Un rotolo di carta uscito dalla cartiera con il tasso di umidità giusto può arrivare in stampa fuori specifica senza che nulla, nel processo interno, sia cambiato. Non è un difetto del materiale: è il comportamento normale di una fibra igroscopica, che scambia continuamente vapore acqueo con l’aria che la circonda finché non raggiunge l’equilibrio. Carta, cartone e tessili si comportano così per natura chimica, e questo cambia in profondità il modo corretto di misurarli.
La conseguenza pratica è che un numero di umidità senza le condizioni ambientali in cui è stato rilevato non significa nulla: lo stesso foglio può leggere valori diversi la mattina e il pomeriggio, in un capannone riscaldato o in uno non condizionato, e la differenza non è errore di misura ma variazione reale del materiale. Le dimensioni, la rigidezza, la resistenza a trazione e persino il comportamento in stampa seguono lo stesso destino: dipendono da quanta acqua la fibra ha assorbito in quel momento.
Per questo le norme di settore impongono un’atmosfera normalizzata di condizionamento prima di ogni prova comparabile, e la scelta dello strumento giusto dipende da criteri precisi: dove si misura, con quale profondità di indagine, con quale taratura per fibra e grammatura, e se serve anche il dato sull’umidità relativa dell’aria.
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Un materiale che insegue l’ambiente
Le fibre cellulosiche e le fibre tessili sono strutture porose e polari: legano molecole d’acqua per idrogeno e tendono sempre a equilibrarsi con l’umidità relativa dell’aria circostante. Non esiste quindi un valore «proprio» del materiale, ma un valore relativo alle condizioni del momento. Se l’ambiente cambia, il materiale segue, con tempi di risposta che dipendono dallo spessore del foglio o del filato e dalla ventilazione locale. Uno strumento che ignora questo comportamento restituisce numeri veri ma inutilizzabili, perché non confrontabili tra un turno e l’altro. La misura ha senso solo se accompagnata dalla dichiarazione delle condizioni in cui è stata presa: temperatura, umidità relativa e tempo di stabilizzazione del campione. È per questo che la prima decisione, prima ancora di scegliere lo strumento, riguarda il contesto in cui la misura dovrà valere: linea di produzione continua o laboratorio di collaudo.
Misuratori per carta, cartone e tessili: come scegliere fra contatto e metodo gravimetrico
Il criterio dominante nella scelta è l’uso a cui il dato è destinato. Sulla linea di produzione, dove la bobina scorre in continuo, serve uno strumento a contatto capacitivo o a radiofrequenza, applicato direttamente sul foglio o sul rotolo: veloce, non distruttivo, adatto al controllo statistico durante la lavorazione. Quando invece il dato deve essere certificabile, per un capitolato o una contestazione con il fornitore, il riferimento resta il metodo gravimetrico, con pesata prima e dopo l’essiccazione in condizioni normalizzate. I due approcci non sono intercambiabili: il primo garantisce continuità e velocità, il secondo garantisce tracciabilità metrologica. Molte realtà tengono entrambi, usando lo strumento a contatto per il controllo corrente e la bilancia termogravimetrica per la verifica periodica di taratura e per i lotti critici, mantenendo così coerenza tra il dato di linea e il dato di riferimento.
Profondità di indagine e dettagli che fanno la differenza
Un errore frequente è scegliere lo strumento senza rapportare la profondità di indagine allo spessore reale del materiale. Un sensore capacitivo a bassa frequenza legge solo gli strati superficiali di un cartone spesso, mentre il cuore della pila di fogli può conservare un’umidità diversa: il risultato è un dato ottimistico che non rispecchia il materiale nella sua interezza. Su rotoli compatti o su pile di cartone il campo elettromagnetico deve penetrare abbastanza da mediare l’intero spessore, non solo la faccia esposta. Un secondo dettaglio riguarda il contatto: una pressione non uniforme del sensore sul foglio, o la presenza di aria tra sonda e materiale, introduce errori sistematici difficili da individuare senza un confronto periodico con il metodo gravimetrico. Infine la temperatura del materiale influenza la lettura capacitiva, quindi uno strumento che non compensa la temperatura può confondere una variazione termica con una variazione di umidità.
Taratura per fibra, grammatura e riferimenti normativi
La costante dielettrica di una fibra cellulosica non è quella di una fibra tessile sintetica, e all’interno della stessa famiglia una carta patinata risponde diversamente da una carta grezza. Ogni strumento a contatto va quindi tarato per tipologia di fibra e, quando possibile, per fascia di grammatura, perché la relazione tra segnale elettrico e contenuto d’acqua cambia con la densità e la composizione del materiale. La UNI EN ISO 187 definisce l’atmosfera normalizzata di condizionamento e prova per carta e cartone, la UNI EN ISO 536 fissa il metodo per la grammatura come dato di riferimento del materiale, la UNI EN ISO 638 descrive la determinazione del secco per via gravimetrica, la UNI EN ISO 139 definisce l’atmosfera normalizzata per i tessili e la UNI EN ISO 6741 tratta il tasso di ripresa. Conoscere questi riferimenti aiuta a impostare correttamente lo strumento e a interpretare un dato dichiarato da un fornitore.
Misurare anche l’ambiente, non solo il materiale
Poiché il materiale insegue costantemente l’umidità relativa dell’aria, uno strumento sul foglio senza un dato ambientale a corredo racconta solo metà della storia. Per questo, accanto al misuratore di contatto, molte linee tengono un termoigrometro ambientale che registra temperatura e umidità relativa nel punto di lavorazione o di stoccaggio: senza questo riferimento non è possibile capire se una variazione del dato dipende dal materiale o dal reparto. La verifica periodica dello strumento resta comunque indispensabile: la taratura del sensore capacitivo va controllata a intervalli regolari confrontando il valore letto con un campione di riferimento essiccato in stufa, e va ripetuta ogni volta che cambia in modo sostanziale il tipo di fibra lavorato. Solo con questa disciplina il dato di umidità diventa realmente confrontabile nel tempo. Sul fronte ambientale il riferimento sono i termoigrometri ambientali e i sistemi di monitoraggio continuo e wireless.
Gli strumenti del nostro catalogo per questo tema
Quello che il catalogo copre è l’altra metà della storia, quella che la quinta sezione chiede espressamente: il clima dell’aria del reparto in cui il materiale si condiziona, letto sul posto o registrato nel tempo, senza il quale non si capisce se una variazione viene dal materiale o dall’ambiente. Un avvertimento: non sono sistemi di allarme e non climatizzano nulla. Registrano e trasmettono letture a un’applicazione consultabile da browser.
Lettura sul posto
Tramex MRH3
Legge sul momento umidità relativa e temperatura dell’aria con la sonda Hygro-i2: serve a dichiarare le condizioni in cui la misura sul materiale è stata presa, che è la condizione posta dalla prima sezione.
Registrazione continua
Tramex Feedback DL-RHTA
Registra a bordo umidità relativa, temperatura e punto di rugiada dell’aria a intervallo impostato: è il tracciato che distingue una variazione del materiale da una variazione del reparto fra un turno e l’altro.
Registrazione continua
Tramex Feedback DL-RHTX
Stesse grandezze del RHTA, con esportazione di fogli di calcolo, grafici e report dall’applicazione: serve quando le condizioni ambientali vanno allegate a un capitolato o a una contestazione con il fornitore.
Registrazione continua
Kit Feedback DataLogger
Riunisce in una valigetta il datalogger DL-RHTX, la sonda Hygro-i2, il cavo di interfaccia, il treppiede e il supporto a parete: la dotazione per presidiare il punto di lavorazione o quello di stoccaggio senza altri accessori.
Campi, accuratezze, memoria e intervallo di registrazione sono dichiarati dal costruttore e stanno nelle schede. Il confronto completo fra i modelli è nelle pagine di catalogo dei termoigrometri ambientali e dei sistemi di monitoraggio continuo e wireless.
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