Misurare l’umidità dell’aria può sembrare qualcosa riservato alle stazioni meteorologiche professionali, ma il principio alla base di un igrometro può essere osservato anche con un semplice esperimento.

In questa guida costruiremo un igrometro artigianale per capire come alcuni materiali reagiscono ai cambiamenti di umidità. Non sarà uno strumento di precisione paragonabile a un sensore elettronico, ma è perfetto per osservare il fenomeno e capire come funziona una delle grandezze più importanti della meteorologia.

Che cos’è un igrometro?

L’igrometro è lo strumento utilizzato per misurare l’umidità dell’aria.

Nelle moderne stazioni meteorologiche questa misura viene effettuata attraverso sensori elettronici, ma in passato sono stati utilizzati anche materiali capaci di modificare leggermente le proprie dimensioni in funzione dell’umidità.

Il nostro esperimento sfrutterà proprio questo principio: osservare un piccolo movimento prodotto da un materiale sensibile alle variazioni dell’ambiente.

Cosa ci serve

• un pezzo di cartoncino rigido o una piccola tavoletta;
• un capello lungo e pulito oppure un filo naturale sottile;
• una cannuccia leggera;
• uno spillo o una puntina;
• nastro adesivo;
• forbici;
• un pennarello;
• un piccolo peso leggero, se necessario;
• un foglio di carta per creare la scala.

Fase 1 – Prepariamo la base

Prendiamo il cartoncino rigido o la tavoletta e utilizziamola come base del nostro strumento.

La base deve essere abbastanza stabile da poter rimanere verticale senza muoversi durante l’esperimento.

Su questa superficie monteremo il piccolo meccanismo che trasformerà la variazione di lunghezza del filo in un movimento visibile.

Fase 2 – Prepariamo l’indicatore

Tagliamo un pezzo di cannuccia lungo alcuni centimetri.

La cannuccia fungerà da lancetta. Più sarà leggera, più facilmente potrà muoversi quando il filo cambia leggermente lunghezza.

Con uno spillo creiamo un punto di rotazione vicino a una delle estremità della cannuccia, facendo attenzione che possa muoversi liberamente.

Fase 3 – Fissiamo il capello o il filo

Prendiamo il capello o il filo naturale e fissiamone un’estremità nella parte superiore della base.

L’altra estremità deve essere collegata alla lancetta.

Il filo deve rimanere leggermente teso, ma non così tanto da impedire il movimento della cannuccia.

Quando l’umidità cambia, il materiale può allungarsi o accorciarsi leggermente, facendo ruotare la lancetta.

Fase 4 – Controlliamo che la lancetta si muova

Prima di creare la scala, proviamo a muovere delicatamente il filo con le dita.

La lancetta deve poter ruotare senza attriti e tornare facilmente nella propria posizione.

Se il movimento è troppo duro, possiamo allargare leggermente il foro della cannuccia oppure ridurre la pressione dello spillo.

Fase 5 – Disegniamo la scala

Dietro la lancetta sistemiamo un foglio di carta.

Disegniamo una scala semicircolare abbastanza ampia da seguire il movimento della lancetta.

Per il momento non inseriamo valori numerici precisi: prima dobbiamo osservare come si comporta il nostro igrometro in ambienti diversi.

Fase 6 – Troviamo una condizione di aria più secca

Portiamo lo strumento in un ambiente relativamente asciutto e lasciamolo fermo per un po’ di tempo.

Quando la lancetta smette di muoversi, segniamo sulla scala la sua posizione.

Possiamo indicare questo punto semplicemente come “più secco”.

Non stiamo ancora misurando una percentuale precisa: stiamo creando una scala comparativa per il nostro esperimento.

Fase 7 – Proviamo con aria più umida

Ora spostiamo l’igrometro in un ambiente più umido.

Per esempio possiamo avvicinarlo, senza bagnarlo direttamente, a una stanza dopo una doccia calda oppure a una zona dove è presente maggiore umidità.

Dopo qualche minuto la lancetta dovrebbe iniziare a spostarsi.

Quando si stabilizza nuovamente, segniamo sulla scala la posizione “più umido”.

Fase 8 – Completiamo la scala

A questo punto abbiamo due riferimenti: uno per una condizione relativamente secca e uno per una condizione più umida.

Possiamo dividere lo spazio tra i due punti in più intervalli.

La scala non rappresenterà ancora una vera percentuale di umidità relativa, ma permetterà di confrontare facilmente le variazioni nel corso della giornata.

Fase 9 – Mettiamolo alla prova durante la giornata

Posizioniamo ora il nostro igrometro sempre nello stesso punto e osserviamo la lancetta in diversi momenti.

Possiamo annotare la posizione:

• al mattino;
• nel primo pomeriggio;
• alla sera;
• dopo una giornata di pioggia;
• durante una giornata secca e ventilata.

In questo modo potremo vedere come cambia l’umidità dell’ambiente nel tempo.

Possiamo confrontarlo con una vera stazione meteo?

Sì, ed è probabilmente la parte più interessante dell’esperimento.

Se abbiamo a disposizione un igrometro digitale o i dati di una stazione meteorologica, possiamo confrontare il movimento della nostra lancetta con l’umidità relativa reale.

Potremmo scoprire, per esempio, che quando il sensore elettronico indica valori elevati la lancetta tende sempre verso una determinata zona della scala.

Ripetendo il confronto più volte possiamo rendere la nostra scala sempre più significativa.

Perché il capello reagisce all’umidità?

Il capello è formato principalmente da cheratina e può assorbire una piccola quantità di acqua presente nell’ambiente.

Quando l’umidità aumenta, la sua struttura può modificarsi leggermente e il capello tende ad allungarsi. Quando l’aria diventa più secca, può invece accorciarsi.

Il cambiamento è molto piccolo, ma un sistema a leva come la nostra lancetta permette di renderlo visibile.

È davvero un igrometro preciso?

No, e questo è importante chiarirlo.

Il nostro strumento è un esperimento didattico, non uno strumento meteorologico calibrato.

La risposta può dipendere dal materiale utilizzato, dalla temperatura, dalla tensione del filo e dalla costruzione del meccanismo.

Un sensore elettronico moderno è molto più preciso e stabile.

Lo scopo dell’esperimento è invece osservare direttamente che l’umidità dell’aria può produrre effetti fisici misurabili.

Cosa abbiamo imparato?

Con pochi materiali abbiamo costruito un sistema capace di reagire alle variazioni dell’umidità.

Abbiamo visto che:

• l’umidità può modificare leggermente alcuni materiali;
• una piccola variazione può essere amplificata attraverso una lancetta;
• per trasformare un movimento in una misura serve una scala;
• per ottenere valori realmente affidabili è necessaria una calibrazione;
• la meteorologia nasce anche dall’osservazione di piccoli cambiamenti fisici dell’ambiente.

Un piccolo laboratorio meteorologico

Esperimenti come questo aiutano a capire che dietro ogni valore visualizzato da una stazione meteorologica esiste un principio fisico.

Temperatura, pressione, umidità, vento e precipitazioni non sono semplicemente numeri: sono grandezze che possono essere osservate, misurate e confrontate.

Costruire uno strumento, anche molto semplice, è uno dei modi migliori per capire come nasce una misura meteorologica.

E il nostro igrometro artigianale può diventare il primo pezzo di un piccolo laboratorio meteo fatto in casa.