La Taratura delle Camere Climatiche

Taratura delle camere climatiche e i parametri che ne determinano l'affidabilità

Taratura delle camere climatiche e i parametri che ne determinano l’affidabilità

Una camera climatica riproduce condizioni controllate di temperatura e umidità per qualificare prodotti, materiali e processi. L’affidabilità di ogni prova dipende da quanto le condizioni reali presenti nel volume utile si discostano dal valore mostrato dal display.

La taratura risponde proprio a questa domanda: misura lo scostamento tra ciò che la camera indica e ciò che accade davvero al suo interno, con campioni riferibili a livello nazionale e internazionale.

Una camera non tarata può mostrare un set-point corretto mentre nel volume utile esistono gradienti di diversi gradi tra centro e pareti. Una prova giudicata conforme rischia così di basarsi su condizioni mai realmente raggiunte nel punto in cui si trova l’oggetto in prova.

Nei settori regolamentati, dove il dato della prova entra in un dossier di qualifica, uno scostamento non documentato mina la validità del risultato e rischia di emergere proprio in fase di audit.

Che cos’è la taratura di una camera climatica

Tarare una camera climatica significa determinare lo scostamento tra il valore indicato dalla camera e il valore corrispondente misurato nel volume utile con strumenti campione riferibili. È l’operazione che, nel sistema Accredia e secondo la UNI CEI EN ISO/IEC 17025, assicura la riferibilità metrologica del dato.

La taratura può estendersi alla caratterizzazione di altri parametri:

  • distribuzione spaziale di temperatura e umidità;
  • stabilità nel tempo;
  • inerzia termica;
  • tempo di ripristino.

Questi vanno dichiarati esplicitamente nello scopo della taratura.

Due precisazioni utili a evitare confusioni frequenti. La taratura non coincide con la regolazione perché documenta lo stato dello strumento senza correggerlo. Inoltre, non si limita al sensore di bordo della camera, che misura un solo punto, ma descrive il comportamento dell’intero volume utile, lì dove vengono collocati gli oggetti in prova.

Perché tarare una camera climatica

Una camera che deriva senza che nessuno lo rilevi produce dati di prova non riferibili a un valore noto. La taratura ristabilisce questo riferimento e lo rende misurabile: assegna a ogni lettura un’incertezza nota e la collega ai campioni nazionali. Senza questo passaggio, due prove eseguite sulla stessa camera in momenti diversi, o su camere diverse, non sono confrontabili.

Nei settori regolamentati il dato della camera non resta interno al laboratorio: alimenta studi di stabilità, qualifiche di processo e dossier che possono essere oggetto di audit. In questo contesto la taratura è ciò che rende il dato difendibile di fronte a un ente terzo. È anche la base su cui si decide se un prodotto è conforme, con le conseguenze economiche e di responsabilità che ne derivano.

La taratura consente di documentare:

  • la riferibilità delle misure ai campioni nazionali;
  • un’incertezza nota per ogni lettura;
  • la comparabilità tra prove eseguite in momenti o su camere diversi;
  • la difendibilità del dato di fronte a un ente terzo.

Taratura, caratterizzazione e mappatura: tre operazioni distinte

I tre termini vengono spesso usati come sinonimi, ma indicano attività diverse:

  • la taratura quantifica lo scostamento tra valore indicato e valore misurato in punti definiti, con la relativa incertezza;
  • la caratterizzazione descrive il comportamento dei parametri della camera, come l’omogeneità spaziale e la stabilità temporale, lungo il campo d’uso;
  • la mappatura termica è il rilievo della distribuzione delle grandezze nel volume tramite una griglia di punti di misura, che evidenzia zone calde, zone fredde e scostamenti vicino a porta e pareti.

Nella pratica del laboratorio le tre operazioni si combinano in un unico intervento, ma tenerle distinte aiuta a leggere correttamente ciò che un rapporto o un certificato dichiara e, soprattutto, ciò che non dichiara.

I parametri metrologici che contano

Quattro grandezze descrivono lo stato reale di una camera climatica. Insieme determinano se le condizioni della prova sono note entro un’incertezza accettabile per l’uso previsto.

Parametro Cosa misura
Omogeneità spaziale differenza tra i punti del volume nello stesso istante
Stabilità temporale oscillazione nel tempo a regime, nello stesso punto
Scostamento sul set-point differenza tra valore indicato e valore misurato dai campioni
Tempo di ripristino tempo per rientrare in tolleranza dopo una perturbazione

Omogeneità spaziale

È la differenza di temperatura o umidità tra i punti del volume in un dato istante. Si esprime come scostamento massimo di un punto perimetrale o d’angolo rispetto al punto di riferimento, di norma il centro, e va determinata per ogni livello di taratura.

Le zone critiche tipiche sono in prossimità della porta e delle pareti. Una scarsa omogeneità significa che i due oggetti in prova collocati in punti diversi sono sottoposti a condizioni diverse.

Stabilità temporale

È l’oscillazione della grandezza nel tempo, a regime raggiunto, nello stesso punto. In molti criteri tecnici di riferimento la valutazione viene effettuata dopo il raggiungimento dello stato stazionario, con una registrazione sufficientemente lunga e un numero di letture adeguato a descrivere la variabilità temporale; nella pratica si adottano spesso acquisizioni di almeno 30 minuti con letture a intervalli regolari.

Una camera può essere omogenea ma instabile, oscillando attorno al set-point: anche questa oscillazione entra nell’incertezza della prova.

Scostamento sul set-point

È la differenza tra il valore impostato e indicato dalla camera e il valore misurato dai campioni di riferimento. È lo scostamento che l’utente percepisce in modo più diretto, perché dice di quanto il display si discosta dalla condizione reale del volume.

Tempo di ripristino e inerzia termica

Il tempo di ripristino è l’intervallo necessario alla camera per tornare in tolleranza dopo una perturbazione, ad esempio l’apertura della porta o un cambio di set-point.

L’inerzia termica descrive la rapidità con cui il sistema reagisce.Sono parametri opzionali nello scopo di taratura, ma rilevanti per chi esegue cicli con transizioni rapide o aperture frequenti.

Come si dispongono i punti di misura

Il numero e la posizione dei punti non devono essere scelti in modo arbitrario: dipendono dal volume utile, dallo scopo della taratura e dai criteri tecnici adottati dal laboratorio.

Volume utile Criterio tecnico comunemente adottato
inferiore a 2000 litri almeno 9 punti di misura, tipicamente 8 vertici e centro del volume utile
pari o superiore a 2000 litri reticolo di punti distribuiti nel volume utile, con passo generalmente non superiore a 1 metro, salvo diversa giustificazione tecnica

Quando la camera è utilizzata su un campo esteso, è buona prassi eseguire la taratura su più livelli di temperatura o umidità del campo d’uso, così da descrivere il comportamento lungo l’intervallo e non solo in un punto.

La taratura a punto singolo è ammessa, ma vincola la validità del risultato a quel solo set-point e va dichiarata come tale. È anche la ragione tecnica per cui le camere di grande volume, non trasportabili in laboratorio, vengono tarate presso la sede del cliente.

L’effetto della radiazione e del carico sull’incertezza

Effetto della radiazione

È il fattore tecnico più spesso trascurato. Quando la temperatura dell’aria supera quella ambiente, le pareti della camera restano più fredde dell’aria. Per scambio termico radiativo, un corpo nel volume, compreso il termometro campione, non raggiunge la temperatura dell’aria.

L’entità dell’effetto dipende da:

  • emissività della superficie del sensore;
  • diametro del sensore (rilevante oltre 4 mm);
  • posizione nel volume;
  • velocità dell’aria;
  • differenza tra temperatura dell’aria e delle pareti.

Sopra i 150 °C può diventare la maggiore componente di incertezza, con scarti di diversi kelvin. Per questo un rapporto serio deve dichiarare se l’effetto di radiazione è stato considerato nel calcolo dell’incertezza.

Effetto del carico

L’incertezza a camera vuota è sempre minore di quella a camera carica. La taratura si esegue di norma a vuoto, ma su richiesta può essere eseguita a carico, riempiendo tipicamente almeno il 40 per cento del volume utile con il carico reale dell’utente o con corpi di prova.

La posizione e la massa del carico alterano la distribuzione di temperatura e umidità: una taratura a vuoto, da sola, non descrive le condizioni d’uso reali. Quando la prima taratura o una modifica importante lo giustificano, è consigliabile caratterizzare la camera sia vuota sia a pieno carico.

Umidità relativa e dipendenza dalla temperatura

In camera vuota con forte circolazione, la disomogeneità dell’umidità relativa si ricava da quella della temperatura.

L’assunzione decade quando:

  • ci sono sorgenti o pozzi di vapore nel volume;
  • il mescolamento dell’aria è insufficiente;
  • ci sono scambi d’aria con l’esterno per tenute imperfette.

In ogni caso l’umidità relativa dipende fortemente dalla temperatura: un piccolo errore sul valore di temperatura si traduce in un errore non trascurabile sull’umidità relativa misurata. Temperatura e umidità, nelle camere climatiche, vanno quindi trattate come grandezze accoppiate, non indipendenti.

Il quadro normativo di riferimento

In Italia il riferimento è il sistema Accredia, che accredita i laboratori di taratura secondo la UNI CEI EN ISO/IEC 17025. È questo quadro a stabilire quando una taratura è accreditata e quale documento ne deriva.

Sul piano dei metodi, le guide tecniche di settore e le norme applicabili alla verifica delle prestazioni delle camere ambientali forniscono criteri per confermare le prestazioni, definire i punti di misura e valutare i contributi all’incertezza.

La serie IEC/EN 60068 resta un riferimento tecnico per le prove ambientali, ma le singole parti devono essere sempre verificate nella loro edizione vigente prima dell’applicazione.

La tabella sintetizza i riferimenti principali.

Norma / guida Ambito
UNI CEI EN ISO/IEC 17025 requisiti generali per competenza, imparzialità e funzionamento dei laboratori di prova e taratura
IEC/EN 60068-3-5 conferma delle prestazioni delle camere di temperatura; la parte IEC 60068-3-5:2018 risulta ritirata dal 31/12/2024, quindi va verificata l’edizione EN/UNI vigente prima dell’uso
IEC/EN 60068-3-6 supporto alla conferma delle prestazioni delle camere di temperatura e umidità, ove applicabile e nell’edizione vigente
IEC/EN 60068-3-7 misure nelle camere con carico, ove applicabile e nell’edizione vigente
IEC 60068-3-11 guida alla valutazione dell’incertezza delle condizioni nelle camere di prova
EURAMET cg-20, v5.0, 09/2017 guida non obbligatoria per armonizzare le prassi di taratura di ambienti a temperatura e/o umidità controllata
DKD-R 5-7, edizione 01/2025 requisiti minimi per la procedura di taratura e per la determinazione dell’incertezza nelle camere climatiche
AFNOR FD X 15-140:2024 riferimento tecnico francese per camere climatiche e ambienti controllati, da utilizzare secondo campo di applicazione ed edizione vigente

La priorità resta al quadro italiano: le guide estere arricchiscono i criteri tecnici, ma non sostituiscono il sistema Accredia.

Sul piano della validità del risultato vale infine una distinzione: quando la taratura rientra nello scopo di accreditamento del laboratorio, l’esito è un certificato di taratura Accredia; quando è eseguita con riferibilità ma fuori dallo scopo accreditato, l’esito è un rapporto di taratura.

Ogni quanto tarare una camera climatica

Non esiste un intervallo fisso valido per tutti. La periodicità va definita su base di rischio, considerando l’intensità d’uso, la criticità delle prove, le indicazioni del costruttore, i requisiti del sistema di gestione e lo storico della deriva dello strumento.

In pratica:

  • annuale come riferimento di partenza;
  • fino a 6 mesi in contesti regolamentati o per prove critiche;
  • intervallo estendibile per usi sporadici e poco critici, con storico stabile e documentato;
  • sempre da ripetere dopo uno spostamento, una riparazione o un comportamento anomalo della camera.

Errori più frequenti

Alcuni errori ricorrenti riducono il valore di una taratura o portano a interpretarne male i risultati.

  • Affidarsi al sensore di bordo della camera come se fosse un riferimento tarato: misura un solo punto e descrive il sistema di controllo, non la condizione reale del volume.
  • Tarare in un solo punto una camera impiegata su più set-point: il risultato resta valido solo per quel valore.
  • Ignorare l’effetto della radiazione alle alte temperature, dove può diventare la principale fonte di incertezza.
  • Tarare solo a vuoto una camera usata a pieno carico, senza valutare l’effetto del carico sulla distribuzione.
  • Avviare l’acquisizione prima della stabilizzazione, confondendo il transitorio con lo stato stazionario.
  • Trattare l’umidità relativa come indipendente dalla temperatura, trascurando l’accoppiamento tra le due grandezze.

Domande frequenti

Come si esegue una taratura di una camera climatica secondo le norme UNI EN 60068?

In termini operativi, la sequenza di una taratura o conferma prestazionale di una camera climatica, coerente con le guide tecniche di settore e con le norme applicabili nella loro edizione vigente, è la seguente:

  1. Si concorda lo scopo: volume utile da tarare, livelli di temperatura e umidità, condizioni di carico, durata e riferimenti tecnici applicati.
  2. Si dispongono i punti di misura secondo il volume utile e lo scopo concordato: per piccoli volumi si adottano comunemente almeno nove punti, mentre per volumi maggiori si utilizza un reticolo distribuito nel volume.
  3. Si selezionano uno o più livelli nel campo d’uso: più livelli sono raccomandati quando la camera viene impiegata su un intervallo esteso.
  4. Si attende la stabilizzazione fino allo stato stazionario, quindi si acquisiscono letture per un tempo e conuna frequenza adeguati alla valutazione della stabilità temporale.
  5. Si confrontano i valori dei campioni riferibili con l’indicazione della camera, calcolando scostamento, omogeneità e stabilità anche tramite l’analisi della deviazione standard.
  6. Si valutano i contributi all’incertezza, compresi effetto di radiazione e carico, e si esprime il risultato con la relativa incertezza estesa.

Il risultato è valido per il volume racchiuso dai punti di misura e per le condizioni documentate: estrapolazioni oltre quel volume non sono ammesse.

Ogni quanto va tarata una camera climatica?

Non esiste un obbligo normativo univoco. La periodicità tipica è annuale, ma l’intervallo va definito in base all’uso, alla criticità delle prove e ai requisiti del sistema qualità.

Per camere in contesti regolamentati può scendere a sei mesi; per usi non critici con storico stabile può estendersi, sempre documentando la scelta.

Qual è la differenza tra taratura, caratterizzazione e mappatura di una camera climatica?

La taratura confronta i valori indicati dalla camera con quelli di sensori campione riferibili e produce un’incertezza di misura associata.

La caratterizzazione rileva uniformità spaziale, stabilità temporale e gradiente.

La mappatura descrive la distribuzione di temperatura e umidità in tutto il volume utile, con e senza carico, ed è richiesta tipicamente in ambito regolamentato come parte della qualifica.

Qual è la differenza tra taratura accreditata Accredia e rapporto di taratura?

Una taratura accreditata Accredia è eseguita da un laboratorio conforme a UNI CEI EN ISO/IEC 17025 e produce un certificato di taratura con riferibilità documentata, riconosciuto a livello internazionale tramite gli accordi EA-MLA e ILAC-MRA.

Una taratura non accreditata produce un rapporto di taratura: ha valore tecnico, ma non sempre la stessa difendibilità in un audit di sistema qualità o in contesti regolamentati.

Si può tarare una camera climatica nella sede del cliente?

Sì. Quando la camera è di grande volume o integrata in un impianto e non può essere trasportata in laboratorio, la taratura si esegue in loco, con strumentazione portatile riferibile.

Se l’attività rientra nello scopo di accreditamento, il laboratorio può rilasciare un certificato di taratura Accredia con pari validità metrologica rispetto a una taratura eseguita in laboratorio, con il vantaggio di operare nelle reali condizioni di installazione e di ridurre il fermo macchina.

Quanti sensori servono per tarare una camera climatica?

Il numero dipende dal volume utile e dallo scopo della taratura. Per volumi inferiori a 2000 litri siadottano comunemente almeno nove sensori o punti di misura di temperatura, posti agli otto vertici e al centro del volume utile, in coerenza con criteri tecnici come quelli riportati nelle guide di settore.

Per volumi maggiori i punti formano un reticolo cubico con passo massimo di un metro e il loro numero aumenta con le dimensioni della camera.

Per l’umidità si impiega almeno un sensore di precisione nel volume.

Cosa controllare in un certificato di taratura di una camera climatica?

Vanno verificati:

  • l’identificazione univoca della camera (costruttore, modello, matricola);
  • il nome e il numero di accreditamento Accredia del laboratorio;
  • la riferibilità dei campioni utilizzati;
  • le condizioni di prova (a vuoto o con carico, punti di set-point, posizione dei sensori);
  • i valori misurati per ciascun parametro;
  • l’incertezza di misura estesa (k=2);
  • la data di taratura.

La presenza del marchio Accredia distingue un certificato di taratura Accredia da un rapporto di taratura.

Che differenza c’è tra la taratura e la qualifica IQ/OQ/PQ di una camera climatica?

La taratura è un’operazione metrologica che determina lo scostamento tra valore indicato e valore misurato, con la relativa incertezza. La qualifica IQ/OQ/PQ è un processo documentato, richiesto nei settori regolamentati, che verifica l’installazione corretta (IQ), il funzionamento entro le specifiche (OQ) e le prestazioni in condizioni d’uso reali con il carico (PQ).

La taratura e la mappatura del volume alimentano le fasi OQ e PQ, ma non le sostituiscono: una qualifica priva di tarature riferibili non ha fondamento metrologico.

Tarature accreditate Accredia presso la tua sede

Siamo un laboratorio accreditato per tarature di strumenti di misura in conformità alla norma UNI CEI EN ISO/IEC 17025.

Eseguiamo tarature di camere climatiche direttamente presso il cliente, con rilascio di certificato di taratura Accredia o di rapporto di taratura.

Campi accreditati per ambienti climatici e termostatici:

  • temperatura: da -80 a 250 °C;
  • umidità relativa: da 5 a 95 % UR, isoterma da 5 a 70 °C.

Strumenti certificabili: camere climatiche, camere termostatiche, locali climatizzati e termostatici, frigoriferi e congelatori, incubatori, muffole, forni industriali.

Per i campi di misura e le incertezze di dettaglio si può consultare la pagina del servizio tarature ambienti climatici e termostatici.

Per maggiori informazioni o un sopralluogo potete contattarci tramite la pagina contatti.