Problematiche dell’umidità di risalita nelle costruzioni antiche e moderne ai fini della sua mitigazione

Introduzione
L’umidità nelle costruzioni ha costituito fin dall’antichità un problema serio, innanzitutto per il deterioramento delle superficie di muri e strutture, che può arrivare (i) a stravolgere lo stesso senso architettonico/estetico delle opere per le variazioni cromatiche che ne derivano; (ii) ad arrecare nel tempo seri danni alle stesse funzionalità dei volumi costruiti in rapporto alle attività previste in essi durante tutto il tempo di vita previsto; (iii) a produrre seri danneggiamenti agli stessi elementi strutturali (ad esempio, nelle parti soggette a variazioni termiche severe, come nel caso di esposizione alle alternanze del gelo e disgelo). L’umidità nelle costruzioni civili ed industriali può derivare dalle attività che si svolgono all’interno del costruito stesso per inefficiente valutazione progettuale dei ricambi d’aria, oppure per risalita all’interno dei paramenti murari e strutturali dalle fondazioni a contatto con terreni umidi (si trascura quindi il caso di situazioni accidentali, come perdite idriche dagli impianti idraulici, esondazioni o precipitazioni atmosferiche intense, infiltrazioni da coperti più o meno pervi, ecc.).
Tralasciando i casi accidentali, occorre, comunque, valutare quelle che sono le infiltrazioni possibili (e prevedibili) d’acqua a regime praticamente in tutte le costruzioni, come quelle cioè provenienti da contatti pressoché permanenti con acque meteoriche, da contatto col terreno umido circostante, come accade per le fondazioni, o nelle situazioni solitamente denominate di “pioggia e vento”, cui sono soggette le superficie esterne della maggior parte degli edifici, antichi o recenti.

Quello che non sempre si considera in un quadro generale di questo tipo è che un qualunque contatto delle costruzioni con l’acqua, da qualunque parte provenga, comporta una migrazione spontanea dell’acqua stessa (e dei sali che generalmente essa contiene) attraverso la porosità aperta e la permeabilità (cioè, la porosità “passante” da una superficie all’altra di un elemento costruttivo) che la maggior parte dei materiali da costruzione (pietre naturali, laterizi, malte e calcestruzzi, ecc.) presenta, sia pure in misura variabile. In ogni caso, l’umidità ambientale può arrecare danni considerevoli non solo alla salute degli occupanti, ma anche alla conservazione delle “fabbriche” stesse, come noto fin dal secolo scorso (1). La risalita dell’acqua dal terreno di fondazione fino ad altezze assai considerevoli viene provocata dai capillari esistenti in genere nei materiali da costruzione porosi, per effetto dei fenomeni di interazione tra l’acqua e la superficie delle pareti dei capillari stessi, fenomeni noti anch’essi fin dal secolo scorso, che provocano la risalita dell’acqua secondo la legge di Jurin (2).
Si deve ricordare, a questo punto, che le stesse leggi e norme europee vigenti prescrivono l’assenza di umidità – di qualsiasi origine - nelle costruzioni e negli elementi costitutivi, fin dalla Direttiva Europea 106/89 del Consiglio del 21/12/88, che impose con forza di legge a tutti i paesi UE il “Ravvicinamento delle posizioni legislative, regolamentari ed amministrative degli Stati Membri” concernenti i prodotti da costruzione, sulla base dei “requisiti essenziali” dei prodotti stessi:
(1) Resistenza meccanica e stabilità, tali da impedire deformazioni di importanza inammissibile.
(2) Sicurezza in caso di incendio tale da assicurare che la produzione e la propagazione del fuoco e del fumo all’interno delle opere e anche ad opere vicine siano limitate.
(3) Igiene, salute ed ambiente tali da non provocare sviluppo di gas tossici, di particelle o gas pericolosi, emissione di radiazioni pericolose, inquinamento o tossicità dell’acqua o del suolo, difetti nell’eliminazione delle acque di scarico, dei fumi e dei rifiuti solidi o liquidi e la formazione di umidità su parti o pareti dell’opera.
(4) Sicurezza nell’impiego.
(5) Protezione contro il rumore.
(6) Risparmio energetico e ritenzione di calore.

I problemi relativi all’umidità nelle costruzioni, benché già noti in antico, furono affrontati a livello europeo solo dal 1988 con la citata Direttiva UE, ciò che rende conto dell’importanza che ad essi è sempre stata riconosciuta. Ma l’umidità non è la sola causa del degrado delle costruzioni: importante è anche il contenuto di sali che l’acqua stessa trasporta che, per evaporazione, possono cristallizzare e depositarsi all’interno dei pori, provocando così ulteriori danni nei materiali.
Appare pertanto indispensabile, in questi casi assai frequenti nelle costruzioni antiche, provvedere alla mitigazione dei suoi effetti in rapporto al contenuto reale effettivo di umidità nel materiale: esso, pertanto, deve essere misurato con affidabilità e precisione, insieme a quello dei sali contenuti nell’acqua stessa di risalita.
Le metodologie di misura dell’umidità nei materiali delle costruzioni proposte nella maggior parte dei casi si basano su misure indirette, come, ad es., le misure di capacità e/o di resistenza elettrica dell’acqua stessa, le misure termografiche, ecc., sui materiali in “situ”, per citarne alcune: la loro correlazione col contenuto reale di acqua del materiale (in massa %, l’unico che possa consentire una valutazione concreta dei suoi possibili effetti nel tempo) richiede tarature preventive delle dette grandezze riferite al reale contenuto ponderale di acqua dei paramenti sotto studio, in modo da consentire anche la valutazione dei reali danni provocati dall’umidità sull’architettura antica e, quel che è ancora più importante, degli effetti di provvedimenti di mitigazione dell’umidità stessa in situ.
Si assiste spesso, infatti, a discussioni sugli interventi di diagnostica, di restauro e addirittura di deumidificazione senza una reale base conoscitiva del paramento murario da restaurare (natura dei materiali, loro contenuto di umidità, di sali, porosità, permeabilità, etc.), indispensabile per salvaguardare così non solo i paramenti murari, ma anche le opere d’arte solitamente presenti all’interno delle costruzioni antiche.
Per quanto riguarda, in particolare, l’umidità contenuta nelle costruzioni, nell’ambito delle attività di diagnostica, restauro e conservazione dell’architettura antica è stato messo pertanto a punto dagli autori un protocollo di misura diretta del contenuto effettivo di umidità in funzione del tempo, sperimentato ormai da molti anni su antiche costruzioni (4-9) e perfettamente affidabile e ripetibile.


Figura 1. Chiesa di S. Caterina d’Italia (La Valletta, Malta): complessivo e particolare del degrado della pietra naturale.

 

 

 

 

 

 

 

 Un esempio delle architetture studiate in relazione ai problemi dell’umidità e di restauro è mostrato nella Figura 1, che mostra lo stato di degrado dell’antica Chiesa barocca di S. Caterina d’Italia in Malta, poi emendato mediante appropriato restauro dopo un’accurata ed estesa diagnostica dello stato dei materiali e del contenuto ponderale di umidità, secondo i principi sopra esposti (10).
Le Figure 2 e 3 mostrano altri esempi di evidente degrado da umidità di risalita in strutture in pietra e in murature di laterizi.

 

 

 

 

 

 

 

 

 Figura 3. Chiesa del SS. Redentore a Venezia (sinistra) e chiesa di S. Maria delle Consolazioni a Este, PD (destra): risalita capillare di umidità e degrado in paramenti in laterizio



Riferimenti bibliografici:

(1) J. Claudel “Manuale degli ingegneri, architetti, misuratori”- Vol. II, pagg. 1023 - Torino, Stabilimento Tipografico Fontana, 1852.
(2) A. Ganot “Trattato elementare di Fisica sperimentale ed applicata e di meteorologia” – pagg. 78 - Milano, Tipografia Scolastica dell’Editore Francesco Pagnoni, 1869.
(3) D. P. R. n. 246 del 21.04.1993
(4) E. Franzoni, F. Sandrolini “Problematiche relative all'umidità nelle murature storiche ed alla sua misura”. INARCOS 58, [637], pp.153-157 (2003).
(5) F. Sandrolini, E. Franzoni, S. Bandini “An experimental fixture for detection and continuous monitoring of electrical effects in moist masonry walls” in stampa su Construction and Building Materials.
(6) Sandrolini, E. Franzoni “An operative protocol for reliable measurements of moisture in porous materials of ancient buildings”. Building and Environment 41, [10], 2006, pp. 1372-1380 (available on line at www.sciencedirect.com).
(7) F. Sandrolini, E. Franzoni, E. Vio, S. Lonardoni, "Challenging transient flooding effects on dampness in brick masonry in Venice by a new technique: the narthex in St. Marco Basilica", in “Flooding and Environmental Challenges for Venice and its Lagoon: State of Knowledge”. C. A. Fletcher, T. Spencer eds., Cambridge University Press, 2005, p. 181-188. (Proc. Int. Conf. Churchill College, Cambridge, England, 14th-17th Sept. 2003, Theme: Urban flooding: architectural and structural issues)
(8) F. Sandrolini, E. Franzoni, G. Cuppini, L. Caggiati “Materials decay and environmental attack in the Pio Palace at Carpi: a holistic approach for historical architectural surfaces conservation”. Building and Environment 42 [5], 2007, pp. 1966-1974 (available on line at www.sciencedirect.com).
(9) F. Sandrolini, E. Franzoni “Repair systems for the restoration of ancient buildings: dampness rise problems” – Invited lecture opening the Symposium G “Adhesion in building bonds: macro-, micro- and nano-scale”, EMRS Fall Meeting 5th–9th Sept 2005, Warsaw (Poland) 2005. Restoration of Building and Monuments (International Journal) 13 [3], 2007, 161-172.
(10) “Malta: la fabbrica delle mura”, resp. sci. G. Cuppini – CLUEB, Bologna 2004, pp. 154.
 

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