Analisadores de Umidade

TpicosIntroduo Conceitos bsicos Fatores para seleo de sensores de umidade Sensores mais utilizados Aplicaes

MAIP Jorge Reis Fleming

IntroduoUmidade - o que ?

Conceitos bsicos Unidades%, ppm (p/p, v/v, p/v), mg/L Presso de Vapor (mm Hg, atm., kPa, etc.) Frao Molar (FM = ppH2O/P) Umidade absoluta (g/kh) Umidade relativa (Ur= [ppH2O/psat.H2O]T, %) Ponto de Orvalho (dew point)

Moisture ou Humidity

Teor de gua? (100% a ppb!) gua livre, dissolvida, adsorvida, no retculo cristalino (hidratao) ou inexistente

Conceitos bsicosTeor de gua GasesUmidade de um gs Gases ideais Carta Psicomtrica

Conceitos bsicosLquidosDensidade Karl Fisher (volumtrico e coulomtrico) Arraste gs

SlidosDissolve Vaporiza Arraste lquido gs gs

Conceitos bsicos - GasesUmidade de um gs Gases ideaishumidity (in atmospheric chemistry) A general term referring to the water content of a gas. IUPAC Compendium of Chemical Terminology 2nd Edition (1997)

Conceitos bsicos - GasesPresso parcialPresso parcial de um gs a frao da presso total exercida por este gs individualmente. O resto do mundo no existe para eleP X =P Total x nx n TotalPX P Total = nx nx x = P Total n Total n Total P Total

A umidade em um gs, ou seja, a gua na forma de vapor, se comporta como um gs ideal, no influenciando ou sendo influenciada pelos demais componentes, to somente pelas condies ambientes (no havendo reao qumica): PV=nRT

Conceitos bsicos - GasesUmidade relativarelative humidity The ratio, often expressed as a percentage, of the partial pressure of water in the atmosphere at some observed temperature, to the saturation vapour pressure of pure water at this temperature.

Conceitos bsicos - GasesPonto de orvalho

a temperatura em que a gua comea a condensarquando uma mistura de gases progressivamente resfriada em um sistema fechado a temperatura em que o teor de gua da mistura se torna saturante.

uma forma muito comum e conveniente de expressar a umidade de uma mistura.

Conceitos bsicos - GasesPsicmetropsychrometric hygrometer Instrument by which the relative humidity of the atmosphere may be determined. It is generally composed of two temperature sensors, one of which measures the temperature of the air; the other sensor is moistened with water and senses the cooling due to evaporation of water. The temperature difference between the two sensors is a function of relative humidity; sometimes referred to as a wet-anddry bulb thermometer.

Conceitos bsicos - GasesTemperatura de Bulbo Seco Bulbo midoTemperatura ambiente Temperatura de saturao da gua do teor de umidade na mistura.

Conceitos bsicos GasesCarta Psicomtrica Carta PsicomtricaLinha de umidade saturante

Carta PsicomtricaLinha de umidade relativa

Carta PsicomtricaLinhas de temperatura de bulbo mido

Carta Psicomtrica

Carta Psicomtrica

Carta Bioclimtica1- Zona de Conforto 2- Zona de Ventilao 3- Zona de Resfriamento Evaporativo 4- Zona de Massa Trmica para Resfriamento 5- Zona de Ar Condicionado 6- Zona de Umidificao 7- Zona de Massa Trmica e Aquecimento Solar Passivo 8- Zona de Aquecimento Solar Passivo 9- Zona de Aquecimento Artificial

Carta Bioclimtica

Como sentimos a umidadeBaixa umidade (Braslia)

Como sentimos a umidadeAlta umidade (Rio de Janeiro)

Lbios rachados Ardncia nos olhos Sangramento do nariz Doenas respiratrias

Desconforto Suor demasido Abafamento Mofo nas coisas

Como a umidade altera os ProcessosBaixa umidade

Como controlamos a umidade ambienteDiminuir Desumidificador

Diminui a velocidade de processos que necessitam da umidade, como cura de algumas tintas ou germinao de sementes. Proliferao de fungos e bactrias, hidrlise de produtos, danos eltricos por perda de caractersticas.

Alta umidade

(www.arsec.com.br)

Como controlamos a umidade ambienteAumentar Umidificador

Fatores para seleo de sensores de umidadeNveis de vapor dgua Faixa de temperatura Contaminantes Exatido Apresentao / transmisso de dados Possibilidade de manuteno Custo de reposio Freqncia de manuteno Sistemas de amostragem Tempo de resposta Custo

Evaporao Aerosol (venturi ou ultra-som)

Nveis de vapor dgua Faixa de temperaturaGrande variao de condies Ponto de orvalho no existe acima de 100C Variar a temperatura da amostra sem alterao

ContaminantesProdutos qumicos danos permanentes ou temporrios por reativao ou limpeza Partculas filtrao

Exatido

Possibilidade de manutenoTipo de sensor determina o nvel e freqncia de manuteno Recalibrao?

Custo de reposioTroca por sensor calibrado ou calibrao do sistema?

Frequencia de manutenoSensor no processo ou remoto?

Sistemas de amostragem

Tempo de respostaTempo de resposta do sensor x tempo de resposta do processo

CustoUS$ 50.00 US$ 25.000,00

Sensores mais utilizadosPsicmetros de bulbo seco / bulbo mido Sensores eltricos de umidade relativa Sensor de xido de alumnio Higrmetro Eletroltico Higrmetro tico de condensao Detetor de umidade por infravermelho

Psicmetros de bulbo seco / bulbo mido

Sensores eltricos de umidade relativaCapacitivos Resistivos

ResistivosResistencia de polmero condutivo, sal ou substrato tratado DunmoreBifilar com LiCl Resistncia AC 40 60 % RH

PopeBifilar com poliestireno sulfonado 15 100 % RH 1.000 5.000.000

Capacitivos

Capacitivos

Capacitivos

Capacitivos

Higrmetro Eletroltico

Higrmetro Eletroltico

Higrmetro Eletroltico

Higrmetro Eletroltico

Higrmetro tico de condensao

Higrmetro tico de condensao

Higrmetro tico de condensao

Higrmetro tico de condensao

Sensores mais utilizadosDetetor de umidade por infravermelho