Sala Metrologica

La sala metrologica è la risorsa industriale fondamentale per la misurazione di precisione e la taratura degli strumenti di misura.
Vista la sua importanza, è necessario capire cos’è e conoscerne il funzionamento, le caratteristiche, le norme a riguardo e la centralità della climatizzazione.

Cos’è e funzionamento

Prima di capire cos’è e qual è il funzionamento della sala metrologica, è bene specificare in cosa consiste la metrologia.

Si tratta della scienza che si occupa della misurazione e delle sue applicazioni; essa comprende tutti gli aspetti della misurazione, sia teorici che pratici, qualunque sia l’incertezza di misura e il campo d’applicazione.

Per “misurazione” si intende il processo volto a ottenere sperimentalmente uno o più valori che possono essere ragionevolmente attribuiti a una grandezza.
Essa è la proprietà di un fenomeno, corpo o sostanza, che può essere espressa quantitativamente mediante un numero e un riferimento.

Le sale metrologiche che se ne occupano sono spesso presenti nei laboratori di industrie e nei centri di ricerca.

Le attività più comuni e afferenti al mondo industriale che si svolgono al loro interno sono:

• Effettuazione di misure dimensionali di precisione 

• Taratura di strumenti di misura

Proprio in virtù di tali attività, risulta fondamentale che la sala sia dotata di impianti di condizionamento.
Infatti, all’interno dell’ambiente devono essere mantenute in modo costante le condizioni termiche e igrometriche prefissate.

Ciò è dovuto al fatto che se le misurazioni avvengono con temperatura e umidità variabile, possono verificarsi variazioni dimensionali e geometriche.
Dunque, le leggi sulla dilatazione dei corpi impongono che temperatura e umidità siano sempre costanti.

La condizione contraria renderebbe inammissibili le misurazioni che, invece, devono garantire altissima precisione e massima affidabilità.

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Caratteristiche

Tra le caratteristiche delle sale metrologiche, è bene far riferimento alle specifiche dotazioni e alle strumentazioni che esse possono ospitare, tra cui:

• Macchina di misura tridimensionale 
• Rotondimetro 
• Rugosimetro-Profilometro 
• Macchina di misura universale 
• Microscopio 
• Altimetro 
• Microdurometro 
• Durometro 

Inoltre, la sala metrologica deve rispettare delle caratteristiche funzionali per garantire processi realmente efficienti; tra di esse:

• Il circuito dell’aria deve rispettare specifiche velocità di immissione mantenendo un gradiente termico costante. 
• È fondamentale poter monitorare e regolare le prestazioni del circuito attraverso un pannello di controllo. 
• Il calore prodotto dall’illuminazione interna deve essere tenuto sotto controllo attraverso l’utilizzo, ad esempio, di plafoniere al led. 
• La pulizia dell’aria all’interno della sala metrologica deve essere garantita da sistemi di filtrazione in grado sia di tutelare la salute degli operatori sia evitare di contaminare i risultati dell’attività produttiva. 

Per quanto riguarda invece le caratteristiche strutturali:

• La sala metrologica deve essere posizionata in un ambiente isolato e il più possibile riparato dalle fonti di calore esterne. 
• L’accesso avviene tramite un altro locale (l’antisala) che la isola termicamente rispetto all’ambiente esterno.
  Se vi sono più porte di accesso, verso la sala e verso l’esterno, queste devono essere progettate e coordinate in modo tale che sia possibile l’apertura di una sola porta per volta. 
• Anche l’antisala deve essere condizionata per assicurare che la temperatura non sia maggiore di più di 1 o 2°C rispetto alla sala metrologica.

Norma temperatura sala metrologica

Prima di introdurre la norma sulla temperatura della sala metrologica, è bene specificarne un’altra ad essa attinente.

In particolare, la norma ISO 17025:2017 esprime i “Requisiti generali per la competenza dei laboratori di prova e di taratura“, dove le specifiche tecniche richiedono che l’area di lavoro sia idonea ad ospitare il personale e le apparecchiature utilizzate per lo svolgimento delle attività.

La norma indica chiaramente che le condizioni ambientali devano essere mantenute sotto un controllo continuo di temperatura, umidità relativa, pressione statica ed altri parametri ai quali è necessario far riferimento, perché quest’ultimi non possano influenzare negativamente l’esito dell’attività stessa.

Una sala metrologica è quindi considerata come accreditata quando opera sotto controllo climatico delle condizioni ambientali di temperatura.
I risultati delle diverse analisi riportate da una sala accreditata, effettuate su campioni aventi caratteristiche merceologiche variabili, sono confrontabili e riproducibili se eseguite in ambiente con condizioni termoigrometriche normali, conformi alle norme di riferimento nazionali ed internazionali.

Più nello specifico, secondo la norma UNI EN ISO 1:2003, si fissa una temperatura di riferimento a 20°C (pari a 68°F ovvero 293,15 K), rispetto a cui devono essere espresse e misurate le misure geometriche dei pezzi nel settore della metrologia dimensionale.

Di conseguenza vanno stabiliti limiti accettabili di variazione della temperatura, ovvero gradienti temporali e spaziali, in funzione delle proprie esigenze di misurazione.
Ciò serve a determinare quanto può la temperatura scostarsi dai 20°C durante le attività di misurazione o di prova senza che ciò possa risultare eccessivamente penalizzante in termini di incertezza di misura.

Una sala metrologica richiede parametri pari a 20 ± 0,3°C per la temperatura e 45 + 5% per l’umidità relativa.
Di conseguenza alcuni oneri strutturali e di isolamento termico sono necessari per ridurre le variazioni di temperatura nei vari punti del laboratorio.

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Climatizzazione sale metrologiche

Come ormai risulta chiaro, la climatizzazione delle sale metrologiche è un requisito imprescindibile.
Ciò è confermato dal fatto che senza essa non sarebbe ammissibile accettare come validi i risultati delle attività di misurazione; non di meno, l’importanza della climatizzazione è sottolineata e specificata a livello normativo.

Ci sono alcune caratteristiche che un adeguato impianto di climatizzazione deve necessariamente soddisfare:

• Deve assicurare una velocità dell’aria in ingresso inferiore a 0,15 m/s.
  Si tratta di garantire velocità accettabili per applicazioni di metrologia e di analisi del peso (ad esempio, come con l’impiego di bilance di precisione per la pesatura, comunemente usate nei settori prove cementi e analisi gravimetriche di qualità dell’aria). 
• In prossimità di sorgenti di calore e irraggiamento da corpi caldi, infrarossi e/o irraggiamento solare che manifestano elevate dissipazioni all’interno del laboratorio, dev’essere garantita la riduzione del gradiente termico orizzontale. 
• La dissipazione di calore generata dall’illuminazione interna al laboratorio dev’essere recuperata e smaltita dall’impianto per garantire un controllo costante del limite superiore di umidità relativa.
  Devono essere ridotte le emissioni di calore e di conseguenza i gradienti termici. 
• Il sistema di filtrazione deve riuscire a captare ogni singolo pulviscolo o carica batterica concentrata nell’ambiente (legionella, penicillio, alternaria, cladosporio, aspergillo, thermoactinomyces candidus etc.), dannosi all’apparato respiratorio del personale di laboratorio.
  Ciò per conformità a quanto richiesto dalle norme vigenti.
  
  Montato in prossimità della batteria di raffreddamento, un emettitore UVC può essere molto utile per la pulizia, la disinfezione o l’igienizzazione.
  Si tratta di un accessorio che serve ad evitare il diffondersi di malattie infettive causate dai batteri (inclusi tubercolosi, legionella, E.coli e pertosse) e virus (inclusi raffreddore, influenza, morbillo, rosolia, varicella, vaiolo, SARS e aviaria). 

Infine, è consigliabile un recuperatore di calore che permetta di ridurre il consumo energetico.
È possibile conseguire un recupero energetico sia del calore sensibile che del calore latente tramite flussi incrociati di aria di rinnovo e aria di espulsione.