A) Informação básica sobre o medidor de umidade de materiais
A umidade do material tem um grande impacto na utilidade e durabilidade de muitos productos. No caso dos alimentos, o conteúdo de água influencia, entre outras coisas, no momento da colheita e na vida de armazenamento, no caso do combustível no rendimento energético e na emissão de poluentes, no caso dos materiais de construção no comportamento de inchamento besi e contração e o valor de isolamento térmico. A colonização bacteriana e de fungos somente são possíveis se o material tiver um teor de umidade suficientemente alto. Portanto, é possível evitar essa colonização mantendo o teor de umidade abaixo dos valores limite.
Se um medidor de umidade de materiais indica a umidade do material em porcentagem, a quantidade de água pode estar relacionada com a massa seca ou com a massa úmida. Essa distinção é muito importante para comparar os resultados das medições. Quanto maior for o teor de água, maior será a diferença entre os valores relacionados com a matéria seca e os relacionados com a matéria úmida.
Tabela 1 | Umidade relativa do material - Comparação entre o conteúdo de umidade e a proporção de umidade
A |
B |
C = A – B |
D = (A – B) / A |
E = (A – B) / B |
F = E – D |
Peso úmido |
Peso seco |
Proporção de água |
Umidade do material em relação ao peso úmido |
Umidade do material em relação ao peso seco |
Diferença |
100 g |
99 g |
1 g |
1 % |
1,01 % |
0,01 % |
100 g |
90 g |
10 g |
10 % |
11,11 % |
1,11 % |
100 g |
75 g |
25 g |
25 % |
33,33 % |
8,33 % |
100 g |
50 g |
50 g |
50 % |
100 % |
50 % |
100 g |
25 g |
75 g |
75 % |
300 % |
225 % |
100 g |
10 g |
90 g |
90 % |
900 % |
810 % |
100 g |
1 g |
99 g |
99 % |
9900 % |
9801 % |
Abaixo indicamos os diferentes métodos de medição dos medidores de umidade de materiais.
Em princípio, pode ser feita uma distinção entre medições diretas e indiretas da umidade do material. Os métodos diretos indicam a umidade do material quantitativamente medindo a quantidade de água e sem necessidade de fazer mais comparações. O método de secagem e o método do carboneto de cálcio são métodos diretos padronizados. Os métodos indiretos determinam primeiro as propriedades físicas do material que estão relacionadas à umidade do material. Para obter valores relativamente precisos da umidade do material, é necessária uma calibração ou conversão específica do material. Quando isso não for possível ou é muito complicado de fazer, poderá fazer constatações comparativas sobre a evolução espacial, respectivamente temporária da umidade de um material. Graças à detecção rápida e não destrutiva das diferenças de umidade, os medidores de umidade de material com métodos indiretos são especialmente adequados para vigilância e controle dos processos e para delimitar as áreas de alta umidade.
Um medidor de umidade material também pode diferenciar em dispositivos onde:
No método de secagem, o material a ser examinado é seco até que não haja mais redução de peso. A perda de peso corresponde à água evaporada. Os medidores de umidade de materiais atuais que funcionam conforme o método de secagem consistem em uma câmara de secagem e uma balança de precisão unificadas em um único instrumento. A maioria destes dispositivos de teste estão projetados para medir quantidades de amostra muito pequenas, o que reduz consideravelmente o tempo de secagem. Essas balanças de umidade permitem ajustar a temperatura e o tempo de secagem ao material a ser analisado. Por exemplo, no caso do gesso e da anidrita, especifica-se que a secagem deve realizada a 40 °C porque com uma temperatura superior também é liberada água cristalina. Se selecionarem o modo automático, o processo de aquecimento para automaticamente quando não houver mais uma alteração perceptível no peso.
Se o medidor de umidade indica a umidade do material em relação ao peso úmido, e o que você precisa é do peso seco, poderá calcular esse valor a partir do peso inicial e do peso seco (ver também a tabela 1 da seção A).
|
Peso úmido – Peso seco |
|
Umidade do material em % com relação ao peso seco = |
--------------------------------------- |
x 100 |
|
Peso seco |
|
O carboneto de cálcio reage com a água para formar hidróxido de cálcio e acetileno. Se houver suficiente carboneto de cálcio disponível, toda a água disponível será convertida.
CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2
Se a reação for realizada em um recipiente fechado cuja pressão interna possa ser medida, a quantidade de acetileno pode ser determinada a partir do aumento da pressão. O conteúdo de água da amostra de material é então derivado da quantidade de acetileno.
Na norma DIN 18560-1 (2015-11) "Pavimentos na construção de edifícios - Parte 1: Requisitos gerais, testes e execução" prescreve e regulamenta o método do carboneto de cálcio para medir a umidade. No ponto 6.4, Medição do teor de umidade, é indicado:
"A medição do teor de umidade para avaliar a disposição da cobertura na obra é realizada com o método de carboneto de cálcio ... NOTA: Os métodos de medição alternativos (por exemplo, métodos dielétricos) são usados exclusivamente para testes preliminar e para a delimitação de superfícies úmidas".
Graças às especificações padrão, a possibilidade de medir in situ e a obtenção de resultados relativamente rápidos, o medidor de umidade de materiais que mede de acordo com o método de carboneto de cálcio é bem conhecido e está muito popular, especialmente para trabalhos de pavimentação. Com frequência, pode visualizar a medição em CM-%, referindo-se ao método de medição. Ao medir corretamente, a fiabilidade dos resultados é muito alta para os pavimentos de anidrita. No caso dos pavimentos de cimento, existem diferenças com os valores obtidos com o método de secagem porque os tipos de cimento atualmente utilizados apresentam valores de água e cimento alterados.
O comportamento dos materiais no campo elétrico muda com o teor de umidade. As medições com um medidor de umidade de materiais com base no método capacitivo não são destrutivas e podem ser repetidas quantas vezes forem necessárias.
A profundidade de medição e os valores medidos dependem em grande medida do tipo e da estrutura do material a ser medido e podem ser distorcidos por sais assim como por corpos estranhos metálicos. É possível determinar valores fiáveis para materiais conhecidos onde as perturbações são excluídas e onde existem condições ambientais específicas. No caso de outros materiais, o método é adequado para a rápida detecção e delimitação de áreas com maior umidade.
No caso dos materiais que podem absorver umidade, a condutividade elétrica aumenta com a umidade, respectivamente, a resistência elétrica diminui. No entanto, essas propriedades elétricas também dependem da temperatura, da composição do material e da presença de sais dissolvidos. A dependência da temperatura pode ser compensada em alguns instrumentos de medição por meio de sensores ou por um ajuste manual. Devido à dependência dos materiais, a maioria dos dispositivos possui armazenados diferentes materiais ou grupos de materiais. No entanto, geralmente falta informação precisa, por exemplo, a densidade e composição do material para a curva característica armazenada. Alguns dispositivos têm a possibilidade de armazenar suas próprias curvas características.
Um medidor de umidade de materiais com o método de resistência proporciona resultados rápidos e não destrutivos com os quais pode detectar e limitar desvios de umidade. Os sensores em forma de agulha estão parcialmente isolados, permitindo medir em diferentes profundidades e determinar se, por exemplo, há uma maior umidade no interior que na superfície. Além de determinar se existe algum perigo por um excesso de umidade, também podem ser tiradas conclusões sobre o comportamento de secagem e as causas da umidade.
A umidade do material não é um valor fixo na maioria dos materiais, mas depende das condições ambientais. Se a temperatura for mantida constante, estabelece-se um equilíbrio entre a umidade do material e a umidade relativa ambiente. Isso significa que um material irá absorver ou liberar umidade até que esteja em equilíbrio com a umidade do ar ambiente. Esta propriedade pode ser usada para determinar o teor de umidade de um material.
Para medir a umidade do ar correspondente, é possível colocar a amostra de um material e o sensor em um recipiente hermético ou uma bolsa de papel de alumínio, inserir o sensor através de uma perfuração, tubulação ou recipientes selados, ou cobrir uma área da superfície do material e do sensor com um papel de alumínio hermético. Quanto mais elevada for a umidade relativa do ar comprimido, maior será a umidade do material e a tendência do material de liberar essa umidade no ambiente.
A associação industrial de colas descreve no relatório 2 do TKB "O método CRL para a determinação da umidade em soleiras", o procedimento com a colheita de amostras de soleiras análogo ao método do carboneto de cálcio. No caso dos pavimentos, é muito importante que o pavimento esteja suficiente secos antes de aplicar o revestimento no piso para que o mesmo não seja danificado pela umidade ou pressão do vapor.
Em um medidor de umidade material que usa tecnologia de microondas, a penetração (adsorção) ou reflexão das microondas em função da umidade do material. Os sensores funcionam sem contato, e são colocados na superfície do material, em perfurações ou em tubos para o transporte de material. O sinal transmitido ou refletido é usado para a análise dos valores. Como uma potência baixa de microondas é suficiente para a medição, não há perigo para as pessoas e o material não é modificado pela radiação.
A determinação da umidade do material usando um medidor de umidade de materiais por microondas é rápida e repetível no mesmo lugar. Ao medir a umidade para processos de produção ou armazenamento, influências adicionais, como temperatura, altura da camada ou densidade aparente podem ser registradas e incluídas nas análises.
