Misurare l’umidità dei materiali: l’igrometro

Conoscere l’umidità dei materiali è un esigenza molto sentita in tutte i settori di produzione di beni e dell’edilizia. Pur essendo il metodo per pesata (confronto del peso prima e dopo l’essiccazione) l’unico universalmente riconosciuto come riferimento per un’esatta determinazione dell’umidità, oggi la tecnologia mette a disposizione strumenti ugualmente efficaci per gran parte delle applicazioni, ma estremamente più pratici, veloci e meno intrusivi.

 

 

L’igrometro al carburo

è comunemente utilizzato in edilizia. Un campione del materiale da misurare viene posizionato all’interno del contenitore stagno dotato di manometro insieme ad una quantità precisa di carburo di calcio. L’acqua presente nel materiale reagisce con il carburo di calcio all’interno dell’igrometro formando acetilene che aumenta la pressione relativa all’interno del contenitore. Dalla misura della pressione rilevata sul manometro si determina il contenuto di acqua.

Conviene l’igrometro al carburo quando:

• è necessaria una precisione superiore
• non è un problema rovinare leggermente il materiale da misurare per prelevare un campione
• è necessario utilizzare uno strumento robusto (ad es. in un cantiere edile)
• non è necessario effettuare numerose misurazioni in poco tempo

La termobilancia

è una bilancia di precisione in grado di rilevare con esattezza la percentuale di acqua presente in un materiale. Il suo funzionamento è molto semplice: un campione del materiale da misurare viene messo all’interno del piatto della termobilancia.

Conviene la termobilancia quando:

• è necessaria una precisione superiore e assoluta
• non è un problema rovinare leggermente il materiale da misurare per prelevare un campione
• non è necessario effettuare numerose misurazioni in poco tempo
• si ha a disposizione un’area protetta dove utilizzare la termobilancia, che non è esattamente uno strumento economico e robusto.

 

La termobilancia effettua la prima misura di peso del campione e poi parte a riscaldare lo stesso mediante una serpentina posta nel vano piatto. Questa operazione può durare anche diversi minuti (a seconda del volume del campione posto sul piatto), il campione riscaldando farà evaporare l’acqua in essa contenuta, variando di conseguenza il peso. Quando il peso si stabilizza, la bilancia utilizzarà il peso finale per calcolare la percentuale di acqua che era presente nel campione.

(peso_iniziale – peso_finale)/peso_iniziale * 100 = % di acqua presente nel campione prima del test

Igrometri a resistenza

meglio conosciuti come igrometri ad infissione, sfruttano il principio della resistività elettrica di un materiale. Sono i più utilizzati in tutto il mondo e sono composti da due o più “pin” da inserire nel materiale da misurare. La resistenza tra i due pin viene letta tramite un ponte di Wheatstone, in generale avremo che più è umido il corpo, meno resistenza si avrà fra i due pin, in una logica di proporzionalità inversa.

Gli igrometri ad infissione hanno al loro interno delle scale di conversione che traducono il dato elettrico ricevuto, la resistenza, in percentuale di acqua nel materiale. Queste scale di conversione si basano principalmente sul tipo di materiale (legno, materiali edili ecc) e sulla sua densità. Il valore misurato corrisponde alla massima umidità riscontrata tra gli elettrodi, sia essa in superficie od in profondità. Se la zona più umida è quella centrale, è semplice ottenere un’indicazione della distribuzione dell’umidità all’interno dell’asse, osservando la variazione l’indicazione dello strumento durante l’inserzione degli elettrodi; in caso contrario, l’unico modo per ottenere questa informazione è quello di utilizzare elettrodi isolati, con le sole punte scoperte, in modo da escludere l’influenza degli strati superficiali.