Gli effetti dell’umidità sui dispositivi elettronici

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Il caldo nei mesi estivi viene percepito in maniera più intensa per colpa dell’umidità: un problema che non riguarda solo le persone, ma coinvolge anche i dispositivi elettronici che siamo abituati a utilizzare nella vita di tutti i giorni. L’umidità, insomma, è un problema per gli smartphone, per i computer e, in una prospettiva più ampia, per i circuiti elettronici e per i macchinari che si trovano nelle aziende. Ma che cos’è di preciso l’umidità? La si potrebbe definire come la quantità di vapore acqueo che si trova nell’aria; quando si parla di umidità relativa si fa riferimento al valore che la quantifica.

Che cosa succede ai componenti elettronici in un ambiente umido

Tra le conseguenze più fastidiose dell’umidità per gli apparecchi elettronici c’è la comparsa di gocce d’acqua di piccole dimensioni che, però, hanno la capacità di corrodere e quindi danneggiare le tracce in rame: gli effetti, come si può immaginare, sono molti pericolosi. In PCB alimentati, la condensazione dell’acqua è in grado di provocare cortocircuiti e di causare il danneggiamento dei componenti. Ma non è tutto, perché non bisogna dimenticare che gli ambienti molto umidi tendono ad attirare gli insetti o altri animali che, a propria volta, possono essere causa di un cortocircuito.

Cosa fare per prevenire le conseguenze dell’umidità

Nel caso dei circuiti elettronici, la soluzione più efficace per garantire una protezione adeguata consiste nell’applicazione di un rivestimento di protezione. Può essere utile anche ricorrere a un involucro chiuso; per la copertura si può fare affidamento a materiali come il silicone, l’uretano e l’acrilico. Ovviamente una soluzione di questo tipo presenta anche degli svantaggi, in quanto risulta complicato lavorare sui componenti: bisogna ogni volta rimuovere il rivestimento protettivo e applicarlo di nuovo nel momento in cui lo si dovrà installare.

Il gel di silice

Tra i prodotti a cui si può ricorrere per scongiurare ogni rischio di danneggiamento dovuto all’umidità c’è il silica gel, o gel di silice. La silice, però, è efficace nel ridurre il livello di umidità assorbendola unicamente nel caso in cui nell’ambiente vi sia una temperatura non superiore ai 60 gradi. È sufficiente collocare una busta che contiene il gel di silice a contatto con i dispositivi o con i componenti che devono essere protetti per beneficiare dei risultati auspicati e limitare il livello di umidità.

Gli armadi deumidificanti

Una soluzione per i componenti elettronici che sono molto sensibili alle condizioni di umidità è offerta dal cosiddetto dry storage, che prevede l’impiego di armadi deumidificanti in cui i componenti possono essere immagazzinati per un periodo di tempo più o meno lungo. Gli armadi possono lavorare in atmosfera inerte o usare le zeoliti, un silicato di alluminio che funge da setaccio molecolare sintetico. Le zeoliti hanno l’aspetto di perle di piccole dimensioni e di colore rosa opaco, e hanno il pregio di garantire un assorbimento più rapido rispetto a quello assicurato dal silica gel. Esso si verifica a gradi differenti di temperatura, ed è elevato anche nel caso in cui i valori di umidità relativa siano ridotti. Le zeoliti sono chimicamente inerti, non sporcano e non sono tossiche.

Quando c’è bisogno di una ventola di aspirazione

Come si è detto, l’umidità può rappresentare un problema serio non solo per i componenti elettrici più piccoli, ma anche per i macchinari più ingombranti e voluminosi. Ci sono, infatti, sistemi integrati che vengono collocati all’interno di macchinari industriali, e in questi casi l’umidità può essere fonte di disagi notevoli. A questo scopo si può ricorrere a una ventola che permetta di espellere l’aria, così da diminuire umidità e la temperatura.

Come monitorare la concentrazione di umidità in un ambiente

L’igrostato è lo strumento a cui si può ricorrere per tenere sotto controllo la concentrazione di umidità in un ambiente, mentre i sensori di umidità consentono di convertire in un segnale elettrico il parametro che riguarda l’umidità relativa. I sensori di umidità di ultima generazione, in particolare, si basano sulla tecnologia capacitiva: in altri termini, si tratta di condensatori con una capacità variabile a seconda del livello di umidità dell’aria. In tali dispositivi, un polimero idrofilo rappresenta il dielettrico del condensatore: assorbendo le molecole di acqua, esso varia le caratteristiche chimiche e fisiche.

La misurazione dell’umidità

Grazie a un sensore di umidità capacitivo, pertanto, si ha l’opportunità di misurare l’umidità. A questo scopo è necessario collocare il sensore all’interno di un circuito RC oscillante, e a quel punto si deve misurare la frequenza di oscillazione, che cambia a seconda del valore di capacità del sensore. Ci sono sensori di umidità che in un solo chip comprendono il condensatore, l’amplificatore, l’oscillatore, la logica e l’interfaccia di uscita: il che assicura un risultato eccellente sul piano della velocità e dal punto di vista della precisione, ma garantisce anche la ripetibilità delle misure.

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