Sobre o sensor de umidade para estações meteorológicas responda:
Impacto Ambiental nas Leituras
Como temperatura, pressão atmosférica, vento e radiação solar influenciam a leitura.
Proteções contra condensação e poeira (ex: abrigo meteorológico Stevenson Screen).
Impacto Ambiental nas Leituras
Proteções contra condensação e poeira (ex: abrigo meteorológico Stevenson Screen).
Passo 1
O enunciado pede para a gente entender como variáveis ambientais — temperatura, pressão atmosférica, vento e radiação solar — afetam a leitura de um sensor de umidade em estações meteorológicas, e depois indicar quais proteções (por exemplo o abrigo meteorológico tipo Stevenson Screen) são usadas para evitar erros por condensação ou poeira.
Passo 2
Temperatura influencia a leitura de umidade relativa porque o sensor normalmente mede tensão ou resistividade de um elemento higroscópico cuja resposta varia com a temperatura. Se o sensor ficar mais quente que o ar em torno, ele vai “achar” que o ar está mais seco (umidade relativa menor). Se ficar mais frio, pode indicar umidade excessiva ou até formação de condensado na superfície. Para minimizar isso, muitos sensores incluem compensação de temperatura interna ou são montados em abrigos ventilados que mantêm o sensor praticamente na mesma temperatura do ar ambiente.
Passo 3
Pressão atmosférica afeta a relação entre pressão de vapor real e máxima pressão de vapor à temperatura de bulbo úmido. Em altitudes mais altas (pressão menor) a saturação de vapor ocorre em pressões diferentes, e alguns sensores de ponto de orvalho ou de vapor absoluto precisam de ajuste de calibração para a pressão local. Na prática, estações profissionais costumam usar sensores compensados para pressão ou algoritmos que, com o valor de pressão, corrigem a leitura de umidade absoluta ou de ponto de orvalho.
Passo 4
O vento (ou melhor, a velocidade do ar) é importante porque garante renovação rápida da camada de ar junto ao sensor. Sem vento, forma-se uma película de ar úmido em torno do elemento sensível, retardando a resposta e provocando leitura instável. Em contrapartida, vento excessivo e poeira podem depositar partículas sobre o sensor, degradando-o. Por isso, o abrigo meteorológico é projetado para permitir ventilação natural (ou até forçada) sem deixar passar poeira em demasia.
Passo 5
Radiação solar direta aquece o sensor e o suporte ao redor, criando um gradiente térmico entre sensor e ar. Esse aquecimento artificial reduz a umidade relativa medida. Para escapar disso, uso de escudos reflexivos (pintura branca, chapas metálicas ou policarbonato com revestimento UV) e ventilação por convecção natural (louvres) mantém o sensor sempre à sombra e bem arejado, sem bloqueio total do fluxo de ar.
Passo 6
Para proteger contra condensação e poeira usa-se o abrigo meteorológico tipo Stevenson Screen, que é basicamente uma caixa branca com paredes de ripas em duplo invólucro:
- As ripas permitem circulação de ar livre mas bloqueiam radiação direta e partículas grandes de poeira.
- A cor clara reflete o calor do Sol.
- A altura do abrigo (geralmente 1,2 m acima do solo) evita respingos de chuva e poeira levantada.
Além disso, em aplicações mais exigentes emprega-se filtros de ar finos (membranas PTFE), capas hidrofóbicas e sistemas de aquecimento leve (anti-geada) que impedem a condensação direta sobre a ponta sensível do sensor.
Resposta
Um sensor de umidade é muito sensível a diferença de temperatura entre ele e o ar medido, à pressão local, à falta ou excesso de vento e à radiação solar direta, que podem gerar erros sistemáticos ou lentidão na resposta. Por isso, costuma-se instalar o sensor dentro de um abrigo meteorológico tipo Stevenson Screen (gabinete branco de ripas): ele bloqueia radiação e poeira, permite ventilação natural para renovar o ar junto ao sensor e, quando necessário, abriga filtros e leves aquecedores para evitar condensação e acúmulo de impurezas.