Umidità capillare da risalita cause e soluzioni

In questa breve guida c’è tutto quello che devi sapere sull’umidità di risalita. In particolare qui troverai tutte le informazioni relative a come effettuare la corretta diagnosi dell’umidità, come distinguere le varie forme di umidità comprendendo come si forma e quali sono gli interventi effettivamente efficaci e scientificamente provati per debellare definitivamente questo tipo di umidità.

L’umidità di risalita è un fenomeno che colpisce moltissime categorie di costruzioni come chiese e luoghi di culto ma anche abitazioni private, edifici storici, monumenti e ville. Gli impianti di deumidificazione tradizionali sono spesso inefficaci o mitigano solamente il problema. Le macchie di muffa ed incrostazioni sulle pareti sono solo alcuni dei fenomeni più comuni che contribuiscono a creare ambienti insalubri per l’uomo. Questi fenomeni sono ancora più evidenti di inverno ed in generale nei mesi più freddi e piovosi mentre si attenuano senza però sparire d’estate e in generale nei periodi più asciutti.

Quali sono le cause dell’umidità di risalita?

Le cause più comuni dell’umidità di risalita in cui l’acqua macchia muri e intonaci sono imputabili ad una impermeabilizzazione non sempre ottimale principalmente a carico delle fondamenta che spesso di accompagna alla porosità della muratura e ad acqua nel terreno presente in buona quantità. Le vistose macchie che si formano sui muri di chiese musei ed edifici storici sono composte proprio dai sali sciolti nell’acqua del terreno, che risalgono verso la superficie a causa dell’effetto capillare. Come si spiegherà più avanti però l’effetto capillare da solo non è sufficiente a generare il problema.

Le costruzioni solitamente più soggette a questo inconveniente sono le più antiche che spesso hanno le murature portanti a contatto diretto con un terreno ricco d’acqua. Per cui uno dei primi fattori da considerare nella diagnosi di questo tipo di umidità è proprio il tipo di edificio che sia una casa privata, un museo o una chiesa la caratteristica comune a questi luoghi sarà l’età dell’edificio. Edifici antichi sono naturalmente più soggetti a questo tipo di problemi proprio per le tecniche di costruzione. In secondo luogo un altro elemento da tenere conto nella diagnosi dell’umidità da risalita sono le caratteristiche geologiche del terreno, la presenza di acqua nelle vicinanze e la permeabilità generale del terreno oltre alla zona geografica in cui si trova l’edificio storico.

Come individuare l’umidità di risalita, la giusta diagnosi dell’umidità

Alcuni segnali, se colti, permettono di effettuare tempestivamente la corretta diagnosi dell’umidità di risalita ed intervenire prima che i danni si estendano.

A cosa prestare attenzione nella diagnosi dell’umidità?

Agli aloni che salgono direttamente dal terreno per disegnare macchie nette lungo le pareti, agli intonaci che tendono a sgretolarsi al tatto, alla muffa e alla polvere di tipo salino, all’odore stantio e malsano tipico di un ambiente umido.

A differenza di altre forme di umidità come l’umidità da condensazione, la diagnosi dell’umidità da risalita spesso si può ottenere osservando le macchie uniformi che procedono dal pavimento verso la parte alta del muro; la si riconosce perché i contorni delle chiazze sono definiti in modo netto e la loro dimensione non supera quasi mai il metro di altezza. A differenza dell’umidità da condensazione, che tende a sparire col clima secco, le macchie da umidità di risalita restano nonostante il variare delle condizioni climatiche.

Umidità da risalita le soluzioni e i prodotti utili  

La giusta e definitiva soluzione per il problema dell’umidità da risalita capillare si basa sulla comprensione dei meccanismi che sottendono il problema. I prodotti per l’umidità da risalita che non contrastano i meccanismi fisici alla base del fenomeno non possono che mitigare il problema.

Melloncelli DRY è un dispositivo che elimina l’umidità di risalita all’interno delle murature applicando principi fisici conosciuti.
Il fenomeno della risalita dell’acqua nelle murature è spesso attribuito ai problemi di capillarità, ma è dimostrato che l’acqua di risalita direttamente imputabile alla capillarità sia orientativamente dell’ordine dell’1%, mentre da prove sperimentali effettuate sulle murature deteriorate si trovano percentuali ponderali di umidità ben superiori (15-20%).
Possiamo quindi definire che le leggi fisiche che creano l’umidità ascendente si basano sui principi di capillarità e elettrosmosi, la differenza di potenziale che si viene a creare all’interno della muratura è la causa principale del fenomeno di risalita dell’umidità.

Le apparecchiature per deumidificazione emettono un campo magnetico con largo spettro di frequenze. La forma e l’orientamento del campo EM determinano la qualità dei risultati ottenuti. In ogni caso l’energia EM diffusa nell’ambiente è assolutamente innocua per gli esseri viventi. Le altre apparecchiature esistenti non consentono il controllo puntuale dei risultati ottenuti e non permettono una gestione precisa dei parametri di emissione delle onde EM.

Per gestire l’eliminazione dell’umidità dalle pareti sottoposte al trattamento, il dispositivo incorpora dei sensori di umidità e temperatura. Le misure realizzate, mediate nel lungo periodo, consentono di monitorare l’andamento nel tempo dei risultati ottenuti. Queste informazioni permettono al sistema di correggere automaticamente i parametri di emissione del campo elettromagnetico che serve per eliminare l’umidità di risalita nei muri in maniera efficace.

Rispetto alle altre apparecchiature presenti attualmente sul mercato, il campo elettromagnetico prodotto è generato da un oscillatore a controllo digitale che consente la produzione precisa dello spettro di frequenze cui la molecola di acqua è più suscettibile, in questo modo si ottiene una deumidificazione elettrofisica molto efficace delle pareti in muratura .

Il nostro dispositivo introduce delle apparecchiature che creano un “feedback” con l’ambiente esterno, si ottiene una regolazione automatica dell’emissione del campo elettromagnetico. La retroattività dei parametri è fondamentale per ottenere il migliore risultato nella deumidificazione.

La regolazione della potenza dell’emissione, la ripetizione nel tempo dell’emissione e la determinazione delle componenti armoniche di cui è costituito l’impulso del campo elettromagnetico emesso dal dispositivo sono gestiti completamente in modo digitale, questa innovazione implica che la forma d’onda è totalmente programmabile e ripetibile sia da un’apparecchiatura a un’altra e sia nel tempo.

Il campo elettromagnetico rettangolare è efficace per combattere l’umidità di risalita

La bobina che emette il campo elettromagnetico è rettangolare, di conseguenza anche il campo elettromagnetico emesso ha questa forma, questa modifica permette al campo elettromagnetico generato, pur essendo modesto e non pericoloso, di avere una maggiore efficacia rispetto a sistemi che emettono campi elettromagnetici circolari.

Infatti le superfici da trattare sono quasi sempre rettangolari e l’umidità tende a concentrarsi negli angoli formati dalle pareti. Il campo magnetico di una bobina rettangolare, a differenza di una bobina tonda, non è uniforme, è più elevato ai 4 angoli del rettangolo del nostro emettitore.

L’umidità ascendente trova la sua principale causa nell’elettrosmosi

L’umidità di risalita è un problema diffuso e si sviluppa attraverso fenomeni di elettrosmosi in molte murature che si trovano a diretto contatto con terreni umidi.

L’elettrosmosi è un fenomeno osservato da F. F. Reuss nel 1809 e consiste nel movimento di un liquido attraverso i capillari di un diaframma poroso, nel nostro caso muratura, tale fenomeno si manifesta quando si applica una differenza di potenziale a due elettrodi metallici, esempio 12V, immersi nelle due parti di liquido separate dal diaframma stesso, l’acqua si muove e tende ad accumularsi in prossimità di un elettrodo. L’elettrosmosi avviene a causa della formazione di un doppio strato elettrico al contatto fra liquido e solido cui è associato un potenziale elettrico.

È noto che i mattoni, le pietre e le malte sono composti da cristalli di carbonati, silicati, alluminati e ossidi. La matrice solida porosa è quasi sempre costituita da materiali di tipo silicatico. Ciò che accade all’interno della porosità di un comune mattone è assai simile a quello che avviene in un capillare di silice.
La struttura dei silicati è costituita essenzialmente dal ripetersi nelle tre dimensioni dello spazio degli elementi tetraedrici (SiO4) 4- aventi gli ossigeni in comune, dando origine, nel caso della silice, ad un reticolo di stechiometria SiO2.

Le terminazioni del reticolo –(O-) esercitano un’attrazione sulla molecola di H2O, in cui i due atomi di idrogeno sono legati all’atomo di ossigeno con legame covalente eteropolare, il quale presenta una parziale carica negativa in corrispondenza dell’atomo di ossigeno ed una parziale carica positiva in corrispondenza dell’atomo di idrogeno.
Per effetto della polarità, le molecole d’acqua tendono ad unirsi. La parte negativa di una molecola d’acqua, l’ossigeno, tende ad avvicinarsi a quella positiva di un’altra molecola d’acqua, l’idrogeno, e così via.
Questo tipo di legame è detto “legame ad idrogeno”.

Tutte le superfici in grado di formare il legame a idrogeno, cioè tutte le superfici che mostrano polarizzazione elettrica, dovuta agli atomi di ossigeno e ai gruppi ossidrili, sono detti polari, risultando idrofile perché attraggono le molecole d’acqua. Quando le molecole d’acqua si attaccano alla superficie idrofila, si dispongono in modo tale da formare un continuo ordinato di legami ad idrogeno.

Normalmente il dipolo dell’acqua e la sua parziale carica positiva sono attratti dalla muratura composta prevalentemente da SiO4 con quattro cariche negative e con l’aiuto della forza di capillarità, riuscirà a vincere la forza peso tanto da spingersi nei condotti capillari della muratura.
Questo fenomeno è fortemente influenzato, oltre che dalla tensione superficiale, anche da un ulteriore importante fattore, rappresentato dal doppio strato di Helmholtz associato al potenziale elettrostatico negativo che si instaura per via naturale, sulle pareti interne dei capillari.

A scala microscopica, la superficie di un materiale contenente silice, componente base della maggior parte dei materiali da costruzione, è carica di un potenziale elettrostatico negativo. Infatti la silice presenta in tutte le sue terminazioni ossigeno, il quale darà carica negativa alla superficie del capillare.
Pertanto, le pareti interne dei capillari, cariche negativamente, tenderanno ad attrarre le molecole di acqua (dipoli di H2O), che risulteranno quindi orientate con il polo positivo verso la parete interna negativa del capillare.

Quali sono i danni dell’umidità di risalita?

I sali disciolti nell’acqua vengono veicolati con essa, attratti all’interno delle capillarità e depositati ad altezze diverse, questa soluzione ha la proprietà di lasciarsi attraversare dalla corrente elettrica per conduzione ionica, i prodotti salini rimangono inglobati nelle porosità del materiale cristallizzandosi e determinando notevoli pressioni interne.

Di conseguenza avviene la corrosione della superficie dei laterizi, l’impoverimento dei giunti di malta, il distacco di parti dell’intonaco e la riduzione delle caratteristiche meccaniche dei materiali.

Inoltre il perdurare dell’umidità da risalita capillare può portare ai seguenti danni:

• Macchie alla base della costruzione
• Fioriture di muffe
• Aumento della dispersione di calore dall’edificio
• Murature più fredde e formazione di condensa
• Distacco dello strato superficiale in alcune pietre e nei laterizi per effetto della cristallizzazione dei sali
• Possibile congelamento dell’umidità e dell’acqua contenuta nelle murature, all’interno del sistema capillare, che aumenta di volume e produce spinte deterioranti.
• Reazioni chimiche e fisiche tra le sostanze trasportate dall’umidità e quelle presenti all’interno della struttura; le quali, veicolate dall’acqua e dall’umidità, penetrano e si diffondono all’interno della struttura e dell’intonaco, producendo reazioni di alterazione.
• Produzione di formazioni di natura biologica attraverso la presenza dell’umidità, che ne permette l’alimentazione.

Come bloccare definitivamente l’umidità da risalita

Il campo elettromagnetico creato dal nostro dispositivo interagisce con la muratura grazie alla conduzione elettrica creata dalla soluzione e di conseguenza sul campo elettrico prodotto dall’elettrosmosi e sui dipoli dell’acqua, lasciando l’umidità nel terreno, bloccando definitivamente l’umidità ascendente e deumidificando le murature asciugandole fino al raggiungimento di valori di umidità conformi ad una muratura sana inferiore al 5%.

Il campo generato, con fronti d’onda dal raggio di 10, 15 e 20 metri, consente che la deumidificazione interessi uniformemente la struttura muraria investita, comprendendo pertanto tutte le superfici variamente orientate, inclusi gli orizzontamenti a diretto contatto con il terreno.

Sulla base dei nostri studi abbiamo progettato un sistema diagnostico per la verifica dei dati in modo da ottimizzare il flusso elettromagnetico emesso dal nostro dispositivo.

Con il Melloncelli DRY si propone l’innovativo sistema autonomo ed automatico di rilevamento dell’umidità e della temperatura, ideale per strutture complesse, con impossibilità di effettuare cablaggi, scarsa copertura fornita dalle reti mobili, assenza di una rete elettrica, estensione su più parti del sito con presenza di cortili interni e presenza di vincoli storici.
Con il nostro sistema diagnostico abbiamo la possibilità di ricevere informazioni dall’ambiente in cui è inserito il dispositivo di deumidificazione e rielaborare automaticamente l’emissione elettromagnetica a seconda dei feedback acquisiti.

L’algoritmo funziona per approssimazioni successive, anche per ridurre i consumi al minimo il dispositivo mette in atto dei tentativi di miglioramento dei risultati partendo dai dati tendenziali di umidità, ad ogni misura mediata corrisponde un miglioramento/peggioramento del risultato che porta a una nuova correzione del comportamento dell’apparecchio.
Il sistema si chiama “Fuzzy logic”, in sostanza il sistema arriva al miglior risultato possibile utilizzando un procedimento di approssimazione successiva, nel nostro caso, dati acquisiti e azioni eseguite sono mediate in un tempo molto lungo.

La soluzione verte su una trasmissione dati in radio-frequenza, completamente autonoma dal punto di vista energetico sia per i dispositivi centrali che per i dispositivi periferici minimamente invasivo con una comunicazione dedicata e un software di gestione e controllo.

Lo studio sull’umidità da risalita riscontrato nella Certosa di Ferrara

Lo studio effettuato per lo sviluppo del dispositivo e l’analisi dei dati è stato eseguito nella Certosa di Ferrara, voluta da Ercole I d’Este nel 1498, si presenta a croce latina, con una sola navata e sei cappelle laterali, ed è una delle opere più originali nell’ambito del Rinascimento ferrarese.

L’edificio risulta soggetto ad un marcato fenomeno di umidità da risalita, le ricognizioni e le indagini svolte hanno evidenziato:

• Sulle superfici interne sfogliature e distacco d’intonaco.
• Quelle esterne, sgretolamento dei mattoni e chiazze continue che sono riconducibili a umidità da risalita.

L’origine di tale fenomeno è verosimilmente da ricondursi alla natura dei terreni su cui insistono le strutture murarie, in relazione all’età e alla tipologia costruttiva delle medesime: la presenza d’acqua nel sottosuolo ne favorisce un richiamo e un ristagno nella zona su cui insistono le fondazioni, da cui appunto si innesca la risalita capillare secondo un ciclo continuo e ininterrotto.
Nel 2017 sono state effettuate delle misurazioni preliminari per determinare i valori di umidità iniziali all’interno delle murature mediante il metodo termografico.