Piscine e degrado dei materiali: il ruolo della chimica dell’acqua nella durabilità dei sistemi

Nella progettazione delle piscine, l’attenzione è storicamente concentrata sulla tenuta idraulica dell’invaso, considerata il principale requisito prestazionale dell’opera. Questo approccio, sebbene comprensibile, risulta oggi parziale e tecnicamente insufficiente. L’ambiente piscina non è infatti caratterizzato dalla semplice presenza di acqua, ma da un sistema chimico complesso e dinamico, nel quale coesistono disinfettanti ossidanti, correttori di pH, sali disciolti e sottoprodotti della disinfezione.

In questo contesto, il cloro – nelle sue diverse forme chimiche – assume un ruolo centrale. La sua elevata reattività, legata alla natura di elemento fortemente elettronegativo appartenente alla famiglia degli alogeni, lo rende estremamente efficace dal punto di vista sanitario, ma al contempo responsabile di processi di degrado progressivo sui materiali da costruzione.

I fenomeni di deterioramento non sono immediati, ma derivano da un’azione continua e cumulativa che coinvolge fughe, sistemi resinosi, rivestimenti e componenti metallici. In particolare, la capacità degli ioni cloro di penetrare nelle matrici porose e di interagire con leganti cementizi e catene polimeriche rappresenta uno dei principali meccanismi di perdita prestazionale.

L’articolo analizza tali fenomeni in chiave tecnica, evidenziando le criticità progettuali più frequenti e proponendo un approccio integrato basato sulla compatibilità chimica dei materiali e sulla durabilità del sistema nel suo complesso.

---

Progettazione delle piscine: il limite dell'approccio tradizionale

Nel settore delle piscine, la progettazione dell’invaso è ancora oggi fortemente condizionata da una visione riduttiva del problema: contenere l’acqua. L’impermeabilizzazione viene considerata l’elemento risolutivo, mentre la chimica dell’acqua è spesso relegata a una fase gestionale, demandata al manutentore.

Questa impostazione trascura un aspetto fondamentale: l’acqua di piscina non è un fluido neutro, ma un mezzo intenzionalmente progettato per essere chimicamente attivo. La sua aggressività, necessaria per la disinfezione, si estende inevitabilmente anche ai materiali che costituiscono l’invaso.

Il limite dell’approccio tradizionale risiede proprio nella separazione concettuale tra:

• sistema impermeabilizzante;
• rivestimento;
• gestione chimica dell’acqua.

In realtà, questi elementi costituiscono un unico sistema interagente, in cui la durabilità complessiva è determinata dall’elemento più vulnerabile.

Piscine e degrado dei materiali: perché la chimica dell’acqua è determinante

L’acqua di piscina è un sistema chimico dinamico caratterizzato dalla presenza simultanea di:

• cloro libero e combinato (HOCl, OCl⁻, clorammine);
• correttori di pH (acidi e basi);
• sali disciolti;
• sottoprodotti della disinfezione.

A differenza di altri contesti edilizi, tali parametri non sono stabili, ma variano in funzione di:

• temperatura;
• carico organico introdotto dai bagnanti;
• modalità di dosaggio dei prodotti chimici;
• cicli di svuotamento e riempimento.

Ne deriva un ambiente definibile come chimicamente instabile e altamente reattivo, in cui i materiali sono sottoposti a:

• ossidazione;
• attacco acido;
• fenomeni ionici;
• cicli chimico-termici ripetuti.

Questa combinazione rende l’interno della piscina uno degli ambienti più severi per i materiali da costruzione.

Il cloro: da agente disinfettante a fattore di degrado

Un passaggio fondamentale – spesso trascurato anche in ambito specialistico – riguarda la natura fisico-chimica del cloro e le implicazioni dirette sui materiali.

Il cloro appartiene alla famiglia degli alogeni ed è caratterizzato da:

• elevata elettronegatività (seconda solo al fluoro);
• forte capacità ossidante;
• dimensioni molecolari relativamente ridotte;

La sua molecola biatomica (Cl₂), pur non essendo la più piccola in assoluto, presenta una distanza interatomica pari a circa 199 pm. Questo aspetto, apparentemente teorico, ha implicazioni estremamente concrete nella pratica progettuale.

La ridotta dimensione molecolare e l’elevata mobilità favoriscono infatti la sua diffusione anche in materiali a bassa porosità apparente, rendendo inefficace una valutazione basata esclusivamente sulla permeabilità macroscopica.” E questo spiega perché anche concentrazioni relativamente basse di cloro, ma costanti nel tempo, possano generare fenomeni di degrado significativi.

1. Penetrazione nelle matrici porose: nei materiali cementizi, gli ioni cloro penetrano facilmente attraverso la rete capillare, raggiungendo gli strati interni e interagendo con silicati e alluminati del cemento.
2. Interazione con strutture cristalline: gli ioni cloro alterano l’equilibrio dei composti idrati del cemento, riducendo la capacità di rilascio della calce libera e compromettendo i meccanismi di protezione delle armature.
3. Aggressione ai materiali metallici: i cloruri sono tra le specie ioniche più aggressive per l’acciaio e sono direttamente responsabili dell’innesco di fenomeni corrosivi, anche su acciai inox come AISI 304. Questo dato ha una forte implicazione progettuale: se il cloro è in grado di aggredire materiali metallici, è evidente che materiali più deboli come fughe cementizie o sistemi resinosi risultano ancora più vulnerabili.

Degrado dei materiali nelle piscine: analisi per tipologia

Prodotti cementizi: il punto critico del sistema

Nei prodotti cementizi, gli ioni elettronegativi penetrano ed attraversano con estrema facilità all’interno della matrice legante e si legano a tutta la serie di silicati ed alluminati (monocalcico, bicalcico e tricalcico) inquinando i loro cristalli e riducendo al contempo la liberazione di calce libera che protegge il ferro. Un processo che si protrae per anni, necessario per favorire la protezione dei ferri d’armatura contro la corrosione di CO₂ o sostanze aggressive come per esempio l’acqua di mare.

Esistono cementi resistenti ad acque contenenti ioni cloro o all’acqua di mare ma si tratta di cementi speciali e costosi. Non sono normali cementi alluminosi ricavati dalla bauxite ma particolari e specifici prodotti dotati di finezza Blaine molto elevata per formare (dopo maturazione) una matrice molto simile alla ceramica.

Rivestimenti epossidici e poliuretanici non resistono a lungo termine all’attacco ionico che porta al degrado dei materiali.

La protezione di alcuni particolari delle strutture in cemento armato del Mose di Venezia fu realizzata partendo da una speciale matrice polimerica a base di poliestere-vinilestere (spessore minimo 5 mm) perché ritenuta tra le poche matrici in grado di resistere per decenni al contatto permanente con acqua di mare.

Fughe cementizie di mosaici e piastrelle: l’elemento più esposto e vulnerabile

All’interno del sistema piscina, le fughe rappresentano l’elemento più esposto e vulnerabile per diverse ragioni:

• elevata porosità;
• ampia superficie di contatto con l’acqua;
• composizione alcalina instabile in ambiente acido/ossidante.

I principali meccanismi di degrado includono:

1. lisciviazione della matrice cementizia: il cloro e i correttori di pH favoriscono la dissoluzione degli idrossidi di calcio, con progressiva perdita di coesione della matrice cementizia;
2. decalcificazione: la riduzione dei composti calcarei porta a un aumento della porosità; favorendo la penetrazione di clorammine e sali, con conseguenti efflorescenze, disgregazioni superficiali e fenomeni di polverizzazione superficiale
3. penetrazione ionica: gli ioni cloro penetrano nella struttura cristallina dei silicati e degli alluminati, alterandone l’equilibrio chimico;
4. colonizzazione biologica: microfessurazioni e pori aperti diventano ricettacolo di alghe, muffe e batteri resistenti ai trattamenti ordinari.

Il risultato è un degrado progressivo che si manifesta con:

• sbiancamenti;
• efflorescenze;
• perdita di materiale;
• apertura di microfessurazioni.

Fughe epossidiche: prestazioni reali tra resistenza chimica e limiti applicativi

Nel tentativo di superare le criticità tipiche delle fughe cementizie tradizionali, negli ultimi anni si è diffuso l’impiego di sistemi a base epossidica o polimerica, spesso presentati come soluzioni “resistenti al cloro” e quindi idonee per ambienti piscina. Questa affermazione, sebbene fondata su dati di laboratorio, deve essere attentamente contestualizzata rispetto alle reali condizioni di esercizio.

Dal punto di vista chimico, le fughe epossidiche presentano una struttura reticolata che garantisce una bassa porosità e una buona resistenza all’assorbimento di acqua e sostanze aggressive. Tuttavia, il cloro e i suoi derivati agiscono prevalentemente per ossidazione, andando a interferire con i legami della matrice polimerica. Questo fenomeno, noto come ossidazione delle catene polimeriche, comporta nel tempo:

• perdita di elasticità;
• irrigidimento del materiale;
• formazione di microfessurazioni;
• riduzione della capacità adesiva.

A ciò si aggiunge un aspetto spesso sottovalutato: la differenza tra condizioni di prova e condizioni reali. I test di laboratorio vengono generalmente condotti in ambienti controllati, con concentrazioni chimiche costanti e tempi limitati. A differenza delle condizioni di laboratorio, in piscina i materiali sono soggetti a:

• variazioni di pH;
• sovradosaggi localizzati di disinfettanti;
• cicli termici;
• esposizione continua (immersione permanente).

Questa combinazione genera un effetto cumulativo che accelera i processi di degrado ben oltre quanto previsto dai dati tecnici dichiarati.

Un ulteriore elemento critico riguarda il comportamento cromatico. Le fughe epossidiche, pur essendo inizialmente stabili, possono manifestare nel tempo fenomeni di:

• ingiallimento;
• opacizzazione;
• variazioni cromatiche non uniformi.

Tali effetti sono amplificati dalla combinazione tra ossidazione chimica e radiazione UV, soprattutto nelle piscine esterne.

Ne consegue che la scelta di una fuga epossidica non può essere considerata risolutiva in senso assoluto, ma deve essere valutata all’interno di un sistema coerente, in cui posa, supporto e gestione chimica risultano determinanti.

Sistemi resinosi a vista: degrado chimico, fotochimico ed estetico

I rivestimenti resinosi continui (epossidici, poliuretanici, poliurea, acrilici) rappresentano una soluzione sempre più diffusa per piscine e ambienti wellness, grazie alla continuità superficiale e all’elevato valore estetico. Tuttavia, proprio la loro natura organica li rende particolarmente sensibili all’azione combinata degli agenti chimici presenti in acqua.

Il cloro libero (HOCl), in particolare, agisce come ossidante primario sulle catene polimeriche, innescando reazioni di scissione che portano a criticità ricorrenti:

• ossidazione delle catene polimeriche: il cloro libero rompe i legami molecolari, causando perdita di elasticità e fragilizzazione;
• ingiallimento e variazioni cromatiche: fenomeno tipico delle resine non stabilizzate ai raggi UV e agli ossidanti;
• perdita di adesione: il degrado superficiale riduce l’ancoraggio al supporto, con rischio di distacchi localizzati.
• chalking superficiale: formazione di polveri superficiali dovute alla degradazione del legante polimerico;
• sensibilità ai cicli termici: l’azione combinata di temperatura e cloro accelera la fatica del materiale.

Parallelamente, si attivano processi di degradazione fotochimica legati all’esposizione ai raggi UV, che accelerano l’invecchiamento del materiale e ne alterano la stabilità cromatica.

Tali fenomeni vengono ulteriormente aggravati da condizioni operative tipiche delle piscine:

• temperature elevate che accelerano la velocità di reazione chimica;
• presenza simultanea di ossidanti e correttori di pH;
• cicli di immersione e asciugatura nelle zone bordo vasca.

Il risultato è un degrado che non è solo funzionale ma anche estetico, con manifestazioni quali:

• scolorimenti non uniformi;
• alonature;
• perdita di brillantezza;
• discontinuità visiva del rivestimento.

Un aspetto particolarmente rilevante riguarda la durabilità a lungo termine. In condizioni reali di esercizio prolungato, anche sistemi epossidici e poliuretanici possono non garantire una durabilità adeguata, soprattutto in presenza di esposizione continua a ossidanti e variazioni di pH.

Per applicazioni ad elevata durabilità, vengono infatti adottati sistemi più evoluti, come matrici poliestere-vinilestere armate, derivate dal settore nautico e industriale, impiegate ad esempio nei parchi acquatici e in grado di limitare la penetrazione ionica e resistere anche in ambienti altamente aggressivi.

Degrado dei manti sintetici e membrane

I manti sintetici rappresentano uno dei casi più evidenti di incompatibilità tra materiali organici e ambiente ossidante tipico delle piscine. La dimensione ridotta e l’elevata reattività del cloro favoriscono la diffusione all’interno della matrice e l’attacco diretto alle catene polimeriche, con processi di depolimerizzazione e meccanismi di danneggiamento quali ad esempio estrazione dei plastificanti, microfessurazioni da stress chimico, riduzione della resistenza alla trazione, incompatibilità chimica.

Rivestimenti in PVC: in questi manti, il cloro agisce letteralmente come un solvente selettivo che estrae i plastificanti dal polimero. Privato di questi componenti essenziali, il materiale plastico si irrigidisce, diventa fragile e subisce microfessurazioni da stress chimico e meccanico. Punti critici come pieghe o zone in tensione diventano vie di attacco privilegiate.

Membrane in EPDM: non sono, per loro natura, resistenti al cloro, sebbene esperienze già dalla metà degli anni ’60 di rivestimenti di vasche contenenti acqua con cloro, utilizzati, abbiano provato la loro lunga durabilità. Il cloro attacca la membrana attraverso un processo chimico noto come depolimerizzazione omolitica ed eterolitica rompendone la catena di atomi di carbonio (depolimerizzazione) e la superficie della membrana diventa più rigida e fragile. Si ritiene che la velocità di depolimerizzazione decresca nel tempo, anche se non è stato tecnicamente provato, grazie allo strato depolimerizzato che agisce da barriera protettiva per gli strati più profondi della membrana. Sicuramente, più spessa è la membrana, maggiore sarà la sua aspettativa di vita. Ad una concentrazione di cloro di 0,2 ppm (0,2 mg/l) approssimativamente si considera una depolimerizzazione dell'EPDM per uno spessore di 0,1 mm in 5 anni. Indicativamente, gli effetti della concentrazione di cloro a temperatura ambiente sui rivestimenti in membrana EPDM sono i seguenti:

• una concentrazione costante di 0,2 ppm non avrà un significante effetto sulla durata del rivestimento;
• una concentrazione costantemente sopra a 0,2 ppm riduce l'aspettativa di vita della membrana al di sotto dei 20-25 anni che normalmente si valuta per l'EPDM, che sarà tanto più ridotta quanto più aumenta il valore della concentrazione del cloro;
• concentrazioni fino a 5,0 ppm per un massimo di 24 ore e per non più di 20 volte all'anno si considerano accettabili e prive di effetti importanti sulla membrana;
• concentrazioni fino a 50 ppm per un massimo di 24 ore e per non più di una volta all'anno (procedura secondo BS 6700) si considerano accettabili senza grandi effetti sulla membrana;
• una concentrazione fino a 500 ppm al massimo un'ora, con susseguente immediato lavaggio con acqua pulita, può essere accettato per la disinfezione.

Rivestimenti ceramici e vetrosi: resistenza apparente e vulnerabilità del sistema

I rivestimenti ceramici e vetrosi sono tradizionalmente considerati altamente resistenti in ambiente piscina, grazie alla stabilità chimica dello smalto e del vetro. Questa valutazione è corretta solo se limitata al materiale in sé, ma risulta incompleta se si considera il sistema nel suo insieme.

Il mosaico vetroso, ad esempio, presenta un’eccellente inerzia chimica; tuttavia, la sua posa è affidata a:

• adesivi cementizi o polimerici;
• fughe (cementizie o epossidiche).

che rappresentano il vero punto critico.

L’acqua clorata penetra attraverso le fughe e raggiunge il retro delle tessere, dove può innescare:

• degradazione del letto di posa;
• perdita di adesione;
• distacchi localizzati o diffusi.

Questo fenomeno è particolarmente insidioso perché non si manifesta immediatamente in superficie, ma evolve nel tempo fino a generare distacchi improvvisi.

Nel caso delle piastrelle ceramiche smaltate, si osserva un comportamento analogo:

• lo smalto superficiale resiste agli agenti chimici;
• i bordi e il retro risultano vulnerabili;
• l’interfaccia adesivo-supporto diventa il punto debole;

Va inoltre considerato il ruolo delle sollecitazioni idrostatiche. Durante l’esercizio, le piastrelle sono soggette a pressione positiva; durante lo svuotamento, si generano contropressioni che favoriscono la formazione di sali espansivi e fenomeni interfacciali.

Questo ciclo continuo accelera il degrado e contribuisce alla perdita di adesione nel medio-lungo periodo.

Il ruolo determinante della gestione chimica dell'acqua

Se la progettazione definisce le condizioni iniziali del sistema, è la gestione chimica dell’acqua a determinarne l’evoluzione nel tempo. Uno degli aspetti più critici è rappresentato dal dosaggio dei disinfettanti.

Infatti, il cloro, se presente in concentrazioni corrette, reagisce principalmente con i contaminanti biologici. Tuttavia, in condizioni di sovradosaggio o distribuzione non uniforme, l’eccesso di cloro continua a reagire con i materiali presenti nella vasca, accelerandone il degrado.

I principali fattori che influenzano l’aggressività chimica sono:

• concentrazione di cloro;
• tempo di contatto;
• temperatura dell’acqua (incrementi di circa 10°C possono raddoppiare la velocità di reazione);
• modalità di dosaggio (immissione diretta vs sistemi automatizzati).

A questi si aggiunge il controllo del pH, parametro fondamentale per l’equilibrio chimico dell’acqua. Valori fuori dal range ottimale (circa 7,2–7,6) possono:

• aumentare il potere ossidante del cloro;
• favorire l’attacco ai materiali cementizi;
• accelerare fenomeni corrosivi su componenti metallici.

In questo contesto, la gestione dell’acqua non rappresenta una fase successiva alla realizzazione dell’opera, ma una condizione progettuale a tutti gli effetti, in grado di determinare direttamente la vita utile del sistema.

Un ulteriore elemento spesso trascurato riguarda l’impiego di prodotti per la pulizia. Detergenti acidi o alcalini, utilizzati per la manutenzione ordinaria, possono amplificare i processi di degrado già in atto, soprattutto su fughe e sistemi resinosi.

Da un punto di vista tecnico, diventa quindi fondamentale distinguere tra:

• degrado dovuto a difetti di posa;
• degrado indotto da condizioni chimiche non controllate.

Questa distinzione ha implicazioni dirette anche in ambito normativo e di responsabilità professionale, poiché la durabilità dell’opera dipende non solo dalla scelta dei materiali, ma anche dalla corretta gestione dell’impianto.

[...] PROSEGUI LA LETTURA NEL PDF IN ALLEGATO.

L'articolo prosegue  analizzando il ruolo decisivo della gestione chimica dell’acqua sulla durabilità della piscina, evidenziando errori operativi, limiti normativi e criticità reali. Viene introdotto un cambio di paradigma: dalla scelta dei materiali alla progettazione integrata del sistema.

---

Riferimenti normativi e approccio prestazionale

Negli ultimi anni, il quadro normativo relativo alla progettazione e realizzazione delle piscine si è progressivamente evoluto verso un approccio prestazionale, che impone una valutazione più ampia rispetto alla sola impermeabilità.

Tuttavia, è fondamentale evidenziare un aspetto critico: queste normative definiscono requisiti prestazionali e parametri di controllo, ma non garantiscono automaticamente la durabilità del sistema in ambiente chimicamente aggressivo.

Ad esempio:

• la UNI EN 13888-1:2022 (Sigillanti per piastrelle di ceramica - Parte 1: Requisiti, classificazione, designazione, marcatura ed etichettatura) classifica le fughe in funzione di resistenza meccanica e assorbimento, ma non simula condizioni reali di esposizione prolungata a cloro, pH variabile e cicli termici;
• la UNI EN 12004-1:2017 (Adesivi per piastrelle di ceramica - Parte 1: Requisiti, valutazione e verifica della costanza della prestazione, classificazione e marcatura) definisce prestazioni adesive in condizioni standard, non in immersione continua con agenti ossidanti;
• la UNI EN 1504 (Prodotti e sistemi per la protezione e la riparazione delle strutture di calcestruzzo) affronta la protezione del calcestruzzo, ma non copre in modo specifico l’azione combinata di cloruri, ossidanti e cicli piscina.

In particolare, risulta evidente un vuoto normativo relativo alla simulazione delle condizioni reali di esercizio: non sono previste prove in immersione continua con presenza simultanea di ossidanti e variazioni di pH, né test combinati chimico-termici o valutazioni di durabilità a lungo termine. Questo divario limita la capacità delle norme di rappresentare il comportamento reale dei materiali in ambiente piscina.

La conformità normativa, in assenza di verifica prestazionale reale, non può essere assunta come garanzia di durabilità.

---

FAQ tecniche - Piscine e degrado dei materiali

Perché l’impermeabilizzazione non è sufficiente a garantire la durabilità di una piscina?

Perché la piscina non è un sistema idraulico passivo, ma un ambiente chimicamente attivo. La sola tenuta all’acqua non considera l’azione combinata di ossidanti, variazioni di pH, sali disciolti e cicli termo-chimici, che determinano nel tempo fenomeni di degrado dei materiali.

Qual è il ruolo del cloro nei processi di degrado dei materiali?

Il cloro, per la sua elevata elettronegatività e capacità ossidante, agisce come agente di degrado progressivo. La sua diffusività consente la penetrazione anche in matrici a bassa porosità apparente, innescando processi di ossidazione, alterazione dei leganti e perdita prestazionale.

Quali sono i meccanismi di degrado nei materiali cementizi?

Nei sistemi cementizi si osservano principalmente:

• penetrazione ionica dei cloruri nella rete capillare;
• alterazione dei silicati e alluminati idrati;
• riduzione della capacità protettiva della calce libera;
• incremento della porosità e perdita di coesione.

Tali fenomeni compromettono nel tempo la stabilità del sistema e la protezione delle armature.

Perché le fughe cementizie rappresentano il punto critico del sistema?

Per la loro elevata porosità, ampia superficie esposta e instabilità in ambiente acido-ossidante. I principali fenomeni sono:

• lisciviazione degli idrossidi di calcio;
• decalcificazione e aumento della porosità;
• penetrazione di cloruri e clorammine;
• attivazione di colonizzazione biologica.

Questi processi portano a disgregazione superficiale e perdita di integrità.

Quali sono i limiti prestazionali delle fughe epossidiche in esercizio reale?

Nonostante la bassa porosità, le matrici epossidiche sono soggette a ossidazione delle catene polimeriche indotta dal cloro. In condizioni reali (pH variabile, sovradosaggi, immersione continua), si manifestano:

• irrigidimento e perdita di elasticità;
• microfessurazioni;
• riduzione dell’adesione;
• alterazioni cromatiche.

Le prestazioni dichiarate in laboratorio non risultano pienamente rappresentative delle condizioni operative.

In che modo la gestione chimica dell’acqua incide sulla durabilità?

La gestione rappresenta un parametro prestazionale del sistema. Variabili come concentrazione di cloro, tempo di contatto, temperatura e pH influenzano direttamente la cinetica delle reazioni di degrado. Sovradosaggi localizzati e distribuzioni non uniformi generano condizioni altamente aggressive anche in presenza di valori medi corretti.

Le normative tecniche garantiscono la durabilità dei sistemi piscina?

No. Le principali norme (es. UNI EN 13888, UNI EN 12004, UNI EN 1504) definiscono requisiti prestazionali in condizioni standard, ma non prevedono prove in immersione continua con agenti ossidanti, variazioni di pH e cicli termo-chimici. Ne deriva un gap tra conformità normativa e comportamento reale in esercizio.

Qual è il corretto approccio progettuale per garantire la durabilità?

È necessario adottare un approccio sistemico e prestazionale basato su:

• analisi della chimica dell’acqua prevista;
• compatibilità tra tutti gli strati (supporto, impermeabilizzazione, adesivo, fuga, rivestimento);
• definizione delle condizioni di esercizio;
• integrazione tra progettazione e gestione.

La durabilità non è una proprietà del singolo materiale, ma il risultato dell’equilibrio dell’intero sistema.