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A temperatura e a umidade são um dos parâmetros medidos com mais frequência, seja em ambientes com seres vivos, para máquinas, materiais e matérias-primas. Como a umidade relativa está diretamente relacionada à temperatura do ar, muitos higrômetros medem a umidade e também a temperatura.
Estes dispositivos são termômetros e higrômetros e, portanto, também são denominados termohigrômetro. Em alguns métodos para medir a umidade, a medição da temperatura é inclusive um pré-requisito para determinar a umidade. Dispositivos como o higrômetro de espelho esfriado e o psicrômetro geralmente na prática são um termohigrômetro. Os aparelhos que determinam a umidade do ar sem comparação de temperatura, na maioria das vezes estão equipados adicionalmente com sensores para medição de temperatura e, portanto, também são termohigrômetros.
Nota explicativa sobre umidade relativa e absoluta
Ao expressar um valor de umidade é necessário distinguir entre umidade relativa e absoluta. A maioria dos termohigrômetros medem a umidade relativa. No entanto, a umidade absoluta também é determinada a partir dos valores de umidade relativa e temperatura para condições com uma pressão constante. A umidade absoluta é dada como um valor específico de massa ou volume para uma determinada quantidade de ar. 
As unidades comuns para a umidade do ar e outros gases são gramas de água por metro cúbico de ar ou, no caso de valores pequenos, partes por milhão em relação à proporção de volume de moléculas de água na mistura de gases.
A umidade relativa indica a relação entre a quantidade atual de umidade e a quantidade de saturação em porcentagem. A quantidade de saturação é a quantidade máxima de vapor de água que o ar pode absorver. Esta quantidade depende das condições de temperatura e pressão existentes e, portanto, a umidade relativa também depende da temperatura e da pressão. Como o ar quente pode absorver mais vapor de água do que o ar frio, a quantidade de saturação aumenta à medida que a temperatura aumenta. Ao mesmo tempo, a umidade relativa diminui, embora o valor da umidade absoluta não se altere. Neste caso, as flutuações habituais na pressão atmosférica têm um efeito muito menor do que as mudanças na temperatura. Por esta razão, o valor da umidade relativa geralmente é indicado junto com o valor da temperatura.
Critérios de seleção para um termohigrômetro
Um termohigrômetro normalmente tem uma faixa de medição para a umidade relativa a partir de zero por cento, para ar completamente seco, até cem por cento, para ar saturado com vapor de água. Alguns modelos têm uma faixa de medição um pouco mais estreita, por exemplo, de dez a noventa por cento. A faixa de medição da umidade pode ser dividida em sub-faixas, cada uma com uma precisão diferente. As diferenças entre dispositivos são muito maiores na faixa de medição de temperatura do que na de umidade. Ao comparar entre os diferentes tipos de termohigrômetros, é importante considerar qual precisão é relevante para a aplicação pretendida.
Como com qualquer outro instrumento de medição, é necessário certificar-se que o termohigrômetro selecionado seja adequado para as respectivas condições de uso. Embora haja uma ampla variedade de dispositivos adequados para monitorar o clima em espaços comuns de residências e escritórios, as medições ao ar livre e em processos comerciais ou técnicos geralmente exigem um termohigrômetro com equipamento especial. Deverá levar em consideração, além do desvio de faixa de temperatura, possivelmente também a funcionalidade ao expô-lo em ambientes sob pressão, poeira ou meios agressivos. É por isso que foram desenvolvidos filtros especiais para alguns sensores.
O termohigrômetro de instalação fixa é frequentemente utilizado, por exemplo, em armazéns, museus, espaços comuns e fábricas de produção, sempre que seja necessário controlar ou influenciar especificamente as condições climáticas do lugar. O termohigrômetro de instalação fixa está disponível para ser integrado a diversas aplicações, como funções de alarme, conexão em display grande, com registro de dados, interfaces para transmissão de dados, comutação ou interface analógica.
Por outro lado, um termohigrômetro móvel não é utilizado exclusivamente para realizar medições individuais em diferentes lugares. Também pode ser usado como registrador de dados para documentar as condições de temperatura e umidade durante o transporte, para verificar o efeito dos ajustes nos sistemas de aquecimento, ar condicionado e ventilação ou para documentar o comportamento das pessoas em residências e escritórios na hora de aquecer ou ventilar o edifício.
Além da temperatura e umidade, muitos modelos de termohigrômetro determinam e indicam o ponto de orvalho. Alguns modelos que integram um registrador de dados calculam o ponto de orvalho automaticamente no software do PC, uma vez que os dados de medição tenham sido transferidos. Além disso, alguns dispositivos oferecem medição de temperatura de bulbo úmido. Esta temperatura é o valor limite para o qual o ar pode ser esfriado por evaporação da água nas condições atuais. Os termohigrômetros especiais com um sensor adicional para o calor radiante também determinam o índice de estresse térmico. Este valor tem por objetivo registrar o estresse físico causado pelo calor, umidade e calor radiante da forma mais objetiva possível. Graças a isso, o estresse adicional causado por exercícios ou trabalho fisicamente extenuante pode ser evitado quando os valores são altos. Com sensores adicionais, poderá registrar outros valores climáticos.
Abaixo, indicamos algumas das magnitudes mais frequentemente medidas ou calculadas:
Os usuários que necessitam medir certas magnitudes adicionais com mais frequência devem analisar se é mais econômico utilizar vários instrumentos de medição individuais ou um termohigrômetro com vários sensores adicionais. Os dispositivos combinados geralmente estão equipados de tal forma que são especialmente adequados para um campo de aplicação específico. Alguns exemplos são registradores de dados para controle de máquinas ou dispositivos portáteis para o setor de saúde e da segurança no trabalho ou para medições de ventilação.
Como a maioria dos instrumentos de medição, os termohigrômetros são calibrados antes da entrega. No entanto, como alguns tipos de sensores são propensos a desviar-se ao longo do tempo ou podem ter sua precisão limitada por outros fatores, os instrumentos devem ser recalibrados regularmente. 
Em alguns modelos, o usuário pode calibrar por conta própria o parâmetro de umidade usando alguns padrões de calibração de umidade adequados e o parâmetro de temperatura usando um termômetro de referência de precisão comprovada. Outros tipos de instrumentos devem ser enviados a um laboratório de metrologia para sua calibração. No laboratório de metrologia, o termohigrômetro é verificado de acordo com a norma ISO ou de acordo com os requisitos mais exigentes da Entidade Nacional de Credenciamento (na Alemanha é DAkkS, Espanha ENAC, França COFRAC e Itália ACCREDIA)
No laboratório de metrologia, o termohigrômetro é verificado em diferentes pontos de referência em uma câmara climática. Os pontos nominais são medidos com mais precisão através de um dispositivo de comparação adequado. Os resultados e as condições de medição da calibração são indicados em um certificado de calibração, que é entregue ou enviado junto com o dispositivo calibrado. Com este certificado, pode ser demonstrado a precisão do dispositivo no momento da verificação correspondente. Se o usuário perder um certificado de calibração, é possível solicitá-lo novamente ao laboratório de calibração.
A umidade absoluta é expressada em gramas de vapor de água por metro cúbico de ar seco. Este valor pode aumentar pela contribuição do meio ambiente, como a respiração e a evaporação, mas também pode diminuir pela capacidade de absorção dos materiais no meio ambiente. A indicação do teor de vapor de água em gramas por quilograma de ar seco é denominada grau de umidade.
Um valor relativo se refere à comparação de duas quantidades e geralmente é indicado como porcentagem. No caso da umidade relativa, a quantidade de umidade atual não se compara com a quantidade de ar seco ou completamente úmido, mas com a quantidade máxima de vapor de água que o ar pode conter nas respectivas condições. O resultado é que o valor máximo de umidade relativa a ser medido é 100 %. Ao contrário, sim é possível medir valores muito mais elevados de umidade relativa para a umidade do material onde o teor de água está relacionado com a substância seca do material. A quantidade máxima de vapor de água que pode absorver o ar é chamada de quantidade de saturação.
Como essa quantidade de saturação depende da temperatura e da pressão, a umidade relativa varia com as mudanças de temperatura ou pressão, mesmo sem adicionar ou remover vapor de água. A quantidade de vapor de água acima da quantidade de saturação é liberada como água líquida. As flutuações na pressão atmosférica têm relativamente pouca influência, mas devem ser levadas em consideração, especialmente para medições muito sensíveis e na hora de calibrar um termohigrômetro. Contudo, em aplicações onde o ar comprimido é usado, a relação entre umidade e pressão do ar desempenha um papel importante.
O ar quente pode absorver mais vapor de água do que o ar frio e mais em baixa pressão do que em alta pressão. Se o ar que contém vapor de água esfriar até o ponto em que a umidade relativa atinja 100 %, qualquer redução adicional na temperatura fará formar água líquida a partir do excesso de vapor de água. Esta água é conhecida como condensação. A temperatura na qual 100 % de umidade relativa é atingida denomina-se temperatura do ponto de orvalho. Como o ar quente também esfria em superfícies frias, a condensação também pode ser formada em superfícies frias em uma sala aquecida. Este efeito é frequentamente visto quando os usuários de óculos chegam de um ambiente frio para salas aquecidas. Em seguida, forma-se condensação em seus óculos. A temperatura da superfície na qual a condensação se forma depende da temperatura e da umidade do ar presente. Muitos tipos de termohigrômetros indicam o ponto de orvalho a partir da medição de temperatura e umidade do ar.
Tabela 1: Ponto de orvalho com uma pressão atmosférica normal conforme a temperatura e a umidade do ar:
| Temperatura do ar | Ponto de orvalho com umidade relativa de | ||||
| 20 % R.H. | 40 % R.H. | 60 % R.H. | 80 % R.H. | 95 % R.H. | |
| 12 °C | - 9,1 °C | -1,0 °C | 4,5 °C | 8,7 °C | 11,2 °C |
| 16 °C | -6,1 °C | 2,4 °C | 8,3 °C | 12,6 °C | 15,2 °C |
| 20 °C | -3,2 °C | 6,0 °C | 12,0 °C | 16,4 °C | 19,2 °C |
| 24 °C | -0,3 °C | 9,6 °C | 15,8 °C | 20,3 °C | 23,2 °C |
Mudança da umidade relativa do ar em função da temperatura do ar
Com uma pressão atmosférica normal, uma quantidade de vapor de água de 10 g/m³ leva aos seguintes valores de umidade relativa:
| a 10 °C | 10 g/m³ : 9,4 g/m³ = 1,064 | > 100 % R.H., condensação, |
| a 15 °C | 10 g/m³ : 12,8 g/m³ = 0,781 | = 78,1 % R.H., |
| a 20 °C | 10 g/m³ : 17,5 g/m³ = 0,571 | = 57,1 % R.H., |
| a 25 °C | 10 g/m³ : 23,0 g/m³ = 0,435 | = 43,5 % R.H.. |
A relação entre a temperatura e a umidade geralmente pode ser vista em nomogramas. Quando a temperatura e a umidade do ar são conhecidas, este gráfico de cálculo permite ler até que ponto o ar pode ser esfriado antes que aconteça a condensação. A temperatura do ar ambiente, umidade relativa e temperatura em superfícies frias são medidas. Alguns tipos de termohigrômetro medem tanto a temperatura do ar quanto a das superfícies através de sensores de contato ou infravermelho, além da umidade do ar. Com estes valores de medição, o usuário pode ler no diagrama quanto aumenta a umidade do ar quando esfria.
Exemplos
Temperatura ambiente 20 °C, umidade do ar 40 %, temperatura superficial mais baixa 14 °C.A partir do ponto de interseção da curva de 40 % de umidade com a linha horizontal de 20 °C, traça-se uma linha vertical até a linha horizontal de 14 °C. A intersecção destas linhas está entre as curvas de umidade de 50 % e de 60 %. A linha vertical pode ser traçada mais acima até que se encontre com a curva para 100 % de umidade. Com este ponto, poderá ler na escala de temperatura uma temperatura do ponto de orvalho de aprox. 6 °C.
Temperatura ambiente 20 °C, umidade do ar 60 %, temperatura superficial 11 °C.
A umidade aumenta acima de 100 % na superfície mais fria e forma condensação. O ponto de orvalho é de aprox. 12 °C.
Mudança na umidade relativa em função da pressão atmosférica
| a 1,013 bar | 40,00 % R.H. | Ponto de orvalho 10,5 °C |
| a 1,113 bar | 43,95% R.H. | Ponto de orvalho 11,9 °C |
| a 1,513 bar | 59,74% R.H. | Ponto de orvalho 16,6 °C |
| a 2,013 bar | 79,49% R.H. | Ponto de orvalho 21,2 °C |
| a 2,513 bar | 99,23% R.H. | Ponto de orvalho 24,9 °C |
O princípio de funcionamento e a construção de um termohigrômetro não são decisivos apenas para os valores de temperatura e umidade para os que pode utilizar os dispositivos. Também influenciam de forma decisiva na possibilidade de utilizar o termohigrômetro para determinar outros valores climáticos além da umidade relativa.
Muitos materiais podem absorver a umidade na forma de vapor de água de seus arredores ou liberá-la até que a umidade de equilíbrio seja alcançada. A alteração de suas propriedades permite medir indiretamente a umidade relativa. Dependendo da estrutura do material, a mudança na umidade pode, por exemplo, modificar sua expansão em maior ou menor grau. O cabelo desengordurado é muito adequado para medir a umidade porque a mudança de comprimento como consequência da umidade não está significativamente influenciada pela temperatura.
Para poder ler confortavelmente a umidade, este tipo de termohigrômetro analógico está equipado com um ponteiro e uma escala. Embora inicialmente este tipo de termohigrômetro utiliza cabelo humano, de cavalo ou de ovelha, muitos atualmente estão equipados com material sintético. Um termohigrômetro com cabelo real reage rapidamente e pode ser usado em um faixa de temperatura entre -35 e 65 ºC. No entanto, se for usado principalmente em espaços interiores secos, deve ser regenerado regularmente em altos níveis de umidade. Caso contrário, o cabelo secará muito. Com um higrômetro capilar convencional, medirá apenas a umidade relativa.
Alguns plásticos também reagem bem à umidade relativa ambiente. Com os sensores de polímero utilizados atualmente, é possível determinar a umidade diretamente através da mudança na resistência elétrica ou da capacidade elétrica. Na maioria dos casos, esses higrômetros digitais compactos estão equipados com um componente adicional para medir a temperatura. A partir dos valores medidos de temperatura e umidade relativa, um termohigrômetro devidamente equipado pode determinar a umidade absoluta e o ponto de orvalho.
A temperatura ambiente cai quando a água evapora. Isso é perceptível no próprio corpo quando a roupa molhada é usada por muito tempo. 
A transpiração no verão ou na sauna é um processo de esfriamento ativo para regular a temperatura corporal. Quanto mais seco o ar ambiente, mais eficaz será o processo de esfriamento. Se o ar enriquecido com umidade for soprado para longe da fonte de umidade, o ar seco pode retornar rapidamente e retomar a umidade. Para determinar o efeito de esfriamento da evaporação, a temperatura pode ser medida com um termômetro seco e um termômetro úmido.
Como a diferença de temperatura está diretamente relacionada à umidade relativa ambiente, a umidade pode ser determinada a partir da temperatura úmida e seca. Os higrômetros que trabalham de acordo com este princípio também são denominados psicrômetros. Quando usados corretamente, estes higrômetros têm uma precisão de 0,5 a 1,0 %, tornando-os altamente precisos. No entanto, isso requer que o termômetro úmido esteja constantemente cercado de ar. Os tipos mais comuns de higrômetros nos quais o ar úmido é eliminado são o higrômetro de sucção de acordo com Assmann e o psicrômetro giratório. Enquanto o higrômetro de sucção de acordo com Assmann integra um ventilador para gerar a mudança de ar, o psicrômetro giratório realmente gira como uma catraca.
Os higrômetros que usam o efeito da evaporação para medir a umidade relativa também determinam a temperatura do ar como temperatura do termômetro seco e a temperatura do bulbo úmido como temperatura do termômetro umidificado. A temperatura de bulbo úmido também é chamada de temperatura de bulbo húmido. Este valor indica, por exemplo, até que ponto o ar pode esfriar-se por evaporação com os valores atuais.
Se o ar úmido esfria, a umidade relativa aumenta mesmo que não seja adicionada água do exterior. Como a quantidade de saturação é menor em baixas temperaturas, o ar frio pode reter menos vapor de água e libera o excesso de água como neblina, chuva ou granizo. Este efeito pode ser usado para medir a umidade relativa. Para isso, um pequeno espelho é esfriado até que a água do orvalho seja depositada na superfície fria. Em seguida, a umidade relativa é determinada a partir da diferença de temperatura entre a superfície do espelho e o ar ambiente. Com um higrômetro assim, não apenas poderá determinar a umidade do ar, mas também a temperatura do ar e a temperatura do ponto de orvalho.
Os espectrômetros medem a luz. Se um espectrômetro usa um comprimento de onda que faz vibrar as moléculas de água, parte da luz é absorvida e menos luz atinge a fotocélula. A partir da força da atenuação da intensidade da luz causada pelas moléculas de água, com este tipo de termohigrômetro poderá determinar a umidade absoluta do gás. Com um espectrômetro adequado é possível medir valores de umidade muitos baixos em gases, por exemplo, concentrações de apenas 2 a 10.000 ppm; ou seja, menos de 10 mililitros de água por litro de ar.