulpa de papel, adhesivosetc. Normalmente estos elementos cambian sus propiedades dieléctricas a medida que absorben el agua hecho que se toma como base para la aplicación de mediciones basadas en microondas.

2. Precisión en la medición de la humedad

Los fabricantes y laboratorios de calibración buscan determinar la calidad del desempeño de los dispositivos para la medición de humedad, esto es, que tanto lasespecificaciones y como los datos de calibración reflejen la operación real de los sensores.
Podemos definir la precisión de un sensor como la desviación con respecto a un patrón de laboratorio. Esta característica es afectada por los siguientes factores:

Temperatura y humedad a la que fue calibrado el sensor
Dependencia de la calibración con la humedad y la temperatura, muchos sensores sonno-lineales y casi todos varían con la temperatura
Como afecta al sensor el envejecimiento y la velocidad de envejecimiento
Que tan sensitivo es el sensor a los contaminantes
Que precisión tiene el estándar usado para construir el sensor y su certificación
A causa de estas variaciones es de notar que una declaración de una precisión ±1% es poco representativa del desempeño efectivo en el ámbito deoperación del sensor. Por ejemplo un sensor con una precisión especificada de fábrica del ±1% podría, después de operar durante 6 meses, caer hasta una precisión de ±6% mientras que otro sensor con una precisión de fábrica de ±2% podría, luego de operar 6 meses en la misma aplicación, tener una precisión del ±2%.

3. Parámetros típicos para determinar la humedad

Medición de la humedad relativa(RH)
La medición de la humedad relativa consiste en la relación entre la presión parcial del vapor de agua en el gas de que se trate y la presión de saturación del vapor, a una temperatura dada. Por lo tanto la humedad relativa es función de la temperatura. La medición es expresada como un porcentaje. La humedad relativa es un parámetro utilizado principalmente en aplicaciones ambientales (ej....