Calculadora de temperatura de bulbo úmido

O que é a temperatura de bulbo úmido?

A temperatura de bulbo úmido é a temperatura mais baixa que o ar pode atingir ao evaporar água nele. Fisicamente, é a temperatura que você leria em um termômetro cujo bulbo está envolto em um pano úmido e ventilado: à medida que a água evapora, ela retira calor do bulbo até que a evaporação e o resfriamento atinjam o equilíbrio.

Como nossos corpos se resfriam da mesma maneira — pela transpiração — a temperatura de bulbo úmido é uma medida direta de quão bem o estresse térmico pode ser aliviado. Quando o ar está seco, a temperatura de bulbo úmido fica bem abaixo da temperatura do ar e o suor evapora rapidamente. Quando o ar está úmido, as duas temperaturas se aproximam e o resfriamento se torna mais difícil.

Esta calculadora usa a temperatura do ar e a umidade relativa para estimar a temperatura de bulbo úmido. Insira a temperatura em °C ou °F e a umidade relativa como porcentagem; o resultado pode ser visto em qualquer uma das unidades de temperatura.

Como a calculadora funciona?

Calcular a temperatura exata de bulbo úmido normalmente requer uma solução psicrométrica iterativa. Em 2011, Roland Stull publicou um ajuste empírico de equação única que reproduz o valor exato com uma diferença de poucos décimos de grau na faixa de condições encontradas à pressão ao nível do mar, aproximadamente umidades relativas de 5–99% e temperaturas de −20 °C a 50 °C.

A calculadora insere a sua temperatura do ar $T$ (em graus Celsius) e a umidade relativa $RH$ (como porcentagem, de modo que 50% é inserido como 50) nessa fórmula e retorna a temperatura de bulbo úmido $T_w$ em graus Celsius, convertendo para Fahrenheit se você trocar a unidade de saída.

Fórmula

$T_w = T \cdot \arctan\!\left[0.151977\,\sqrt{RH + 8.313659}\right] + \arctan(T + RH) - \arctan(RH - 1.676331) + 0.00391838\,RH^{3/2}\,\arctan(0.023101\,RH) - 4.686035$

Aqui $T$ é a temperatura do ar em °C, $RH$ é a umidade relativa em porcentagem, e cada $\arctan$ é avaliado em radianos. O resultado $T_w$ está em °C.

Exemplos resolvidos

Exemplo 1 — um dia quente, moderadamente úmido. Com $T = 30\,^{\circ}\mathrm{C}$ e $RH = 50\%$:

$T_w \approx 22.3\,^{\circ}\mathrm{C}$

Assim, o ar só pode ser resfriado por evaporação até cerca de 22,3 °C — confortável, mas visivelmente abafado.

Exemplo 2 — mais frio e mais úmido. Com $T = 25\,^{\circ}\mathrm{C}$ e $RH = 60\%$:

$T_w \approx 19.5\,^{\circ}\mathrm{C}$

Valores de referência (temperatura de bulbo úmido em °C)

Notas e usos práticos

• Uma temperatura de bulbo úmido sustentada de cerca de 35 °C é amplamente considerada o limite teórico da sobrevivência humana, porque nesse ponto o corpo não consegue mais dissipar o calor metabólico, mesmo em repouso à sombra.
• Como reúne temperatura e umidade em um único número, a temperatura de bulbo úmido é usada em índices de estresse térmico, no projeto de climatização (HVAC) e de torres de resfriamento, na fabricação de neve e na agricultura.
• O ajuste de Stull pressupõe pressão padrão ao nível do mar. Em grandes altitudes, a verdadeira temperatura de bulbo úmido difere ligeiramente.
• Para uma medida relacionada de como o tempo “parece”, veja a calculadora de densidade do ar e a calculadora da escala de Beaufort.

Perguntas frequentes

A temperatura de bulbo úmido é sempre menor que a temperatura do ar? Sim, a menos que o ar esteja totalmente saturado (100% de umidade relativa), caso em que a temperatura de bulbo úmido é igual à temperatura do ar (bulbo seco).

Qual é a diferença entre a temperatura de bulbo úmido e o índice de calor “sensação térmica”? O índice de calor estima o calor percebido em uma escala calibrada para o conforto, enquanto a temperatura de bulbo úmido é uma grandeza física — a real temperatura mais baixa alcançável pelo resfriamento evaporativo.

Quão precisa é esta estimativa? A fórmula de Stull normalmente concorda com a temperatura psicrométrica exata de bulbo úmido com uma diferença de cerca de 0,3 °C na faixa de condições meteorológicas normais.