Riuscire a rilevare l'umidità è qualcosa di difficile ma utile in un gran numero di settori: il riscaldamento, la ventilazione e il condizionamento dell'aria, la refrigerazione, i sistemi di controllo industriale, gli strumenti meteorologici, i dispositivi per il controllo della climatizzazione e lo sbrinamento usati in applicazioni automobilistiche e i dispositivi di elaborazione mobili, e molto altro ancora.

Gli strumenti utilizzati per rilevare l'umidità si basano solitamente su misure di temperatura, pressione, massa o su una variazione di natura meccanica o elettrica in una sostanza quando viene assorbita l'umidità. In realtà, oggi i moderni dispositivi elettronici per il rilevamento dell'umidità utilizzano la temperatura di condensazione o le variazioni di resistenza per misurare in maniera precisa le variazioni di umidità. Bisogna specificare che l'umidità, intesa come la percentuale di acqua presente in un determinato volume di aria, è un fattore che influenza enormemente la sensazione di benessere e vivibilità percepita dall'uomo.
Ma oltre agli umani, l'umidità è un aspetto molto importante anche per il funzionamento di dispositivi sensibili, come già detto, ad esempio appunto le apparecchiature elettroniche e industriali: dispositivi di questo tipo devono operare in ambienti in cui il livello di umidità deve mantenersi compatibile con i valori sopportati dagli stessi.

I sensori di umidità

I sensori di umidità sono una soluzione economica e per nulla ingombrante che permette di rilevare la temperatura ma soprattutto la relativa umidità in diverse situazioni, in particolar modo dove gli effetti dell'umidità devono essere tenuti sotto controllo e monitorati in maniera precisa e sicura.

I sensori di umidità, quindi, sono utili per diversi motivi:

  • migliorano la conoscenza della situazione locale;
  • sono una memoria, un dato oggettivo per spiegare situazioni positive o negative che avverranno;
  • sono un aiuto all'esperienza visto il cambiamento climatico dell'ultimo periodo. 

Come funzionano i sensori di umidità

I sensori di umidità seguono il principio termogravimetrico, cioè il principio della perdita per essiccamento. I sensori solitamente sono formati da due parti: una bilancia e un'unità di riscaldamento. Per definire quanta umidità c'è, prima si misura il peso iniziale del campione, poi si riscalda e si fa essiccare il pezzo attraverso un radiatore alogeno e la bilancia integrata ne misura correttamente il peso. Quando il campione, poi, non perde più peso, il sensore si spegne e viene calcolato il contenuto di umidità.

Pertanto, il contenuto di umidità di un campione viene calcolato mettendo a confronto il peso iniziale del campione con il suo peso finale, ovvero il peso del campione essiccato. I sensori di umidità, dunque, chiamati anche igrometro, sono in grado di misurare l'umidità presente nell'ambiente circostante. 

Classificazione dei sensori di umidità e dove vengono usati

I sensori di umidità vengono suddivisi in sensori di umidità assoluta o sensori di umidità relativa e, inoltre, possono essere capacitivi oppure resistivi.

  • I primi sono costituiti da un condensatore, al cui interno viene inserito un materiale dielettrico la cui costante varia con l'umidità. Il metodo più comunemente utilizzato per realizzare questo sensore consiste nell'utilizzo di una pellicola di polimero igroscopico alle cui estremità vengono depositati gli elettrodi delle armature. Questi tipi di sensori sono maggiormente usati per le stazioni metereologiche, gli impianti di riscaldamento e condizionamento, congelatori e forni.
  • I secondi, invece, sono realizzati con materiali dalla resistività relativamente bassa, in modo tale da apprezzare ogni variazione della stessa in base all'umidità presente. La maggior parte di questi sensori di umidità resistivi sono protetti esternamente da uno strato di ceramica che garantisce una maggiore protezione. Gli elettrodi del sensore, invece, sono realizzati con metalli nobili come oro, argento o platino. Questo tipo di sensori sono perlopiù utilizzati in numerose applicazioni industriali, domestiche, commerciali e per il controllo ambientale.

Questi sensori, quindi, possono trovare impiego in svariati campi. In particolare segnaliamo il settore della domotica (case, uffici e serre), in campo industriale (raffinerie, industrie chimiche e metallurgiche e nelle fornaci). Qui i sensori svolgono una funzione molto importante, in quanto un elevato grado di umidità riduce la quantità di ossigeno nell'aria e di conseguenza riduce il rischio di incendio. I sensori di umidità sono molto importanti anche nel campo dell'agricoltura, perché controllano l'umidità necessaria per coltivare correttamente frutta ed ortaggi.

Ultimo, ma probabilmente il più importante, è il settore biomedico: qui, i sensori di umidità hanno un'importanza fondamentale se pensiamo ad apparecchiature come incubatrici, sterilizzatori e ventilatori, attrezzature necessarie per la salute e il benessere delle persone.