Prove con la termocamera a infrarossi

Il riscaldamento nelle chiese storiche

In un precedente articolo abbiamo esaminato i risultati dello studio comparativo dell’impatto dei diversi sistemi di riscaldamento sui manufatti e le opere d’arte contenuti nelle chiese, effettuato nell’ambito del progetto europeo “Friendly heating” promosso dal CNR.

I risultati evidenziano come il riscaldamento ad irraggiamento con lampade alogene ad infrarossi sia un sistema idoneo alla conservazione dei beni culturali perché rispetta il microclima storico degli edifici senza alterarne l’equilibrio.

Gli unici rischi per le opere sono costituiti da errori nella collocazione e nell’orientamento degli apparecchi, che espongano manufatti deteriorabili ad irraggiamento diretto da breve distanza; lo studio quindi avverte che nella scelta di questo tipo di impianto “progetto e realizzazione sono cruciali”.

In quest’ottica, le soprintendenze chiedono progetti molto dettagliati e, per le chiese di particolare valore, anche misure sul campo dell’interazione tra le strutture e gli apparecchi riscaldanti.

In questo articolo descriviamo la metodologia adoperata nelle prove, analizzandone una.

Un rapporto di prova con la termocamera a infrarossi

Nell’ambito del progetto di un nuovo impianto di riscaldamento ad irraggiamento per un santuario della Lombardia, abbiamo misurato le interazioni termiche degli apparecchi riscaldanti ad infrarossi con le strutture, le decorazioni ed i manufatti dell’aula liturgica, con particolare attenzione a quelle in prossimità degli apparecchi.

A tal fine abbiamo collegato e collocato sulla balaustra del matroneo un apparecchio riscaldante ad infrarossi ad onda corta da 6 kW, identico a quelli proposti nel progetto di riscaldamento che abbiamo sottoposto alla committenza, ed abbiamo utilizzato una termocamera ad infrarossi FLIR E30 collocata nel matroneo opposto per effettuare rilevazioni di temperatura dell’intera scena inquadrata.

Lampade ad infrarossi nel matroneo

Riscaldatore in posizione nel matroneo – misurazione dell’impatto con strutture, manufatti ed affreschi

La prova è durata complessivamente due ore, delle quali un’ora e un quarto con l’apparecchio riscaldante acceso.

Le immagini ottenute con la termo camera riportano l’intera mappa di temperature della scena ripresa, nella quale sono state evidenziate le temperature dei punti di interesse con l’apposito software in dotazione allo strumento.

Ogni immagine è corredata da una scala cromatica di temperature che varia in funzione degli elementi più caldi e più freddi rilevati nell’immagine, per cui una stessa inquadratura può riportare scale diverse da una immagine all’altra a seconda che nella scena siano presenti elementi a temperature diverse.

Per una lettura corretta della termografia è necessario fare riferimento alla scala riportata sulla destra, considerando che i colori non sono direttamente confrontabili tra un’immagine e l’altra.

Nel rapporto che segue si evidenzia che non vi sono strutture o manufatti sottoposti a rapidi o intensi sbalzi di temperatura e che, malgrado la piena stagione estiva, vi è un accumulo di calore modesto anche nelle strutture adiacenti all’apparecchio.

Accensione del riscaldamento

A 2 minuti dall’accensione il fregio è a 26,7 °C e la cornice a 27,4 °C. Si noti la lampada per illuminazione spenta 20 minuti prima ed ancora a 30,2 °C

Temperature affreschi volte

A 33 minuti dall’accensione gli affreschi della volta sono a 27,1 °C. Si notino le lampade spente ancora a 29 °C

Temperature a fine prova

A 72 minuti dall’accensione il fregio è a 27,1 °C e la cornice a 30,5 °C

Le misure rilevano che non vi sono significativi accumuli di calore nelle strutture circostanti all’apparecchio, neppure quelle molto vicine come la balaustra e che non vi è accumulo di calore neppure sugli affrechi sovrastanti l’apparecchio, grazie alla direzionabilità del fascio di infrarossi.

Riscaldamento dei banchi

Banchi a mezz’ora dall’accensione

Riscaldamento banco

Banchi a 44 minuti dall’accensione (si noti il bicchier d’acqua)

Riscaldamento persone - 1

Persona appena seduta sotto le lampade ad infrarossi

Riscaldamento persone - 2

Persona dopo un minuto e mezzo, la temperatura in Sp2 è salita di 0,6 °C

Riscaldamento persone - 3

Persona dopo 3 minuti e 13 secondi, la temperatura in Sp2 è salita di 1,8 °C

Con l’impianto completo installato, le variazioni di temperatura sull’assemblea, distante dalle sorgenti, sono molto più evidenti, perché frutto dalla sovrapposizione delle emissioni di più diffusori. Invece l’interazione di ogni singolo apparecchio con le strutture, i manufatti e gli affreschi vicini non varia.

Conclusioni

La prova è stata presentato qui in modo succinto, ma i risultati prodotti in quasi due ore di misurazioni hanno fornito una massa imponente di dati, la cui eleborazione ha permesso di prevedere uno scarso interessamento di strutture e manufatti nel caso di installazione di un riscaldamento ad irraggiamento. Evitando l’irraggiamento diretto da breve distanza, si prevede un esiguo accumulo di calore per prossimità agli apparecchi caldi e che questo accumulo avvenga lentamente, evitando stress termici.

La valutazione dell’impatto di un riscaldamento ad infrarossi su un’aula liturgica dove siano presenti manufatti antichi, e quindi particolarmente sensibili alle variazioni climatiche, può quasi sempre essere fatta in anticipo utilizzando uno o più apparecchi nella loro collocazione definitiva e valutando sia gli effetti dell’irraggiamento diretto che quelli della prossimità delle apparecchiature calde, che comunque sull’involucro esterno non raggiungono temperature particolarmente elevate.

Qualora si evidenzino rischi di irraggiamento diretto da breve distanza, si predisporranno apposite alette e mascherature degli apparecchi per limitare il cono di emissione alle sole aree dove ci sono le persone.

By | 2017-05-18T09:45:11+00:00 luglio 20th, 2013|Irraggiamento, Riscaldamento|0 Comments