L’utilizzo dell’elettrosmosi attiva per la deumidificazione delle costruzioni

L’elettrosmosi attiva e passiva

Ricercare la soluzione ai problemi che gli si manifestano davanti attraverso studi scientifici è una caratteristica che contraddistingue l'essere umano. Tuttavia, la curiosità che ci contraddistingue molto spesso cade nell'errore di provare ad ottenere delle risposte utilizzando i soli dati a disposizione, al contrario i processi scientifici per essere messi in atto, richiedono parametri ben precisi e delineati, i quali determinano il fallimento o la riuscita della tecnologia utilizzata. Per molte tecnologie moderne, i dati accumulati durante anni di esperimenti in laboratorio risultano fruibili per l’intera comunità e facilmente interpretabili, per altre tecnologie ciò non avviene.

Innanzitutto, è bene precisare che per “elettrosmosi” si intende il metodo dell’elettrosmosi attiva, che poggia su principi scientifici collaudati, al contrario dell’elettrosmosi passiva, metodo quest’ultimo cui non è mai stata dimostrata l’efficacia.  L’elettrosmosi attiva è composta da un impianto inserito all'interno delle murature o del manufatto, a cui viene applicato un potenziale elettrico, regolato da una centralina apposita.

L’elettrosmosi passiva detta anche “elettrosmosi in corto circuito” viene realizzata inserendo fra il terreno e la muratura delle barre metalliche perciò dotate elettricamente conduttive. Il fenomeno, almeno così come viene rappresentato, “dovrebbe” generare l'inversione del potenziale elettrico, sfruttando la conducibilità dei sali minerali presenti nell’acqua, mediante il trasferimento dal terreno alla muratura delle cariche elettrostatiche naturali. Purtroppo, si tratta di una teoria fisica finora non dimostrata.

Secondo l’ipotesi proposta, si avrebbe uno scambio di elettroni dal terreno alla muratura tale da invertire la polarità del manufatto e l’allontanamento dell'acqua. I primi rilievi sperimentali indicavano una variazione effettiva delle cariche elettrostatiche all'interno della muratura a seguito dell'installazione delle barre conduttive; tuttavia, con il tempo ci si accorse che le barre non facevano altro che subire un plausibile fenomeno di corrosione dovuto alle malte di ancoraggio. Conseguentemente il potenziale elettrico delle barre diminuiva, ma solo per la progressiva riduzione della conducibilità degli elementi metallici.

Ad oggi non esistono casi documentati attendibili dai quali si possa determinare l'affidabilità o comunque la reale funzionalità dell’elettrosmosi passiva. Per questo motivo l’elettrosmosi attiva può godere a pieno titolo dell’abbreviazione “elettrosmosi”, il cui funzionamento viene descritto in seguito.

 Figura 1 - Particolare di un impianto elettrosmotico (immagine gentilmente concessa da www.elosystem.it).

I sistemi elettrofisici come l’elettrosmosi attiva, se correttamente progettati e installati, consentono la deumidificazione delle murature e delle strutture orizzontali a contatto con il terreno, ma solo entro certi parametri. Si tratta di un sistema idoneo per ottenere il trasporto verso l’esterno dell'acqua in eccesso contenuta all’interno dei manufatti o più in generale dei mezzi porosi e permeabili. Il sistema non ha alcuna efficacia se lo scopo è contrastare l'assorbimento dell’acqua, contenuta in elementi non impermeabilizzati a diretto contatto con le strutture, come per esempio può essere una pavimentazione esterna perimetrale.

L’elettrosmosi è un fenomeno elettrocinetico, ovvero atto al trasporto molecolare di particelle, in questo caso di acqua. In ambito edile, il corpo fisico è composto dal manufatto che si intende deumidificare, le particelle sono presenti in cluster, agglomerati di molecole d’acqua legate fra di loro da cariche elettrostatiche. Tale fenomeno, fu osservato per la prima volta all'inizio dell'Ottocento Da F.F. Reuss. Molto brevemente, Il ricercatore fu in grado di determinare lo spostamento forzato di acqua allo stato liquido, attraverso i capillari in un diaframma poroso, per mezzo di una tensione elettrica.

Reuss osservò che tale fenomeno fisico poteva avvenire soltanto all'interno di un diaframma non conduttore. L’esperimento fu realizzato inserendo un elemento di argilla forato all’interno. La foratura interna era dotata di due uscite sui lati opposti. All’interno dell’elemento in argilla vennero disposti al centro due elettrodi, uno a carica positiva, leggermente indirizzato verso un’uscita e l'altro a carica negativa indirizzato verso l’uscita opposta. Tali elettrodi, attraverso la differenza di potenziale determinarono la direzione del flusso elettrosmotico, verso l’uscita in cui era direzionato l’elettrodo a carica negativa.

Il principio dell’elettrosmosi sfrutta i legami elettrostatici presenti nei materiali da costruzione, che nella propria composizione chimica quasi sempre comprendono il silicio. La presenza di questo elemento chimico nelle masse porose risulta indispensabile per la funzionalità del sistema elettrosmotico. Manufatti edili realizzati con materiali in cui non è presente il silicio, come ad esempio il calcare o il marmo di Carrara, non possono essere deumidificati utilizzando questo sistema.

Perché l’elettrosmosi possa essere attuata, occorre che l'elemento murario comprenda un setto poroso regolare e comunicante in tutta la sua estensione, che risulta indispensabile per la diffusione rapida del flusso generato dalla differenza di potenziale impressa, attraverso le porosità del materiale.

Di conseguenza, i materiali che non hanno una porosità continua su tutta la loro massa, non consentiranno l'attraversamento dell'acqua. Materiali che si prestano bene all'attraversamento da parte dell'acqua sono i comuni mattoni da costruzione, oltre i leganti a base di calce. Materiali in cui non è presente una porosità comunicante continua e sufficiente per consentire il rapido attraversamento da parte del fluido sono quelli molto compatti come, ad esempio, la Pietra d’Istria oppure il calcestruzzo anche armato, se è stato ben realizzato.

Gli elementi che compongono un impianto elettrosmotico  

Sostanzialmente un impianto elettrosmotico è costituito da una centralina elettronica computerizzata, composta da un trasformatore, il kit di alimentazione ed un firmware in grado di gestire le variazioni di carica necessarie per il corretto funzionamento. Le centraline più avanzate registrano in continuo tutti i valori riscontrati fin dalla messa in esercizio dell'impianto.

Altra funzione importante è il rilievo periodico della corrente nel display, misurata in milliampere (mA). Il valore in mA esposto nel display consente di monitorare in continuo la corretta funzionalità dell’impianto, oppure se si sono verificati dei guasti o dei malfunzionamenti. Generalmente il valore in mA è piuttosto stabile durante tutto il periodo dell'anno, ma potrebbe modificarsi nel caso in cui le precipitazioni meteorologiche aumentino di intensità.

Un’altra interessante funzione della centralina è quella di rilevare un eventuale quantitativo anomalo di acqua, in prossimità dell'impianto a terra, che potrebbe ad esempio essere causato da una perdita dagli impianti idraulici. In caso di rottura dell'impianto elettrosmotico, a seguito di danneggiamento accidentale o altro, il guasto viene segnalato sul display con dei dati facilmente interpretabili. La centralina contiene all'interno del suo firmware svariate impostazioni di funzionamento e correzione gelosamente tenute segrete dalle aziende, poiché ottenuti dopo anni di indagini, sperimentazione e perfezionamento. Un’informazione recentemente emersa riguarda l'inversione temporanea della polarità dell'impianto, che verrà descritta di seguito.

Figura 2 – Centralina per impianto elettrosmotico (immagine gentilmente concessa da www.elosystem.it). 

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Nel resto dell'articolo verranno presentati gli ulteriori elementi che compongono un impianto elettrosmotico, verrà spiegato cosa sono le dispersioni elettriche, la modalità di realizzazione degli impianti e i materiali utilizzati, cosa avviene all'interno dei capillari e altri argomenti.

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