Controle da Umidade para Ambientes Comerciais e Residenciais

Medições precisas de umidade são vitais para evitar a degradação e danos

em produtos comumente utilizados como madeira, metais, alimentos, produtos farmacêuticos, combustíveis, produtos de papel e componentes eletrônicos, bem como a manutenção da saúde e produtividade dos funcionários. O controle preciso da umidade é importante por uma variedade de razões e há problemas que podem ocorrer tanto com muito pouca quanto com muita umidade. Os sistemas atuais de AVAC (aquecimento, ventilação e ar condicionado) utilizam uma variedade de equipamentos e técnicas para monitorar e controlar a temperatura e a umidade, bem como para monitorar a qualidade do ar interior e muito mais.

A umidade é a quantidade de vapor d'água no ar e pode ser medida em termos absolutos ou relativos. A umidade absoluta é a MA (massa d'água) em um volume de ar, normalmente expressa em unidades de g/m³. A maioria das pessoas conhece a umidade relativa, definida como a quantidade de vapor d'água no ar em relação à quantidade máxima de vapor d'água que o ar pode conter em uma determinada temperatura, expressa como uma porcentagem simples de 0% a 100%. Outro termo que muitas pessoas conhecem graças à previsão do tempo na televisão é o "ponto de orvalho", definido como a temperatura atmosférica (que varia de acordo com a pressão e a umidade) abaixo da qual as gotículas de água começam a se condensar e formar orvalho.

O teor máximo de umidade do ar depende da temperatura (e pressão do ar), como se pode ver no gráfico. O ar pode conter mais umidade em temperaturas mais altas, e é por isso que, em muitos lugares, os dias de verão são "quentes e pegajosos" e que os pontos altos de orvalho fazem com que o ar externo seja desconfortável.

Grande parte das pessoas conhecem pelo menos um pouco os problemas gerados por níveis altos de umidade em ambientes internos. Essas questões incluem baixa qualidade do ar interior, geração de mofo e míldio, baixa produtividade em ambientes industriais, baixa qualidade do sono em ambientes residenciais, aumento dos sintomas de asma e alergia, deformação de madeiras nobres e móveis, deformação de sistemas de AVAC e contas mais altas.

Por outro lado, há muitos problemas associados ao ar seco ou aos baixos níveis de umidade interior que são menos conhecidos e pouco compreendidos. Entre eles: processamento e manuseio de vários materiais em fábricas e ambientes industriais, descarga eletrostática, bem como a saúde e o conforto humano. Muitos materiais higroscópicos como papel, couro, livros, pinturas e produtos de madeira requerem um certo nível de umidade no ar para evitar rachaduras e enrolamentos, podridão seca, falha de colagem, deformação e outros efeitos. A ESD (Electro-static Discharge – Descarga eletroestática), afeta tudo, desde equipamentos eletrônicos de escritório, incluindo data centers, instalações de fabricação de eletrônicos e qualquer instalação que manuseie materiais inflamáveis.

Pelo lado da saúde, o corpo humano é composto por cerca de 65% de água, e evitar a desidratação é extremamente importante. Existem muitos mecanismos humanos para manter o equilíbrio geral dos fluidos no corpo, e a saúde e o conforto são muito afetados pela umidade do ar interior. Pele, olhos e sistema respiratório precisam da umidade ideal para uma boa saúde e para funcionarem corretamente. Pesquisas mostram um elo entre a baixa umidade e a probabilidade de transmissão da gripe. Estudos mostram que níveis mais altos de umidade reduzem a infecciosidade do vírus da gripe. As defesas do nosso corpo são mais fortes em níveis de umidade relativa acima de 30%. O vírus da gripe fica menos infeccioso no ar com níveis mais altos de umidade relativa e a probabilidade de infecção por gripe diminui em níveis mais altos de umidade.

Assim, do ponto de vista da saúde, bem como fatores de conforto e ponto de vista geral da produtividade geral, pode-se mostrar que o baixo e alto controle da umidade é importante para o bem-estar, saúde e conforto. As faixas ideais de umidade existem não apenas para os níveis de conforto humano, mas também para a propagação bacteriana, produtividade e muito mais. Do ponto de vista do ambiente de trabalho, estudos concluíram uma ampla gama de melhorias de produtividade através do bem-estar, incluindo. 

•  Redução da tensão ocular

•  Redução da tensão vocal

•  Redução do impacto da alergia e da asma

•  Aumento do desempenho dos funcionários

•  Acuidade mental

•  Melhor conforto percebido ("humidex")

Os sistemas de AVAC evoluíram de sistemas que apenas controlavam a temperatura (aquecimento ou resfriamento ou ambos) para sistemas que monitoram e controlam não apenas a temperatura, mas também a umidade, a qualidade do ar e muito mais. Do ponto de vista da umidade, quase todos os sistemas mais recentes monitoram e exibem níveis de umidade, mas muitos sistemas hoje em dia, especialmente em um ambiente industrial, podem controlar o nível de UR (umidade relativa) no edifício. Sistemas de resfriamento, por sua natureza, extraem umidade do ar, mas por si só são eficazes quando o sistema está pedindo resfriamento. A fim de fornecer o melhor ambiente interno sempre e fazê-lo de forma eficiente e eficaz, muitos sistemas de AVAC agora incluem componentes específicos para umidificação e desumidificação.

Os sensores de umidade desempenham um papel fundamental não apenas no monitoramento da umidade em locais abertos e fechados, mas também como componentes-chave no monitoramento e controle dos equipamentos utilizados para modificar a umidade. Os sensores de umidade evoluíram de dispositivos resistivos simples com alcance limitado e precisão para modelos totalmente digitais que podem medir a temperatura e a umidade sobre uma ampla gama de condições com alta precisão e pouca ou nenhuma deriva.

A TE Connectivity apresentou um sensor de umidade/temperatura com saída digital montável em superfície, o HTU31, em acondicionamento de 2,5 x 2,5 x 0,9 mm. Esses sensores de alta precisão calibrados individualmente são serializados para fins de rastreabilidade e fornecem uma precisão típica de ±2% para umidade relativa e ±0,2 °C para temperatura. Eles vêm em acondicionamento DFN (Dual Flat No Leads) compacto de seis pinos, contam com tempo de resposta rápido e têm um consumo de energia normal de apenas 3,78 μW. Os sensores estão disponíveis tanto em um formato I²C digital com endereços configuráveis, quanto em uma versão analógica com uma saída de 0,5 V a 4,5 V.

A TE Connectivity oferece soluções de sensores para medir e regular a pressão, a temperatura, a posição, o nível e outros parâmetros que são importantes em aplicações de AVAC.

A TE tem uma das linhas mais amplas de sensores de pressão, incluindo:

•  Produtos de montagem de superfície usados para medir pressão barométrica e altitude 

•  Sensores de pressão de montagem em placa para medir as pressões de ar e gás muito baixas a médias

•  Módulos para uma série de pressões para equipamentos de AVAC, bem como equipamentos de diagnóstico

•  Transdutores de pressão para refrigerante e outras pressões em refrigeradores, bombas de calor e outros ambientes acidentados

Com a recente adição da Silicon Microstructures Incorporated (SMI), agora a TE oferece sensores de pressão muito baixa que podem ser usados para monitorar filtros em sistemas de ar forçados, bem como monitorar ou regular o fluxo de ar em sistemas zoneados e de VAV (volume de ar variável). Esses sensores de pressão são oferecidos em um pacote de SOIC (Small Outline Integrated Circuit – Circuito integrado compacto) de 16 pinos que é adequado para montagem em superfície. 

A TE também oferece uma ampla gama de tecnologias autônomas de sensoriamento de temperatura que podem ser usadas para monitorar/controlar a temperatura do ar em ambientes industriais e residenciais, bem como sondas de temperatura robustas e montagens para ambientes de alta umidade, como em sistemas de controle para bombas de calor e uma variedade de outros equipamentos de AVAC.

As tecnologias de temperatura incluem termistores NTC, RTDs de platina, , termopilhas e sensores digitais de temperatura. Os pacotes variam de um novo TSYS03 totalmente digital em um pacote XDFN6 ultracompactado com apenas 1,5 mm² x 0,38 mm com precisão de ±0,5 °C de 0 °C a 60 °C para conjuntos de termistores NTC moldados projetados especificamente para aplicações de alta umidade e congelamento típicas de ambientes de AVAC.