La misurazione dell’umidità nei diversi materiali non è un fattore molto semplice. Gli elementi che influiscono nella rilevazione possono essere molti e il più rilevante è certamente la tipologia e composizione del materiale.
Detto questo possiamo cercare, in modo semplificato, di suddividere tre macro categorie di materiali che chiaramente non soddisferanno tutto il campo di applicazione ma un buona fetta.
- Legno nelle varie tipologie e materiali edili in genere
- Materiali plastici
- Alimenti di ogni genere e materiali compositi (compost, terreno, carta, cartone, altro ancora)
Certamente la categoria più semplice è quella relativa al legno e ai materiali edili. Esistono molte versioni di strumenti, anche portatili ed economici, in grado di offrire una soluzione valida alla misura di questo parametro.
Principali tipologie di igrometri
Per dare alcune informazioni utili possiamo suddividere a grandi linee due categorie di igrometri che utilizzano due differenti principi di funzionamento:
Igrometri ad infissione
Gli igrometri ad infissione utilizzano il metodo ad infissione “distruttivo”. Il processo consiste nel conficcare 2 o più elettrodi all’interno del materiale testato. In questo procedimento viene rilevata la resistenza elettrica tra gli elettrodi (influenzata dalla percentuale di umidità presente nel materiale) e la misura viene effettuata solo nello spazio tra gli elettrodi. Chiaro che la differenza di composizione dei materiali gioca un ruolo importante, ecco perché la maggior parte degli strumenti di misura offre una selezione di diverse scale di misura che raggruppano diversi materiali (indicati in una tabella a corredo dello strumento stesso)
Igrometri a contatto
Gli igrometri a contatto utilizzano il metodo a contatto superficie non distruttivo. In questo caso il sensore di misura viene solamente appoggiato sulla superficie in esame e viene generato un campo elettrico che permette di penetrare il materiale in profondità con delle onde elettromagnetiche (generalmente al massimo 4/5cm) permettendo di misurarne il suo contenuto di umidità ( basato su un principio di misurazione dielettrica). Come per la versione ad infissione, anche in questo caso la densità del materiale è una variabile da considerare e per questo motivo c’è la possibilità di selezionare diversi gruppi di materiali già preinseriti all’interno del menu dello strumento di misura utilizzato.
Vantaggi e gli svantaggi utili per scegliere l'igrometro più adatto
- Molto indicato nel caso di basso contenuto di umidità, inferiore a 8-10%
- Grazie al suo principio di funzionamento non reca nessun danno alla superficie misurata
- Diventa particolarmente utile in caso di misurazioni ripetute in breve tempo
- Da sottolineare che in questa tipologia di Igrometri per materiali il valore misurato è una media del valore di umidità calcolato con sensibilità decrescente all’aumentare della profondità. Ossia se abbiamo una situazione in cui l’umidità è presente solo in superficie con uno strato molto ridotto (qualche millimetro) è possibile che il valore risulti più basso a causa della mediazione di misura sullo strato più profondo.
- Si possono incontrare delle difficoltà di misurazione nel caso in cui lo spessore del materiale sia inferiore ai 2cm, la misurazione potrebbe non essere precisa.
- In alcuni di questi igrometri, a differenza delle versioni ad infissione, esiste una funzione di calibrazione manuale che permette di effettuare un settaggio su un materiale noto. In questo modo possiamo utilizzare lo strumento per svariati materiali spesso difficili da misurare. Per fare questo, però, dobbiamo munirci dei campioni del materiale con dei valori di umidità noto da poter utilizzare per la calibrazione dello strumento.
- Particolarmente efficace nelle situazione con percentuali di umidità elevate, superiori a 20-30%
- Possibilità di misurare materiali anche con spessore inferiore ai 2cm
- Modalità di misura distruttiva, perciò non indicato nei casi in cui il danneggiamento della superficie rappresenta un problema
- Esistono degli articoli esclusivi costruiti appositamente per la misurazione dei materiali più comuni con un settaggio specifico per garantire affidabilità e precisione mirata alla tipologia di materiale indicato (esempio carta, cartone, sughero, noci, caffè, mais, cotone, cuoio, tabacco, e altro ancora).
- A differenza della versione a contatto, con questo principio possiamo misurare anche livelli di umidità superficiali senza entrare in profondità
Misurazione dell'umidità in materiali plastici, materie alimentari e organiche in genere
Qui la difficoltà si fa un po’ più interessante per l’enorme varietà di composizioni che possiamo avere. Nessuna preoccupazione!!! anche per questo esiste una soluzione molto semplice ed efficace!
Si tratta della “Termobilancia” ossia una combinazione tra una bilancia di precisione e una stufa di essicazione.
Questa apparecchiatura, molto semplice nel concetto, permette di misurare la percentuale di umidità con precisione molto elevata (0.01%) su una quantità di materiali notevole.
Una domanda sorge spontanea, perché non utilizzare la termobilancia per tutte le applicazioni? Considerato che il semplice principio di misurazione (basato sulla differenza peso prima e dopo l’essicazione del materiale) può essere adattato a qualsiasi materiale!
Per alcuni semplici motivi:
l’aspetto chiave di utilizzo della termobilancia è legato strettamente alla misurazione su un campione sminuzzato e posizionato in un piattello all’interno della camera di pesata e non può essere utilizzata nel caso in cui dobbiamo effettuare il controllo direttamente sulla superficie del manufatto da testare.
Un aspetto secondario ma non meno importante è rappresentato dai tempi di preparazione del campione e del processo di essicazione che, pur essendo molto veloci grazie a dei programmi automatici presenti su quasi tutte le termobilance, non sono immediati. Generalmente sono necessari 15/20 minuti in media per eseguire un test di umidità standard.
Resta il fatto che questa tipologia di Igrometro per materiali “Termobilancia” è di fatto una soluzione molto interessante per svariate applicazioni ed è in grado di soddisfare le esigenze di misura anche più elevate, specie per alcuni canali di applicazione come nel settore plastico o in quello alimentare, dove la conoscenza della percentuale di umidità rappresenta un fattore molto importante.
