Problemas comunes en la medición de humedad y cómo evitarlos

Las mediciones precisas comienzan con la instalación correcta

Al instalar sensores, pueden cometerse numerosos errores que pueden conducir a desviaciones en las mediciones. Las mediciones inexactas pueden resultar en un consumo de energía excesivo, baja calidad del producto y eficiencia de los procesos, costosos retiros del mercado debido a incumplimiento de las directrices y condiciones subóptimas para las personas en los edificios. Los siguientes consejos le ayudarán a realizar la instalación correctamente desde el principio y, de esta manera, mejorar la precisión de las mediciones.

Al instalar sensores internos en paredes, siempre debe tener en cuenta lo siguiente:

1. Elegir un lugar de instalación adecuado

El aspecto más importante al instalar un sensor de medición para controlar habitaciones donde se encuentran personas es su ubicación. Si desea medir las condiciones ambientales a las que están expuestas las personas en una habitación, debe elegir una ubicación representativa con circulación de aire libre y sin fuentes de calor cercanas.

Algunos errores comunes que debe evitar:

– No instale sensores en áreas con circulación de aire limitada, por ejemplo, detrás de puertas, aparatos o muebles.
– No instale sensores cerca de objetos que generen calor, como un radiador, un conducto de calefacción o sobre una impresora o fotocopiadora.
– No instale sensores en lugares con exposición directa al sol. Considere la posición del sol en diferentes momentos del día.
– No instale sensores en la pared en la que se encuentra el sensor.
– No instale sensores a lo largo de un conducto de aire, ya que esto puede hacer que el valor de medición cambie más rápidamente que en la habitación misma, donde las condiciones ambientales pueden equilibrarse. Esto significa que será necesario realizar ajustes frecuentes en el sistema.

2. Montar el sensor en la dirección correcta

En los sensores de pared, tanto el sensor como la electrónica están alojados en una carcasa compacta, diseñada para su montaje en una dirección específica. El calor generado por la electrónica tiende a ascender, por lo que el sensor debe colocarse debajo de la electrónica para que el calor no afecte la medición. Además, en una instalación lateral, no puede escapar aire caliente, lo que conduce a un valor de temperatura más alto y un valor de humedad más bajo.

3. Montar varios sensores uno al lado del otro

Algunos sensores de pared generan calor. Por lo tanto, no es recomendable montar un sensor de temperatura o humedad sobre otro. De lo contrario, el calor puede distorsionar las mediciones del otro sensor. Esto puede ser especialmente problemático con sensores de gas, que generalmente generan más calor que otros sensores. En su lugar, lo ideal es montar los sensores uno al lado del otro siguiendo las recomendaciones del fabricante. Si es necesario montar sensores uno sobre otro, el sensor más caliente debe colocarse claramente por encima de los demás.

4. Tener en cuenta el flujo de aire en la habitación

Los sensores de humedad y temperatura estándar están diseñados para funcionar bien en un entorno de oficina típico. Si usa sensores en una habitación con flujo de aire descendente, como en una sala limpia, el aire caliente que fluye desde la parte superior de la electrónica hacia abajo hacia los sensores puede elevar la temperatura medida. La solución es usar un sensor diseñado para salas limpias y espacios similares, en los que el sensor y la electrónica están separados. De esta forma, los sensores se mantienen alejados del calor, pero aún tienen contacto suficiente con el entorno.

5. Tener en cuenta las diferencias de presión y el mal sellado

Si existe una diferencia de presión entre la habitación donde se realiza la medición y los espacios huecos en las paredes del edificio, esto puede conducir a mediciones inexactas. Una presión menor en la habitación puede hacer que el aire frío pase directamente por las aberturas en la pared para cables, reduciendo significativamente la medición de temperatura. Este problema puede resolverse sellando las aberturas para cables.

6. Evitar errores causados por conducción térmica

Las paredes de concreto y acero pueden conducir calor, por lo que los sensores montados con tornillos en la pared podrían no mostrar con precisión la temperatura y humedad del aire real. Esto puede evitarse colocando una capa aislante entre la pared y el sensor o montando el sensor en una pared interior o en una superficie más aislada.

El concreto también afecta las mediciones de CO2. Si monta un sensor de CO2 en una superficie de concreto, obtendrá un valor extremadamente bajo que no es representativo del aire en la habitación. Este problema generalmente puede solucionarse colocando una placa debajo del sensor.

7. Evitar errores causados por calor corporal

Este tipo de error suele ocurrir en mediciones manuales, donde el calor corporal conduce a mediciones inexactas. Cuando realice mediciones manuales, no acerque demasiado el dispositivo al cuerpo y evite respirar sobre el sensor.

Al instalar sensores en conductos, siempre debe tener en cuenta lo siguiente:

1. Asegurar temperaturas internas y externas equilibradas

En los dispositivos montados en conductos, la causa más frecuente de error es la diferencia de temperatura entre el aire dentro y fuera del conducto, por ejemplo, cuando se mide las condiciones en una entrada de aire. Las diferencias de temperatura pueden hacer que el calor fluya a través del conducto del sensor, distorsionando las mediciones de temperatura y humedad.

Estos efectos son más evidentes en conductos aislados o con bajas velocidades de flujo de aire o menor profundidad de instalación del sensor. La solución consiste en usar un sensor exterior de alta calidad o aislar adecuadamente el sensor.

2. Prevenir daños por condensación

Si en el conducto hay alta humedad y la temperatura exterior es más baja, la conducción térmica puede enfriar el tubo con el sensor, provocando condensación en el sensor. También puede formarse condensación en el interior del conducto y gotear hacia el sensor. Si el sensor está inclinado hacia abajo, esto puede causar mediciones incorrectas o incluso corrosión. Para minimizar los efectos y posibles daños por condensación, monte el sensor en posición horizontal o ligeramente inclinado hacia arriba, para que cualquier condensación pueda escurrir del elemento sensor.

3. Evitar montar sensores en conductos muertos

Como vimos en el caso de sensores para montaje en paredes internas, es importante montar los sensores en un lugar representativo. Si se monta un sensor en un conducto muerto, puede que no pase aire por el sensor y la medición no sea representativa de las condiciones del flujo principal. El aire alrededor del sensor cambia más lentamente que el flujo principal, por lo que las mediciones no siempre reflejan las condiciones actuales. Asegúrese siempre de que el sensor tenga contacto constante con el flujo de aire correcto y evite montar sensores en conductos muertos.

4. Considerar todas las opciones en instalaciones parciales dentro de un proceso

En sensores instalados parcialmente dentro y fuera de un proceso, la diferencia de temperatura puede ser muy grande. Por ejemplo, si mide la temperatura y humedad relativa en un horno a través de una pared aislada, un alojamiento metálico del sensor con una fuga de calor puede hacer que el sensor indique condiciones que no corresponden a las reales del horno, mostrando temperaturas más bajas y humedad relativa más alta. La fuga de calor depende del flujo de aire. En aire quieto, la sonda se enfría más, aumentando la tolerancia al error. Con mayor humedad, no solo los valores de temperatura y humedad relativa son incorrectos, sino que también puede haber condensación.

Para solucionar este problema, hay dos opciones. La primera es mejorar la instalación: coloque la sonda más profundamente en el proceso y/o aísle todas las partes de la sonda que estén fuera del proceso. De esta forma, se minimiza la diferencia de temperatura y se puede medir con precisión la humedad relativa. También puede considerar si realmente necesita medir la humedad relativa; quizás pueda usar otros parámetros, algunos de los cuales no dependen de la temperatura. Por ejemplo, usar una sonda calefactada que no permita la formación de condensación.

5. Evitar montar sensores demasiado cerca de un humidificador

Los sensores de humedad en conductos se usan frecuentemente para controlar la humedad, mediante nebulizadores o humidificadores de pulverización. Si un sensor en el conducto se monta demasiado cerca de un humidificador, puede acumular condensación en el sensor, impidiendo mediciones precisas.

En el peor de los casos, esto puede destruir el sensor. Sin embargo, incluso en casos menos graves, es imposible controlar con precisión algo usando las mediciones de un sensor que está constantemente expuesto a la humedad. La humedad constante y los ciclos de secado provocan fluctuaciones fuertes en los valores, haciendo que los dispositivos funcionen continuamente y que las condiciones no se mantengan adecuadamente. Además, esto acelera el desgaste y la contaminación del sensor, aumentando aún más las inexactitudes.

Para evitar estos problemas, instale los sensores en conductos a una distancia adecuada de los humidificadores. La distancia recomendada es de aproximadamente cinco metros, dependiendo del tamaño del conducto y las tasas de flujo. También es recomendable instalar un puerto adicional después del sensor, donde se pueda colocar temporalmente una sonda de referencia para verificar y calibrar el sensor principal. Este puerto puede sellarse con cinta adhesiva cuando no se use, para evitar fugas.

Al instalar sensores externos, siempre debe tener en cuenta lo siguiente:

1. Utilizar protección contra radiación

La radiación solar puede calentar los sensores en aproximadamente 2 °C sin problemas. Para evitar los efectos de la radiación solar, use un sensor con protección contra radiación de alta calidad, que sea negro debajo de las placas. El viento reduce el calentamiento. Por lo tanto, instale el sensor en un lugar con circulación de aire libre. Además, mantenga limpia la cubierta protectora, ya que una cubierta sucia se calienta más. En entornos urbanos, puede ser necesario limpiar con mayor frecuencia. Si la parte exterior de la cubierta está negra o sucia, ¡es hora de limpiarla! Cuando monte el sensor en la pared, las paredes orientadas al norte suelen ser una mejor opción, ya que están menos expuestas a la radiación solar.

2. Proteger el sensor de la lluvia y las malas condiciones climáticas

La lluvia, la nieve o la condensación pueden hacer que se acumule agua en o cerca del sensor, lo que puede causar desviaciones en las mediciones y valores de humedad demasiado altos. El mal tiempo también puede dañar el sensor. Hay varias formas de protegerlo:

– Use un sensor diseñado para uso en exteriores húmedos.
– Instálelo en un lugar con buena circulación de aire. El viento ayuda a evaporar el agua y garantiza mediciones confiables.
– En aplicaciones industriales, utilice una sonda calefactada para prevenir la condensación.

3. Montar el sensor alejado de otras fuentes de calor

Las paredes de los edificios pueden tener una alta masa térmica y almacenar calor o frío. También pueden calentarse por la radiación solar. Si el sensor se monta sin un adecuado desplazamiento cerca de una pared o un techo negro, puede dar mediciones inexactas.

Para reducir estos efectos de calentamiento, instale los sensores exteriores en un lugar donde estén expuestos libremente al flujo de aire y al viento. Lo ideal es colocarlos en un mástil completamente independiente, lejos de edificios o en la azotea. Evite superficies oscuras con exposición directa al sol y no monte los sensores debajo del alero del tejado. Bajo el alero, el aire caliente se acumula, lo que conduce a mediciones inexactas y poco confiables.

Serie de seminarios web "Humidity Academy" de Vaisala

En la fabricación industrial, la humedad puede ser necesaria o indeseada, dependiendo de la aplicación. Comprender mejor la humedad puede ayudarle a controlarla de manera más efectiva. Así, puede mejorar la eficiencia de los procesos y la calidad del producto, además de ahorrar energía.

En la serie de seminarios web "Humidity Academy" de Vaisala, expertos de Vaisala comparten sus conocimientos sobre la teoría y medición de la humedad, así como su experiencia en el mantenimiento de instrumentos de medición duraderos y confiables. Cada episodio ofrece ejemplos y cálculos prácticos que benefician su aplicación y se basan en los conocimientos adquiridos durante la serie.