Muffa e domotica: come mitigare il problema tramite Home Assistant

7 minuti di lettura
SCOPI DEL PROGETTO:
  • Utilizzare la propria domotica personale per mitigare l’eventuale formazione di pericolose muffe in ambienti domestici
  • Livello di difficoltà: molto basso
  • Costo: variabile in base a sensori usati
CONCETTI AFFRONTATI:
  • Configurazione software
COMPONENTI SOFTWARE UTILIZZATE:
DISPOSITIVI FISICI UTILIZZATI:
PROGETTO MAGGIORMENTE INDICATO PER:

Tutti gli ambienti

Note e disclaimer
  • qualsiasi modifica all'impianto elettrico dev'essere progettata ed effettuata da personale qualificato;
  • qualsiasi modifica attuata in proprio è a propria responsabilità personale nonché a proprio rischio e pericolo (i contenuti della presenta pagina hanno puro scopo didattico);
  • qualsiasi modifica attuata in proprio a un dispositivo ne fa decadere garanzia, omologazioni e certificazioni di qualità.
Revisione progetto: 1.1

Abstract

Come abbiamo avuto modo di illustrare in un FOCUS dedicato al tema, quello dell’umidità negli ambienti domestici – specialmente nella stagione invernale – è un problema particolarmente serio per molti, specialmente per chi vive in luoghi naturalmente e particolarmente umidi. Il grado di umidità, infatti, è un parametro che va a braccetto con quello della temperatura: se è noto che una temperatura domestica ideale, d’inverno, si aggira intorno ai 20℃, l’umidità ideale a quella temperatura – al fine di garantire un buon comfort ed evitare la formazione di muffe – è mediamente tra il 50 e il 70%.

Quando si parla di umidità lo si fa sempre in termini di percentuale umidità relativa. Ma relativa a cosa?

L’aria è una miscela di gas (azoto, elio, anidride carbonica, ossigeno e altri) in grado di accogliere anche vapore acqueo, ovvero acqua allo stato gassoso. A una temperatura specifica, l’aria ha la capacità di “accogliere” in sé una specifica quantità di vapore acqueo: quando tale quantità viene raggiunta, l’aria è considerata satura e la sua umidità relativa è del 100%. Immaginiamo l’aria come una spugna: tanto più calda è l’aria, tanto più grande è questa metaforica spugna. Ma cosa succede se raffreddo l’aria? La spugna si rimpicciolisce e, con essa, la sua capacità di contenere acqua. Va da sé che dell’aria umida, diciamo, all’80%, se raffreddata, può facilmente arrivare a una saturazione del 100%, perché, come spiegato, raffreddandosi la spugna che essa rappresenta si rimpicciolisce. Quando si supera il 100% di saturazione, l’acqua si deposita sulle superfici.

Umidità finestra

Capito ora perché – specialmente d’inverno – la mattina presto troviamo le auto in strada ricoperte di rugiada? L’aria, raffreddandosi molto durante la notte, subisce il “rimpicciolimento” della spugna metaforica che rappresenta, la quale raggiunge la saturazione, depositando l’acqua in eccesso sulle superfici.

Stesso dicasi per una bottiglia fredda estratta dal frigo, in estate: sulla base di quanto spiegato sopra l’aria calda estiva può contenere moltissima umidità che, a contatto con la bottiglia molto più fredda si raffredda improvvisamente raggiungendo facilmente la saturazione, innescando il meccanismo di deposito dell’acqua in eccesso sulla superficie della bottiglia. Per lo stesso fenomeno i vetri delle finestre del bagno si ricoprono di umidità quando facciamo una doccia calda d’inverno. E così via.

Capito questo meccanismo, si è già a metà dell’opera.

Ora, una domanda: come aumenta il livello di umidità relativa dell’aria? Semplice: o abbassandone la temperatura o aggiungendo vapore acqueo, o entrambe le cose. In casa, specialmente d’inverno quando l’aria di certo è più fredda che d’estate (e quindi già di per sé tendenzialmente più umida), aumentare drammaticamente l’umidità relativa è semplice: è sufficiente stendere i panni dentro le stanze, cucinare senza usare le cappe di aspirazione (le pentole in ebollizione producono grandi quantità di vapore acqueo), effettuare docce calde eccetera.

PERCHÈ SI FORMA LA MUFFA

Va da sé che possa capitare spesso che (specialmente d’inverno) l’aria in casa sia particolarmente umida: la presenza di muri freddi (specialmente  quelli rivolti a nord, che ricevono bassa irradiazione solare – per non dire nulla, in certi casi) fa sì che l’aria umida circostante si raffreddi ulteriormente e raggiunga la saturazione, inumidendoli in modo importante (data la loro porosità). Le muffe sono microorganismi – spesso dannosi per la salute – che proliferano in ambienti umidi. Ecco perché si forma la muffa: i punti più freddi (e spesso meno arieggiati, come i muri dietro gli armadi) della casa, in presenza di aria umida, tendono a bagnarsi e rimanere tali a lungo per il meccanismo spiegato, con conseguente proliferazione delle odiate e pericolose muffe. Comunque, per assurdo anche ambienti eccessivamente secchi possono dar luogo alla proliferazione di muffe.

Qual è la soluzione? Tenere sotto controllo l’umidità relativa in casa.
La domotica, una volta ancora, ci può venir d’aiuto.

Approccio

Uno dei metodi più banali per ridurre l’umidità è certamente quello di alzare la temperatura: per le leggi termodinamiche precedentemente illustrate, l’innalzamento “amplia la spugna”, abbattendo la percentuale di umidità relativa. Chi si è dotato di termostati domotici (per la produzione autonoma di calore) e/o di teste termostatiche domotiche (vedi il nostro SPECIALE INVERNO) può facilmente scegliere di aumentare la temperatura in tutta la casa o in settori specifici, ma certamente si tratta di una soluzione costosa in termini di consumi.

Un’alternativa sempre valida è certamente quella di arieggiare i locali, sopratutto quando l’umidità esterna è relativamente bassa; nei casi più estremi, coloro che posseggano un deumidificatore (magari un condizionatore dotato di questa funzione – cioè praticamente tutti) possono utilizzarlo per ridurre drasticamente l’umidità.

Umidità - arieggiamento
gli effetti di pochi minuti di arieggiamento dell’ambiente.

Il motivo in cui spesso eccediamo in termini di umidità relativa è perché, molto semplicemente, non ne conosciamo l’entità, così come spesso neppure conosciamo la temperatura degli ambienti. Dotarsi di sensori è certamente la prima cosa da fare: a prescindere dalla domotica, anche la sola adozione di termometri multistanza può aiutare a conoscere lo stato istantaneo degli ambienti; in questo progetto, però, assumeremo di esserci dotati di sensori di umidità e temperatura integrati al nostro HUB personale Home Assistant, al fine di:

  • consultare le metriche;
  • innescare delle notifiche a fronte di determinate, specifiche condizioni;
  • attivare automaticamente un deumidificatore in modo automatico al raggiungimento di soglie eccessivamente alte.

Si parte

Sensori

Dicevamo, i sensori: gli elementi fondamentali per conoscere lo stato ambientale di casa propria. Integrare sensori domotici alla propria domotica personale basata su Home Assistant è piuttosto semplice e le possibilità, in termini di sensori, ampissima. Tra le tante soluzioni, ci sentiamo di caldeggiare l’adozione del semplicissimo, economico ma assolutamente funzionale sensoriambientali Xiaomi/LUMI, abbinato, per l’integrazione, a un BRIDGE/Gateway a scelta tra Conbee (o Raspbee) e CC2531. Ovviamente, qualsiasi sensore integrabile a Home Assistant è comunque valido, purché fornisca la lettura di temperatura e umidità relativa.

Il consiglio, va da sé, è quello di installare un sensore possibilmente in ogni stanza, o quantomeno nelle stanze da letto, dove si dorme, e comunque sempre negli ambienti più a rischio muffa (perché magari esposti a nord, o comunque perché tendenzialmente umidi).

Per il presente progetto assumeremo l’avvenuta integrazione di due sensori ambientali (uno in camera e uno in bagno) tale da generare le seguenti entità:

  • sensor.temperatura_bagno
  • sensor.temperatura_camera
  • sensor.umidita_bagno
  • sensor.umidita_camera

Utilizzeremo queste quattro entità per gli scopi del progetto, a seguire.

N.b. In merito ai sensori integrati a Home Assistant, consigliamo la lettura della guida relativa alla calibrazione degli stessi.

Consultazione

Il frontend Lovelace UI di Home Assistant consente molto facilmente la consultazione dei sensori ad esso integrati. Una rapida aggiunta delle entità di proprio interesse permette la consultazione dell’andamento storico:

È anche possibile definire dei pannelli elementari per la lettura “al volo”:

Home Assistanat - Sensori

Indicatore rischio muffa

Home Assistant è dotato di un componente chiamato “Mold Indicator” il quale produce un’entità di tipo sensore che riporta, sulla base di tre parametri (temperatura domestica, umidità e temperatura esterna) quale sia il rischio (approssimativo) di formazione muffe in casa espresso con una percentuale (100% indica possibilità certa di crescita di muffe).

Home Assistant - Mold Indicator

La configurazione è semplice:

sensor:
  - platform: mold_indicator
    indoor_temp_sensor: sensor.temperatura_camera
    indoor_humidity_sensor: sensor.umidita_camera
    outdoor_temp_sensor: sensor.temperatura_esterna
    calibration_factor: 2.0

Ovviamente i sensori utilizzati nella configurazione del sensore (che così configurato si chiamerà “sensor.mold_indicator“) saranno quelli che abbiamo disposizione in base alle integrazioni realizzate; la temperatura esterna potrà essere collezionata tramite un sensore meteo (per esempio censito tramite il servizio Dark Sky).

N.b. Si consiglia caldamente di effettuare una corretta calibrazione del sensore.

Notifiche

Come noto, il componente “Notification” di Home Assistant è particolarmente utile per avvisare l’utente rispetto a qualsiasi condizione cablata nelle automazioni dell’HUB.

In questo frangente assumeremo di avere a disposizione i servizi notify.marco e notify.alexa_media, rispettivamente:

Quel che faremo è scrivere un’automazione che, a fronte del superamento di una determinata soglia di umidità relativa in una delle stanze, provveda ad inviare una notifica allo smartphone e far pronunciare allo smartphone un messaggio di allerta.

La configurazione potrebbe essere la seguente:

automation:
  alias: "Notifica umidità"
  initial_state: 'on'
  trigger:
    - platform: numeric_state
      entity_id: sensor.umidita_camera
      above: 75
      for:
        minutes: 10
    - platform: numeric_state
      entity_id: sensor.umidita_bagno
      above: 75
      for:
        minutes: 10
  condition: []
  action:
    - service: notify.alexa_media
      data_template:
        target: media_player.alexa
        data:
          type: announce
          method: spoken
        message: In {{ trigger.to_state.attributes.friendly_name }} c'è troppa umidità."
    - service: notify.marco
      data_template:
        data:
          push:
            badge: 1
        title: Domotica
        message: Rilevata umidità elevata in {{ trigger.to_state.attributes.friendly_name }}

In pratica, il trigger dell’automazione è dato dal superamento del 75% di umidità relativa in camera o in bagno per più di 10 minuti; nel blocco action, vengono eseguite le notifiche.

Audo-deumidificazione

condizionatore generico

A questo punto non resta che definire un automatismo che, superata un’ulteriore soglia critica (non solo per la possibile formazione di muffe, ma anche per tutelare la salute degli inquilini) attivi un deumidificatore.

N.b. Questo progetto dà per assunta sia la presenza di un’unità di deumidificazione sia la sua avvenuta integrazione su Home Assistant. Tale integrazione può avvenire utilizzando componenti specifici, laddove l’unità (clima, o deumidificatore che sia) sia nativamente domotica (eg. alcuni modelli Daikin) o che sia controllabile tramite telecomando infrarosso, utilizzando la semplice tecnica che utilizza un semplice attuatore a infrarossi come il Broadlink come tramite per l’integrazione.

In questo secondo caso vanno bene sia climatizzatori tradizionali sia unità di deumidificazione propriamente concepite per lo scopo.

Assumeremo, per questo progetto, la presenza di un’entità di tipo “Climate” chiamata climate.deumidificatore la quale rappresenti un climatizzatore integrato a Home Assistant dotato di funzione “Dry”, per l’appunto “deumidificazione”.

Una possibile automazione potrebbe essere la seguente:

automation:
- alias: "Attivazione automatica deumidificatore
  initial_state: 'on'
  trigger:
    - platform: numeric_state
      entity_id: sensor.umidita_camera
      above: 90
      for:
        minutes: 5
    - platform: numeric_state
      entity_id: sensor.umidita_bagno
      above: 90
      for:
        minutes: 5
  condition: []
  action:
    - service: climate.set_hvac_mode
      data:
        entity_id: climate.deumidificatore
        operation_mode: 'Dry'
    - service: climate.set_fan_mode
      data_template:
        entity_id: climate.mitsubishi
        fan_mode: 'high'
    - service: notify.marco
      data:
        data:
          push:
            badge: 1
        title: Domotica
        message: "Rilevata umidità eccessiva. Attivato deumidificatore."
    - delay:
        minutes: 60
    - service: climate.set_hvac_mode
      data:
        entity_id: climate.deumidificatore
        operation_mode: "Off"
    - service: notify.marco
      data:
        data:
          push:
            badge: 1
        title: Domotica
        message: "Deumidificatore spento."

Si tratta ovviamente solo di una possibile soluzione; in questo caso, il superamento del valore (elevatissimo) del 90% di umidità relativa in una delle stanze innesca l’accensione (per un’ora)  del deumidificatore alla massima potenza, notificando all’utente sia l’avvenuta accensione che l’avvenuto spegnimento.

Conclusioni

Possiamo garantire che l’adozione di questo semplice progetto porta reale beneficio alla qualità degli ambienti in cui si vive; rimane comunque una traccia la quale va adeguata, personalmente, alle proprie esigenze.

Come sempre, il limite è la fantasia ma, in questo caso, lo è anche la condizione specifica del proprio ambiente domestico.


Frigorifero tradizionale sotto controllo tramite la domotica Home Assistant


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