In una cartiera, in una linea di converting o in un reparto di nobilitazione tessile il tenore di umidità non è un dato di collaudo finale: è una variabile di processo che cambia lungo tutta la lavorazione. Un rotolo di carta troppo secco si arriccia e si carica elettrostaticamente in stampa, un rotolo troppo umido ondula sui bordi e perde registro; una pezza di tessuto o una rocca di filato con umidità disomogenea assorbe il bagno di tintura in modo irregolare e produce differenze di tono che emergono solo a lavorazione conclusa. Capire come misurare umidità di carta e tessili in modo ripetibile significa intercettare questi difetti quando il materiale è ancora recuperabile.
Il principio è l’igroscopicità: le fibre cellulosiche e la maggior parte delle fibre tessili scambiano acqua con l’ambiente fino a raggiungere un equilibrio che dipende da temperatura e umidità relativa dell’aria. L’acqua contenuta modifica in modo netto le proprietà elettriche del materiale, in particolare la costante dielettrica e la conducibilità, e su questa relazione si basano gli strumenti a contatto che leggono il valore senza prelevare né distruggere il campione.
La misura di campo, però, resta una misura relativa: va ancorata a un riferimento gravimetrico ottenuto per essiccazione e va eseguita su materiale portato in condizioni note. Per questo la procedura corretta combina tre elementi: un condizionamento in atmosfera normalizzata, uno schema di prelievo che copra bordi e cuore del rotolo, e una taratura dello strumento sulla curva di materiale e sulla grammatura effettiva.
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Condizionamento in atmosfera normalizzata: il passo che rende il dato confrontabile
La procedura comincia prima dello strumento. Carta e cartone si condizionano secondo la ISO 187 in atmosfera a 23 °C e 50 % di umidità relativa, i tessili secondo le atmosfere normalizzate della ISO 139, mantenendo il materiale in ambiente controllato fino a massa costante. Senza questo passaggio il valore letto descrive solo lo stato momentaneo del campione: la stessa bobina misurata in reparto d’estate e in magazzino d’inverno può differire di diversi punti percentuali, e il confronto fra due lotti, fra due turni o fra fornitore e cliente perde qualsiasi significato. Il condizionamento va inoltre eseguito partendo dal lato secco, cioè per adsorbimento, perché l’isteresi igroscopica delle fibre fa sì che un materiale portato all’equilibrio per desorbimento si stabilizzi su un valore più alto. Data, durata e condizioni dell’ambiente vanno annotate insieme alla misura.
Come misurare umidità di carta e tessili: prelievo e misura non distruttiva in linea
Definito il condizionamento, si fissa lo schema dei punti di prelievo. Su una bobina si misura in almeno tre posizioni lungo la larghezza — i due bordi e la mezzeria — ripetendole su più diametri, perché il bordo cede o assorbe umidità molto più rapidamente del cuore del rotolo, che resta vicino al valore di produzione anche dopo giorni di magazzino. Sulla pezza tessile si procede allo stesso modo su cimosse e centro, evitando i primi metri esposti. La lettura si esegue con strumento non distruttivo appoggiato a contatto pieno sul materiale, senza aria interposta e senza comprimere il supporto; prima della prima lettura si imposta la curva di materiale corrispondente alla fibra e si inserisce la grammatura reale, perché la risposta dipende dalla massa di prodotto sotto il sensore.
La misura di riferimento per essiccazione e il calcolo del tenore di umidità
La lettura in linea va periodicamente confrontata con il metodo di riferimento. Per la carta la ISO 287 prescrive l’essiccazione in stufa a 105 ± 2 °C fino a massa costante: si pesa il provino tal quale, lo si essicca, lo si ripesa e si calcola il tenore di umidità come rapporto fra l’acqua persa e la massa iniziale, espresso in percentuale. Lo stesso principio gravimetrico governa le bilance termogravimetriche e le camere di essiccazione usate in laboratorio sui tessili. È essenziale dichiarare sempre su quale base è espresso il risultato: la percentuale sul tal quale e quella sul secco non sono intercambiabili e la confusione fra le due è una delle cause più frequenti di contestazione fra reparti e fra aziende.
Gradiente fra bordo e centro: criterio di uniformità e difetti correlati
Il valore medio dice poco se non è accompagnato dalla dispersione. Il criterio operativo si costruisce sul gradiente: si fissa uno scarto massimo ammesso fra bordo e mezzeria e si registra il profilo trasversale, non il singolo punto. Un bordo più umido del centro produce ondulazione e bolle in stampa; un bordo più secco genera arricciamento, tensioni di svolgimento e cariche elettrostatiche che attirano polvere e provocano difetti di stampa. Sui tessili lo stesso squilibrio si traduce in barrature di tintura, ritiri differenziali e problemi di stabilità dimensionale in confezione. Un profilo trasversale ripetuto nel tempo distingue subito una deriva di processo, che si sposta lentamente, da un difetto di stoccaggio, che agisce solo sugli strati esterni del rotolo o della pezza.
Registrazione, frequenza dei controlli e vantaggi sul campionamento tradizionale
L’ultimo anello è la registrazione. Ogni misura va archiviata con lotto, posizione sul materiale, grammatura, curva impostata e condizioni ambientali del reparto; la frequenza si stabilisce per fase, tipicamente a ogni cambio bobina o cambio partita, con un controllo gravimetrico di riferimento a cadenza fissa e a ogni cambio di materiale. Rispetto al solo campionamento in stufa, che richiede ore e distrugge il provino, la misura a contatto restituisce il dato in pochi secondi su decine di punti e consente di correggere seccheria o umidificazione mentre la linea produce.
Per l’inquadramento completo di materiali, grandezze e criteri di scelta rimandiamo alla pagina di approfondimento dedicata all’Umidità di carta e tessili.
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