Monitorare e contrastare l’umidità di risalita: un modello di test innovativo

Presentazione alla stampa dei provini in laboratorio e dimostrazione pratica del sistema

Come si comporta esattamente l’umidità di risalita nelle pareti? Si può definire una procedura standard universale per il risanamento di murature storiche?
In questo contesto si inserisce la collaborazione tra il gruppo di ricercatori specializzato nello studio del risanamento energetico di edifici storici e ACCO Solutions, azienda altoatesina con più di 25 anni di esperienza nella risoluzione di problemi di umidità di risalita capillare. Scopo del progetto è quello di definire un approccio standardizzato che permetta la diagnosi e il risanamento di muri storici umidi e degradati.

Presso i laboratori dell’Istituto per le energie rinnovabili di Eurac Research al NOI Techpark – è stata recentemente presentata la metodologia innovativa di misurazione, raccolta dati scientifici e monitoraggio dell’umidità delle pareti storiche.

Il progetto di ricerca prevede diversi momenti: diagnosi iniziale, monitoraggio costante durante tutto il periodo di test, verifica dei risultati e monitoraggio post-intervento. Le attività svolte all’interno delle diverse fasi saranno infine descritte e raccolte in un manuale, una sorta di “Quality Book” del risanamento.

Tutto parte da un’analisi delle diverse cause dell’umidità (condensa, umidità di risalita oppure la presenza di sali), per le quali verrà proposta una soluzione ritenuta adeguata. Si verificherà poi l’efficacia dell’intervento introdotto per raggiungere l’obiettivo e si valuteranno anche gli eventuali vantaggi aggiuntivi di una muratura asciutta, come ad esempio la riduzione della trasmissione di calore.

La procedura sarà verificata scientificamente e convalidata grazie alla sinergia tra le attività che verranno portate avanti in laboratorio su provini di diversi tipi di muro e dalle prove in sito presso il Monastero delle Serve di Maria ad Arco (TN) (Fig. 1).

Fig. 1 – Il monastero delle Serve di Maria ad Arco (TN) Foto Credit: Arch. Luca Bronzini

Le procedure di intervento presso il monastero vedranno i ricercatori svolgere una diagnosi delle pareti degradate dall’umidità individuando le fonti di umidità. Saranno inoltre raccolte informazioni sullo stato dell’edificio con l’obiettivo di elaborare la giusta soluzione di de-umidificazione.

Oltre alle prove sul campo, all’interno dei nuovi laboratori dell’Istituto presso il NOI Techpark a Bolzano, verrà riprodotto, monitorato e documentato tutto il processo di risalita capillare dell’umidità in diverse tipologie di muri.

L’ iniziativa costituisce un perfetto esempio di collaborazione tra sinergie locali, sono infatti stati coinvolti anche gli studenti della scuola professionale per l’edilizia di Silandro (BZ), che con il loro contributo hanno costruito in tutto 12 provini di muro storico usati per il test in laboratorio. I modelli sono stati realizzati in materiali di diversa natura: quattro in pietra, quattro in mattoni e quattro in calcestruzzo.

Sei di questi provini sono anche a diretto contatto con il terreno in uno dei suoi lati in modo da poter analizzare sia il movimento verticale dell’acqua (dovuto ai fenomeni capillari) che quello orizzontale (simulando l’effetto della pioggia nei muri di cantina a contatto col terreno).

Gli altri sei provini sono “liberi” e sono in contatto coll’acqua soltanto nella base. Su sei provini è stato installato il sistema elettrocinetico di deumidificazione ACCO (Fig. 2) mentre l’altra metà dei campioni servirà come base comparativa durante e al termine dei test (Fig. 3). Tutti i provini sono stati posizionati all’interno di vasche riempite di acqua fino ad un livello predefinito che rimarrà costante per tutto il periodo di prova: il livello dell’acqua nelle vasche verrà mantenuto sempre allo stesso livello allo scopo di simulare il processo di penetrazione capillare dell’acqua dal terreno circostante e dal suolo all’interno dei muri.

Fig. 2 – I sei provini di muri in diversi materiali (mattoni, pietra e calcestruzzo) e configurazione (isolati e controterreno) sui quali viene applicato il sistema ACCO

Fig. 3 – I sei provini di “controllo”, senza l’applicazione del sistema ACCO

I ricercatori di Eurac Research si occuperanno di monitorare e valutare il comportamento dei provini grazie all’ausilio di diversi approcci e tecnologie. Una di queste prevede la misurazione del contenuto d’acqua a due profondità diverse con microonde, misura che sfrutta il principio secondo il quale la costante dielettrica di un materiale varia a seconda della sua umidità e che consente quindi di capire se il muro è o no bagnato.

Verranno inoltre effettuate misurazioni della temperatura e umidità relativa dei muri con sensori inseriti a diverse altezze e profondità, e misure gravimetriche sia su piccoli campioni di muro che sul muro completo. A queste si aggiungono anche le analisi termografiche utili a comprendere ulteriormente il comportamento dell’acqua nei provini”. Le zone più fredde indicano la presenza d’acqua che evapora e sottrae calore al muro” spiega Daniel Herrera ricercatore del progetto, “scopo delle misurazioni sarà quello di raccogliere dati sul contenuto di umidità e sulla distribuzione dell’acqua all’interno del muro che assorbe l’acqua dal suolo, lo trasporta verso zone più alte e la superficie, dove infine evapora”.

“Finora non è stato possibile testare i processi di deumidificazione su pareti di diverso tipo e materiale, posti sotto le stesse condizioni” spiega Alexandra Troi, Vicedirettrice dell’istituto di ricerca ed esperta in ristrutturazione di edifici storici. “I test sui provini in laboratorio ci forniranno importanti dati su dove e in che quantità andrà ad accumularsi l’acqua all’interno dei muri. Queste informazioni ci permetteranno di eseguire delle simulazioni che ci consentiranno di quantificare l’impatto della deumidificazione dei muri sul risparmio energetico”. Capire la relazione tra riduzione dell’umidità e miglioramento delle prestazioni termiche è infatti un ulteriore importante obiettivo che questo progetto si pone.

Dopo circa tre mesi si procederà con la messa in funzione del sistema elettrocinetico Acco nei rispettivi sei provini. “Il nostro metodo” spiega Andreas Pichler di ACCO Solutions, “sfrutta i vantaggi del principio di elettrosmosi e consiste sostanzialmente in 3 anodi, 1 catodo e 1 centralina di alimentazione ad alta precisione e a bassissimo voltaggio che vanno a creare una barriera elettrica orizzontale omogenea dove l’interazione delle diverse cariche e la struttura stessa dell’impianto fanno sì che l’umidità ascendente capillare venga letteralmente respinta indietro verso il terreno”. Questo sistema di deumidificazione verrà applicato anche sui muri del Monastero ad Arco, sempre che la diagnosi iniziale confermi l’umidita di risalita come causa del degrado. L’andamento del sistema sarà monitorato analogamente a quanto fatto in laboratorio (misure del contenuto d’acqua con microonde, monitoraggio delle temperature e umidita, fotografie termografiche e prove gravimetriche con piccoli campioni estratti in-situ).

Alla fine del test in laboratorio, i provini dei muri verranno letteralmente smontati: ciascun singolo elemento (mattone, pietra, pezzo di malta) verrà pesato, asciugato nel forno e in seguito ripesato per calcolare la differenza di peso e quindi la quantità di acqua accumulata al suo interno. La fase finale vedrà la raccolta di tutti i dati e la comparazione tra i risultati ottenuti con e senza l’applicazione del sistema elettrocinetico ACCO al fine di certificare tutta la procedura.

“Lavoriamo volentieri con aziende che testano scientificamente i loro prodotti. Per noi è interessante accompagnare l’intero processo, dalla diagnosi all’implementazione di una procedura e la verifica del suo successo” spiega Alexandra Troi. I risultati quindi, da un lato saranno utili all’azienda partner per testare, migliorare e certificare il sistema, dall’altra costituiranno la base per la stesura di un documento che standardizza la procedura.

Le attività portate avanti nell’ambito del progetto con Acco Solutions sono un esempio dei tipi di test che Eurac Research è capace di fornire alle imprese. A questo scopo è stato creato “l’Hygrothermal Testing Lab” un nuovo laboratorio presso il NOI Techpark di Bolzano, che permetterà di misurare le proprietà termiche e igrometriche dei materiali di costruzione. Il nuovo laboratorio sarà operativo entro questa estate presso il parco tecnologico NOI Techpark di Bolzano.

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