Umidità negli edifici: le diverse origini del problema

L’umidità negli edifici, nei muri e nelle pavimentazioni, che rende malsani gli ambienti chiusi delle parti più basse (solitamente piani terreni, seminterrati e interrati) e ne deturpa le pareti, ha essenzialmente due origini principali:

– umidità da risalita capillare dell’acqua proveniente dal terreno
– umidità da condensazione del vapor d’acqua presente nell’aria

Questi due fenomeni sono spesso legati da fattori comuni ed apportano problematiche simili in riguardo all’umidità negli edifici, tuttavia, in prima approssimazione, conviene presentarli separatamente illustrandone dapprima la natura e successivamente ciò che lega i due fenomeni.

Natura dei fenomeni di risalita umida nei materiali porosi
L’acqua presente allo stato liquido nel terreno viene assorbita (alla base e sui fianchi della muratura) e risale per imbibizione capillare nei pori della massa muraria saturandola per tutto il suo spessore sino ad un determinata altezza, apportando umidità negli edifici.

Il fenomeno è dovuto principalmente al carattere idrofilo e polare dei materiali porosi di cui è costituito il materiale edile (laterizi, pietra, mattoni, blocchi, malte, legno).
Tale carattere è determinato dalla diffusa presenza, nei pori, di terminazioni polari costituite da atomi di ossigeno (-O-) e da gruppi ossidrili (-O -H) portatori di carica elettrica. Queste cariche, pur di modestissima entità rispetto alle cariche dei legami intramolecolari di valenza e covalenza, attraggono le molecole d’acqua (che è il liquido polare per eccellenza).
Ciascuna molecola d’acqua infatti, costituisce un dipolo avente una carica negativa sull’ossigeno e due cariche positive minori sui due atomi di idrogeno.
D’altra parte, all’interno di una massa dacqua sono proprio tali dipoli che, attraendosi tra di loro, determinano quelle speciali caratteristiche di coesione e di viscosità tipiche di questo liquido anomalo.
In particolare tutte le molecole insistenti sulla superficie vengo uniformemente attratte verso l’interno della massa d’acqua determinando uno speciale “film elastico” dotato di una consistente tensione superficiale che tende a contrarsi ed accorparsi presentando sempre la minima superficie di contatto con l’ambiente.

Quando una massa d’acqua viene in contatto con un corpo poroso (come un materiale da costruzione) questa viene risucchiata nelle porosità principalmente dalle attrazioni elettriche esercitate dai dipoli verso la diffusa terminazione polare esistente all’interno dei pori.
Il risucchio verso l’alto viene però anche contrastato oltre che dal peso dell’acqua, anche dall’attrazione verso il basso delle molecole sottostanti, ma ciò non basta per limitare tale spinta di risalita.
Quando infatti si va a sollevare un corpo poroso imbevuto totalmente, l’acqua dei pori aperti verso il basso viene comunque trattenuta all’interno del materiale proprio per la forze di coesione che insistono in ogni molecola e le portano ad essere attratte verso la principale massa di acqua posta all’interno del materiale.
A seguito di tali effetti l’altezza limite di equilibrio della risalita umida risulta inversamente proporzionale al diametro del poro e sarà tanto maggiore quanto più i pori saranno sottili (legge di Juren).  In realtà l’altezza effettiva di risalita è molto inferiore a quella teorica di equilibrio prevista da questa legge, in quanto trattandosi di fenomeno idrodinamico, altri fattori fanno sì che tale limite si riduce ad un massimo  di 1-2 metri a seconda della capacità del muro a smaltire la massa d’acqua per evaporazione e alla entità di acqua effettivamente assorbibile dal terreno sottostante.

Trasporto e cristallizzazione dei sali solubili
L’acqua di risalita trasportata dalla muratura presenta frequentemente elevate concentrazioni di ioni di varia natura provenienti provenienti dal terreno.
Ulteriori apporti ionici pervengono dalla dissoluzione e dalla trasformazione chimica dei materiali costituenti la muratura normalmente ottenuta ad opera delle acque assorbite (tanto che possono risultare a volte anche fortemente aggressive nei confronti degli stessi materiali). Tanto vero che sabbie, leganti, pietrame, laterizi, terra, argilla e sterco animale si riscontrano spesso incorporati negli stessi materiali come impurezze e molto di frequente anche nelle stesse malte di riempimento e di allettamento già in fase costruttiva.

L’evaporazione successiva che si verifica nella superficie muraria più esposta (e all’interno dei pori di prossimità), provoca la conseguente cristallizzazione di sali solubili di varia natura e, a seconda delle condizioni locali e delle impurità murarie, si possono riscontrare solfati, nitrati, carbonati e cloruri in diverse concentrazioni, (oltre ad eventuali sali che potrebbero essere stati introdotti nella muratura a seguito di restauri, trattamenti o operazioni di pulizia errate).

Il fenomeno è però progressivo e, a seguito di tanta evaporazione, altrettanta acqua ricca di ioni verrà richiamata dal terreno apportando ulteriori cristallizzazioni saline nella prossimità dello strato più soggetto ad evaporazione.

Di conseguenza tali sali, generalmente di colore biancastro, si accumuleranno progressivamente e conseguentemente alle condizioni climatiche, generando efflorescenze (se si depositeranno all’esterno della superficie muraria), inflorescenze (se depositano all’interno dei pori) o subflorescenze, nel caso si verifichi una forte evaporazione e la cristallizzazione avviene ancora prima di raggiungere la superficie esterna.

Generalmente i sali che cristallizzano all’esterno della muratura non provocano danni, benché possano risultare deturpanti ed antiestetici, possono facilmente essere asportati o tornare a ridisciogliersi naturalmente dalle intemperie (se posti all’esterno).
I sali che si dispongono nei pori o si accumulano al di sotto dello strato superficiale invece, generano strati additivi che si accrescono ciclicamente con le varie ed alternate fasi di evaporazione, generando fortissime sollecitazioni meccaniche che possono portare a disgregazioni diffuse, a distacchi di intonaci o scagliature sugli stessi materiali da costruzione.

La cristallizzazione
Come abbiamo già detto il fenomeno della cristallizzazione è un fenomeno importante da prendere in seria considerazione ed avviene quando i sali trascinati dall’acqua si depositano all’interno della porosità provocando dei cristalli nella zona di passaggio dalla zona umida a quella sciutta. Queste cristallizzazioni possono esercitare pressioni che superano di molto la tipica resistenza a trazione dei laterizi e delle malte, frantumandoli.

Le condizioni di cristallizzazione ed il conseguente degrado però dipendono da molti altri fattori legati al tipo di materiale, ai sali presenti ed alle condizioni ambientali.
Il raggiungimento delle condizioni di sovrassaturazione, per esempio, dipendono dal tipo di sale, dalla velocità di evaporazione e il conseguente apporto di altra soluzione satura.
La pressione che si instaura all’interno dei pori dipende anche dalle loro dimensioni, ma solitamente non è sempre sufficiente per giustificarne una azione distruttiva, è necessario infatti che si formi una pressione tra il cristallo di sale e la superficie del poro che lo vincola e non ne permette l’espulsione.
Serve innanzitutto che vi sia un velo liquido di soluzione soprassatura (altrimenti il cristallo a contatto diretto con la superficie del poro non si accrescerebbe) e, genericamente l’azione repulsiva tra la superficie del cristallo e quella del poro è quasi sempre sufficiente per trattenere un film liquido di alcuni nm (namometri).
Solo in tale caso, quando il cristallo è ben circondato dalla soluzione satura, la forza esercitata sui pori è significativa e dell’ordine di diverse decine di Bar.  La maggior pressione però si genera quando un cristallo di grandi dimensione è costretto ad accrescersi in un poro troppo piccolo.
La morfologia dei cristalli inoltre, dipende dalle condizioni in cui si formano. Quando vengono prodotti all’interno di un velo liquido, sono meno invasivi perché tendono ad assumere forme aghiformi (in quanto gli ioni vengono aggiunti solo alla base del cristallo) e la stessa forza di accrescimento è sufficiente per permettere l’espulsione continua del cristallo dal poro.

Una soluzione difficile
Il flusso di risalita di acqua può limitarsi ad un particolare periodo dell’anno, tipicamente nella stagione umida, quando l’acqua presente nel terreno viene a trovarsi in contatto continuativo con le fondamenta o i fianchi interrati del muro apportando notevole umidità negli edifici.
Durante la successiva stagione secca, il contatto con l’acqua viene a cessare ma, nonostante questo, gran parte dell’acqua risalita precedentemente assorbita, resta intrappolata all’interno dei pori della muratura per coesione e per ritenzione idrica dovuta ai sali interni. Solo una piccola parte ha la possibilità di venire smaltita per evaporazione dalle superfici murarie interne o esterne. Il flusso di risalita quindi riprenderà immediatamente ed in modo massiccio non appena sopraggiungerà la stagione umida.
Ne consegue che l’umidità negli edifici rimane costantemente oltre i valori ideali e l’inquilino dovrà subirsi un ambiente notevolmente umido, malsano e freddo per tutto l’anno.

A parità di tipologia e costituzione, la risalita umida muraria e l’umidità negli edifici varia a seconda delle condizioni più o meno favorevoli per l’evaporazione. Ma tale condizione non ne modifica la gravità nè ne risolve in alcun modo il problema.
Come più volte spiegato, facilitare l’evaporazione muraria è solitamente deleterio per un sano benessere ambientale e per la cristallizzazione salina che ne determina il deterioramento murario.

In caso di forte umidità negli edifici evitiamo quindi sistemi di deumidificazione elettrica o contromuri che apportano notevoli peggioramenti già nel breve periodo, preferiamo sempre il risanamento.
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