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ⓘ Umidità




Umidità
                                     

ⓘ Umidità

L umidità è la quantità dacqua o di vapore acqueo contenuta nellatmosfera, in una sostanza o in un corpo.

                                     

1. Misurazione dei parametri di umidità

Esistono diversi parametri che rappresentano lumidità di un sistema:

  • Umidità specifica:è il rapporto tra la massa di acqua e la massa di aria secca contenute in un determinato volume. Si dimostra pressione parziale dellacqua e la pressione parziale dellacqua in condizioni di saturazione. Nellambito della termodinamica applicata si preferisce questa seconda grandezza perché, rapportandosi alla massa di aria secca, questa non varierà mai nei normali processi termodinamici sopra la temperatura di 132 K al contrario della massa di aria umida per esempio: con la condensazione del vapore nellaria umida, il fluido può essere facilmente sottratto. Lumidità specifica, essendo misurata in g/kg, risulta essere poco immediata nella descrizione della quantità di vapore.
  • Umidità assoluta: è la densità del vapore acqueo, ovvero il rapporto tra la massa del vapore acqueo e il volume che la contiene. Nel sistema si misura in kg/m³, anche se nelluso tecnico è preferito il suo sottomultiplo g/m³. Lumidità assoluta varia con la temperatura e pressione. Non essendo espresso in percentuale, è un valore difficile da interpretare e per questo si preferisce lutilizzo dell umidità relativa. Lumidità assoluta può essere espressa in termini di massa di acqua per volume di atmosfera o in termini di pressione parziale relativa del vapore rispetto agli altri componenti atmosferici kg/m³ o Pa o in massa di vapore kg su massa daria kg.
  • Calcolare lumidità: Umidità relativa= Umidità assoluta / Umidità massima possibile x 100
  • Umidità relativa: indica il rapporto percentuale tra la quantità di vapore contenuta in una massa daria e la quantità massima cioè a saturazione che il volume daria può contenere nelle stesse condizioni di temperatura e pressione e cioè il rapporto tra la pressione parziale del vapore e la pressione di saturazione. In altre parole, è il rapporto tra lumidità assoluta e lumidità di saturazione. Un valore di umidità relativa pari al 100% non implica che la totalità della massa daria sia composta da acqua o vapore, ma che quella massa daria contiene la massima quantità di vapore contenibile in quelle condizioni senza che si abbia condensazione: in queste situazioni la possibilità di precipitazioni è molto elevata.
                                     

2. Umidità di saturazione

Il quantitativo massimo di umidità che può essere contenuta nellunità di volume o di massa di aria dipende dalla temperatura; per umidità di saturazione o tensione di saturazione si intende il quantitativo massimo di vapore acqueo contenibile a quella temperatura equilibrio tra molecole che evaporano e molecole che condensano. La quantità di vapore che può essere contenuto da una massa daria decresce al diminuire della temperatura e diventa nulla a -40 °C. In situazioni reali la saturazione è influenzata anche dalle caratteristiche dellacqua evaporante. Si definisce per questo una temperatura di saturazione adiabatica.

                                     

3.1. Umidità atmosferica Effetti visibili dellumidità atmosferica

A pressione costante trasformazione isobara, se la temperatura aumenta, la pressione parziale del vapore resta costante mentre la pressione di saturazione aumenta: pertanto lumidità relativa pressione parziale del vapore/pressione di saturazione diminuisce; analogamente se la temperatura esterna diminuisce lumidità relativa aumenta.

Esiste dunque una temperatura, detta "temperatura di rugiada", che corrisponde a un valore dellumidità relativa pari al 100%, al di sopra della quale laria si trova in condizione di sovrassaturazione, che è una condizione di non-equilibrio, per cui laria tende spontaneamente ad allontanare lacqua in eccesso in modo da riportarsi in condizioni di equilibrio, cioè a saturazione. In condizioni di sovrassaturazione il vapore acqueo condensa, formando la "nebbia", che è una dispersione di piccolissime goccioline di acqua in aria. Se la nebbia incontra una superficie fredda, le goccioline dacqua in essa dispersa aderiscono alla superficie sotto forma di rugiada o brina per valori di temperatura minori di 0 °C.

Altri effetti dellumidità atmosferica sono:

  • lo sviluppo di organismi viventi, la cui crescita è regolata dallumidità dellambiente in cui vivono.
  • levapotraspirazione del suolo, fenomeno molto importante per il mantenimento dellumidità del suolo, a sua volta influenzato dallumidità atmosferica;
  • le precipitazioni: formate dalle nubi in seguito a un ulteriore abbassamento della temperatura o a un aumento della pressione;
  • la formazione delle nubi: che sono simili alle nebbie, con la differenza che si formano a una distanza molto elevata rispetto al suolo;


                                     

3.2. Umidità atmosferica Classificazione delle zone climatiche

In base ai valori di umidità, possono essere identificate le seguenti tipologie di zone climatiche:

  • semiaride
  • aride.
  • umide

Valori estremamente bassi di umidità relativa minima diurna 5% o poco meno, anche nelle ore notturne può rimanere molto contenuta si riscontrano generalmente nei deserti, per esempio nella regione sahariana.

Durante le giornate di pioggia lumidità relativa dellaria in ambiente esterno raggiunge tipicamente valori dell80-90%.

Lumidità relativa dellaria in situazioni di benessere varia dal 35 al 65%; non dovrebbe mai essere superato il valore del 50% con temperature maggiori di 26 °C.

                                     

4. Umidità del terreno

Il contenuto di acqua presente in un terreno comprende i seguenti contributi:

  • acqua igroscopica: assorbita alla superficie dei granuli del terreno e non rimovibile attraverso semplice essiccamento;
  • acqua di imbibizione o di capillarità: contenuta nei pori dei granuli del terreno, dove viene assorbita per capillarità;
  • acqua di percolazione o freatica o libera: si trova negli spazi tra i granuli ed è essenziale per la crescita delle piante.
                                     

5. Umidità negli edifici

I principali fenomeni che determinano problemi di umidità negli edifici sono,

  • unaltra fonte di umidità nei locali molto raramente riconosciuta e ancor meno menzionata nella letteratura è dovuta dalla presenza a cavallo della superficie del muro o dellintonaco dei cristalli di sali cloruri, solfati e nitrati accumulati dallevaporazione per anni o secoli di una risalita, verticale o orizzontale da terra addossata. Questi cristalli sono detti "igroscopici" perché possono assorbire umidità dallaria o ri-emetterla in essa a seconda delle variazioni di temperatura e di umidità relativa dellambiente. Alcuni, quali il cloruro di calcio, sono "deliquescenti", ovvero possono assorbire tanta acqua dallaria ambiente da sciogliersi in essa. La loro sola presenza può pertanto mantenere un locale umido anche in presenza di una barriera alla risalita o di condensa.
  • capillarità: nei muri di fondazione degli edifici che poggiano direttamente sul terreno - come sono stati costruiti per 2000 anni, fino allavvento negli anni 1950-60 dello scheletro in cemento armato che è ora la normalità - lacqua risale automaticamente per capillarità ed evapora dalle superfici esposte allaria, interne ed esterne. Questa risalita è però solo la componente verticale della capillarità che, infatti, agisce nei tre piani spaziali per cui esiste anche la infiltrazione da capillarità laterale nei muri contro terra. Ad es. in seminterrati, scantinati e muri fuori terra incassati in pendenze;
  • condensazione: la condensazione è un fenomeno esclusivamente generato dallo stato dellaria allinterno di un edificio. Ovvero, dalla sua temperatura e dal suo contenuto di vapore dacqua. Ogni metro cubo daria può contenere solo un "tot" di grammi di vapore dacqua ad ogni temperatura. Più laria è fredda meno vapore può contenere prima raggiungere il suo "punto di saturazione" oltre il quale leccesso viene espulso sotto forma di goccioline. Quando ciò avviene allaria aperta è la "rugiada", quando allinterno si chiama "condensa". Questultima si forma quindi laddove laria interna viene raffreddata dal venire a contatto con superfici fredde allinterno delledificio per esempio in corrispondenza dei cosiddetti "ponti termici" o di intere pareti insufficientemente isolate rispetto allesterno. Ugualmente, questo raffreddamento può avvenire fra strati isolanti permeabili al vapore di pareti esterne a "cappotto" disegnate male;
  • infiltrazioni: ad esempio dovute alla non integrità della copertura delledificio, rottura di fognature o di tubazioni di impianti, ecc;

Ai fini della corretta diagnosi di una situazione bisogna tener presente che a parte queste tre non ci sono altre fonti di umidità Ognuna di queste tre fonti è a sé stante, ma possono, ovviamente, agire in concomitanza luna dellaltra.

È credenza diffusa che la sola presenza di umidità eccessiva nei muri e/o nellaria allinterno degli edifici provochi degrado del materiale murario, intonacato o no, così compromettendo finiture, la stabilità strutturale degli edifici e la vivibilità degli ambienti. Tuttavia, il fatto che un muro sia bagnato non lo degrada affatto: basti pensare alle pile di ponti e alle banchine di porto romane immerse nellacqua da secoli e ancora in ottimo stato. Lumidità da sola può solo instaurare le condizioni che favoriscono linsorgere dei fenomeni che sono le vere cause dirette dei degradi ad esempio di funghi e muffe che fanno marcire una coperta di lana in un armadio. Nei muri, sfarinamenti, scagliature, marcimenti, ecc. sono provocati dallespansione dei cristalli dei sali che si formano sotto la superficie a seguito dellevaporazione dei sali minerali solubili trasportati entro il muro dalle infiltrazioni capillari, ad esempio di acqua risalita, o da spuma marina, che sono sempre cariche di sali disciolti. Sono dette "sub-efflorescenze" - mentre le "efflorescenze" volgarmente ed erroneamente dette "salnitro", che sono i cristalli che si formano allesterno della superficie. Non causano danni, possono essere semplicemente spazzolate via.



                                     

6. Strumenti di misurazione

Per poter ricavare lumidità specifica, si utilizza il nomogramma di Herloffson, che è una cartina con riportati molte griglie di più valori e dal risultato del loro incrocio si ottiene il valore massimo dumidità specifica per quelle condizioni.

Lo strumento usato per misurare lumidità relativa si chiama igrometro la cui scala è graduata da 0% a 100%.

Tra gli strumenti per la misurazione dellumidità atmosferica vi sono:

  • Igrografo
  • Igrometro a capello
  • Psicrometro.