La storia dell’elettrosmosi a radiofrequenza

L’elettrosmosi è un fenomeno elettrocinetico osservato per la prima volta da F.F.Reuss e consiste nel trasporto di in un flusso di liquido attraverso i capillari di un diaframma poroso non conduttore che ha luogo quando si applica una differenza di potenziale a due elettrodi metallici immersi nelle due parti di liquido separate dal diaframma stesso.

Il flusso elettrico è in grado di innalzare il livello di liquido da una parte del diaframma e di deprimerlo dall’altra; si arresta quando la differenza di livello così creata raggiunge un valore tale da dar luogo a un flusso di liquido uguale e contrario al flusso elettrosmotico.

L’elettrosmosi avviene a causa della formazione di un doppio strato elettrico al contatto fra liquido e solido cui è associato un potenziale. La soluzione costituente il doppio strato non è elettricamente neutra in quanto, a causa dell’attrazione elettrostatica, contiene preferenzialmente ioni di segno opposto alla carica superficiale del solido, pertanto l’applicazione di un campo elettrico mette in movimento quella porzione del doppio strato che non è rigidamente vincolata al solido, determinando così il flusso di liquido che è caratteristico appunto dell’elettrosmosi.
Il senso del flusso elettrosmotico dipende dal segno della carica superficiale del solido: se questo è caricato negativamente, i controioni del doppio strato sono positivi e il liquido si sposta verso l’elettrodo negativo.
Il fenomeno è sfruttato praticamente per il drenaggio e prosciugamento di terreni imbevuti d’acqua: infiggendo nel terreno da drenare due elettrodi, tra i quali venga mantenuta una differenza di potenziale costante, l’acqua si sposta verso l’elettrodo negativo; se questo è collocato in un pozzo di drenaggio, l’acqua vi affluisce e può essere estratta.

La scoperta
Come abbiamo detto, l’elettrosmosi fu studiata e scoperta dal Prof. F. REUSS già nel lontano 1806 a San Pietroburgo e il suo processo in dettaglio lo descrisse nel 1809; in quel medesimo periodo scoprì e studiò anche l’effetto dell’elettroforesi.
Ci vollero altri 50 anni prima di poter giungere ad un modello teorico che fosse in grado di spiegare quantitativamente l’elettrosmosi (e lo fece G. Quincke nel 1861) e tutto ciò fu possibile anche grazie agli studi di Faraday, Helmoltz e molti altri ricercatori dell’epoca.

Il concetto chiave che aprì le porte a molti successivi studi di carattere elettrochimico fu quello di “doppio strato elettrico” e venne introdotto proprio da Helmoltz.
L’importanza di quel modello è veramente grande se si pensa che tutti i fenomeni elettrocinetici (elettrosmosi e potenziale di flusso, elettroforesi e potenziale di sedimentazione) vengono ancora oggi spiegati utilizzando quello stesso modello come base di partenza.

Solo recentemente (ma ormai son circa 60 anni) l’elettrosmosi è stata utilizzata con alterni successi anche per la deumidificazione di opere murarie degradate.
Ai primordi di questa tecnologia, per la deumidificazione muraria si dovevano inserire degli elettrodi sacrificali di varia natura nella parte superiore ed inferiore della muratura. Quando si immetteva una tensione positiva al di sopra ed una tensione negativa al di sotto, l’acqua tendeva a discendere verso il basso rendendo le murature trattate più asciutte.

Il problema principale della elettrosmosi elettrica era però rappresentato dalla breve durata di funzionamento proprio degli elettrodi in quanto il processo di corrosione elettro-chimica dei metalli ne provocava avarìe e consumo anticipato. Non mancavano anche problemi con il flusso elettrico all’interno delle murature, in quanto si poteva operare solo con tensioni a basso voltaggio che andavano da 1 a 12 Volt. Tale limitazione di tensione era dovuta ad un compromesso tra l’efficacia di asciugatura e la durata degli elettrodi. Ai fini dell’efficacia si sarebbero richieste tensioni molto superiori per ottenere una veloce ed efficiente asciugatura muraria, ai fini della durata degli elettrodi però non si poteva superare mediamente il volt per evitare effetti di migrazioni elettrolitiche del metallo.
Per tali problemi difficilmente risolvibili (se non utilizzando elettrodi in metalli nobili, quindi costosissimi) si è assistito ad un progressivo transferimento dell’elettrosmosi dalle tecnologie elettriche a quelle elettroniche, anche il settore della deumidificazione muraria non è stato da meno. Vedi anche quanto riportato da illustri ingegneri in un precedente articolo.

L’innovazione dell’elettrosmosi a radiofrequenza
La tecnologia dell’elettrosmosi ad impulsi in radiofrequenza ad onde lunghe sfrutta invece un principio chimico-fisico naturale secondo il quale l’acqua ionizzata si muove dal polo positivo al polo negativo, pertanto questa acqua  presente nella muratura viene ridiretta verso il polo negativo del terreno.
Con questa nuova tecnologia  non è più necessario alcun elettrodo e viene quindi eliminato il punto debole della precedente tecnologia.

Si tratta di una tecnologia di più moderna introduzione ed è entrata in Italia solo nel 1998, inizialmente fu sviluppata in Svezia dove venne condotta una sperimentazione molto seria ed approfondita.  Il sistema basa il funzionamento sulla considerazione che all’origine della risalita capillare contribuiscono fattori di natura elettromagnetica, anche se la scienza ha capito solo più recentemente che non sempre è così (anzi quasi mai). Infatti la forte influenza dei contenuti salini (soprattutto sulle murature più vecchie ed ammalorate) molto spesso non fa ottenere i risultati teorici sperati.

Il sistema ad elettrosmosi elettronico, per mezzo di una apposita centralina, genera impulsi in radiofrequenza in grado, per la natura fisica dell’impulso, di dissolvere l’attrazione elettrostatica tra le molecole d’acqua e lo strato superficiale dei capillari; fenomeno considerato, ancora fino a pochi anni fa, alla base della risalita.
In pratica, ridotte al minimo le forze capillari, verrebbe annullata anche la forza ascensionale dell’acqua; di conseguenza l’umidità, privata della spinta verso l’alto, ridiscenderebbe nel terreno o evaporerebbe.
Il potenziale elettrico viene generato dalla centralina tramite l’emissione di un segnale a radiofrequenza debole ma costante che permetterebbe una depolarizzazione dell’acqua nei limiti dello specifico raggio di azione.

Il sistema ad elettrosmosi è caratterizzato da un basso consumo energetico e dalla formazione di un campo elettrico (anch’esso piuttosto basso), ma sufficiente per ottenere degli effetti di asciugatura in un lasso di tempo variabile da molti mesi a vari anni.
L’applicazione di una bassa forza di campo si pensava potesse anche influenzare il fenomeno della cristallizzazione dei sali, impedendo che il processo avvenisse in superficie ed in corrispondenza dell’intonaco o della pellicola pittorica, ma si è capito solo recentemente che tale effetto è solo temporaneo e non durevole, anzi, interrompendo il flusso a radiofrequenza, il problema si ripresenta più forte e prorompente di prima.

Nei fati e dalle esperienze di istallatori esperti si è rilevato che tali apparecchiature danno i migliori risultati laddove viene eseguita una massiccia opera di ristrutturazione rimuovendo e ricostruendo gli intonaci ammalorati e trattando, ove possibile, con prodotti antisale.

Il mercato
Oggi, nonostante la bolgia di fornitori e produttori di apparecchi ad elettrosmosi che promettono risultati strabilianti, innovazioni e prestazioni superiori alla media, il processo elettrofisico a radiofrequenza dell’elettrosmosi funziona sempre allo stesso modo di quando è stato inventato dagli svedesi.

Si tratta ancora di un campo elettromagnetico continuo o impulsivo a basse frequenze e di bassa potenza di emissione variamente organizzato ed è ancora un metodo molto consigliato ed impiegato per attenuare problemi di umidità di risalita muraria in ambienti domesti o monumenti storici.

Diffidate però almeno un attimo verso chi dichiara di disporre di tecnologie, processi innovativi o metodi totalmente diversi dagli altri, di fatto sfruttano sempre uno stesso principio fisico già conosciuto e ben testato da fin troppo tempo.

In conseguenza a quanto detto (riscontrati anche scientificamente), di frequente si rilevano scarsi risultati su pareti fortemente ammalorate dovuti principalmente dall’effetto dannoso dei sali inglobati (che fino ad ora non venivano per nulla considerati). Laddove quindi si riscontrano difetti di asciugatura nei tempi previsti, è palese la compresenza di sali, oltretutto spesso viene anche a mancare una seria analisi di tali inquinanti.

Sistemi combinati
Per tornare ai sistemi ad elettrosmosi attivi di cui all’articolo, molti operatori che utilizzano ed istallano tali centraline, si trovano a scontrarsi con la clientela per via dei risultati, dapprima garantiti, ma poi disattesi.

In realtà, in alcuni casi, tali dispositivi possono anche funzionare
– se le murature non sono ancora gravemente inquinate da sali
– se le condizioni climatiche sono mediamente docili
– se l’inquinamento urbano non è eccessivo.

Per ovviare però a problematiche più complesse c’è IgroDry 2301 che riesce a risanare la muratura disattivando l’effetto igroscopico dei sali in modo rapido efficace ed economico, applicandolo direttamente sopra la superficie muraria senza dover rimuovere intonaci o applicare apparecchiature a radiofrequenza.

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