Un segnalatore di soglia, non uno strumento di misura
Un indicatore di umidità è un supporto impregnato di una sostanza sensibile all’acqua che cambia colore quando l’umidità relativa attorno a esso supera un valore stabilito. La definizione tecnica delle cartine dice esattamente questo: un cartoncino su cui è impregnato un composto sensibile all’umidità in modo che cambi colore quando l’umidità relativa indicata viene superata.
La distinzione da tenere ferma è fra segnalare e misurare. L’indicatore non restituisce un numero e non ha una scala continua: dice che una soglia è stata attraversata, e lo dice a chiunque guardi, senza alimentazione, senza taratura e senza lettura strumentale. Il formato cambia con l’oggetto da sorvegliare: cartine e cartoncini dentro un imballo sigillato, tappi trasparenti avvitati su un contenitore, granuli colorati mescolati al gel essiccante di una bustina.
I sali igroscopici e il colore reversibile
Il meccanismo classico sfrutta un sale che lega acqua di cristallizzazione e cambia colore facendolo. Il caso da manuale è il cloruro di cobalto: la forma anidra è blu, l’esaidrato è rosso, e il passaggio fra le due avviene con facilità in entrambi i sensi. Un gel di silice trattato con quel sale è quindi blu quando è asciutto e vira al rosa man mano che si carica di acqua.
La reversibilità è la caratteristica che rende utile il sistema e insieme il suo limite. Utile perché lo stesso essiccante, scaldato in stufa, torna al colore di partenza e si riusa. Limite perché il colore racconta la condizione attuale e non la storia: se un contenitore è stato aperto a lungo e poi richiuso in ambiente asciutto, l’indicatore torna indietro e non conserva memoria dell’episodio.
Ne discendono due accortezze di lettura che valgono per qualunque formulazione. La prima riguarda il posto: l’indicatore descrive l’aria che ha attorno, quindi in un imballo grande dice quello che succede dove è stato messo e non necessariamente quello che succede in un angolo lontano. La seconda riguarda il tempo: essendo un equilibrio, il viraggio non è istantaneo, e un cartoncino guardato nell’attimo in cui si apre una confezione sta ancora riferendo l’ambiente precedente.
La scala percentuale di un indicatore di umidità
Su un cartoncino le macchie sono più d’una, e ciascuna è formulata per virare a un’umidità relativa diversa: si guarda quale è l’ultima ad avere cambiato colore, e da lì si ricava fra quali valori si trova l’aria dentro l’imballo. Le percentuali stampate non sono libere. La norma congiunta JEDEC e IPC che regola la movimentazione dei componenti elettronici sensibili all’umidità, la J-STD-033, prevede cartoncini con macchie al 5, al 10 e al 60 per cento di umidità relativa; le versioni precedenti usavano 5, 10 e 15 per cento, e prima ancora esisteva una specifica militare, la MIL-I-8835A.
Vale la pena ricordare che si tratta di umidità relativa, cioè del rapporto fra il vapore presente e quello che l’aria potrebbe contenere a quella temperatura. Lo stesso contenuto di acqua dà un valore diverso se la temperatura cambia, e per questo un cartoncino letto subito dopo aver aperto un imballo refrigerato può dire qualcosa di diverso da uno letto a temperatura ambiente.
Il cloruro di cobalto e la sua uscita di scena
La chimica più elegante è anche quella che è stata messa da parte, e il motivo è normativo. Il cloruro di cobalto, numero CAS 7646-79-9, è classificato in Europa come cancerogeno, e con il nome di cobalto dicloruro è stato inserito nel 2008 nell’elenco delle sostanze estremamente preoccupanti del regolamento REACH proprio per quella classificazione; la voce di quell’elenco è stata in seguito aggiornata anche per la tossicità riproduttiva.
Da lì nascono le alternative che oggi si trovano in commercio. Le cartine senza cobalto usano cloruro di rame o formulazioni proprietarie; i gel indicatori arancioni sfruttano coloranti organici, formulati per passare da arancione a verde oppure da arancione a incolore; esistono anche indicatori a base di sali di ferro, che virano dall’ambra all’incolore. Il colore di riferimento cambia, la logica della soglia no.
L’indicatore di umidità sugli assorbenti è un’altra cosa
Lo stesso nome viene usato in un contesto dove la fisica è diversa. Sui prodotti assorbenti per incontinenza l’indicatore è una riga stampata con un inchiostro sul rivestimento esterno, che sbiadisce o cambia colore progressivamente quando viene bagnata, e permette una verifica visiva dall’esterno senza aprire l’ausilio. Nei materiali destinati ai prodotti per bambini è descritta la stessa riga, con un viraggio dal giallo all’azzurro.
Qui non c’è un sale igroscopico che legge il vapore dell’aria: c’è un colorante che reagisce al contatto diretto con il liquido. Non c’è una soglia in percentuale, non c’è taratura e non c’è reversibilità utile. Le fonti disponibili su questo secondo significato sono schede tecniche e documentazione dei produttori, senza norme dedicate, e la differenza va tenuta presente quando la stessa espressione compare in due documenti che parlano di oggetti diversi.
Indicatore, igrometro ed essiccante
Tre oggetti vengono confusi perché stanno spesso nella stessa scatola. L’igrometro misura: restituisce un valore di umidità relativa, si legge in continuo e si può tarare. L’essiccante lavora: il gel di silice, i setacci molecolari o il cloruro di calcio catturano l’acqua e la tolgono dall’aria, ma da soli non dicono quanta ne hanno presa. L’indicatore riferisce: non misura e non asciuga, segnala che una soglia è stata superata.
La sovrapposizione nasce dal fatto che spesso l’indicatore viene incorporato nell’essiccante, colorando una frazione dei granuli. È una scelta pratica, non una fusione dei due ruoli: la parte colorata continua a fare da spia e il resto del letto continua ad assorbire. Chiedere al colore quanto essiccante resti disponibile è la domanda sbagliata da porgli, perché quello che il colore descrive è l’aria intorno, non la capacità residua della bustina.
