CAUSE PRINCIPALI DELLA PRESENZA DI UMIDITA' NELLE MURATURE

L'umidità puo' essere presente nelle costruzioni per diverse cause, le piu' comuni sono:

a) L'umidità derivante dal sottosuolo, attratta nelle murature per capillarità o da forze elettro-osmotiche.

b) Umidità di costruzione (presente negli edifici molto antichi quando gli spessori dei muri sono molto forti e, di conseguenza, le malte aeree contenute negli strati piu' interni e non lambiti dall'anidride carbonica dell'aria non hanno ancora completato la presa rimanendo allo stato molle.)

c) L'umidità dell'atmosfera, che puo' condensare nei materiali o in superficie.

d) La pioggia, non sufficientemente raccolta e istradata, che penetra in diversa misura nelle murature.

e) L'umidità derivante da cause impreviste, come la rottura di fognature, condotte pluviali, serbatoi di acqua, ecc.

Azione dell'umidità sulle murature:
Fra i piu' gravi inconvenienti che l'acqua puo' provocare nelle murature vi è il deterioramento delle superfici quando l'acqua medesima si congela; in tali condizioni aumenta il volume esercitando una forte pressione sulla superficie dei pori causando distacco di parti superficiali, via via sempre piu' profonde, di materiale lapideo e di legante. Il fenomeno risulta particolarmente attivo in presenza di pietre gelive. La permanenza di umidità nei muri produce anche fenomeni secondari nei confronti del degrado, ma assai importanti rispetto l'abitabilità; per esempio la resistenza alla trasmissione del calore si riduce fino oltre metà in funzione della quantita' di acqua contenuta con i ben noti inconvenienti di natura igienica ed economica (muffe,spese di riscaldamento, ecc..).
L'umidità in concorso con altri composti di natura chimica o organica presenti nelle murature, nell'atmosfera o nel sottosuolo, conduce alla formazione di macchie o di efflorescenze le quali, a lungo andare, provocano il distacco di materiale dai paramenti.

Umidità derivante dal sottosuolo:
E' la causa principale delle manifestazioni di umidità nelle vecchie murature, nei piani cantinati e anche a livello appena superiore al piano stradale o al piano di campagna. L'ingresso e la diffusione di questo tipo di umidità è dovuto essenzialmente al fenomeno fisico della capillarità. Possiamo indicare con questo termine un fenomeno che si manifesta in modo inverso rispetto alla legge di gravità.
Secondo questa legge infatti il liquido contenuto in due vasi comunicanti rimane allo stesso livello; quando uno dei due vasi ha dimensioni minime, dette anche capillari, cio' non si verifica ma il liquido sale nel vaso piu' stretto, tanto piu' alto quanto piu' è piccola la sua sezione. L'altezza di risalita dell'acqua quindi è inversamente proporzionale al diametro dei pori del materiale da costruzione usato. Il contenuto dell'acqua trattenuta per capillarità puo' raggiungere e superare, in materiali molto igroscopici, come le malte e la maggioranza dei materiali da costruzione, il 30% del volume. Per ogni mc. di muratura è quindi possibile che vengano trattenuti anche 300 kg. di acqua. Nella pratica si riscontra comunque che la forza di capillarita' aumenta leggermente in presenza di temperature piu' basse, ed aumenta in modo piu' evidente in presenza di sali. Queste indicazioni spiegano la diversa capacità di risalita capillare che si puo' riscontrare in un edificio costruito con gli stessi materiali perchè influenzato dal terreno e dall'esposizione.

Caratteristiche dell'umidità proveniente dal terreno:
Puo' essere alimentata o da acqua dispersa accidentalmente nel terreno o dalla falda freatica.
Nel primo caso l'edificio puo' avere delle manifestazioni di danni notevoli ed è difficile individuarne la provenienza. Di solito pero' si localizza in una parte specifica o in un gruppo di edifici vicini.
Una volta stabilito che il danno è causato da acqua dispersa, l'unica difficoltà è individuarne la fonrte ed interromperla.
Normalmente si tratta di perdite di fognature, acquedotti, pozzi, acqua piovana raccolta in modo inadeguato, che provocano imbibizioni del terreno a contatto con le murature di fondazione.
In casi del genere bisogna effettuare delle indagini specifiche:
- effettuando degli scavi intorno al perimetro della muratura umida;
- controllando i pozzi, le cisterne e le fognature vicine in modo da rilevarne eventuali perdite;
- verificando che le acque meteoriche siano convogliate in modo opportuno.
Per quanto riguarda il secondo caso, è noto che l'acqua piovana penetra con molto facilità nel terreno permeabile andando in profondità, se incontra uno strato impermeabile come puo' essere un banco di argilla satura, si accumula, formando una specie di "fiume sotterraneo", detto Falda freatica. Quando la falda freatica non ha profondità eccessiva e incontra un terreno meno permeabile di quello attraverso il quale è discesa, come un terreno argilloso, puo' risalire.

Comportamento dei materiali nel caso di umidità ascendente dal sottosuolo:
Abbiamo già parlato di come cambi l'altezza di risalita capillare dell'acqua a seconda delle caratteristiche fisiche del materiale da costruzione. Queste caratteristiche del materiale di base, usato nella costruzione di un muro, determinano la diversità di comportamento dell'intera costruzione all'effetto dell'umidità. In particolare se i giunti di malta presenti nella muratura sono sottili, il comportamento della muratura stessa tende ad identificarsi con quello del materiale impiegato.
Il laterizio ha una capacità di adescamento da 3 a 5 volte superiore a quello della malta aerea. In una muratura ben fatta, con giunti sottili la risalita dell'acqua è quindi facilitata. Se la muratura è costruita invece con pietrame anticapillare, ad esmpio la selce, la risalita dell'umidità per capillarità sara' molto ridotta, perchè avra' come via di risalita solo gli strati di malta. Nel punto in cui il tasso di risalita capillare è uguale al tasso di evaporazione si manifesta sul muro un segno di demarcazione che divide la parte inferiore umida da quella superiore ancora intatta. Questa macchia umida, che sale in modo continuo dal pavimento, non supera in genere il metro di altezza.
Nel caso in cui si rilevino macchie eccessivamente alte, per esempio superiori a 2 metri, bisognerà verificare le zoccolature, gli arredi fissi o altri elementi non impediscano una normale ventilazione nelle parti basse della muratura.
Le murature degli scantinati o delle fondazioni in genere, immerse nel terreno assorbono l'acqua in esso contenuta trasportandola in alto in maniera tanto maggiore quanto piu' forte è lo spessore dei muri a parità di altre condizioni: infatti, ad un eguale contenuto percentuale d'acqua i muri di maggior spessore ne contengono una quantità maggiore e la superficie esterna dei paramenti, da cui puo' evaporare, è indipendente dallo spessore dei muri medesimi, per cui la quantità d'acqua trattenuta risulta tanto maggiore quanto piu' spessi sono i muri.

Ipotesi di Kettenacker:
E' naturale pensare che in presenza di una maggiore ventilazione o di una azione diretta del sole si verifichi sulla superficie del muro un prosciugamento uniforme.
Secondo Kettenacker invece il prosciugamento inizia dall'alto, mentre al di sotto della linea di demarcazione dell'umidità, il tasso di umidità presente nella muratura rimane invariato.
L'ipotesi si basa su queste considerazioni:
- In un materiale umido in cui venga forzata l'evaporazione superficiale con la ventilazione e con il calore del sole, l'incremento dell'acqua evaporata porta un aumento dell'acqua assorbita dal basso.
- In un muro avviene il fenomeno analogo, aumentando la velocità di evaporazione aumenta la velocità di risalita. Il prosciugamento inizierà a verificarsi solo quando la velocità di evaporazione sarà maggiore di quella di risalita; iniziando quindi sempre dall'alto.

Danni tipici provocati da umidità ascendente: - Macchie alla base delle costruzioni; - Distruzione degli intonaci e della malta di connessione per la formazione di solfati e loro successiva asportazione; - Fioriture di muffe; - Aumnto della dispersione di calore dell'edificio dall'interno; - Murature più fredde dove si possono verificare con molta facilità fenomeni di condensa; - Ambiente malsano; - Distacco dello strato superficiale in alcune pietre e nei laterizi per effetto della cristallizzazione dei sali.

Umidità dell'atmosfera:
L'ambiente atmosferico che circonda un edificio contiene una certa
quantità di acqua per cui, trascorso un certo tempo dall'ultimazione
dei lavori, si stabilisce un equilibrio tra il contenuto di acqua
nelle murature e quello dell'aria circostante.
L'atmosfera ad una certa temperatura, contiene una certa quantità di
acqua che, generalmente, è espressa come percentuale rispetto alla
quantità (100%) che satura l'aria alla medesima temperatura. Esiste
cioè, ad una data temperatura, un certo grado igrometrico dell'aria,
espresso come rapporto fra la concentrazione realmente esistente di
acqua e la concentrazione necessaria alla saturazione. Più l'aria è
umida, ad una determinata temperatura, e più facilmente si raggiunge
il grado di saturazione (condensazione) cioè il grado igrometrico
corrispondente al 100%, con l'abbassarsi della temperatura ambiente.

Quanto sopra mette bene in evidenza il ruolo che riveste l'ambiente
che circonda l'edificio nei riguardi della sua conservazione e del
suo degrado.
In un ambiente umido e in condizioni di scarsa ventilazione si
raggiungerà più facilmente la temperatura di condensazione
specialmente nelle pareti esposte al nord o scarsamente soleggiate.
Nei lavori di restauro dovrà, di conseguenza, essere particolarmente
curata la difesa delle murature dall'umidità specie in quelle parti
esposte ad un maggiore raffreddamento.

Umidità da infiltrazione di pioggia:
Nelle vecchie costruzioni, specie in quelle in stato di avanzata
fatiscienza, si può dire che sia sempre presente umidità nelle
murature, derivante da infiltrazione della pioggia. L'acqua
meteorica penetra orizzontalmente nel muro grazie alla pressione del
vento ed alla capillarità del materiale. Il vento quindi porta la
pioggia a contatto con le pareti, ma la penetrazione è dovuta
principalmente all'assorbimento per capillarità, qiundi alle qualità
proprie del materiale. La penetrazione può avvenire attraverso i
tetti, quasi sempre deformati nelle loro falde per i dissesti e la
degradazione dell'ossatura portante in legname oltre alla fatiscenza
del manto impermeabile (tegole rotte e fuori posto). Un'altra causa
frequente di infiltrazione risiede nelle fessurazioni e nei dissesti
in genere delle superfici orizzontali, quali ad esempio le cornici,
i marcapiani, le soglie e i timpani delle porte e delle finestre,
elementi tutti realizzati generalmente in pietra da taglio e che
lasciano penetrare l'acqua per rotture dovute a movimenti della
costruzione o per fatiscenza dei giunti e degli allettamenti di
malta. Nelle pareti verticali esterne la pioggia si infiltra più
frequentemente fra i giunti di malta che legano i mattoni o i
blocchi di pietra. Le malte, infatti, fra i componenti della
muratura sone quelle che presentano, nella maggior parte dei casi,
un più precoce invecchiamento con conseguente perdita di consistenza
e di coesione.
Contribiuscono alle infiltrazioni i distacchi fra i giunti di malta
ed elementi lapidei, causata dagli sbalzi termici e da movimenti di
dissesto (cedimenti differenziali nelle fondazioni, spinte delle
volte, ecc..).

ALTERAZIONI CAUSATE O INDOTTE DALL'UMIDITA'

Una muratura, conservatasi a lungo tempo a contatto di atmosfera
sana, trovandosi immersa in un'atmosfera industriale, pregna di fumi
e di vapori acidi, sarà sottoposta ad un rapido degrado delle
superfici. L'umidità può ugualmente propagarsi nell'interno delle
murature per diverse cause, come accennato in precedenza, ed
alterarne, in concorso con gli elementi corrosivi presenti
nell'atmosfera, la sua compattezza. I sali solubili presenti nella
massa muraria, che possono essere introdotti con l'acqua d'impasto
delle malte o trasportati direttamente dall'umidità saliente o da
quella atmosferica, producono anch'essi delle manifestazioni che si
traducono in semplici, anche se gravi, inconvenienti di aspetto o,
al contrario, in vere e properie alterazioni della materia che
possono compromettere anche la stabilità della costruzione.
Il degrado delle murature è prodotto anche da azioni fisiche, che
possono risultare particolarmente dannose quando siano associate a
quelle di natura chimica che, come abbiamo visto, hanno come veicolo
principale l'umidità. I principali fenomeni fisici che
contribuiscono a danneggiare le murature sono: gli sbalzi termici,
con la conseguente dilatazione ed il successivo ritiro delle masse;
il gelo, che produce disgregazione delle superfici imbevute diacqua
per l'aumento di volume di quest'ultima allo stato solido; il vento,
che con il trasporto di polvere produce una specie di "sabbiatura"
delle superfici esposte usurandone progressivamente, anche se
lentamente, la facciavista.

Chimica del deterioramento:
Il potere deteriorante dell'umidità è accresciuto dal fatto che
l'acqua crea le condizioni per cui si verifica un attacco chimico e
biologico sulla muratura. Oltre alle macchie d'umidità si trovano
spesso sui muri dell'efflorescenze biancastre o delle erosioni
superficiali che indicano la presenza di un deterioramento chimico.
Questo è prodotto dalla reazione tra i materiali murari, l'acqua ed
i composti inquinanti che possono essere presenti sia nell'acqua che
nell'atmosfera.
Vediamo ora più precisamente come avviene questo deterioramento ed
in particolare la formazione di alcuni sali; i carbonati, i solfati,
i nitriti ed i nitrati. Una caratteristica fondamentale dei sali è
l'igroscopicità. Si usa suddividere i sali in due categorie:
I sali non igroscopici che assorbono acqua;
I sali igroscopici che oltre all'acqua assorbono anche il vapore
atmosferico.
Questa caratteristica è molto importante nei lavori di risanamento
dell'umidità. Eliminando la fonte d'acqua i sali non igroscopici
cedono l'acqua che contenevano all'atmosfera. Se sono presenti sali
igroscopici il sistema di isolamento può essere reso inutile dalla
capacità caratteristica di questi sali di assorbire vapore
atmosferico e convertirlo in acqua.

Solfati:
Sali derivati dall'acido solforico.
Si trovano molto spesso nei materiali di base per le costruzioni al
loro stato naturale; la cosa non deve meravigliare, visto che il 6%
della crosta terrestre è composta da questi sali.
Possono trovarsi nella muratura:
- nelle vicinanze del mare, in questo caso si tratta di solito di
solfato di magnesio;
- in seguito alla risalita capillare di acqua sotterranea contenete
solfati;
- come componenti di materiali usati nella costruzione, o anche
nell'acqua d'impasto delle malte;
- per la presenza di microrganismi che si trovano soprattutto nelle
pietre calcaree all'aperto, in grado di metabolizzare lo
zolfo in solfati;
- come prodotto dell'inqiunamento atmosferico.
Un danno tipico provocato da questi sali sulla muratura è l'erosione
dovuta alla loro capacità di dare efflorescenza a danno del
materiale litoide a causa dell'acqua di cristallizzazione con
relativo conseguente aumento di volume.
Un altro motivo per cui i solfati sono da considerare estremamente
pericolosi è dato dalla loro capacità di cristallizzare con diverse
quantità di acqua. Questo provoca un cambiamento del loro volume a
seconda dell'umidità relativa e della quantità d'acqua e qiundi una
variazione di pressione all'interno del muro o dell'intonaco in cui
giacciono. Ad esempio il solfato di sodio, con umidità atmosferica
pari al 75%, può aumentare il suo volume fino al 40%.
La presenza di solfati è facilmente identificabile quando si nota
uno sgretolamento superficiale del materiale sotto forma di
"sabbia", sollevamento dello strato pittorico, distacco
dell'intonaco, corrosione superficiale. Non sempre le zone colpite
da questi fenomeni presentano segni di umidità, perchè l'acqua che
favorisce il processo di solfatazione viene eliminata sotto forma di
vapore.

Cloruri:
Sono i sali che derivano dall'acido cloridrico.
Sono presenti in particolare nelle zone vicino al mare come cloruri di sodio NaCl.
Allo stato naturale non sono igroscopici ma lodiventano combinandosi con altri sali, soprattuto con i solfati. Vengono trasportati da venti marini e dalla risalita capillare; condensano appena sono in contatto con pietre e murature. Sono molto dannosi se si trovano nell'acqua d'impasto delle malte. I cloruri quando sono allo stato igroscopico hanno una notevole capacità di assorbimento di acqua e di vapore. Per cristallizzare invece hanno bisogno di una umidità relativa molto bassa, per cui è raro trovare i danni causati da questi sali per cambiamento di volume.

Carbonati:
Sono dei sali che derivano dal'acido carbonico.
La carbonatazione è un fenomeno in cui le sostanze perdono idrogeno ed ossigeno arricchendosi di carbonio. Questo processo avviene per opera dell'anitride carbonica.
I danni maggiori provocati dall'alterazione dei carbonati nel campo edilizio sono le manifestazioni di tipo carsico che si manifestano in seguito al dilavamento del bicarbonato di calcio.

Nitrati e nitriti:
Sono un gruppo di sali derivati dall'acido nitrico e dall'acido
nitroso.
Normalmente sono igroscopici (l'unica eccezione è il nitrato di
potassio) e molto solubili in acqua. L'origine dei nitrati e dei
nitriti è normalmente legata a fenomeni di decomposizione di
materiale organico. La loro presenza è incrementata dall'uso di
acido nitrico come fertilizzante. Nel suolo si trovano in genere
sotto forma di nitrato di sodio.
Tra i nitrati quello più dannoso nelle costruzioni è il nitrato di
calcio, che è in grado di assorbire grandi quantità di acqua e di
vapore. Allo stato solubile cristallizza ad una temperatura di 25°C
ed un'umidità relativa di circa il 50%. I materiali litoidi
attraversati dalla soluzione di nitrati, ne subiscono l'aggresione a
causa della cristallizzazione dei sali.
Macchie di colore scuro (brunastre o nerastre):
Le "croste nere" sono delle pellicole sottitli, il loro spessore
varia da 0,5 a 3 mm, che ricoprono le pietre. Con il tempo tendono a
diventare più spesse e poco porose creando una diversità di
comportamento tra crosta e pietra sottostante. Normalmente tendono a
formarsi nelle zone più riparate dalla pioggia e dal dilavamento, ma
possono formarsi anche in zone esposte a questi fenomeni. Per quanto
rigurda la loro origine si è visto che essa è strettamente legata ai
fenomeni termoigrometrici. Le pietre si raffreddano più velocemente
dell'aria per cui l'aria umida e calda tende a condensarsi su di
esse che essendo più fredde offrono un substrato migliore per la
condensazione. In questo modo si arriva alla formazione di uno
strato di gesso sulla pietra secondo il processo chimico che, come
abbiamo già visto, è facilmente innescato dall'anidride solforosa
presente nell'atmosfera. Il gesso cristallizza sulla superficie
creando una barriera alle altre particelle solide eventualmente
trasportate dall'interno della pietra, dando lugo alla "crosta
nera". Le croste nere quindi non provocano solo un effetto
deturpante dal punto di vista estetico ma anche un processo di
degrado estremamente dannoso.

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