El principio de funcionamiento del psicrómetro está basando en la diferencia de la temperatura del ambiente a ésta que tiene un objeto mojado con agua en el mismo ambiente. Esta segunda temperatura es más baja que la temperatura del ambiente porque la energía de evaporación del agua le faltará al objeto mojado, lo que está bajando su temperatura. En términos técnicos se habla de la temperatura de bulbo húmedo, respectivamente de la temperatura de bulbo seco para la temperatura del ambiente. En un ambiente de aire seca el agua puede evaporar más rápido que en un ambiente de aire húmeda, lo que en un ambiente de la misma temperatura de bulbo seco resulta en una temperatura de bulbo húmedo más baja (para el aire seco, comparando con un aire más húmedo).
Otro factor que influye los resultados es la presión atmosférica, o sea la altura sobre el nivel del mar y las condiciones climáticas. Los datos más críticos y más difíciles de obtener son las dos temperaturas, de bulbo seco y húmedo, respectivamente la precisión de su lectura. El termómetro en la imagen arriba es muy sencillo pero, aunque solamente tener una raya para cada grado Celsius, debido a la distancia generosa entre las rayas me permite leer las temperaturas con una exactitud de 0.25 °C. Es importante que, en el caso de estar inseguro si redondear hacia arriba o abajo, redondeo en el mismo sentido para ambas temperaturas (en el caso contrario resultaría probablemente un error más grande. Más abajo menciono cuánto influyen los diferentes errores de lectura la magnitud el error del resultado final.
Funcionamiento:
En los psicrómetros comerciales (hay baratos para menos de 10 euros o dólares, hasta muy caros para mucho más de un jornal promedio en Europa) encontramos dos termómetros, uno de ellos siendo envuelto por una gasa que hay que mojar con agua. Se le da vueltas al artilugio, el corriente de aire en el bulbo húmedo (bulbo del termómetro envuelto con la gasa) hace evaporar el agua, lo que hace bajar la temperatura en el bulbo húmedo. El bulbo seco pero sigue midiendo la temperatura "normal" del ambiente.
Por poder usar un trozo de tela simple y no depender de una gasa que permite cargar más agua con menos material aislante (la misma tela) hay que tener acceso a una corriente de aire más fuerte. Por un lado se ofrece cualquier aspiradora, colocando el bulbo húmedo cerca (pero fuera) del tubo aspirador (¡dentro del tubo tenemos una presión del aire reducida!). Otra solución (menos ruidosa) es la que prefiero yo y que se puede adivinar mirando la primera imagen: se mide la temperatura de bulbo seco y luego, con el mismo termómetro se mide la temperatura de bulbo húmedo, atando el termómetro en una pita de aproximadamente medio metro y dándole vueltas por un eje (usando una armella y un clavo grande). Después de dar vueltas por un minuto, o por estar seguro dos minutos, se puede leer la temperatura en el bulbo húmedo que ahora ya está estable. Hay que leerla dentro de 15 a 20 segundos, luego (sin corriente de aire) ya puede empezar a subir.
Para convertir las dos temperaturas (de bulbo seco y húmedo) uno puede usar un diagrama. También hay tablas. Pero lo más práctico que he encontrado es la siguiente calculadora online:
1. Ingresar la temperatura de bulbo seco
2. Ingresar la temperatura de bulbo húmedo
3. Ingresar la presión atmosférica
4. Pinchar el botón "Compute" => y ya sale el resultado, el porcentaje de humedad relativa
La presión atmosférica varía según la altura sobre nivel del mar y el clima actual.
Las fluctuaciones de la presión atmosférica debido al clima actual no influyen mucho al resultado final. Estamos hablando de un error de +/- 0.3% de humedad relativa, algo que realmente no importa en la construcción de instrumentos.
La altura sobre nivel del mar donde nos encontramos importa más. En la siguiente tabla se encuentran las presiones atmosféricas basándose en la presión normal de 1013 hPa (mbar) a cero msnm (0 metros sobre nivel del mar). La tabla enseña las respectivas presiones atmosféricas para cada 500 metros de altura. Si calculamos el promedio aritmético para cada 250 metros, esta aproximación resultará en errores que no superan los +/- 0.5% hasta +/- 0.6% (ca. 0.6% para alturas cerca del nivel del mar, menos de 0.5% para alturas mayores de 2000 msnm).
Error (o exactitud) de medición:
Determinando las temperaturas con una exactitud de 0.5 °C (lo que significa que tenemos que leer las temperaturas con una resolución de 0.25 °C) resultará en errores que no superan unos +/- 3%. Esto significaría que, de una a otra medición podemos producir diferencias de 2 x (0.3% + 0.6% + 3.0%) = 2 x 3.9% = 7.8% de humedad relativa (0.3% para las variaciones de la presión atmosférica debidas al clima, 0.6% para el error por la inseguridad al determinar la presión atmosférica según la tabla de las alturas, y 3% por la lectura de las temperaturas). Eso (los 7.8% de variación posible entre una y otra medición) está lejos de ser preciso, pero hay que tener en cuenta que, si "redondeamos nuestra incertidumbre" como lo he mencionado más arriba, podemos reducir el error por aproximadamente la mitad, lo que significa que con este termómetro barato podemos obtener resultados con errores menores de ca. +/- 2%.
Los termómetros económicos, por lo general son bastante precisos, rara vez se encuentra uno que indica temperaturas que se salen más de 0.5°C de la temperatura verdadera. La escala entre si misma (que es lo crucial si los usamos como psicrómetro) es todavía mucho más exacta. Si las temperaturas indicadas difieren por medio grado, eso resulta en un error de aproximadamente 0.7% - 0.8% de humedad relativa. Pero si siempre usamos el mismo termómetro para nuestras mediciones se trata de un error constante (resulta casi igual en cualquier medición que hacemos) y como nuestro fin en un taller es éste de poder comparar las condiciones en cuales está nuestro taller, podemos ignorar si el termómetro usado indica una temperatura ligeramente distinta del valor que nos daría un termómetro calibrado.
Desde febrero 2012 estoy usando este psicrómetro para calibrar mi higrómetro de madera.
