¿Qué es un higrómetro?
Se conoce como «higrómetro» a todo instrumento que puede utilizarse para medir la humedad de un gas. El nombre proviene de la combinación de dos términos griegos, «hygros» (húmedo) y «metron» (medida), y puede traducirse como “aparato para medir la humedad”.
En meteorología, los higrómetros se emplean para conocer la humedad del aire. Por tal motivo, son bastante comunes en estaciones meteorológicas, donde funcionan junto a otros instrumentos de medición que, en conjunto, permiten obtener todas las variables del tiempo y así conocer las condiciones atmosféricas actuales.
El primer higrómetro fue inventado a finales del siglo XV por Leonardo da Vinci, y desde entonces ha evolucionado gracias a diferentes hallazgos y mejoras tecnológicas que permitieron un mayor grado de precisión en las mediciones.
¿Qué mide un higrómetro?
Cómo se explicó anteriormente, los higrómetros se utilizan para medir la humedad. Pero, más específicamente, la humedad hace referencia a la cantidad de agua integrada a un determinado sistema. En meteorología, hablamos de humedad del aire para referirnos al vapor de agua que este contiene.
La humedad es una de las variables meteorológicas que determina las condiciones del tiempo, ya que para la formación de nubes y fenómenos como tormentas o precipitaciones, se necesita que una determinada cantidad de vapor de agua esté presente en el aire. Para que esto suceda, debe evaporarse el agua líquida depositada sobre la superficie (de océanos, mares, lagos, ríos o plantas, fundamentalmente) por efecto de la radiación solar incidente, que eleva su temperatura y provoca el cambio de estado. De esta manera, se hace posible el transporte de humedad desde las diferentes superficies hacia la atmósfera.
Tipos de humedad
La humedad del aire puede interpretarse de múltiples maneras. Con la misma terminología nos podemos referir a la concentración de vapor de agua en el aire, a la cantidad de vapor presente en una determinada masa de aire seco o a la relación entre el vapor de agua que contiene el aire y el máximo que este puede contener. A raíz de esto, se distinguen distintos tipos de humedad:
- Humedad absoluta: Es la cantidad de vapor de agua que existe en un determinado volumen de aire. En otras palabras, es la concentración real de vapor de agua en una porción de aire, y se expresa en g/m³.
- Humedad específica: Es la masa total de vapor de agua contenida en 1 kg de aire seco. Se expresa en g/kg.
- Humedad relativa: Es la relación entre la cantidad de vapor de agua que existe en una parcela aire, y la cantidad necesaria para que ésta se sature sin variar la temperatura. Se expresa con un número porcentual que va del 0% (aire seco) al 100% (aire saturado). Es el tipo de humedad que más se utiliza en meteorología, y depende tanto del vapor de agua presente como de la temperatura del aire, dado que esta condiciona su capacidad para incorporar vapor.
¿Cuándo se satura una masa de aire?
Decimos que una masa de aire está saturada cuando alcanza la máxima cantidad de vapor de agua que puede contener a una temperatura determinada. Si se sigue humedeciendo a partir de ese punto, entonces el vapor de agua se condensará en gotitas de agua líquida o se sublimará en cristales de hielo, según que tan baja sea la temperatura.
Otra manera de provocar la saturación del aire es enfriarlo, ya que el aire cálido puede contener más humedad que el aire frío. Este es el mecanismo por el cual se forman las nubes, dado que las parcelas de aire húmedo ascienden y se enfrían gracias al decrecimiento de la presión, lo que provoca la condensación del vapor.
Se denomina «punto de rocío» a la temperatura que debe alcanzar una masa de aire (a una presión determinada) para saturar el vapor de agua que contiene, y «punto de escarcha» a la temperatura necesaria para que el vapor se sublime. Calculando ambos valores, podemos determinar el enfriamiento mínimo necesario para que se produzca rocío o escarcha sobre la superficie.
¿Cómo funciona un higrómetro?
Si bien existe una gran variedad de higrómetros, el más utilizado en las estaciones es el llamado «psicrómetro», y permite calcular la humedad relativa del aire por medio de la comparación entre dos termómetros, uno llamado «termómetro seco» (común y corriente) y otro conocido como «termómetro húmedo», que se encuentra envuelto en una muselina sumergida en una cubeta con agua.
El mecanismo consiste en medir la temperatura del aire con el termómetro seco, y la temperatura resultante del enfriamiento evaporativo con el termómetro húmedo, para luego compararlas y calcular qué tan saturado está el aire a partir de la diferencia entre ambos valores.
Cuando el agua de la cubeta se evapora, la muselina se enfría, y, por ende, también lo hace el termómetro que está envuelto en ella. Dicho enfriamiento dependerá de la humedad relativa del aire (a menor humedad relativa, más evaporación y mayor enfriamiento). De esta manera, la temperatura medida en el termómetro húmedo será menor a la que se mide en el termómetro seco siempre y cuando el aire no esté saturado, dado que en ese caso el agua no se evaporará porque el aire ya no podrá contenerla.
Podemos concluir que mientras mayor sea la diferencia entre los termómetros, menor será la humedad relativa del aire, y si las mediciones resultan idénticas significa que el aire está saturado.
Diferentes aplicaciones
Más allá de su uso estrictamente meteorológico, los higrómetros son muy utilizados en invernaderos y en espacios industriales. Algunas de sus aplicaciones más frecuentes están relacionadas a incubadoras, saunas, humidores y museos.
También se emplean para el cuidado de instrumentos musicales de madera, como pianos, guitarras, violines y arpas, que pueden dañarse por condiciones inadecuadas de humedad. Lo mismo ocurre con el material fotográfico y videográfico analógico, donde la humedad puede provocar la aparición de hongos sobre las cintas.
Por último, los higrómetros resultan bastante útiles en la industria de la pintura, ya que para la correcta aplicación de algunos recubrimientos se necesitan determinadas condiciones de humedad en el aire.