La muffa e il cartongesso, ecco spiegato perché vanno così d’accordo

Molto spesso la muffa si forma sulle superfici del cartongesso in maniera più rapida e con manifestazioni più intense ed estese rispetto alle murature tradizionali.

Ciò può avvenire a causa di fenomeni infiltrativi, come ad esempio la perdita di un impianto o a causa di un apporto indesiderato di acque meteoriche, oppure in conseguenza di condensa, anche derivante da un’elevata umidità ambientale. Ma cosa rende così appetibile il cartongesso per le muffe? Lo scopriremo insieme in questo interessante articolo.


La muffa negli ambienti

Le muffe sono dei microrganismi primordiali le cui spore, che possiamo immaginare simili ai loro semi, sono aerodisperse perciò presenti dappertutto. In natura svolgono il ruolo di demolitori, esercitando un ruolo importante in tutti gli ecosistemi, e possono nutrirsi di numerose sostanze organiche, anche in decomposizione.

Dal punto di vista biologico vengono classificate fra i funghi o miceti ma fino al 1965 erano state inserite fra i vegetali, si insediano rapidamente e con grande facilità sulle superfici di numerosi materiali anche minerali come pietra, vetro e mattoni. Si cibano di sostanze organiche ma anche di prodotti sintetici e hanno bisogno soltanto di tre elementi per vivere e riprodursi: una superficie sulla quale stabilirsi, un livello di umidità sufficientemente alto sul supporto e una piccolissima quantità di cibo. 

 

La muffa e il cartongesso, ecco spiegato perché vanno così d’accordo

Fig. 1. - Spore di Aspergillus niger osservate al criomicroscopio elettronico. (1)

 

Alcune muffe sono in grado di nutrirsi anche delle minime quantità di particolato biologico contenuto nell’aria sotto forma di pollini, spore, residui di cellule vegetali e animali, batteri, altre muffe, frammenti di protozoi, insetti, semi e altre componenti biologiche che costituiscono le particelle aerodisperse. 

Queste sono presenti in misura variabile, in funzione dell’ambiente preso in esame. 

In natura finora sono state classificate oltre 100.000 specie diverse di muffe, delle quali secondo l’OMS circa 200 possono stabilirsi negli ambienti domestici. Negli edifici abitativi le muffe trovano le migliori condizioni per poter crescere e riprodursi, cioè, abbondanti quantità di sostanze nutrienti, temperature abbastanza stabili e comunque non troppo alte ma neppure troppo basse e spesso elevata umidità dell’aria e delle superfici sulle quali potersi insediare. 

Negli edifici residenziali, si ritiene che l'umidità sia l'unico fattore chiave che possa determinare la crescita delle muffe, poiché l'intervallo fra la temperatura interna minima e massima entro le quali questi vengono riscaldati e raffrescati, rientra nell'ampia gamma di temperature in cui questi microrganismi possono svilupparsi.

Inoltre, spesso i materiali presenti all’interno dell’edificio soddisfano i requisiti nutrizionali delle muffe, ad esempio i capi in pelle e in lana, le copertine dei libri, la carta in generale e le pitture acriliche, sono degli ottimi cibi per queste fastidiose attività biologiche.

L’umidità risulta perciò la condizione necessaria ma non sufficiente per consentire lo sviluppo delle muffe.

Studi condotti in tutto il mondo dall’Organizzazione Mondiale della Sanità evidenziano che l’eccessiva umidità e la conseguente contaminazione da muffe colpisce un numero variabile fra il 20% ed il 50% delle unità abitative, dove le situazioni peggiori sono correlate ai bassi redditi degli occupanti (fuel poverty due to low income).

muffe e cartongesso: che relazione c'è

Fig. 2. - Diagramma isotermo di isteresi igroscopica di un materiale a base di gesso nel quale si osserva che la curva di adsorbimento e quella di desorbimento non coincidono, durante l’asciugatura il materiale tende a trattenere una parte dell’umidità adsorbita precedentemente anche quando torna alle condizioni di inizio ciclo. Il fenomeno diventa più intenso con le basse temperature. (1)

 

È stato riscontrato che quando le abitazioni non sono sufficientemente riscaldate nel regime invernale, la proliferazione delle muffe aumenta sensibilmente. Con basse temperature dell’aria interna e delle superfici, anche in presenza di idonea aerazione o ventilazione, è molto difficile evitare la formazione di muffe sulle pareti, sui soffitti e sui materiali contenuti nei locali.

I problemi relativi alla bassa qualità dell’aria interna sono riconosciuti dalla comunità scientifica internazionale come importanti fattori di rischio per la salute umana, sia nei paesi a basso reddito che in quelli più ricchi. La qualità dell'aria interna è molto importante, anche perché le persone trascorrono una quota considerevole delle loro giornate all'interno di spazi confinati. Nelle scuole, nelle residenze, nei centri diurni, nelle case di riposo e in altri ambienti affollati, l'inquinamento dell'aria interna colpisce gruppi di popolazione particolarmente vulnerabili a causa del loro stato di salute o età. 

L'inquinamento biologico coinvolge svariate specie di muffe, batteri e altri microrganismi indesiderati che crescono in casa quando è disponibile una quantità sufficiente di umidità. L'esposizione ai contaminanti biologici è clinicamente associata a sintomatologie respiratorie, irritazioni, infiammazioni, allergie, asma e reazioni immunologiche dell’organismo, in rari e gravi casi si riportano anche effetti tossici e cancerogeni. 

Le evidenze relative ai diversi agenti biologici presenti nell’aria interna possono essere prese in esame solo nella loro globalità e non singolarmente. Ciò è dovuto al fatto che le persone sono spesso esposte a più agenti contemporaneamente ed è difficile stimare quale possa essere l’azione di ciascun singolo inquinante rispetto al loro insieme. Alcune eccezioni includono diverse allergie comuni, che possono essere attribuite ad agenti specifici, come gli acari della polvere oppure gli animali domestici. 

La presenza eccessiva di agenti biologici indesiderati nell'ambiente interno, muffe comprese, nella maggior parte dei casi è dovuta all'umidità elevata e alla aerazione o ventilazione inadeguata. L'eccesso di umidità su quasi tutti i materiali interni porta alla crescita di muffe, batteri ed altri microrganismi indesiderati, che successivamente emettono spore, cellule, frammenti e composti organici volatili dall’odore sgradevole nell'aria interna. Inoltre, l'umidità promuove la degradazione chimica e quella biologica dei materiali, che a loro volta sono la causa di maggior produzione di inquinanti dell'aria interna. 

L'umidità in eccesso rappresenta anche un valido indicatore del rischio di asma e di altre patologie respiratorie, e deve perciò essere considerata a tutti gli effetti un importante fattore di rischio. Indagini epidemiologiche e studi condotti in diversi paesi e in svariate condizioni climatiche, evidenziano che gli occupanti di edifici umidi con presenza abbondante di muffa, sia nelle case che negli edifici pubblici, sono a maggior rischio di patologie respiratorie, infezioni, asma, rinite allergica e altre malattie correlate. 

La quantità di acqua presente sulla superficie dei materiali è il primo fattore scatenante della crescita di microrganismi, tra cui muffe e batteri. I microrganismi si propagano rapidamente ovunque sia disponibile dell’acqua o dell’umidità in quantità sufficiente. La polvere e lo sporco, laddove presenti negli spazi interni, forniscono nutrienti sufficienti per supportare un'ampia e diffusa crescita microbica. Poiché la muffa può crescere su quasi tutti i materiali, è opportuno selezionare quelli più appropriati per prevenire l'accumulo di sporco e la penetrazione dell'umidità, riducendo conseguentemente la possibilità di crescita della muffa. 

Gli agenti che causano gli effetti avversi sulla salute non sono stati ancora identificati in modo univoco e definitivo, ma si ritiene che un livello eccessivo di uno qualsiasi di questi nell'ambiente interno, possa rappresentare un potenziale rischio per la salute. Anche le interazioni fra i diversi microrganismi dalle quali derivano le catene trofiche e le emissioni chimiche legate all'umidità dei materiali da costruzione, possono svolgere un ruolo negli effetti sulla salute legati all'umidità. Gli standard e i regolamenti edilizi in materia di comfort e salute non stabiliscono con sufficientemente chiarezza i requisiti necessari per prevenire e limitare l'umidità in eccesso. 

L’acqua e l’umidità possono penetrare nell’edificio in occasione di eventi accidentali come infiltrazioni, perdite d'acqua dagli impianti, forti piogge e inondazioni, ma la maggior parte dell'umidità all’interno dell’edificio viene apportata attraverso l’aria, compresa quella che si infiltra dall’involucro e quella prodotta dalle attività degli occupanti. Consentire alle superfici interne di diventare molto più fredde dell'aria circostante può causare condensa indesiderata. 

I ponti termici, l'isolamento inadeguato, le infiltrazioni e le esfiltrazioni d’aria, l'impianto idraulico dell'acqua fredda e le parti fredde delle unità di condizionamento dell'aria, possono abbassare le temperature superficiali fino a valori inferiori rispetto al rischio muffa e nelle peggiori condizioni anche al punto di rugiada dell'aria.

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La fisica della condensa e l'origine delle muffe

 

La muffa nei materiali e sulle superfici

Come è stato accennato nel precedente paragrafo, le muffe possono insediarsi e svilupparsi anche sui supporti non nutrienti come ad esempio il vetro, i mattoni e gli intonaci ma preferiscono le superfici dei materiali dei quali possono cibarsi, come la carta, il legno, i capi in pelle, in lana e alcuni tipi di rivestimento. 

I materiali preferiti dalle muffe

La cellulosa rappresenta una fra le migliori scelte per le muffe perché è molto diffusa in natura e perché nel corso dell’evoluzione ha costituito il principale elemento nutritivo per questi microrganismi. Inoltre, essendo anche molto igroscopica, la cellulosa tende a trattenere maggiormente l’umidità dell’aria costituendo così il supporto ideale per lo sviluppo delle muffe.

Lo Stachybotrys chartarum è una muffa molto diffusa in natura ed è presente anche nei materiali da costruzione contenenti cellulosa. Deve il suo nome allo scienziato August Carl Joseph Corda, il quale la descrisse per la prima volta nel 1837 dopo averla isolata nella carta da parati in una casa di Praga. Un altro fattore che può favorire oppure ostacolare lo sviluppo delle muffe sulle superfici, riguarda il pH di equilibrio del materiale di supporto, che deve essere compatibile con quello ammesso dalla muffa in esame. 

Il pH che agevola le muffe

Quasi tutte le muffe possono proliferare quando il pH in equilibrio è compreso fra circa 4 e 11 ma preferiscono un ambiente leggermente acido, cioè con valori fra 5 e 7. Il pH di una soluzione ci indica quanto questa sia acida o basica, può variare da 0 a 14 con il valore neutro di 7 che corrisponde all’acqua distillata. Con il pH da 7 a 14 si hanno soluzioni via via più basiche mentre da 7 a 0 le soluzioni sono progressivamente più acide.

I materiali con proprietà antifungine e antibatteriche

Alcuni materiali hanno naturalmente delle proprietà antifungine e antibatteriche e sulle loro superfici non possono svilupparsi attività biologiche, ad esempio il rame e le sue leghe, ma anche l’argento e i sali di boro. Fanno parte di questa categoria di sostanze antifungine anche altri composti come i sali di sodio, di alluminio, di cromo e svariati oli essenziali usati spesso nel restauro. Più in generale lo sviluppo di muffe e di batteri viene rallentato fino ad essere impedito quando la concentrazione dei sali aumenta.

RIEPILOGANDO...LE CONDIZIONI MIGLIORI PER LA FORMAZIONE DI MUFFA

In base a quanto descritto, le condizioni migliori per le muffe sono quelle di umidità elevata su superfici porose, igroscopiche e nutrienti, aventi un pH in equilibrio compreso fra 5 e 7. Bisogna considerare che le muffe attecchiscono solo sulle superfici dei materiali e molto raramente si diffondono anche all’interno dei pori, inoltre, poiché si tratta di organismi di dimensioni molto piccole, il loro ambiente si estende al massimo per qualche decimo o centesimo di millimetro di spessore rispetto al supporto sul quale sono insediate.

 

Cos’è il cartongesso, composizione, caratteristiche, impieghi

Il cartongesso è un materiale prefabbricato, costituito da due fogli di cartone all’interno dei quali si trova un nucleo centrale composto da gesso, amido, fibre di vetro e piccole quantità di altri additivi che ne migliorano le caratteristiche in base agli impieghi previsti. Inventato negli Stati Uniti intorno alla metà dell’800 e ampiamente diffuso in Nord America per le sue caratteristiche di semplicità e versatilità, è stato introdotto in Europa durante la Prima Guerra Mondiale. Successivamente si è diffuso a partire dalle nazioni più settentrionali e all’incirca a partire dagli anni ’60 anche in Italia e negli altri paesi mediterranei. 

Viene fornito in lastre di dimensioni standardizzate, solitamente da 120 cm di larghezza e di lunghezza variabile fra i 100 ed i 300 cm, lo spessore può variare fra i 6 ed i 25 mm in funzione degli utilizzi. Le lastre possono essere fissate con viti su apposite strutture in acciaio zincato (inizialmente si utilizzavano dei listelli di legno) per la realizzazione di controsoffitti, pareti divisorie e contropareti, oppure possono essere fornite come elemento preaccoppiato costituito dalla lastra incollata a un materiale isolante rigido come la lana di vetro, lana di roccia, EPS, XPS ecc., solitamente da applicare sulle murature mediante adesivo o con fissaggio meccanico. 

È un materiale molto versatile che si presta a numerosissime applicazioni, può essere impiegato per la realizzazione di pareti, controsoffitti, contropareti di qualsiasi forma e dimensione, può essere facilmente curvato in fase di posa ed essere poi finito con un’ampia varietà di vernici, pitture e rivestimenti.

Fra le caratteristiche più importanti che lo rendono molto vantaggioso rispetto alle tecniche costruttive tradizionali, vi sono la leggerezza, la semplicità di ottenere elementi con elevate prestazioni di isolamento termico, di resistenza al fuoco e di insonorizzazione. Inoltre, essendo un materiale già asciutto e liscio in fase di posa, riduce notevolmente i tempi di asciugatura durante i lavori e consente la realizzazione di interventi rapidi, funzionali e di elevata qualità estetica. 

Per questi motivi è diventato un materiale di ampia diffusione che viene impiegato sempre più spesso nelle più varie applicazioni dell’edilizia e dell’industria, sia sul nuovo che nelle ristrutturazioni. 

Per quanto riguarda le sue possibili interazioni con l’acqua, è da precisare che si tratta di un materiale che non è destinato a bagnarsi ed è molto sensibile all’umidità. Essendo molto poroso e igroscopico tende a trattenere facilmente l’umidità, perciò, in occasione di variazioni cicliche dell’umidità relativa ambientale, la sua umidità superficiale tende ad essere più simile alle condizioni dell’ambiente durante la fase di umidità crescente mentre tende ad essere maggiore durante la fase di asciugatura rispetto ad altri materiali utilizzati in edilizia. 

Detto in altre parole, è un materiale che si inumidisce rapidamente ma si asciuga lentamente, presenta cioè un marcato fenomeno di isteresi igroscopica. Questa sua caratteristica, unita ad un pH di equilibrio in superficie all’incirca neutro o leggermente acido, mentre il gesso che si trova al suo interno, se non additivato ha un pH di circa 8, lo rendono particolarmente sensibile all’attacco delle muffe. La crescita di tutti i microrganismi è strettamente correlata alla disponibilità di acqua o di umidità sufficientemente elevata sulle superfici o sui supporti porosi. 

Numerose istituzioni convenzionalmente considerano il valore limite dell’80% di Umidità Relativa (UR) in superficie, come soglia al di sotto della quale non esisterebbe il cosiddetto “rischio muffa” cioè come limite di sicurezza da non superare per prevenire la formazione di attività biologiche indesiderate.

In realtà è stato accertato dalla comunità scientifica internazionale che sono possibili formazioni di muffe anche con valori di UR in superficie del 65%, in funzione del tempo di esposizione e della disponibilità di sostanze nutrienti. Maggiore è il valore di UR in superficie e minore sarà il tempo necessario per lo sviluppo delle muffe e viceversa. Se le superfici sono costituite da materiale nutriente, cioè da sostanze naturali come lana, cotone, carta, cellulosa, pelle, legno ma anche diversi prodotti chimici come colle, pitture acriliche o alcuni tipi di plastica e di gomma, le muffe cresceranno anche con valori di UR più bassi dell’80%.

Il Time Of Wetness (TOW) cioè il “tempo di umidità” rappresenta la frazione del tempo durante la quale l’umidità relativa nel microambiente di crescita e sviluppo del fungo, cioè della superficie sulla quale questa si insedia, è superiore al livello di soglia per la crescita della specie di muffa presa in esame. Le diverse specie di muffa hanno diversi valori soglia di TOW. Per esempio le muffe idrofile si sviluppano più rapidamente ma hanno bisogno di valori di UR in superficie prossimi al 100%, mentre le xerofile necessitano di tempi molto più lunghi e si sviluppano anche con UR di circa il 75÷80%. 

A causa della notevole porosità e igroscopicità, il cartongesso tende a trattenere maggiormente l’umidità e per tempi più lunghi rispetto ad altri materiali solitamente impiegati nell’edilizia, ciò si traduce in elevati valori di UR in superficie e contemporaneamente anche di TOW. Studi recenti hanno evidenziato che su un campione di cartongesso portato a saturazione per 10 minuti, si è avuto un TOW di circa 6 ore.

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Fig. 3. - Rappresentazione schematica del Time Of Wetness (TOW) (1)

....CONTINUA.

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