Rikevare l'umidità nei materiali non è un’operazione facile, gli elementi che influiscono nella rilevazione possono essere molti: condizioni ambientali, metodo di rilevazione e soprattutto tipologia e composizione del materiale analizzato.
È proprio qui che nascono i dubbi più comuni: quale strumento usare? La misura è affidabile? Esiste una soluzione specifica per ogni materiale? Per fare chiarezza, il primo passo è suddividere i materiali in tre macro categorie:
- Legno nelle varie tipologie e materiali edili in genere
- Materiali plastici
- Alimenti di ogni genere e materiali compositi come compost, terreno, carta, cartone ecc.
La categoria più semplice da analizzare è quella del legno e dei materiali edili. Per questa applicazione esistono numerosi strumenti, anche portatili e ad un prezzo accessibile, capaci di offrire una soluzione valida alla misura di questo parametro.
Quante tipologie di igrometri esistono?
Per rilevare il contenuto di umidità viene utilizzato uno strumento specifico: l’Igrometro. Si tratta di un dispositivo indispensabile per determinare e tenere sotto controllo il tasso di umidità sulle diverse tipologie di materiali.
L'utilizzo dell’igrometro è un’esigenza trasversale che coinvolge diversi settori: da quello alimentare all'industria meccanica. L'ambito in cui trova maggiore applicazione è però l'edilizia e viene utilizzato soprattutto da ispettori di pavimentazione ed ingegneri edili.
Ma! Non tutti gli igrometri sono uguali.
Esistono diverse tecnologie, ognuna realizzata per materiali e contesti specifici. Conoscerle è il primo passo per evitare errori di misurazione e scegliere la soluzione più efficace, vediamo le due tipologie principali:
1. Igrometri ad infissione: elevata precisione dall’interno
Gli igrometri ad infissione si basano su un metodo di misurazione "distruttivo".
Il processo è semplice ed efficace: due o più elettrodi vengono conficcati all’interno del materiale da analizzare. Una volta inseriti, lo strumento misura la resistenza elettrica tra gli elettrodi, un valore che varia in base alla percentuale di umidità presente nel materiale e la misurazione viene effettuata solo nel volume di materiale compreso tra gli elettrodi.
Da sottolineare un aspetto chiave: La differenza di composizione dei materiali gioca un ruolo importantissimo, motivo per cui la maggior parte degli igrometri ad infissione offre infatti diverse scale di misura, progettate per adattarsi a materiali differenti. Legno, materiali edili o superfici composite vengono così raggruppati in specifiche categorie, facilmente selezionabili grazie a tabelle di riferimento fornite con lo strumento.
2. Igrometri a contatto, rileva l'umidità senza lasciare traccia!
Gli igrometri a contatto utilizzano un metodo di misurazione "non distruttivo", ideale quando è necessario ottenere dati affidabili senza danneggiare la superficie analizzata.
In questo caso il sensore non viene inserito nel materiale, ma semplicemente appoggiato sulla superficie. Il processo è semplice: una volta attivato, lo strumento genera un campo elettrico che penetra all’interno del materiale tramite onde elettromagnetiche, raggiungendo una profondità generalmente compresa tra i 4 e 5 cm massimo.
La misurazione dell’umidità avviene secondo un principio dielettrico, che consente di stimare il contenuto di umidità in modo rapido e ripetibile, rendendo questa tecnologia particolarmente adatta a controlli preliminari, ispezioni frequenti e superfici finite.
Così come per gli igrometri ad infissione, non tutti i materiali si comportano allo stesso modo. La densità del materiale è una variabile fondamentale 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. Questi preset aiutano a ottenere risultati più coerenti e affidabili.
Il controllo dell’umidità a 360°: dagli Igrometri alla Termobilancia!
Come già detto in precedenza, determinare con precisione il tasso di umidità presente su un materiale richiede l'utilizzo di strumenti adeguati. Nel mercato esistono due tipologie di strumenti più comunemente utilizzati: l'Igrometro e un'altra tipologia specifica, la Termobilancia.
La Termobilancia nasce come evoluzione del tradizionale metodo di determinazione dell’umidità tramite stufa e bilancia, ancora efficace ma oggi superato in termini di precisione e praticità. La Termobilancia è un analizzatore elettronico dell’umidità, capace di garantire una ridotta percentuale di errore e, cosa importante, un bassissimo rischio di perdere parte della sostanza solida durante l’essicazione.
In poche parole, si tratta di un misuratore di umidità preciso, affidabile e facile da usare, ideale quando serve un livello di dettaglio che strumenti tradizionali faticano a garantire.
Dove si utilizza la Termobilancia?
Questo sistema di misurazione dell’umidità trova applicazione in svariati settori:
Il suo impiego primario è certamente il settore alimentare, ma è particolarmente utile anche nel settore plastico per la misurazione della percentuale di umidità nei granuli, dove la risoluzione e la precisione della misura fanno la differenza. Un altro campo di applicazione importante è il settore dei materiali edili e del legno, per rilevare il contenuto di umidità in legno, pannelli e materiali da costruzione, riducendo rischi di difetti o problemi strutturali.
La Termobiancia completa quindi il panorama degli strumenti per l’umidità, affiancandosi agli igrometri tradizionali per offrire un controllo a 360°: dall’analisi rapida, invasiva e non invasiva con gli igrometri, alla misurazione precisa e dettagliata con la termobilancia.
Come funziona la Termobilancia?
Per capire la precisione di questo strumento, partiamo dalla sua struttura: la Termobilancia è formata da due elementi principali, una bilancia di precisione abbinata ad un sistema di riscaldamento integrato formato da una camera di pesata dotata di elemento alogeno riscaldante, dove il materiale viene posizionato in un apposito contenitore chiamato “piattello” e chiuso tramite un coperchio.
Tutta la misurazione viene gestita tramite la tastiera e il display, che offrono numerose funzioni e impostazioni, rendendo la termobilancia uno strumento tecnologicamente avanzato per l’analisi dell’umidità.
Ora vediamo nel dettaglio il funzionamento di questo apparecchio:
Il principio di funzionamento è abbastanza semplice e si basa su un concetto semplice ma efficace: la perdita di peso per essiccamento, detta anche Termogravimetria. Il principio, chiamato LOD (Loss on Drying), consiste nell'analizzare la riduzione di peso del campione durante il riscaldamento che viene interpretato come una perdita di umidità:
- All’inizio del processo, il campione perde peso man mano che l’umidità evapora.
- Quando il peso si stabilizza, significa che tutta l’umidità è stata rimossa.
- La percentuale di umidità viene calcolata confrontando peso iniziale e peso finale.
Il sistema è completamente automatico, con parametri standard impostabili come temperatura e metodo di essiccamento, variabili a seconda del materiale. Quasi tutti gli apparecchi consentono anche delle impostazioni manuali per consentire eventuali essicazioni parziali o test personalizzati.
La termobilancia utilizza generalmente lampade alogene a infrarossi, composte da tubi di vetro riempiti di gas alogeno. Questo sistema consente un riscaldamento rapido del campione, una distribuzione uniforme del calore ed un controllo preciso della temperatura.
Attenzione! La preparazione del campione è l'aspetto fondamentale di tutto il processo!
Teniamo conto che il campione assorbe la radiazione a infrarossi della lampada alogena, riscaldandosi molto rapidamente. Inoltre, la temperatura effettiva del materiale è legata alle sue caratteristiche di assorbimento e per tale motivo può non corrispondere a quella impostata. Una corretta preparazione del campione è fondamentale per ottenere risultati affidabili.
La corretta procedura consiste nel distribuire il materiale in modo omogeneo sul piattello, non eccedere con il peso (pochi grammi di solito bastano; quantità maggiori possono essere utilizzate solo per prodotti con umidità molto bassa) e garantire granulazione uniforme, prodotti compatti o grossi devono essere sminuzzati per un’essiccazione corretta.
