umidita

Introduzione

Uno dei principali imputati del degrado delle murature portanti, in modo particolare delle murature in tufo, pietrame, misto, etc., è l'effetto devastante dell'umidità proveniente dalla risalita capillare.

Iniziamo il nostro percorso conoscitivo attraverso la caratterizzazione dell' elemento principale:

Perchè l'acqua si diffonde nella muratura e che cosa è la capillarità ?

L'ingresso e la diffusione dell'umidità nelle murature sono dovuti esclusivamente a quel bizzarro fenomeno fisico che è la capillarità, fenomeno che si potrebbe considerare una trasgressione alla legge madre della gravità.

Infatti mentre questa legge costringe allo stesso livello il liquido di due vasi comunicanti, qualche volta uno dei due trasgredisce: questo accade quando il vaso è un capillare, cioè ha un diametro minimo, come quello di un capello.

Qui il liquido non si mantiene al livello dovuto, ma sale più in alto, tanto più in alto, quanto più è sottile il capillare.

E' stato sperimentato e calcolato che in un capillare del diametro di 1mm, l'acqua sale di 31 cm; di 155 cm se il diametro si riduce ad un quinto, e così via.

Un esempio trovato in natura; i fusti delle piante, che funzionano come fasci di tubi capillari rispetto alla linfa.

Un esempio pratico

La forza di capillarità aumenta poco col diminuire della temperatura, nelle pareti fredde esposte a nord e soprattutto a causa della diminuita evaporazione per mancanza di calore; ed invece aumenta molto con il crescere della concentrazione salina.

I coefficienti di aumento della capillarità

La bassa temperatura e la concentrazione della soluzione salina, aiutano a spiegare la diversa potenza della conquista capillare in murature costruite allo stesso modo, con gli stessi materiali, ma diversamente ubicate rispetto al terreno ed al sole.

Dove per esempio l'acqua ha modo di caricarsi di sostanze solubili sale molto, mentre dove si mantiene pura sale meno.

In un muro di mattoni saturo d'acqua il peso di questa dà la misura della forza della capillarità che la trattiene; nelle murature di molti edifici vecchi si riscontra un contenuto d'acqua che giunge e spesso supera, in volume, il 30%: questo dato è normale e vuol dire che ogni metro cubo di muratura trattiene sollevati, in opposizione alla gravità, 300 Kg di acqua.

Individuato il concetto di risalita capillare, verifichiamo i fenomeni più caratteristici che la stessa evidenzia:

• distruzione degli intonaci e della malta di connessione, a causa della formazione di solfati e successiva asportazione per efflorescenza;
• distacchi e sminuzzamento superficiale per pressione di sali che cristallizzano, in alcune pietre;
• sostituzione chimica di un componente di buona resistenza con altro incoerente o debole;
• trasporto dei sali dall'interno all'esterno e formazione di concrezioni ed efflorescenze;
• frantumazione conseguente al gelo.
   

Queste sono le principali cause dovute all'umidità per risalita capillare, noi abbiamo voluto nella sostanza classificare due principali tipi di umidità, differenziandoli:

Umidità temporanea

L'umidità di tipo temporanea è caratterizzata dai soli eventi atmosferici, la pioggia imbibisce il terreno, il quale restando al contatto con il manufatto di fondazione o sottofondazione, causa "periodicamente " efflorescenze e relativo degrado, fino ad una altezza di circa 150 cm.

Umidità permanente

L'umidità di tipo permanente è caratterizzata dalla presenza costante di acqua stagnante in fondazione, dovuta a presenze di falde freatiche o ad intercettazioni di acqua in genere, che restano in modo permanente al contatto con il manufatto di fondazione o sottofondazione, causa una " costante risalita" capillare ed un evidente degrado oltre i 150 cm di altezza fuori terra.

L'importanza dei sali nel degrado e loro classificazione 

Negli intonaci porosi dei vecchi muri umidi la zona alta, di separazione fra umido e asciutto, è spesso nettamente segnata dalla erosione della malta dovuta allo sminuzzamento superficiale, per pressione dei sali che cristallizzano dentro i canalicoli capillari quando si alternano periodi di prosciugamento, che concentrano le soluzioni, con periodi di imbibizione che ridisciolgono i sali.

La zona di separazione è altre volte ornata da abbondanti cordoni di efflorescenze ad andamento continuo; invece, nei muri di mattone a cortina, le efflorescenze sono spesso continue e vengono esibite da singoli mattoni mentre gli altri che li circondano ne appaiono immuni.

La causa agente è sempre l'umidità che fa da veicolo ai sali solubili.

Le bianche barbe fiorite, ad andamento continuo, sono infatti dovute ad una banda di sali migrati i quali si presentano quasi sempre tutti insieme alla stazione d'arrivo dell'umidità, ovvero dove questa si arresta.

Il componente principale è il solfato di magnesio, sale, che ha la massima attitudine migratoria, ma vi sono presenti anche i solfati di calcio e di sodio.

I cloruri di solito sono molto rari, salvo che siano originati dal vento del mare, ed i nitrati (contrariamente alla denominazione comune di queste efflorescenze che vengono tutte attribuite al "salnitro"), non appaiono quasi mai, a meno che al ridosso del muro non vi sia un deposito di rifiuti organici, come accade per i muri delle stalle e per quelli impostati su pozzi neri o fognature.

Chimicamente il vero salnitro è il solo nitrato potassico, non deliquescente, che costituiva un tempo l'elemento base delle polveri da sparo.

I sali solubili possono trovarsi presenti come carica originaria nel mattone, nel pietrame o nella malta, oppure come assortiti dal suolo insieme all'umidità ascendente.

Nel primo caso la loro quantità è limitata, nel secondo caso inesauribile.

Evaporazione spontanea dei materiali soggetti ad umidità

Un muro tipicamente umido per assorbimento dal sottosuolo, e nel quale l'invasione si sia stabilizzata ad una data altezza, ha un suo bilancio idrico, nel quale tanta acqua entra dalla base ed altrettanta esce per evaporazione delle pareti esposte all'aria.

E' utile conoscere i coefficienti pratici di evaporazione superficiale delle diverse strutture murarie, perché consentono di calcolare, per una parete umida mediamente e per condizioni date certe di temperatura e di grado igrometrico dell'aria, quanta sia l'umidità mediamente versata nell'ambiente in ogni unità di tempo.

Sebbene le condizioni siano progressivamente mutevoli si potrebbe anche progettare quanti ricambi occorrono per abbassare l'umidità dell'aria di una stanza fino al grado consentito dalle esigenze igieniche.

Attraverso analisi empiriche confortate da analisi statistiche, utilizzando per le nostre ricerche materiali da costruzione come il mattone leggero, il calcare tenero, il tufo e la malta di calce, in effetti i migliori amici dell'acqua, cioè tutti materiali buoni isolanti del calore; i quali, quando sono inumiditi perdono questa loro buona qualità; abbiamo ottenuto evaporazioni unitarie comprese fra 4 e 10 g/m2.h, nei comuni casi di pareti umide.

L'evaporazione unitaria aumenta da 3 a 5 volte sotto l'azione di un debole vento, ed aumenta da 2 a 3 volte sotto l'azione del sole; anche in queste condizioni di vento e di insolazione, le evaporazioni unitarie dei vari materiali saturi aumentano tutte insieme quasi parallelamente.

Ci sembra doveroso sottolineare un dato risultante dal confronto tra il comportamento del mattone con quello della malta, si vede che quest'ultima "beve" molto più lentamente, ma in definitiva ingoia altrettanta acqua e anche più del mattone.

La malta ha maggiore inerzia del mattone, tanto nel caricarsi che nel liberarsi dell'acqua capillare; perciò nella pratica della deumidificazione attraverso il risana-mento dei muri umidi, fatti di mattone, è ottima pratica accelerativa l'asportazione del vecchio intonaco.

Per analogia con il comportamento dei campioni, la quantità di acqua che un muro umido può assorbire dal terreno sarà variabile entro limiti estesi e dipenderà a parità di altre condizioni della evaporazione superficiale.

Più il muro è costretto ad evaporare nella parte aerea e più assorbirà dalle fondazioni; e se queste attingono da una falda freatica difficilmente la ventilazione potrà raggiungere un effetto prosciugante anche se molto accelerata; trattasi di (umidità permanente).

Viceversa, quando un muro si inumidisce perché attinge acqua da pioggia a vento o da condensazione, se ne ottiene sempre il completo prosciugamento con la ventilazione; trattasi di (umidità temporanea).

Diagnosi dei materiali soggetti ad umidità

Prima di individuare i cicli adottati dalla nostra esperienza, è doveroso soffermarsi con quelli che sono tecnologicamente i metodi di individuazione e di misurazione dell'umidità presente nelle murature, poiché la fase di sopralluogo esperto basta per individuare le prime ipotesi, ma la diagnosi è certamente il metodo più corretto e professionale che bisognerà adottare.

Nel campo dell'edilizia e del restauro, la tecnica videotermografica ad infrarossi è da tempo impiegata con notevole successo per svariate applicazioni. In riferimento alla valutazione dello stato di conservazione dei rivestimenti murari, tale metodologia permette di ottenere risultati eccellenti con considerevole risparmio di tempo e di costi.

Infatti per tale tecnica non risulta necessaria alcun montaggio preventivo di impalcature in quanto i rilievi vengono effettuati a distanza per mezzo di una "Termocamera sensibile ai raggi infrarossi ".

Tale sistema permette di rilevare a distanza la temperatura superficiale del rivestimento murario.

Le superfici soggette a distacco o scarsa adesione, grazie al riscaldamento solare o attraverso ventilazione forzata di aria calda, non avendo possibilità di trasmettere il calore all'interno della muratura, si surriscaldano (differenza di temperatura dell'ordine di 2°-3°C).

Tale incremento termico è rilevato ed evidenziato dalla termocamera, che attraverso un particolare sistema di elaborazione d'immagini, trasforma in una mappa termica a colori.

In tal modo con una scansione di tutte le superfici è possibile monitorare lo stato di conservazione complessivo dell'immobile.

Tutto ciò in poche ore, senza ponteggi, con documentazione termografica e fotografica in abbinamento al referto, e con videoregistrazione VHS dell' intero intervento.

Tale attività risulta molto utile:

• Prima dell'inizio delle attività di recupero, per conoscere lo stato di conservazione ed in termini percentuali le superfici danneggiate.
• Dopo le attività di recupero per dare dimostrazione dell'avvenuto ripristino delle aree non conformi, e quindi, per vendere un prodotto "Certificato" da prove specifiche.
   

Le attività di monitoraggio sono estremamente rapide (circa 700-1000 m2/h) e possono essere effettuate in ogni periodo dell'anno (anche in assenza di soleggiamento consistente).

Inoltre tali ispezioni non necessitano di nessuna prescrizione per chi vive all'interno dell'immobile.

La Certificazione delle prove effettuate è firmata da un Tecnico 3° Livello CiC PnD per il metodo Termografico .

Il Terzo livello rappresenta la figura più accreditata per la progettazione ed esecuzione delle Prove non distruttive.

Tale riconoscimento è descritto dalla Norma Europea EN 473 " Qualificazione e Certificazione del Personale addetto alle Prove non Distruttive " .

Monitoraggio videotermografico per la presenza di umidità e di infiltrazioni di acqua piovana

La Tecnica Videotermografica a raggi infrarossi permette inoltre di verificare la presenza di umidità all'interno di murature.

Ciò è possibile grazie alla differenza termica che viene generata tra condizioni di muratura asciutta e con presenza di umidità .

Benché, spesso, tale variazione termica sia dell'ordine di qualche grado, è possibile ottenere una marcata evidenza delle aree soggette a tali fenomeni.

In tal caso, le superfici soggette ad umidità si presentano ad un livello termico inferiore rispetto a quelle asciutte.

Da tali analisi si ottiene una mappatura termica con valutazione qualitativa e quantitativa delle aree da ripristinare.

Inoltre, in casi di infiltrazioni di acqua piovana, o acque sanitarie interne alle murature, è possibile rilevare il punto di ingresso di tale fenomeno.