Problemas comunes en la medición de la humedad y cómo evitarlos

¿Has participado en la serie de webinars de Vaisala Humidity Academy ? Si es así, esperamos que hayas ampliado tu comprensión sobre la medición de humedad en entornos industriales. Si aún no has visto los episodios, te invitamos a revisarlos. Para complementar la serie, esta entrada de blog analiza algunos errores comunes al instalar sensores, ayudándote a evitar los problemas causados por una instalación.

La medición precisa comienza con una instalación correcta

Existen muchos errores comunes al instalar sensores, todos los cuales pueden provocar errores de medición. Una medición inexacta puede causar un uso excesivo de energía, baja calidad del producto y eficiencia en los procesos, costosos retiros por incumplimiento, y condiciones subóptimas para las personas en los edificios. Los siguientes consejos te ayudarán a realizar una instalación correcta desde el principio, mejorando así la precisión de tus mediciones.

Al instalar sensores internos montados en la pared, siempre debes:

1. Seleccionar el lugar de instalación adecuado

La consideración más importante al instalar un sensor de medición para controlar un espacio ocupado es su ubicación. Quieres medir las condiciones que experimentan las personas en la habitación, por lo que es fundamental elegir un lugar representativo, con flujo de aire libre y sin fuentes de calor cercanas.

Algunos errores comunes que debes evitar:

• Instalar un sensor en un área con flujo de aire restringido, como detrás de una puerta, equipo o mueble.
• Instalar un sensor cerca de cualquier cosa que produzca calor, como un radiador, un conducto de calefacción o encima de una impresora o fotocopiadora.
• Instalar un sensor en luz solar directa; asegúrate de considerar el sol en todos los momentos del día.
• Instalar un sensor de pared en el techo.
• Instalar un sensor en línea con un conducto de aire, ya que esto puede cambiar la lectura del sensor más rápido de lo que el espacio tiene tiempo para equilibrarse, lo que genera ajustes más frecuentes en el sistema.

2. Instala el sensor en la dirección correcta

Los sensores montados en la pared tienen tanto el sensor como la electrónica en una caja compacta, por lo que están diseñados para montarse en una dirección específica. Cualquier calor generado en la electrónica fluye hacia arriba, así que el sensor debe estar por debajo de la electrónica para asegurarse de que el calor no afecte la medición. Además, si el sensor se monta de lado, el aire caliente no podrá escapar, lo que resultará en una lectura de temperatura más alta y una lectura de humedad más baja.

3. Instala múltiples sensores uno al lado del otro

Algunos sensores de pared generan calor, por lo que no se recomienda instalar un sensor de temperatura o humedad encima de otra unidad de pared. Si lo haces, el calor puede afectar las mediciones del otro sensor; esto puede ser un problema particular con los sensores de gases, que suelen generar más calor que otros sensores. En su lugar, lo ideal es instalar los sensores uno al lado del otro siguiendo las recomendaciones del fabricante. Si es absolutamente necesario montar sensores uno encima del otro, el sensor que genera más calor debe colocarse bastante por encima de los demás sensores.

4. Considera el flujo de aire en la habitación

Los sensores estándar de humedad y temperatura están diseñados para funcionar bien en un entorno típico de oficina. Si vas a colocar sensores en una habitación con flujo de aire forzado hacia abajo, como un cuarto limpio, el aire caliente de la parte superior de la electrónica fluirá hacia abajo sobre los sensores y aumentará la temperatura medida. La solución a esto es utilizar un sensor diseñado para cuartos limpios y espacios similares. En estos sensores, el sensor y la electrónica están separados. Esto mantiene los sensores alejados de cualquier fuente de calor, pero aún permite un contacto suficiente con el entorno.

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

Si existe una diferencia de presión entre la habitación que estás midiendo y las cavidades de la pared del edificio, esto puede provocar lecturas inexactas. Una presión más baja en la habitación puede hacer que el aire frío fluya directamente hacia el sensor a través de la abertura del cableado en la pared, disminuyendo significativamente la lectura de temperatura. La solución es sellar el paso de los cables.

6. Evita errores causados por la conducción

Las paredes de concreto y acero pueden conducir calor, por lo que los sensores atornillados a la pared pueden no indicar con precisión la temperatura y humedad reales del aire. La solución es agregar una capa de aislamiento entre la pared y el transmisor, o montar el sensor en una pared interior o una superficie más aislada.

El concreto también afecta las mediciones de CO2: si montas un sensor de CO2 sobre una superficie de concreto, obtendrás una lectura de CO2 extremadamente baja que no representa el aire de la habitación. Colocar una placa debajo del sensor suele solucionar este problema.

7. Evita errores causados por el calor corporal

Este tipo de error suele observarse en mediciones manuales, donde el calor corporal provoca lecturas inexactas. Si vas a realizar mediciones manuales, no sostengas el dispositivo de medición demasiado cerca de tu cuerpo y evita respirar sobre el sensor.

Al instalar sensores montados en conductos, siempre debes:

1. Asegurarte de que las temperaturas internas y externas estén equilibradas

En los dispositivos montados en conductos, la fuente más común de error es la diferencia de temperatura entre el aire dentro y fuera del conducto, por ejemplo, si se busca medir las condiciones exteriores desde el interior de un conducto de entrada. Las diferencias de temperatura pueden provocar que el calor fluya a través del tubo del sensor del conducto, distorsionando las lecturas de temperatura y humedad. Estos efectos serán más notorios en conductos aislados o en aquellos con baja velocidad de flujo de aire o menor profundidad de inserción del sensor. La solución es utilizar un sensor exterior de alta calidad o aislar adecuadamente el sensor.

2. Proteger contra daños por condensación

Si hay alta humedad en el conducto y una temperatura más baja en el exterior, la conducción puede enfriar el tubo del sensor, causando que se forme condensación sobre el sensor. La condensación también puede formarse dentro del conducto y deslizarse por el tubo hasta el sensor. Si el sensor está inclinado hacia abajo, esto puede provocar lecturas incorrectas o incluso corrosión. Para minimizar los efectos y posibles daños causados por la condensación, debes montar el sensor de manera horizontal o, si es necesario, ligeramente inclinado hacia arriba. Esto permitirá que cualquier condensación caiga lejos del elemento sensible.

3. No instales sensores en una “pata muerta” (dead leg)

Como hemos visto con los sensores montados en paredes internas, es importante instalar los sensores en un lugar representativo. Si instalas un sensor en una sección de conducto sin flujo (pata muerta), el aire puede no circular por el sensor, lo que significa que la medición no representará las condiciones del flujo principal. El aire que permanece alrededor del sensor cambiará más lentamente que el flujo principal, por lo que las lecturas no siempre serán precisas para las condiciones actuales. Asegúrate siempre de que tu sensor tenga contacto constante con un flujo de aire adecuado, evitando ubicaciones en “patas muertas”.

4. Considera tus opciones al instalar parcialmente dentro de un proceso

Para los sensores instalados parcialmente dentro de un proceso y parcialmente fuera, la diferencia de temperatura puede ser muy grande. Por ejemplo, al medir la temperatura y la humedad relativa en un horno de panadería a través de una pared aislada, un cuerpo de sensor metálico con fuga térmica hará que el sensor indique una temperatura más baja y una humedad relativa más alta que las condiciones reales del horno. La fuga térmica depende del flujo: en aire estático la sonda se enfriará más, lo que genera un mayor margen de error. Con alta humedad, no solo estarán mal las mediciones de temperatura y humedad relativa, sino que también tendrás un problema de condensación.

Hay dos soluciones para este problema. La primera es mejorar la instalación: mueve la sonda más profundamente en el proceso y/o aísla cualquier parte de la sonda que quede fuera del proceso. Esto minimiza la diferencia de temperatura y permite medir la humedad relativa con precisión. También puedes considerar si realmente necesitas medir la humedad relativa. Existen otros parámetros disponibles, algunos con la ventaja de no depender de la temperatura, lo que permite usar una sonda calefaccionada para evitar la formación de condensación.

5. No instales sensores demasiado cerca de un humidificador

Los sensores de humedad en conductos suelen utilizarse para el control de la humidificación, que se logra mediante nebulizadores o humidificadores de aspersión. Instalar un sensor de conducto demasiado cerca de un humidificador provoca que el agua se acumule en el sensor y se forme condensación, lo que hace imposible obtener mediciones precisas.

En el peor de los casos, el sensor puede dañarse, pero incluso en casos menos graves es imposible controlar adecuadamente cualquier cosa usando mediciones de un sensor que está constantemente afectado por la humedad. El ciclo periódico de mojado y secado del sensor provocará fluctuaciones bruscas en las lecturas de humedad, haciendo que el equipo funcione constantemente y las condiciones no se mantengan correctamente. Además, el desplazamiento y la contaminación del sensor se aceleran, lo que agrava aún más las inexactitudes.

Para evitar estos problemas, los sensores de conducto deben instalarse a una distancia suficiente de los humidificadores. Esta distancia dependerá del tamaño del conducto y de las velocidades de flujo, pero como regla general, se recomienda una distancia de cinco metros. Al instalar un sensor de conducto, también es buena idea crear un puerto de acceso adicional aguas abajo del sensor que pueda usarse para instalar temporalmente una sonda de referencia y así verificar y calibrar tu sensor principal. Este puerto puede cubrirse con cinta adhesiva para conductos cuando no esté en uso, a fin de evitar fugas.aks.

Al instalar sensores exteriores, siempre debes:

1.  Usar un protector contra la radiación solar

La radiación solar puede calentar fácilmente los sensores en 2°C (4–5°F). Para evitar los efectos de la radiación solar, utiliza un sensor con un protector de radiación de alta calidad que sea negro por debajo de las placas. El viento reducirá el calentamiento, así que instala tu sensor en un lugar con libre flujo de aire; también debes mantener limpio el protector de radiación, ya que un protector sucio se calentará más. La limpieza puede ser necesaria con mayor frecuencia en zonas urbanas: si el exterior del protector se ve negro o sucio, ¡la limpieza ya está atrasada! Si vas a instalar el sensor en una pared, las paredes orientadas al norte suelen ser la mejor opción, ya que reciben menos exposición al sol.

2. Protege tu sensor de la lluvia y el clima severo

La lluvia, la nieve o la condensación pueden hacer que haya agua en o cerca del sensor, causando deriva y lecturas de humedad demasiado altas. El clima severo también puede dañar el sensor. Hay varias formas de proteger tu sensor del clima:

• Usa un sensor diseñado para funcionar en condiciones exteriores húmedas.
• Instala el sensor en un lugar con buen flujo de aire: el viento hará que el agua se evapore, asegurando mediciones confiables.
• Para aplicaciones industriales, utiliza una sonda calefaccionada para eliminar los efectos de la condensación.

3. Instala el sensor lejos 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 tu sensor está instalado cerca de una pared o de un techo negro sin suficiente separación, esto puede hacer que tus mediciones sean inexactas.

Para reducir este tipo de efectos de calentamiento, los sensores de medición exterior deben instalarse en un lugar donde el flujo de aire y el viento no estén obstaculizados, idealmente en un poste completamente alejado de cualquier edificio, o en el techo. Evita superficies oscuras expuestas a la luz solar directa y no instales sensores bajo los aleros del techo. Esto se debe a que el aire caliente se acumula bajo los aleros, causando resultados de medición inexactos y poco confiables.