Higrómetro para niños
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| Dial de un higrómetro de bobina metálica y papel impregnado de sal con escala lineal | |
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| Vista del mecanismo con la bobina de dilatación higroscópica, y detalle de la cara exterior de la bobina metálica con el papel impregnado de sal | |
Un higrómetro es un aparato que sirve para medir la cantidad de humedad que hay en el aire o en otros gases. En el estudio del clima (meteorología), es una herramienta muy importante para saber cuánta humedad hay en la atmósfera.
Estos instrumentos suelen medir la humedad basándose en otros factores. Por ejemplo, pueden medir cambios en la temperatura, la presión, el peso o incluso cómo cambia un material al absorber humedad. Conociendo estos cambios, el higrómetro puede calcular la humedad. Los aparatos más modernos usan la temperatura a la que se forma el rocío (punto de rocío) o cambios en la electricidad para medir la humedad.
Un tipo especial de higrómetro, llamado psicrómetro, usa dos termómetros. Uno mide la temperatura del aire seco y el otro mide la temperatura de un bulbo húmedo.
Contenido
¿Qué es la humedad relativa?
En la ciencia, especialmente en meteorología, el aire tiene un límite de vapor de agua que puede contener a una temperatura y presión dadas. Esto se llama "humedad de saturación".
La humedad relativa del aire es una forma de expresar cuánta humedad hay en el aire en comparación con la cantidad máxima que podría tener. Se mide en porcentaje. Un 0% significa que el aire está completamente seco. Un 100% significa que el aire está totalmente lleno de vapor de agua, es decir, está saturado.
¿Cómo evolucionaron los higrómetros?
A lo largo de la historia, se han hecho muchos descubrimientos para medir la humedad del aire con más precisión:
- En 1480, Leonardo Da Vinci creó un higrómetro muy sencillo.
- En 1687, el francés Guillaume Amontons desarrolló un higrómetro parecido a un barómetro.
- En 1755, el alemán Johann Heinrich Lambert mejoró el instrumento y le dio el nombre de "higrómetro".
- En 1783, el suizo Horace-Bénédict de Saussure inventó el higrómetro que usa la tensión del cabello.
- Hacia 1790, el británico James Hutton ideó el primer psicrómetro.
- En 1820, el británico John Frederic Daniell diseñó el primer higrómetro que detectaba el punto de rocío.
- Hacia 1890, el alemán Richard Assmann mejoró el psicrómetro.
Desde la segunda mitad del siglo XX, con la llegada de la electrónica, se han creado nuevos higrómetros. Aunque ahora usan termómetros digitales, siguen basándose en los mismos principios físicos descubiertos a lo largo de más de 500 años de investigación.
Tipos de higrómetros clásicos
Higroscopio
Un higroscopio es un aparato sencillo que usa una cuerda hecha de tripa de animal. Esta cuerda se retuerce o se estira según la humedad del aire. Al moverse, mueve una pequeña figura que indica si el aire está húmedo o seco. No tiene una escala numérica.
Higrómetro de bobina de metal y papel
Este tipo de higrómetro es útil para mostrar cambios en la humedad de forma sencilla. Se usa mucho en aparatos económicos, pero no es muy preciso, con errores de hasta el 10% o más. Funciona porque el vapor de agua es absorbido por una tira de papel con sal, que está unida a una bobina de metal. Cuando el papel cambia de dureza por la humedad, la bobina de metal se deforma. Estos cambios hacen que una aguja se mueva en un dial, mostrando la humedad.
Higrómetros de tensión de cabello
Estos aparatos usan un cabello humano o animal estirado. El cabello absorbe la humedad y cambia de longitud. Un sistema mecánico amplifica estos pequeños cambios para que se puedan leer en un dial.
En 1783, el científico suizo Horace Bénédict de Saussure construyó el primer higrómetro de este tipo usando cabello humano. Para que fuera más sensible, se podía limpiar el cabello con un líquido especial.
Otros materiales, como las barbas de ballena, también se han usado en lugar del cabello.
Psicrómetros (termómetros de bulbo húmedo y seco)
Un psicrómetro tiene dos termómetros. Uno está seco y el otro tiene una tela húmeda con agua destilada. El termómetro húmedo suele marcar una temperatura más baja porque el agua se evapora y enfría el bulbo. Sin embargo, si la temperatura es bajo cero, el bulbo húmedo se cubre de hielo y puede estar más caliente.
La humedad relativa se calcula usando la temperatura del aire (del termómetro seco) y la diferencia entre las dos temperaturas. Cuanto mayor sea la diferencia, más seco estará el aire. Si las dos temperaturas son iguales, el aire está completamente saturado. Los psicrómetros se usan en meteorología y en la industria de la climatización.
También existen versiones electrónicas de estos aparatos. Usan sensores digitales para medir las temperaturas y calculan la humedad automáticamente, mostrando el resultado en una pantalla.
Psicrómetro giratorio
El psicrómetro giratorio se usa para medir la humedad al aire libre. Los termómetros están unidos a un mango y se hacen girar en el aire durante unos minutos. Aunque es útil, los sensores electrónicos más fáciles de usar lo están reemplazando.
Higrómetro de punto de rocío
El punto de rocío es la temperatura a la que el vapor de agua en el aire empieza a convertirse en líquido (se condensa). Los higrómetros de punto de rocío con espejo enfriado son muy precisos. Usan un espejo que se enfría y un sistema que detecta cuando se forma condensación en su superficie. La temperatura del espejo se ajusta para mantener un equilibrio entre la evaporación y la condensación, lo que permite medir la temperatura del punto de rocío. Estos aparatos pueden ser muy precisos, pero necesitan limpieza y calibración frecuentes.
Higrómetros modernos
Gracias a la tecnología moderna, los sensores de humedad y temperatura se pueden integrar en un solo chip. Esto los hace más confiables y estables a largo plazo. Estos sensores pueden medir la temperatura y la humedad del ambiente. Además, pueden conectarse a computadoras para guardar y analizar los datos fácilmente.
Capacitivos
Para aplicaciones donde el costo o el tamaño son importantes, se usan sensores electrónicos capacitivos. Miden cómo la humedad afecta las propiedades eléctricas de un material. Con una buena calibración, son bastante precisos. Son resistentes a la condensación y a las altas temperaturas, pero pueden verse afectados por la suciedad o el paso del tiempo.
Resistivos
Los higrómetros resistivos miden cómo cambia la resistencia eléctrica de un material (como sales o polímeros) debido a la humedad. Son menos sensibles que los capacitivos y necesitan circuitos más complejos. Sus propiedades también dependen de la temperatura, por lo que a menudo se combinan con un sensor de temperatura.
Térmicos
Los higrómetros térmicos miden cómo cambia la capacidad del aire para conducir el calor debido a la humedad. Estos sensores miden la humedad "absoluta" (la cantidad real de vapor de agua), no la humedad relativa.
Gravimétricos
Un higrómetro gravimétrico mide el peso de una muestra de aire húmedo y lo compara con el peso de la misma cantidad de aire seco. Es el método más exacto para medir la humedad y se usa como estándar para calibrar otros instrumentos menos precisos.
Otros tipos
Existen otros tipos de higrómetros:
- Higrómetros de absorción: Usan sustancias químicas que absorben y luego liberan humedad según las condiciones.
- Higrómetros eléctricos: Tienen dos electrodos en espiral. Cuando se les aplica electricidad, el material se calienta y parte del agua se evapora. A una temperatura específica, se logra un equilibrio entre la evaporación y la absorción de agua por un compuesto químico llamado cloruro de litio. Con estos datos, se puede determinar la humedad con precisión.
Algunas sustancias también cambian de color con la humedad, como el cloruro de cobalto, que es azul cuando está seco.
¿Para qué se usan los higrómetros?
Los higrómetros se usan en muchos lugares, como invernaderos, fábricas, incubadoras de huevos, saunas, humidores (para guardar puros) y museos. También son importantes para cuidar instrumentos musicales de madera, como pianos o guitarras, que pueden dañarse con la humedad incorrecta. Además, se usan para proteger equipos de fotografía y video de los hongos.
En casa, los higrómetros ayudan a controlar la humedad. Si el aire está muy seco, puede afectar la piel. Si está muy húmedo, puede favorecer el crecimiento de hongos y ácaros. En la industria de la pintura, son cruciales porque la aplicación de recubrimientos es muy sensible a la humedad y al punto de rocío. Los psicrómetros están siendo reemplazados por aparatos más rápidos llamados "dewcheck", aunque estos no siempre se pueden usar en lugares con riesgo de explosión.
Véase también
En inglés: Hygrometer Facts for Kids
- Barómetro
- Psicrómetro
- Termohigrógrafo
