Umidità in Casa

Per la realizzazione di un fabbricato normalmente si utilizzano grandi quantità d’acqua insieme ai materiali che compongono i calcestruzzi, le malte, i basamenti, ecc. Inoltre le precipitazioni atmosferiche assorbite dai materiali da costruzione, portano ad un contenuto idrico per un’abitazione di media grandezza, che varia dai 3.000 ai 5.000 litri d’acqua. E’ opportuno ritardare quanto più possibile la posa in opera di finiture quale la pitturazione, carta da parati, rivestimenti, al fine di ottimizzare l’asciugatura del fabbricato. Utilizzare ventilazioni naturali o forzose, aiuta la nostra abitazione a rientrare ad un contenuto d’acqua minimo, che chiameremo equilibrio idrico.

L’acqua di caduta atmosferica batte sulle facciate dei fabbricati, penetrando nei materiali (intonaci, mattoni, malte di giunto), che per gravità si insedia nelle fessure e nelle cavità.
Questo fenomeno si riscontra principalmente sulle facciate esposte a nord e ad est. Molta cura, ove previste bisogna riservare alle malte tonacanti. La struttura protettiva dell’intonaco, deve essere tale da contenere l’azione dell’acqua, nello stesso tempo deve favorire il rilascio dell’umidità sotto forma di vapore.
Grossa importanza andrebbe riservata all’uso del tipo e della quantità di legante idraulico e chimico, destinata alla ricetta delle malte di finitura murale. Malte composte, con uno squilibrio di forze da legante idraulico, producono sul muro micro fessurazioni chiamate cavillature, la cui origine frutto di tensioni da contrazione volumetrica dei cementi, provoca il cosiddetto “effetto pompa”.

L’acqua grazie a fenomeni, che per ragioni di pura esposizione ridurremo a tre, migra dall’esterno della superficie all’interno della muratura.

Imbibizione

è una caratteristica tipica dei materiali, che possiamo esprimere come l’affinità chimica dell’acqua ad invadere grazie al suo basso angolo di bagno le superfici.

Coesione

le gocce d’acqua scaricano sulla muratura, una buona parte di energia potenziale, che trasformandosi, incrementa il contenuto entalpico (livello d’energia), ciò favorisce una micro evaporazione all’interno del sistema. Per effetto di sostituzione della molecola d’acqua evaporata, un’altra molecola liquida, ne sostituisce il livello di volume, innescando così una catena di migrazione esterna interna alla nostra superficie. Questo fenomeno conosciuto come effetto DIXON è spiegato come “coesione dell’acqua”.

Capillarità

è tipica della muratura, dipende dalla struttura coesiva che lega i conci, mattoni, intonaci etc. Secondo la “legge di Jurin”, l’acqua è assorbita e trattenuta nei capillari della muratura.
Per una strana complicazione fisica, questi fenomeni brevemente descritti, entrano in opposizione alla legge della gravità terrestre, contro bilanciando e trattenendo nel muro grosse quantità di massa liquida sospesa.

L’avvento degli intonaci cementizi pronti all’uso o composti sul posto con forti quantità di cemento, generano una serie di cavillature sulla superficie ed anche se apparentemente integri e coesi alla muratura, sono delle vere e proprie pompe aspiranti, nello stesso tempo, sono barriere alla degasazione del vapore acqueo.
Rischi similari si possono verificare con pareti protette da mattoni, gres, ed altri tamponamenti poco diffusivi.

Il più delle volte è presente a ridosso di terrapieni, o sotto quote rispetto al livello del calpestio esterno. Un tipico caso è rappresentato da scantinati o da murature legate a roccia. L’inserimento di scannafossi o cunicoli areati, sono sufficienti a contrastare l’invasione idrica.

rappresenta uno dei più complessi problemi che una muratura possa avere.
La stessa parola lascia intendere che si tratta d’acqua che prende “l’ascensore” per salire sui muri, e lo fa con un motore, una buca verticale, un lubrificante e diversi livelli d’uscita.
Con l’aiuto della chimica-fisica, proviamo a capire quali fenomeni scientifici, compongono il nostro “ascensore”:

• Motore
• Buca verticale
• Lubrificante
• Livelli di uscita

Motore

Tutti i liquidi sono caratterizzati da un’energia superficiale, ed è pari al lavoro che un liquido impiega per estendere la propria superficie di un cmq, si misura in erg/cmq. La forza necessaria a vincere la resistenza all’estensione della superficie liquida è detta tensione superficiale, rappresenta la compattezza delle molecole superficiali al liquido in esame. Sulla superficie del liquido, si contrastano in un equilibrio circa stabile, una fase gas ed una fase liquida; la tensione superficiale è esattamente definita come la forza necessaria alla chiusura di un ipotetico taglio di un cm, con direzione normale al piano liquido. Sarà capitato un po’ a tutti di osservare su una superficie liquida il galleggiamento di polveri pesanti o taluni insetti che in un primo momento galleggiano per poi sfondare la barriera della forza di tensione superficiale sprofondando, quando in pratica la forza peso, supera la forza della tensione superficiale. La nostra acqua di basamento, ha tanta di quell’energia che ricicla a proprio piacimento.

Buca verticale

Manufatti, rocce, malte, hanno all’interno del proprio sistema formativo, spazi vuoti comunicanti fra loro, dando origine a dei veri e propri canali. Le dimensioni di queste strutture sono all’incirca come un capello, da cui il nome convenzionale “capillare”. L’acqua in questi tubicini, sfoga la sua forza di tensione superficiale, invadendo in altezza con la propria e caratteristica energia il substrato. Da prove di laboratorio, in un tubicino capillare della sezione di un millimetro, l’acqua risale di trentadue mm, mentre la stessa esperienza fatta con un capillare della sezione di due decimi di mm, produce un innalzamento pari a centocinquantaquattro mm.

Jurin, studiando questi esperimenti, arrivò alla conclusione che la risalita di un liquido, è direttamente proporzionale alla tensione superficiale ed inversamente proporzionale al raggio del tubo capillare.

Per paramenti nelle costruzioni di nuovo realizzo è importante che siano preventivamente valutati i rischi di risalita capillare, utilizzando i dovuti accorgimenti al fine di disinnescare i potenziali flussi di risalita ascensionale.

Lubrificante

Tutti i liquidi sono caratterizzati dall’avere una forza interna detta coesione. Rappresenta, la capacità d’attrazione al proprio interno delle molecole. Il liquido nel venire a contatto con altre superfici, si confronta con nuove forze di tensioni superficiale. Se i valori sono vicini, la coesione apparentemente viene meno ed il liquido tenterà di invadere al max la superficie portando un angolo di contatto di sotto ai 90°, mentre se le forze di tensione superficiale si distaccano tra loro, il liquido avrà difficoltà a bagnare la superficie rimanendo coeso su se stesso sotto forma di pallina con un angolo di bagno superiore a 90°.

Livelli d’uscita

Come tutti gli ascensori, per uscire dalla buca verticale, bisogna avere aperture a più livelli. L’acqua assorbita nella muratura, esce dai capillari sotto forma di gas (vapore), avvantaggiando le superfici meno occlusive. I capillari del muro, sono intersecati fra loro sia in forma verticale sia orizzontale, per cui, più superficie diffusiva trovano alla base, tanto meno, saliranno in altezza.

Spesso causata da poca ventilazione o da abbassamento del punto di rugiada conseguenza a cattivo isolamento termico. La presenza di manti bituminosi e di barriere antivapore, genera un lento ma progressivo incremento di umidità nell’ambiente interno. Questa Umidità conosciuta con il nome di condensa o umidità interstiziale, il muro la assorbe raffreddandosi per l’innalzamento del suo equilibrio idrico. Ricordiamo che il punto di rugiada, è la temperatura critica alla quale l’acqua contenuta nell’aria, passa dalla fase gas alla fase liquida. Un semplice accorgimento per contrastare questo fenomeno, sarà quello di curare gli isolamenti termici o aumentare la quantità di calore con più riscaldamento.

Si pratica un taglio orizzontale alla base del muro, nella luce del taglio, si inserisce una barriera in grado di isolare le due murature che vengono a crearsi. Normalmente come barriere si usano fogli in polimero plastico, colate in resine epossidica o poliestere, lamiere d’acciaio o altro metallo. Sicuramente è il metodo che sulla carta presta la più concreta soluzione; purtroppo diversi effetti collaterali ne limitano l’impiego. Il taglio del muro implica anche il taglio degli impianti elettrici, idrici, riscaldamento etc, ma il rischio più serio è l’assestamento delle murature con le relative conseguenze. Uno dei primi impieghi del taglio fisico fu tentato dai Romani, con la tecnica “taglia e cuci” si sostituivano alle fondamenta, parti di muratura con conci di roccia esente da capillarità. Questa tecnica, fu ripresa dagli Istriani durante il periodo della Repubblica Veneziana, inserendo nel taglia e cuci anche dei fogli di piombo e lastre di vetro.

Con l’applicazione di potenziali elettrici di corrente continua, si sfrutta la conducibilità dell’acqua quando questa è satura di sali, per spostare la soluzione invasiva in altro sito. Tutto questo, resta un po’ avvolto dal fascino applicativo, moltissimi brevetti, si sono succeduti nel corso dell’odierno secolo, ma, si tratta di una tecnica, la cui efficienza non dimostra i suoi frutti nel tempo. Sempre sfruttando la conduttività, sono in commercio alcune soluzioni di elettrosmosi passiva. Con l’ausilio di ponti elettrici, si cerca di cortocircuitare la differenza di potenziale esistente tra la base della muratura ed il terreno. Per quanti sforzi sono stati profusi, l’elettrosmosi non ha prodotto risultati, quando i materiali trattati hanno un contenuto d’acqua non eccezionalmente alto.

Cannoni direzionali in grado di sparare microonde, sono in uso nei paesi Scandinavi. Le murature sottoposte a questo trattamento, sono sicuramente soggette ad invasione ripetuta d’acqua, per cui questo risanamento, è da valutare come intervento programmato e ripetitivo.

Consistono in sifoni prismatici microporosi, costruiti in diverse forme, sono montati alla base della muratura. I tubi di Knapen sono costruiti con materiali microporosi, tramite i quali, si aumenta la superficie diffusiva alla base della muratura. Spesso l’alloggio nel muro, porta ad una riduzione della sezione di muratura, creando oltre all’aumento della superficie diffusiva anche una forte perdita di carico al flusso dell’acqua di risalita. Da notare che questi ausiliari, nel giro di poco tempo, tendono a ridurre la potenzialità diffusiva a causa dell’intasamento procurato dai sali che si depositano dopo l’evaporazione dell’acqua. E’ capitato di constatare in diversi siti Salentini, l’inserimento alla base di paramenti, di conci di tufo di Gallipoli, intersecati tipo taglia e cuci nella muratura originale. La pietra usata, conosciuta con il nome di “matergrazia”, tra fine secolo 800 e buona parte dell’inizio 900, le maestranze conoscevano l’alta porificazione, da cui svilupparono i pilacci filtranti per la depurazione dell’acqua piovana per cisterne. Un capomastro, di quei tempi mai si sarebbe sognato di costruire o riparare il muro con conci di tufo così poroso se non, qualche empirico risultato contro la risalita non si riscontrò dopo una riparazione accidentale con l’uso della matergrazia, per poi riprodurre l’intervento in modo meccanico. Oggi con le conoscenze che la fisica e la chimica ci mettono a disposizione, possiamo constatare che effettivamente, tale roccia si presta ottimamente alla rottura dell’invasione capillare nella muratura; anche se caratterizzata da un forte potere imbibente, la gran porificazione, favorisce l’estensione della superficie evaporante, riducendo la sezione di passaggio reale alla risalita. La strozzatura alla superficie capillare crea quel fenomeno che l’ingegneria idraulica individua come perdita di carico, da cui l’acqua evaporata, spesso è superiore all’acqua alimentata dalla base della muratura. Quando la sommatoria dell’acqua di risalita è inferiore alla sommatoria all’acqua evaporata, il paramento murario, si presenta apparentemente asciutto. Il principio cui si rifà Knapen, spesso è utilizzato in maniera più o meno studiato, con l’applicazione di fori di circa tre pollici alla base di edifici monumentali, tale tecnica sfrutta la diffusione dell’acqua attraverso la porificazione del tufo, evaporazione, ed il freno alla risalita con la riduzione della superficie invasiva. Se per cause concomitanti, l’esposizione ai venti, e la quantità d’acqua risalita, è inferiore alla quantità d’acqua evaporata, spesso l’intervento risulta caratteristico alla bonifica della muratura umida.

Tuttavia questo processo nella realtà non si innesca e verifica quasi mai.

Intorno agli anni sessanta, si sviluppano tecniche in grado di intervenire, all’interno della muratura, favorendo la modifica chimico-fisica del sistema capillare. I parametri su cui si opera sono, la trasformazione dei sali solubili in sali insolubili, la sezione capillare, la tensione superficiale. L’analisi chimica, dirà se la presenza della quantità e qualità dei sali dovrà essere trattata con reattivi precipitanti o meno. L’intervento di risanamento con barriera chimica, pone la committenza di fronte a dubbi e perplessità, facilmente intuibile, poiché si ragiona in un campo fuori dal visibile, difficilmente commensurabile con mano in tempi brevi, mancando una cultura sul risanamento e relativi benefici. Troppa alchimia si è succeduta nei secoli per risanare i paramenti, solo lo spirito di bloccare il degrado delle opere monumentali, ha favorito lo studio e lo specifico utilizzo dei nuovi materiali da applicare.

costituito da acidi silicici neutralizzati con sodio o potassio in acqua, sono iniettati nelle murature. Subendo la carbonatazione dell’anidride carbonica, reazione piuttosto lenta, siccome si tratta della diffusione di un gas nella muratura, la trasformazione produce gel di silice e carbonato di sodio o potassio. La silice intasa i capillari ostruendo il passaggio d’acqua. Purtroppo nell’evolversi di pochi mesi, la contrazione volumetrica del gel di silice, favorisce la nascita di capillari a sezione più piccola, conseguenza come la legge di Jurin insegna, la risalita capillare, sarà più forte ed invasiva.

questo sale, iniettato nella muratura, subisce la reazione di carbonatazione dell’anidride carbonica, trasformando il sale, in resina siliconica e carbonato di sodio o potassio. I sali carbonati, purtroppo, esercitano la loro concentrazione nello stesso punto in cui si ha la resina; con il tempo la loro spiccata capacità ad assorbire l’acqua, possono innescare il risucchio per risalita capillare, facendo da ponte, vanificando l’azione della resina siliconica. Murature trattati negli anni 70-80 con questo procedimento, stanno evidenziando una caduta di tenuta, colpa dell’alta concentrazione di sali igroscopici che il prodotto origina dalla sotto-reazione. Oggi, alcuni produttori, continuano a proporlo con i vari nomi di fantasia, associandolo ad interventi garantiti con polizze assicurative di cinque o dieci anni. La stessa I.R.S.I.A., ha commissionato nel 1985, ad un gruppo di lavoro, quali potevano essere le tecniche più concrete per ridurre l’umidità capillare nei muri, nel contesto di uno studio macro economico mirato alla riduzione del combustibile termico. I risultati di questo lavoro, sono stati divulgati con la nota del Centro Scientifique et Technique e la Construction, in cui si evince che i muri invasi da acqua ascensionale possono essere risanati con l’applicazione di questa molecola. Resta discrezione del tecnico valutare il carico salino che si apporta alla muratura e i rischi potenziali che essi generano nel tempo.

sono la combinazione di addotti amminici con resine di provenienza fenolica o bisfenolica che iniettate in pressione nel muro, intasano i capillari ostruendo i passaggi alla risalita dell’acqua. Venendo meno il movimento idrico, cadranno tutte quelle concause portatrici di degrado. Volendo si può asserire che le iniezioni di epossidiche coincide con la tecnica del taglio fisico, anche se il taglio non esiste.

molecole reattive costituite da un poliolo e un isocianato. Sono iniettate contemporaneamente nella muratura dove reagiscono dando origine ad uno strato di gomma con funzione sbarramento.

si presenta sotto forma di gel fluido in acqua, prima dell’iniezione si sblocca la polimerizzazione che formandosi nella muratura, produce una gomma elastica flessibile e duratura. Sicuramente si presta come la soluzione intasante più pregiata e purtroppo la meno utilizzata.

Silani e Oligo-Silossani modificati, sulle scorte dei risultati chimici ottenuti con l’applicazione degli alchil-siliconato di potassio, sono nate applicazioni di sostanze a piccolissimo volume in grado di reagire con l’umidità della stessa muratura formando nel capillare un rivestimento di resina. Questa reazione avviene senza sviluppo di sottoprodotti dannosi al sistema, la reazione secondaria nella formazione della resina è alcool che evaporerà lasciando il supporto senza azione inquinante. La forza di queste molecole, è esercitata contro la tensione di vapore della soluzione salina formatasi nel muro, impartendo alla superficie del capillare una variazione definitiva all’angolo di bagno di conseguenza repulsione all’acqua liquida, bloccando il movimento idrico. La durabilità di questo intervento, venendo meno assesti o variazione strutturali, può considerarsi ultra decennale, è a mio parere presuntuoso e poco tecnico asserire che l’intervento è da considerarsi definitivo, troppe variabili intervengono nel risanare una muratura, sicuramente ci troviamo di fronte ad un altissimo salto qualitativo che la ricerca chimica pone a disposizione per il risanamento delle murature. Con la disponibilità di queste nuove molecole, è compito del formulatore, creare sinergie applicative per contenere l’invasione da acqua ascensionale.