Lo studio del microclima è uno strumento utile per aumentare la conoscenza dei processi di degrado che interessano i beni culturali. Se il monitoraggio delle variabili termo-igrometriche non è affiancato da una preliminare contestualizzazione dell'ambiente che permette la scelta più appropriata dei sensori da usare in tale ambiente, lo studio microclimatico potrebbe fornire risultati non realistici. La situazione è particolarmente complessa negli ambienti ipogei dove la temperatura è stabile ma l'umidità relativa è sempre prossima al valore di saturazione (>85%). In queste condizioni i sensori capacitivi a film sottile, comunemente usati per la misura di umidità relativa, non operano al meglio delle loro prestazioni poiché uno strato sottile di acqua può condensare sul materiale dielettrico, inficiando le successive rilevazioni.
L'obiettivo di questo progetto è la realizzazione e sperimentazione di uno strumento per la misura dell'umidità relativa in ambienti caratterizzati da elevati valori di umidità. Il sistema che si intende sperimentare è composto da due termoresistenze, un sensore capacitivo e un'unità di riscaldamento, che si attiva solo se l'umidità dell'aria è maggiore dell'intervallo di migliore operatività del sensore capacitivo. Il sistema proposto integra sensori già disponibili sul mercato cosicché il termoigrometro è costituito da sensori già ampiamente consolidati nel campo del monitoraggio ambientale.
La metodologia innovativa che verrà usata per migliorare l'accuratezza e diminuire i tempi di risposta della sensoristica convenzionale, si basa sulla derivazione indiretta dell'umidità relativa effettiva dalla misura della temperatura e umidità relativa dell'aria riscaldata da cui si calcola la temperatura di rugiada dell'aria, che è una variabile igrometrica conservativa con il contenuto di vapore (umidità specifica). La sperimentazione del nuovo sistema termoigrometrico sarà effettuata prima in ambiente controllato e poi in campo.
La linea di azione di questo progetto è che si rende necessario l'impiego di strumenti tecnologici evoluti in grado di abilitare una politica di conservazione preventiva basata sul monitoraggio sistematico e accurato dei vari fattori di degrado che intervengono sulla valutazione del rischio di danneggiamento legato agli stessi.
Nel caso degli ambienti ipogei, i sensori capacitivi impiegati nel monitoraggio indoor e suggeriti dalla normativa europea EN 16242:2012, non sono in grado di operare al meglio delle loro prestazioni, in quanto la formazione di un sottile strato di acqua sull'elemento sensibile a seguito della condensazione del vapore è fonte di numerose criticità nelle rilevazioni successive. L'argomento ha già catturato l'interesse del Comitato Tecnico (TC) 346 "Conservation of cultural property", operativo nel Comitato Europeo di Normazione (CEN), che ha lo scopo di introdurre questi aspetti nella revisione della normativa europea EN 16242:2012, già recepita nel 2013 dall'Ente di Normazione Italiano (UNI).
La richiesta di finanziamento è pertanto finalizzata alla realizzazione del sistema prototipo proposto per la misura dell'umidità relativa in ambienti caratterizzati da condizioni estremamente umide, dove i sensori comunemente usati per i monitoraggi indoor non sono in grado di operare al meglio delle loro prestazioni. Il nuovo termoigrometro ha il vantaggio di attivare l'unità di riscaldamento in maniera del tutto automatica fintantoché l'umidità relativa intorno al sensore capacitivo è pari al 60%, cioè una condizione per la quale il sensore presenta le migliori prestazioni. Inoltre, l'integrazione di sensori già disponibili sul mercato assicurano che il sistema sia costituito da sensori robusti e già validati così da ridurre il tempo di messa a punto e i costi. Le prestazioni del termoigrometro, infine, saranno valutate attraverso protocolli sperimentali sia in laboratorio sia in situ, al fine di individuare e risolvere eventuali criticità legate alla capacità dell'alloggiamento di proteggere i componenti elettronici da umidità, polvere e inquinanti.
Il sistema proposto ben si adatta a eventuali esigenze di trasferimento tecnologico. Infatti, il nuovo termoigrometro potrà essere impiegato anche in altri ambienti non dedicati alla conservazione dei beni culturali ma che hanno tutte le caratteristiche per essere definiti ipogei. Un esempio è dato dalle cantine per la conservazione del vino: alcuni marchi DOC e DOCG rinomati nel mondo offrono dei prodotti di eccellente qualità perché puntano al controllo mirato delle condizioni termoigrometriche degli ambienti di produzione e conservazione.