IMPERMEABILIZZAZIONE DI SCANTINATI E LOCALI TECNICI

Comprendere il regime igrometrico dei suoli e il suo effetto sulle strutture interrate è fondamentale per un’impermeabilizzazione efficace. Il regime igrometrico è determinato dalla presenza di acque sotterranee, dalla risalita capillare dell’acqua, dalle precipitazioni atmosferiche e dalla condensa. Secondo la ДБН В.2.1-10:2018 ‘Basi e fondazioni di edifici e strutture’, in fase di progettazione è necessario tenere conto del livello massimo delle acque sotterranee, delle sue oscillazioni stagionali e dell’aggressività chimica nei confronti dei materiali da costruzione. La valutazione ingegneristica include indagini geologiche che permettono di determinare il tipo di suolo (sabbie, limi argillosi, argille), il coefficiente di filtrazione, il livello delle acque sotterranee e la profondità di gelo del terreno. Ad esempio, per la regione di Kyiv la profondità di gelo può raggiungere 0,8-1,2 m, il che influisce direttamente sui carichi e sulle potenziali deformazioni dello strato di impermeabilizzazione. La risalita capillare dell’acqua può raggiungere 1-2 metri nei limi argillosi, mentre nelle sabbie questo valore è significativamente inferiore.

I principali meccanismi di penetrazione dell’umidità sono: a) pressione idrostatica diretta (quando il livello delle acque sotterranee è superiore al livello del pavimento dello scantinato); b) risalita capillare; c) filtrazione delle acque piovane e di disgelo attraverso il suolo; d) condensa del vapore acqueo all’interno del locale. È importante distinguere questi meccanismi, poiché ciascuno richiede un approccio specifico all’impermeabilizzazione. Ad esempio, per contrastare la risalita capillare sarà più efficace un’impermeabilizzazione penetrante o barriere orizzontali, mentre per contrastare la pressione idrostatica sono necessari sistemi barriera più resistenti. Il calcolo ingegneristico deve includere l’analisi dell’impermeabilità del calcestruzzo (classe W), che per gli scantinati non deve solitamente essere inferiore a W8, e tenere conto della durata di esercizio dello strato di impermeabilizzazione. Per i locali tecnici, che possono trovarsi sopra il livello del suolo ma presentano un’umidità elevata (ad esempio, centrali termiche, stazioni di pompaggio), l’accento si sposta sulla barriera al vapore e sull’impermeabilizzazione interna per la protezione dalle perdite tecnologiche.

Il mercato attuale offre un’ampia gamma di materiali impermeabilizzanti, ciascuno con le proprie caratteristiche tecniche e campi di applicazione. È importante la classificazione in base al principio di azione e al metodo di applicazione: impermeabilizzazione spalmabile, a fogli, penetrante, iniettabile e a membrana.

1. Impermeabilizzazione spalmabile: Si tratta di mastici bituminosi, bitume-polimero o cementizio-polimerici. Formano sulla superficie uno strato continuo ed elastico. Le caratteristiche tecniche includono l’adesione al supporto (generalmente >0.5 MPa), l’assorbimento d’acqua (inferiore allo 0.2% in 24 ore) e l’elasticità a trazione (fino al 200-800% per i mastici polimerici). Le miscele cementizio-polimeriche, come Ceresit CR 65 o MAPEI Mapelastic, garantiscono un’elevata resistenza al gelo e agli ambienti aggressivi, conformemente ai requisiti della ДБН В.2.6-14-97 ‘Protezione di edifici e strutture dall’umidità’.

2. Impermeabilizzazione a fogli: Rappresentata da materiali bitume-polimero a base di fibra di vetro o poliestere (ad esempio, cartone catramato, membrane euro-bituminose). Si applica per fiamma o per incollaggio. Parametri chiave: resistenza a trazione (fino a 600 N/5 cm), flessibilità su barra a basse temperature (fino a -25°C), impermeabilità (W10-W15). Questo tipo è spesso utilizzato per l’impermeabilizzazione esterna orizzontale e verticale delle fondazioni.

3. Impermeabilizzazione penetrante: Materiali del tipo ‘Penetron’, ‘Kalmatron’. Contengono componenti chimici attivi che penetrano nei pori del calcestruzzo e formano cristalli insolubili che bloccano i capillari. Vantaggi: aumento della classe di impermeabilità del calcestruzzo (di 2-3 livelli), autoriparazione delle microfessure. L’adesione al supporto non viene misurata direttamente, poiché il materiale diventa parte della struttura del calcestruzzo. Efficace per la protezione dalla risalita capillare e da una pressione idrostatica moderata.

4. Impermeabilizzazione a iniezione: Gel poliuretanici, acrilici e minerali, iniettati sotto pressione in fessure o giunti. Utilizzata per eliminare infiltrazioni attive e creare barriere impermeabili in strutture esistenti. La pressione di iniezione può raggiungere 100-200 bar. Si caratterizza per un’elevata elasticità (fino al 1000% di allungamento), un tempo di presa rapido e la possibilità di impiego in condizioni di suoli saturi d’acqua.

5. Impermeabilizzazione a membrana: Membrane in PVC, EPDM, TPO. Utilizzata per grandi superfici dove è richiesta un’elevata elasticità e resistenza alle deformazioni. La giunzione dei teli avviene tramite saldatura ad aria calda, che garantisce l’uniformità. Resistenza a trazione fino a 25 MPa, allungamento a rottura fino al 600%. Il drenaggio è un complemento importante all’impermeabilizzazione a membrana esterna, allontanando l’acqua in eccesso dalle pareti della fondazione.

La progettazione di un’impermeabilizzazione efficace per gli scantinati inizia con un calcolo e una valutazione accurati di tutti i carichi potenziali. Il calcolo della pressione idrostatica occupa qui un posto centrale. La pressione idrostatica dell’acqua su una struttura interrata è determinata dalla formula P = ρ * g * h, dove P è la pressione (Pa), ρ è la densità dell’acqua (circa 1000 kg/m³), g è l’accelerazione di gravità (9.81 m/s²), h è l’altezza della colonna d’acqua sopra il livello della struttura (m). Per uno scantinato profondo 3 metri con il livello delle acque sotterranee al livello della superficie del suolo, la pressione sul fondo della platea di fondazione sarà di circa 30 kPa (0.3 Atm), un carico significativo. Questa pressione deve essere presa in considerazione non solo nella scelta del tipo di impermeabilizzazione, ma anche nella progettazione della resistenza della struttura stessa (platea di calcestruzzo e pareti).

Secondo la ДБН В.2.1-10:2018, la progettazione delle fondazioni e dell’impermeabilizzazione deve basarsi sui dati delle indagini geotecniche, che includono la determinazione del livello delle acque sotterranee e delle sue oscillazioni stagionali. Nei casi in cui il livello delle acque sotterranee si trovi sopra la quota del pavimento dello scantinato, si applica la cosiddetta impermeabilizzazione ‘contro pressione’. Può trattarsi di un’impermeabilizzazione spalmabile esterna combinata con un drenaggio a parete, oppure di un’impermeabilizzazione a fogli multistrato. Nei casi in cui il livello delle acque sotterranee sia basso, ma sia presente la risalita capillare, può essere sufficiente un’impermeabilizzazione penetrante o cementizio-polimerica. È importante anche tenere conto dell’effetto del sollevamento da gelo dei suoli, che può danneggiare sia la struttura stessa sia lo strato di impermeabilizzazione. Ciò richiede la realizzazione di giunti di dilatazione e l’uso di materiali impermeabilizzanti elastici nelle zone critiche.

La scelta del sistema di protezione deve tenere conto della classe di responsabilità dell’edificio, delle condizioni di esercizio del locale interrato (asciutto o umido), nonché dei vincoli di budget. Ad esempio, per gli scantinati utilizzati come locali residenziali o uffici, i requisiti di impermeabilità e comfort sono significativamente più elevati rispetto ai locali tecnici, dove è ammesso un certo grado di umidità.

Le zone critiche per l’impermeabilizzazione sono i nodi di raccordo e i punti di passaggio degli impianti tecnologici. È proprio qui che più spesso si verificano difetti che causano infiltrazioni. Esaminiamo più in dettaglio le soluzioni tipiche:

1. Nodo ‘parete-pavimento’ (raccordo della parete alla platea di fondazione): Questa è una delle zone più vulnerabili a causa della concentrazione di sollecitazioni e dei potenziali cedimenti differenziali. La soluzione ottimale è un’impermeabilizzazione combinata: si realizza innanzitutto un raccordo curvo (gola) in malta cementizio-sabbiosa con raggio di 5-10 cm per una transizione graduale. Successivamente si applica uno strato di impermeabilizzazione penetrante (ad esempio, ‘Penetron’), che rinforza il calcestruzzo. Poi si applica un nastro impermeabilizzante elastico (ad esempio, Ceresit CL 152) sull’angolo, che viene ricoperto da 2-3 strati di impermeabilizzazione spalmabile cementizio-polimerica, come Ceresit CR 166. Questo ‘pacchetto’ multistrato garantisce resistenza alla pressione idrostatica, elasticità e durabilità.

2. Passaggi degli impianti tecnologici (tubi, cavi): I punti in cui i tubi dell’acquedotto, della fognatura o i cavi attraversano le pareti o il pavimento dello scantinato richiedono un’attenzione particolare. I metodi tradizionali di semplice cementazione non garantiscono una tenuta adeguata. Le soluzioni moderne prevedono l’uso di: a) trecce o nastri idrofili, che si espandono a contatto con l’acqua riempiendo le cavità; b) speciali manicotti o guaine ermetiche, integrati nella struttura, che garantiscono una tenuta elastica e impermeabile intorno al tubo; c) resine iniettabili (ad esempio poliuretaniche) per riempire lo spazio tra l’impianto e la struttura. Questi materiali devono resistere a vibrazioni e piccoli spostamenti senza perdere la tenuta. Ad esempio, per i tubi di grande diametro si utilizzano guarnizioni flangiate o sistemi a base di elastomeri elastici.

3. Giunti di getto e giunti di dilatazione: Questi giunti sono parte integrante di qualsiasi grande struttura in calcestruzzo. I giunti di getto (freddi) si formano durante le interruzioni della gettata, mentre quelli di dilatazione servono a compensare le dilatazioni termiche e i cedimenti. Per la loro impermeabilizzazione si utilizzano speciali waterstop in PVC o elastomeri termoplastici, installati direttamente nel corpo del calcestruzzo. I giunti esterni sono ulteriormente protetti con nastri impermeabilizzanti elastici o materiali iniettabili. La scelta e l’installazione corrette dei waterstop sono di importanza critica per la durabilità dell’intero sistema. Il rispetto della tecnologia di getto e di vibrazione del calcestruzzo influisce anch’esso sulla qualità dei giunti.

L’impermeabilizzazione a iniezione è una delle tecnologie più efficaci e meno invasive per eliminare infiltrazioni attive e ripristinare l’impermeabilità di strutture interrate già esistenti. Questo metodo consente di lavorare dal lato interno del locale, aspetto di importanza critica quando l’accesso alle pareti esterne è difficoltoso o impossibile (ad esempio, in un tessuto urbano denso). L’essenza della tecnologia consiste nell’iniettare speciali materiali impermeabilizzanti (resine, gel) sotto pressione in fessure, giunti, cavità dietro la struttura o direttamente nel corpo del calcestruzzo.

I principali tipi di materiali iniettabili sono:

1. Resine poliuretaniche: Mono e bicomponenti. A contatto con l’acqua espandono formando una schiuma elastica impermeabile che blocca rapidamente le infiltrazioni attive. Dopo il primo arresto dell’acqua, possono essere iniettate nuovamente per creare una sigillatura elastica permanente. Queste resine si caratterizzano per un’elevata adesione a superfici bagnate, un tempo di reazione rapido (da pochi secondi a pochi minuti) e la capacità di sopportare deformazioni significative senza perdere la tenuta. La pressione di iniezione può variare da 20 a 200 bar, a seconda del tipo di resina e della natura dell’infiltrazione.

2. Gel acrilici: Sono composti polimerici bicomponenti a bassa viscosità che, a contatto con l’acqua, formano un gel elastico e impermeabile. A differenza dei poliuretani, non espandono ma creano una membrana impermeabile continua. I gel acrilici sono ideali per creare una barriera contro pressione esterna dietro la struttura, riempiendo microfessure e pori. Presentano un’elevata elasticità (fino al 700% di allungamento), durabilità e resistenza agli ambienti aggressivi. Il tempo di presa dei gel può essere regolato, il che consente di adattarli a condizioni specifiche.

3. Microcementi minerali: Sospensioni cementizie ultrafini che, grazie alla loro bassa viscosità, penetrano nelle fessure e nei pori più piccoli del calcestruzzo, indurendo e creando una barriera solida e impermeabile. Utilizzati per ripristinare la capacità portante e l’impermeabilizzazione di strutture in calcestruzzo e in laterizio. Non sono elastici, pertanto si applicano a fessure statiche. Gli impianti tecnologici negli scantinati devono essere protetti dai possibili effetti dei materiali iniettabili durante i lavori.

Il processo di iniezione include la perforazione di fori inclinati, l’installazione di packer (speciali raccordi di iniezione) e l’immissione del materiale sotto pressione controllata. Questa tecnologia richiede un’elevata qualificazione degli operatori e attrezzature specializzate.

Un’impermeabilizzazione efficace di scantinati e locali tecnici nelle condizioni climatiche e del suolo ucraine è impossibile senza l’integrazione di sistemi di drenaggio. Il drenaggio è destinato ad allontanare l’acqua sotterranea e superficiale in eccesso dalle pareti esterne della fondazione, riducendo significativamente la pressione idrostatica sullo strato di impermeabilizzazione. La ДБН В.2.1-10:2018 indica chiaramente la necessità del drenaggio nei casi di livello elevato delle acque sotterranee o in presenza di suoli permeabili.

Si distinguono diversi tipi di sistemi di drenaggio:

1. Drenaggio a parete: Il tipo più diffuso per la protezione degli scantinati. Consiste in tubi forati (diametro 110-200 mm), avvolti in geotessile per prevenire l’intasamento. I tubi vengono posati lungo il perimetro della fondazione su un cuscinetto di sabbia e ghiaia, con una pendenza di 2-5 mm per metro lineare in direzione del pozzetto di raccolta o del campo drenante. Il rinterro dei tubi viene eseguito con ghiaia a granulometria selezionata (20-40 mm) fino a un livello di almeno 200-300 mm sopra il tubo, con successiva copertura con uno strato di geotessile e rinterro con terreno. Il geotessile, con una densità di almeno 150 g/m², garantisce la filtrazione dell’acqua, impedendo l’ingresso di particelle fini di terreno nel tubo drenante.

2. Drenaggio di falda: Realizzato sotto la platea di fondazione per raccogliere l’acqua che sale dal basso. È costituito da uno strato di sabbia e ghiaia, in cui vengono posati tubi forati che raccolgono l’acqua e la convogliano nel drenaggio a parete o in un collettore separato. È efficace nei casi in cui sotto la fondazione vi sia terreno saturo d’acqua o si preveda un’elevata risalita capillare.

3. Drenaggio ad anello: Posizionato a una certa distanza dalla fondazione (generalmente 3-5 metri) ed è destinato ad abbassare il livello generale delle acque sotterranee sul terreno. Questo tipo di drenaggio è rilevante per terreni estesi con un livello elevato delle acque sotterranee, dove il drenaggio a parete potrebbe non essere sufficiente.

Il progetto del sistema di drenaggio deve includere calcoli dettagliati delle pendenze, dei diametri dei tubi, dei volumi di ghiaia e geotessile, nonché la disposizione dei pozzetti di raccolta. È importante anche il sistema di smaltimento delle acque superficiali (fognatura pluviale), che allontana le acque piovane e di disgelo dal marciapiede perimetrale dell’edificio, prevenendone la penetrazione nel terreno vicino alla fondazione. L’applicazione combinata di impermeabilizzazione e drenaggio è l’unica soluzione affidabile per la protezione degli scantinati nelle condizioni dell’Ucraina, caratterizzate da significative oscillazioni stagionali del livello delle acque sotterranee.

L’impermeabilizzazione dei locali tecnici, come centrali termiche, stazioni di pompaggio, quadri elettrici, camere di ventilazione o cavedi impiantistici, presenta particolarità specifiche, diverse dall’impermeabilizzazione degli scantinati residenziali. Sebbene possano anch’essi trovarsi sotto il livello del suolo, spesso si trovano al piano terra o nel seminterrato, ma richiedono protezione da perdite tecnologiche, condensa, elevata umidità e potenziale aggressione di sostanze chimiche.

I requisiti principali per l’impermeabilizzazione dei locali tecnici:

1. Resistenza chimica: Nelle centrali termiche o nei locali per lo stoccaggio di sostanze chimiche, il materiale impermeabilizzante deve essere resistente a liquidi aggressivi (acidi, basi, oli). Ciò richiede l’uso di mastici polimerici chimicamente resistenti specializzati (ad esempio, epossidici o poliuretanici indurenti) o di membrane che garantiscano una barriera affidabile.

2. Resistenza meccanica e all’usura: Il pavimento dei locali tecnici è sottoposto a un carico intenso dovuto alle attrezzature, alle vibrazioni e alla movimentazione di carichi. Lo strato di impermeabilizzazione deve essere sufficientemente resistente da sopportare questi carichi senza danni. Spesso sopra l’impermeabilizzazione viene realizzato un massetto di protezione o una pavimentazione industriale ad alta resistenza.

3. Barriera al vapore: Nei locali con elevata umidità, come le stazioni di pompaggio o le camere di ventilazione, è importante non solo prevenire la penetrazione di liquidi, ma anche controllare il movimento del vapore acqueo. Ciò previene la condensa sulle superfici fredde, che può causare la corrosione delle attrezzature e lo sviluppo di microrganismi. Si utilizzano membrane o rivestimenti a bassa permeabilità al vapore con un elevato coefficiente di resistenza alla diffusione (Sd > 100 m).

4. Impermeabilizzazione delle pareti fino all’altezza di potenziale perdita: In caso di potenziali perdite accidentali (ad esempio, rottura di una tubazione), l’impermeabilizzazione deve essere risvoltata sulle pareti fino a un’altezza superiore al possibile livello di allagamento. Può trattarsi di 10-30 cm o più, a seconda dei rischi. Si utilizzano generalmente mastici cementizio-polimerici o bitume-polimero.

5. Sigillatura dei passaggi delle attrezzature: I passaggi speciali per cavi, tubi e condotti di ventilazione nei locali tecnici devono essere sigillati con speciali manicotti, flange o sigillanti elastici, resistenti agli sbalzi di temperatura e alle vibrazioni. Ad esempio, per la sigillatura dei passaggi dei cavi si utilizzano sistemi di tenuta modulari, che consentono di sigillare più cavi di diverso diametro in un unico passaggio, garantendo non solo l’impermeabilità, ma anche la resistenza al fuoco.

Tutti i lavori di impermeabilizzazione di scantinati e locali tecnici in Ucraina devono rispettare rigorosamente le norme edilizie statali vigenti (ДБН) e gli standard statali dell’Ucraina (ДСТУ). Il mancato rispetto di questi requisiti può portare non solo a problemi di esercizio, ma anche a conseguenze legali. I principali documenti normativi che regolano le questioni di impermeabilizzazione sono:

1. ДБН В.2.1-10:2018 ‘Basi e fondazioni di edifici e strutture’: Questo documento stabilisce i requisiti fondamentali per la progettazione e la realizzazione delle fondazioni, inclusa la necessità di protezione dalle acque sotterranee. Definisce l’importanza delle indagini geotecniche per determinare il livello delle acque sotterranee, la loro aggressività e le proprietà fisico-meccaniche dei suoli.

2. ДБН В.2.6-14-97 ‘Protezione di edifici e strutture dall’umidità’: Questa ДБН è fondamentale per i lavori di impermeabilizzazione. Stabilisce i requisiti per i materiali, le tecnologie di realizzazione dell’impermeabilizzazione, nonché per i sistemi di drenaggio e smaltimento delle acque superficiali. Il documento contiene la classificazione dell’impermeabilizzazione per metodo di realizzazione e destinazione (contro pressione, senza pressione, anticapillare).

3. ДСТУ Б В.2.7-108:2011 ‘Materiali da costruzione. Miscele edili secche modificate. Condizioni tecniche generali’: Regola la qualità e le caratteristiche tecniche delle miscele edili secche, incluse le formulazioni impermeabilizzanti cementizio-polimeriche.

4. ДСТУ Б В.2.7-101:2000 ‘Cartone catramato. Condizioni tecniche’: Stabilisce i requisiti per i materiali bituminosi e bitume-polimero a fogli.

5. ДБН В.1.1-7-2016 ‘Sicurezza antincendio degli edifici’: Alcuni materiali impermeabilizzanti (in particolare quelli bituminosi) possono essere combustibili, pertanto il loro impiego deve rispettare le norme di sicurezza antincendio, specialmente nei locali tecnici. I progetti di edifici che includono scantinati e locali tecnici devono essere sviluppati tenendo conto di tutte queste norme.

La verifica di conformità consiste nel controllo della documentazione progettuale per il rispetto dei requisiti normativi, nel controllo della qualità dei materiali utilizzati (presenza di certificati di conformità, schede tecniche) e nel rispetto della tecnologia di esecuzione dei lavori. Particolare attenzione va dedicata ai nodi critici già esaminati. La supervisione tecnica regolare e il collaudo dei lavori eseguiti sono fasi obbligatorie per garantire l’affidabilità dell’impermeabilizzazione.