MAGNITUD- HUMEDAD PARA CHILE

EMPRESA NACIONAL DE AERONAUTICA
ENAER – CHILE
LABORATORIO CUSTODIO PATRONES NACIONALES
MAGNITUDMAGNITUD- HUMEDAD
PARA CHILE
¿Cómo Asegurar la Humedad en las
mediciones, ensayos de Laboratorios
y en el Control de los Alimentos?
Para entender el
alcance y por ende la
importancia de la
variable humedad,
exponemos
brevemente un
resumen de
aplicaciones de
control y medición de
la humedad
Confort humano (ambientación)
Para nadie es un misterio que ante
la presencia de un alto porcentaje
de HR, nos comenzamos a
sentir incó
incómodos, sin embargo, el
alto costo de ambientació
ambientación no
es abordable por una familia
normal, porque esta aplicació
aplicación
existe a nivel de servicios, que es
brindado por empresas del rubro del
turismo (hoteles, aviones, oficinas y
cines).cines).INDUSTRIA TEXTIL, PAPELERA Y DE PIELES
Como la humedad altera la estructura de ciertas fibras y tejidos, esto
afecta la calidad del producto elaborado. Por ello es muy común
apreciar la aplicación de sistemas de regulación de humedad en
industrias relacionadas con estos productos.
Industria alimentaria
La mayoría de los alimento contienen o son
preparados con grandes cantidades de agua, la
regulación del monto de liquido presente es vital
para lograr un producto optimo y normalizado.
Las aplicaciones mas frecuentes son:
Deshidratación (frutas, pastas, café, sopas, etc.,);
Refrigeración de frutas y carnes
Conservación de vinos finos.
INDUSTRIA FARMACÉUTICA
Los medicamentos son elaborados bajo estrictas medidas de calidad, en ello la
humedad juega un rol importante, dado a que se emplea el uso de agua en la
fabricació
fabricación de muchos medicamentos, ademá
además de existir algunos procedimientos en
que la presencia de agua no es deseada.
METROLOGÍA
Es quizá
quizás la aplicació
aplicación má
más comú
común, o má
más conocida, de estos sensores. La
humedad es una de las variables fundamentales en el estudio de la
la metrologí
metrología y por
ello es necesario contar con medidores muy exactos para poder llevar
llevar registros o
realizar investigació
investigación cientí
científica.fica.Industria Química
Se aplican en cultivos de bacterias, para estudiar su comportamiento ante los
antibióticos, esto es realizado bajo condiciones de climatización extrema, en donde
el control de humedad es fundamental.
Conservación y almacenamiento
Como ya se ha enunciado antes, la humedad altera las propiedades físicas,
químicas y biológicas de una infinidad de materiales, sustancias u organismos. Por
ello es una variable medida y controlada, especialmente en bodegas de
almacenamiento (de largos periodos de tiempos), con el fin de evitar el deterioro de
las especies afectadas. Es muy común emplear este tipo de sensores en la
conservación de obras de arte (pinturas, esculturas y libros).
ELECTRÓNICA Y SEMICONDUCTORES
Las descargas elé
eléctricas “ESD”
ESD” (Electrostatic Discharge) tienen un efecto destructor en
circuitos electró
electrónicos. La cantidad de energí
energía transferida depende del medio ambiente en que
ocurre: humedad relativa, temperatura, impurezas en el aire, distancia
distancia entre los cuerpos, etc.
Cuartos Limpios: Muchos procesos de producció
producción de microelectró
microelectrónica se realizan en cuartos
limpios. Las partí
partículas son filtradas del aire y las condiciones ambientales controladas.
controladas.
Fabricació
Fabricación de baterí
baterías de litio: El Litio puro es altamente inflamable y ligeramente explosivo
cuando se expone al aire y especialmente al agua. El proceso de fabricació
fabricación se realiza en cuartos
secos, donde la temperatura de punto de rocí
rocío es tí
típicamente -40º
40ºC o menor.
NEUMÁ
NEUMÁTICA
Aire comprimido: Es ampliamente utilizado en el funcionamiento
funcionamiento de maquinarias, vá
válvulas
neumá
neumáticas, etc. Niveles incorrectos de humedad pueden afectar a los equipos y procesos.
CONSTRUCCIÓ
CONSTRUCCIÓN
El curado del concreto por inundació
inundación de agua se logra cubrié
cubriéndolo con mantas hú
húmedas o
rociá
rociándoles compuestos de curado, durante un mí
mínimo de 3 a 7 dí
días. El curado a altos valores de
humedad es un paso importante para alcanzar una losa de alta calidad
calidad con una reducida
transmisió
transmisión de humedad.
La humedad de la losa de concreto (hormigó
(hormigón) puede causar problemas con la adherencia de los
materiales que recubren el piso, tales como losetas, laminas de piso, o alfombras y tambié
también
pueden provocar fallas de adherencia o de falta de respiració
respiración de los recubrimientos de piso.
Control de secado y por consiguiente de la humedad de la madera utilizada en la construcció
construcción.
PROPUESTA PARA ATENDER LA PROBLEMÁ
PROBLEMÁTICA DE LA MEDICIÓ
MEDICIÓN DE
HUMEDAD EN CHILE.
En Chile, la medició
medición de humedad en gases, granos y só
sólidos se ha atendido
aisladamente en algunos sectores, sin embargo, persistí
persistía la necesidad de:
Contar con un patró
patrón nacional que dé
dé trazabilidad a este tipo de mediciones.
Desarrollar y difundir las normas que contribuyan a lograr la uniformidad entre
los mé
métodos y equipos de medició
medición.
Apoyar en el establecimiento de laboratorios secundarios de
de calibració
calibración que
satisfagan las necesidades de calibració
calibración existentes.
El Ministerio de Agricultura a travé
través de recursos financieros de Proyecto FIA
determina incrementar la Red Nacional de Metrologí
Metrología existente en el Paí
País a una
nueva Magnitud y encarga a INN iniciar el Proyecto, mediante el cual se asigna
a ENAER como Laboratorio de Referencia para Humedad.
En esta exposició
exposición se describe el plan de desarrollo
que propone el Laboratorio de Humedad de ENAER,
para atender las demandas existentes referentes al
establecimiento de patrones de medició
medición y la atenció
atención
de las necesidades de los servicios de calibració
calibración,
trazabilidad, entre otras.
El delineamiento Proyectado para el Laboratorio en
formació
formación consiste en implementar Patrones de
Referencia para:
Humedad relativa y temperatura del aire y gases.
Humedad en Granos.
Humedad en só
sólidos.
ESQUEMA JERARQUICO DE METODOS PARA DETERMINAR HUMEDAD
HUMEDAD DEL AIRE Y GASES
METODO
PRIMARIO
(GENERADOR
METODO
SECUNDARIOS
(CA MARA -SENSOR)
PUNTO ROCIO)
GENERADOR ENAER
PUNTO ROCIO (GE -SENSING)
RTD (ENAER)
MULTIMETRO
EQUIPO AUXILIAR PARA
CONTRASTAR, CALIBRAR,
CHEQUEAR SENSORES
HUMEDAD, TEMPERATURA,
FLUJO (BANCO DE PRUEBAS)
CAMARA T°- HUMEDAD
SALES PUNTOS FIJOS
SENSOR TRABAJO
HIGROMETROS
EQUIPO DATA LOGGER PARA
CALIBRAR CAMARAS Y
SENSORES INDUSTRIALES
HUMEDAD SOLIDOS
HUMEDAD EN GRANOS
METODO
PRIMARIO
(GRAVIMETRICO )
METODOS
SECUNDARIOS
METODO
PRIMARIO
(SIMULACION
ELECTRICA)
(GRAVIMETRICO)
COMPARADOR MASAS
MASAS
ESTUFA
SENSORES
TEMPERATURA
DATA LOGGER
DECADA RESISTIVA
DECADA CAPACITORES
MULTIMETRO
PATRONES MEDICION
ABSORCION ATOMICA
EQUIPOS MICROONDAS
COMPARADOR MASAS
MASAS
ESTUFA
SENSORES
TEMPERATURA
DATA LOGGER
EQUIPO DATA LOGGER PARA
CALIBRAR CAMARAS
MASAS PARA CALIBRAR
BALANZA
METODO
SECUNDARIOS
Equipos INFRARROJOS
EQUIPOS CAPACITIVO
EQUIPO ULTRASONIDO
ABSORCION ATOMICA
EQUIPOS MICROONDAS
Equipos Para ef ectuar
Pruebas y Contrstar
resultados con equipo de
Cliente
Humedad en Gases
¾
Este laboratorio de Referencia mantiene el Patró
Patrón
Nacional de Humedad ( ENAER), el cual comprende
las magnitudes de humedad relativa y temperatura de
punto de rocí
rocío.
Equipo Generador de Temperatura y Humedad
Relativa
¾
¾
¾
¾
Medidor de Punto de Rocío
Unidad: Humedad relativa (% HR),Temperatura de punto de rocí
rocío (°
(°C)
Generació
Generación: Se consigue mediante un generador de humedad que opera siguiendo
siguiendo el principio
fundamental de dos presiones, esto permite la medició
medición de humedad en gases.
Alcance: 10% HR a 95% HR; 0°
0°C a 64°
64°C en temperatura de punto de rocí
rocío
Incertidumbre: + 0.2% HR a + 1.5% HR; + 0.08°
0.08°C en temperatura de punto de rocí
rocío (k=2, con un
nivel de confianza de aproximadamente 95%).
DESCRIPCIÓ
DESCRIPCIÓN
¾
El Patró
Patrón Nacional de Humedad. Esta descrito por las magnitudes de humedad
humedad relativa y
temperatura de punto de rocí
rocío. Se realiza mediante un generador de humedad que opera siguiendo
siguiendo
el principio fundamental de dos presiones. Este principio consiste
consiste en hacer circular aire seco a alta
presió
presión (aproximadamente 1.5 MPa) en un saturador, el cual se encuentra
encuentra a temperatura y presió
presión
controlada, posteriormente el aire saturado pasa a travé
través de una vá
válvula de expansió
expansión, la cual
reduce su presió
presión del aire hasta aproximadamente la presió
presión atmosfé
atmosférica. Finalmente el aire se
circula hacia una cá
cámara de prueba. Las mediciones de presió
presión y temperatura, tanto del saturador
como en la cá
cámara, permiten determinar, usando relaciones de gases ideales, el
el contenido de
vapor de agua que contiene el aire en la cá
cámara de prueba. La cantidad de vapor de agua presente
en la cá
cámara puede expresarse como humedad relativa o temperatura de punto
punto de rocí
rocío.
APLICACIÓ
APLICACIÓN
¾
¾
¾
El patró
patrón nacional de humedad se ha establecido con el fin de dar trazabilidad
trazabilidad a las mediciones de
humedad que se realizan en el paí
país.
La humedad junto con la presió
presión y la temperatura son de las magnitudes mayormente medidas y
controladas en la industria,
El principio con el que opera este sistema de humedad, lo hace totalmente
totalmente confiable y compatible
con patrones de otros paí
países.
Psicrómetros
Medidores
De punto
De rocío
Higrotermógrafos
Patrón Nacional de
Humedad
Termohigrómetros
Sensores
capacitivos
Sensores
resistivos
Patrón Secundario.
Para Calibrar equipos de menor exactitud se implementó una cámara
Generadora de Humedad que permitirá calibrar los equipos de la Industria, a
través del esquema adjunto:
Cámara Generadora de Humedad para Calibrar equipos de la Industria
Nacional.
HUMEDAD EN GRANOS.¾
1.1.-INTRODUCCIÓ
INTRODUCCIÓN
El contenido de humedad en un material se puede entender como la cantidad de agua presente
en éste y determina en gran parte las propiedades de materiales como:
como: alimentos, granos,
cereales, harinas, materiales para la construcció
construcción, madera, azú
azúcar, etc. Estas propiedades
afectan, entre otras, la calidad, textura, sabor, resistencia y durabilidad, razó
razón por la cual es
necesario contar con instrumentos que permitan hacer mediciones confiables de su contenido de
humedad.
2.2.-LA IMPORTANCIA DE LA MEDICIÓ
MEDICIÓN DE HUMEDAD EN GRANOS
¾
¾
¾
La medició
medición de humedad en granos es de gran importancia a nivel internacional
internacional por su impacto
econó
económico, prueba de ello son los datos presentados para el arroz, uno
uno de los principales granos
que se producen en el mundo.
Para una carga de 25000 toneladas de grano que contiene 14% de humedad
humedad le corresponde
3500 toneladas de agua. En 13.5% de humedad el contenido de agua equivaldrí
equivaldría a 3375
toneladas. Si el precio comercial de 1 kg. de arroz es de aproximadamente
aproximadamente U$ 0.60 (dó
(dólar
americanos), el costo (ganancia ó pérdida), por la diferencia obtenida de 0.5% de error de
humedad es de $75000 USD.
Este problema se puede presentar en las transacciones comerciales
comerciales debido a que los
instrumentos comerciales existentes, en su mayorí
mayoría, tiene errores de medició
medición en ese orden de
magnitud.
¾
Implementació
Implementación de un sistema de medició
medición de humedad basado
en el mé
método Gravimè
Gravimètrico para granos y materiales só
sólidos.
Estufa de Secado de Muestras
Comparadora de Masas
Masas Patrones
Desecador
Implementació
Implementación de un sistema de referencia de medició
medición de humedad
en granos basado en el mé
método de capacitancia elé
eléctrica empleando
un equipo comercial.comercial.-
Humedad en Sólidos
¾
En este laboratorio se realizan actividades enfocadas a dar la
trazabilidad a las mediciones de contenido de humedad en só
sólidos
que se realizan en el paí
país.
¾
Entre las actividades que se realizan actualmente se identifican las
siguientes:
- Implementació
Implementación de un sistema de referencia de medició
medición de
humedad en só
sólidos basado en el mé
método de capacitancia
elé
eléctrica empleando un equipo comercial.comercial.- Implementació
Implementación de un sistema de medició
medición de humedad basado
en el mé
método gravimè
gravimètrico para materiales só
sólidos.
- Estudio de un sistema para acondicionamiento del contenido de
humedad de muestras con la té
técnica de soluciones saturadas de
sales.
Implementació
Implementación de un sistema de medició
medición de humedad basado en
el mé
método Gravimé
Gravimétrico para materiales só
sólidos.
Estufa de Secado de Muestras
Comparadora de Masas
y Masas Patrones
Desecador
Implementació
Implementación de un sistema de referencia de medició
medición de
humedad en só
sólidos basado en el mé
método de
capacitancia elé
eléctrica empleando un equipo comercial.comercial.¾
En la actualidad, a nivel internacional el campo de medició
medición de humedad
en só
sólidos ha sido atendido por medio del desarrollo de patrones de
medició
medición confiables, y es respaldo por un nú
número extenso de instrumentos
comerciales para distintas aplicaciones de medició
medición.
Equipo medidor de Humedad
de sólidos
Patrones de Resistencia
y capacitancia