PROTEZIONE A DOPPIO STRATO DALLA RISALITA CAPILLARE

La risalita capillare dell'umidità è un fenomeno fisico in cui l'acqua del terreno risale attraverso i pori dei materiali da costruzione (calcestruzzo, mattoni, malta) in senso contrario alla forza di gravità. Ciò avviene grazie alla tensione superficiale dell'acqua e alle forze di adesione tra l'acqua e le pareti dei capillari. Minore è il diametro dei pori, maggiore può essere l'altezza a cui risale l'umidità. Ad esempio, nei terreni con prevalenza di particelle argillose o sabbia a grana fine, la colonna capillare può raggiungere diversi metri, il che crea un rischio significativo per le fondazioni e le pareti degli scantinati. Il DBN В.2.1-10:2009 "Basi e fondazioni di edifici e strutture" indica chiaramente la necessità di protezione dall'umidità del terreno, ma comprendere il meccanismo è prioritario. L'umidità, risalendo, trasporta sali che cristallizzano sulla superficie del materiale, distruggendone la struttura, riducendone la resistenza e la resistenza al gelo. Ciò porta anche a un aumento della conducibilità termica delle strutture, che può incrementare le perdite di calore fino al 30-50% rispetto a materiali asciutti, annullando tutti gli sforzi per migliorare l'efficienza energetica. La protezione dalla risalita capillare è parte imprescindibile della durabilità e del corretto funzionamento di qualsiasi edificio.

I segni tipici della risalita capillare comprendono macchie di umidità nelle parti inferiori delle pareti, distacco dell'intonaco, comparsa di efflorescenze saline, nonché la crescita di muffa e funghi. Questi problemi non solo compromettono l'aspetto estetico dell'edificio, ma creano anche un microclima sfavorevole, che può influire negativamente sulla salute degli abitanti. L'intensità della risalita capillare dipende da diversi fattori: il tipo di terreno (l'argilla ha pori più piccoli della sabbia), l'altezza del livello della falda acquifera (RGV), il regime termico e la presenza di strati impermeabili. Più la falda è vicina alla base della fondazione, più intensa sarà la risalita. Proprio per questo un sistema di drenaggio di qualità e un'impermeabilizzazione efficace sono di importanza critica. Ad esempio, per i terreni con coefficiente di filtrazione inferiore a 0,01 m/giorno (argille), la risalita capillare può essere particolarmente distruttiva. Prevenire la risalita capillare richiede un approccio integrato, che inizia con un'indagine geotecnica dettagliata e la considerazione di tutte le particolarità del terreno.

Il degrado dei materiali sotto l'azione dell'umidità capillare si manifesta spesso attraverso cicli di gelo-disgelo. L'acqua risalita nei materiali porosi, a temperature negative, gela espandendosi di circa il 9%. Ciò crea una pressione interna che porta a microfessure e, in seguito, alla rottura del materiale. Calcestruzzo, intonaco, mattoni perdono la loro integrità strutturale, il che si ripercuote sulla capacità portante e sulla durabilità delle strutture. Gli studi dimostrano che anche una piccola umidità (4-6% in massa) può dimezzare la resistenza a compressione del calcestruzzo. Pertanto, un'adeguata protezione dalla risalita capillare non è semplicemente una questione di comfort, ma una condizione fondamentale per la stabilità strutturale e l'esercizio duraturo dell'edificio. Trascurare questo aspetto nella fase di progettazione della fondazione può portare a costi di riparazione significativi in futuro.

Comprendere il livello della falda acquifera (RGV) è di importanza critica per progettare una protezione efficace dalla risalita capillare. La falda è il limite superiore dell'orizzonte acquifero, che può variare durante l'anno a seconda delle precipitazioni, dello scioglimento della neve e del regime idrologico dei fiumi. Per determinare la falda massima si effettuano indagini geotecniche, comprese trivellazioni di pozzi e osservazioni prolungate. Secondo il DBN В.2.1-10:2009, la profondità di posa delle fondazioni deve tenere conto della falda e della profondità di gelo del terreno. Se la falda si trova vicino alla quota di posa della fondazione (ad esempio, a meno di 1 metro dalla base), il rischio di risalita capillare aumenta notevolmente, e la necessità di una protezione a doppio strato diventa assoluta. Un basso livello della falda non garantisce l'assenza del problema, poiché le oscillazioni stagionali possono essere significative, e la risalita capillare può agire su un'altezza considerevole anche in assenza di contatto diretto dell'acqua con la fondazione.

Oltre alla risalita capillare, le acque sotterranee sono strettamente legate al fenomeno del rigonfiamento da gelo dei terreni. Il rigonfiamento da gelo si verifica nei terreni a grana fine (limi, argille, sabbie limose) quando si saturano d'acqua e successivamente gelano. L'acqua, trasformandosi in ghiaccio, aumenta di volume, sollevando e deformando la fondazione. Ciò può portare a cedimenti non uniformi e a fessure nelle strutture portanti. Secondo il DBN В.2.1-10:2009, la profondità di gelo del terreno per le diverse regioni dell'Ucraina varia da 0,8 m a 1,3 m. Se i terreni sono soggetti a rigonfiamento e la falda si trova entro i limiti del gelo stagionale, ciò crea un duplice rischio per l'edificio. In tali condizioni, oltre all'impermeabilizzazione a doppio strato, è di importanza critica organizzare un sistema di drenaggio di qualità e, se necessario, sostituire i terreni soggetti a rigonfiamento con terreni non soggetti a rigonfiamento (sabbia, ghiaia) nella zona di posa della fondazione. Il calcolo del potenziale di rigonfiamento da gelo è un compito ingegneristico complesso, che richiede conoscenze specializzate in geotecnica.

Una gestione efficace delle acque sotterranee richiede un approccio integrato. Ciò significa non solo determinare la falda, ma anche analizzare la permeabilità dei terreni, la presenza di orizzonti impermeabili e i possibili percorsi di filtrazione dell'acqua. Per gli edifici costruiti su terreni con falda alta, o in condizioni in cui sono possibili notevoli oscillazioni della stessa, si prevede spesso un drenaggio perimetrale. Si tratta di un sistema di tubi forati, ricoperti di materiale filtrante (ghiaia, pietrisco) e avvolti in geotessile, disposto intorno alla fondazione per convogliare l'acqua verso un pozzetto di raccolta o la fognatura. Il drenaggio riduce la pressione idrostatica sulla fondazione, ma non elimina completamente la risalita capillare. Pertanto, l'impermeabilizzazione a doppio strato non sostituisce, ma integra il sistema di drenaggio, garantendo una barriera affidabile contro l'umidità capillare. Nella progettazione di tale protezione occorre anche considerare le condizioni climatiche locali, come l'intensità delle precipitazioni e la durata del manto nevoso, che influiscono sulla dinamica della falda.

L'impermeabilizzazione a doppio strato non è semplicemente una doppia applicazione dello stesso materiale, ma una combinazione di diversi tipi di impermeabilizzazione che si completano a vicenda, creando una protezione multilivello. L'idea di fondo è che ogni strato svolga la propria funzione, e che la loro combinazione garantisca la massima affidabilità. Ad esempio, il primo strato può essere destinato alla protezione dalla risalita capillare e dalla penetrazione dell'acqua in pressione, mentre il secondo alla protezione aggiuntiva dalla diffusione del vapore acqueo e dai danni meccanici. Secondo il DBN В.2.6-31:2016 "Isolamento termico degli edifici", una corretta impermeabilizzazione è parte imprescindibile per garantire un'adeguata protezione termotecnica. La scelta dei materiali dipende dal tipo di fondazione, dal livello della falda acquifera, dall'aggressività dell'ambiente del terreno e da fattori economici.

Tra i materiali più diffusi per l'impermeabilizzazione a doppio strato si possono individuare le seguenti combinazioni:
1. Materiali in rotoli (membrane bitume-polimero) + Impermeabilizzazione a spalmatura (mastici bituminosi o miscele polimero-cementizie).
I materiali in rotoli, come l'euroguaina o le membrane in PVC, garantiscono un'elevata elasticità e resistenza alle deformazioni. Si posano con una sovrapposizione minima di 100 mm, e i giunti si sigillano mediante saldatura termica o adesivi speciali. Le membrane bitume-polimero, armate con poliestere, hanno una resistenza a trazione fino a 600 N/50 mm e un allungamento fino al 40%, aspetto critico in caso di cedimento della fondazione. L'impermeabilizzazione a spalmatura, a sua volta, crea uno strato impermeabile senza giunti, ideale per superfici irregolari e forme geometriche complesse. Ad esempio, le miscele polimero-cementizie bicomponenti possono resistere a una pressione dell'acqua fino a 0,7 MPa. La combinazione di questi materiali garantisce sia una barriera principale, sia una protezione aggiuntiva nei punti di possibile danneggiamento.

2. Impermeabilizzazione penetrante + Impermeabilizzazione a spalmatura o in rotoli.
I materiali impermeabilizzanti penetranti (ad esempio, "Penetron" o analoghi) agiscono secondo il principio della cristallizzazione. I componenti chimici attivi penetrano nei pori del calcestruzzo, formando cristalli insolubili che riempiono i capillari e le microfessure. Ciò rende il calcestruzzo impermeabile per tutto lo spessore, migliorandone la resistenza al gelo e la resistenza chimica. Tuttavia, l'impermeabilizzazione penetrante è efficace solo per le strutture in calcestruzzo. Viene spesso utilizzata come primo strato, che crea un'impermeabilizzazione volumetrica, mentre sopra si applica un materiale a spalmatura o in rotoli per creare una barriera superficiale aggiuntiva, che protegge dagli agenti esterni e garantisce una tenuta completa nei nodi. Per tali sistemi, il coefficiente di resistenza alla diffusione del vapore acqueo (Sd) può raggiungere i 2000 m, il che indica un'elevata impermeabilità al vapore. L'uso di tecnologie costruttive moderne e la scelta corretta dei materiali permettono di ottenere una protezione ottimale dall'umidità.

L'impermeabilizzazione orizzontale è un elemento fondamentale nella lotta contro la risalita capillare, in particolare per le fondazioni a platea e i pavimenti controterra. Il suo compito principale è interrompere il flusso capillare dell'acqua dal terreno verso le strutture. Le normative moderne richiedono la realizzazione dell'impermeabilizzazione orizzontale non solo sotto le pareti, ma anche su tutta la superficie del pavimento del primo piano, se sotto di esso non c'è uno scantinato. Esaminiamo l'analisi dettagliata del nodo di protezione orizzontale a doppio strato per una fondazione a platea. Dopo la preparazione della base (compattazione del terreno, realizzazione di un letto di sabbia e ghiaia dello spessore minimo di 200 mm con un coefficiente di compattazione fino a 0,98), si posa uno strato di livellamento in calcestruzzo "magro" di classe B7,5 dello spessore di 50-100 mm. Questo strato garantisce una superficie liscia per il successivo montaggio dell'impermeabilizzazione e la protegge da eventuali danni.

Sullo strato di calcestruzzo di livellamento si applica il primo strato impermeabilizzante. Spesso si tratta di un primer bitume-polimero, che garantisce un'ottima adesione per gli strati successivi. Sopra il primer si posa il primo strato di impermeabilizzazione in rotoli, ad esempio una membrana bitume-polimero con un indice di impermeabilità W10-W12. Questo strato si posa con una sovrapposizione minima di 150 mm sulle strisce adiacenti e viene accuratamente saldato o incollato lungo i giunti. È importante che questo strato sia fatto risalire oltre i bordi della platea di fondazione per 200-300 mm, per il successivo collegamento con l'impermeabilizzazione verticale delle pareti. Secondo il DBN В.2.1-10:2009, tutti i giunti e gli angoli devono essere realizzati con particolare cura. Le membrane bituminose armate possiedono un'elasticità fino al 30% in trazione, che consente loro di sopportare piccole deformazioni della base senza compromettere l'integrità.

Il secondo strato di impermeabilizzazione si posa sopra il primo, ma con uno sfalsamento dei giunti di almeno 300 mm rispetto ai giunti del primo strato. Questo è un aspetto di importanza critica del sistema a doppio strato, che garantisce la copertura dei potenziali punti deboli. Il secondo strato può essere anch'esso un materiale in rotoli, ma spesso si utilizzano geomembrane (PVC, TPO), che presentano una maggiore resistenza agli ambienti aggressivi e ai danni meccanici. Queste membrane hanno uno spessore di 1,5-2,0 mm e si uniscono ad aria calda, formando una giunzione omogenea e ad altissima resistenza. Dopo la posa dell'impermeabilizzazione a doppio strato, si realizza obbligatoriamente uno strato protettivo. Può trattarsi di un massetto cementizio-sabbioso dello spessore di 50-70 mm, che protegge l'impermeabilizzazione dai danni meccanici durante i successivi lavori edili e distribuisce i carichi. La resistenza complessiva alla diffusione del vapore acqueo di un sistema a doppio strato di questo tipo sarà notevolmente superiore rispetto a una soluzione a strato singolo, interrompendo efficacemente la risalita capillare. Questo approccio consente di evitare gli errori tipici che portano all'inumidimento della base dell'edificio.

L'impermeabilizzazione verticale delle pareti dello scantinato non è meno importante di quella orizzontale, poiché protegge le parti interrate dell'edificio dalla penetrazione laterale dell'umidità del terreno e dell'acqua in pressione. Ciò è particolarmente rilevante per i terreni con falda alta o in presenza di strati acquiferi. L'impermeabilizzazione verticale a doppio strato garantisce un'affidabilità superiore, creando una barriera aggiuntiva in caso di danneggiamento del primo strato o di condizioni idrologiche estreme. Secondo il DBN В.2.1-10:2009, l'impermeabilizzazione verticale deve essere continua e collegata ermeticamente con l'impermeabilizzazione orizzontale della fondazione.

Per il primo strato di impermeabilizzazione verticale si utilizzano spesso materiali a spalmatura a base di mastici bituminosi o miscele polimero-cementizie. I mastici bitume-polimero, applicati in 2-3 strati per uno spessore complessivo fino a 4 mm, creano un rivestimento elastico e senza giunti, con elevata adesione alla superficie in calcestruzzo. Sono resistenti ai composti chimici aggressivi che possono essere presenti nell'acqua del terreno. Le miscele polimero-cementizie, come i composti impermeabilizzanti del tipo CR 65 (Ceresit), si applicano in due strati da 1-2 mm, garantendo un'impermeabilità W12. Questi materiali funzionano ottimamente in condizioni di contropressione e sono in grado di resistere a una notevole pressione idrostatica. Prima di applicare qualsiasi strato a spalmatura, la superficie delle pareti deve essere accuratamente pulita, livellata e trattata con primer, per garantire la massima adesione ed evitare la formazione di vuoti.

Il secondo strato di impermeabilizzazione verticale viene solitamente realizzato con materiali in rotoli o membrana bugnata. I materiali in rotoli bitume-polimero si applicano a fiamma o si incollano sopra il primo strato con obbligatoria sovrapposizione dei giunti. Offrono una protezione aggiuntiva dai danni meccanici e creano una barriera impermeabile supplementare. Le membrane bugnate (ad esempio, in polietilene ad alta densità, HDPE) sono una soluzione moderna per il secondo strato. Presentano rilievi (bugne) di altezza 8-20 mm, che creano un'intercapedine d'aria tra l'impermeabilizzazione e il terreno. Questa intercapedine favorisce il deflusso dell'acqua filtrata attraverso il terreno verso il sistema di drenaggio, e protegge inoltre lo strato impermeabilizzante principale dai danni meccanici durante il reinterro. Le membrane bugnate presentano un'elevata resistenza a compressione (fino a 400 kPa) e un allungamento a rottura fino al 700%, il che le rende estremamente durevoli. Le membrane si fissano alla parete mediante tasselli con sigillatura dei punti di fissaggio. Il bordo superiore della membrana si fissa con un listello di pressione. Questa combinazione di materiali e metodi garantisce soluzioni ingegneristiche complete per una protezione efficace delle parti interrate dell'edificio.

Una protezione efficace a doppio strato dalla risalita capillare e dall'umidità del terreno è impossibile senza l'integrazione con un sistema di drenaggio di qualità. Il drenaggio non sostituisce l'impermeabilizzazione, ma la integra, riducendo il livello della falda acquifera e alleviando la pressione idrostatica sulle strutture di fondazione. Questa sinergia è fondamentale per la durabilità e l'affidabilità in esercizio dell'edificio, in particolare nei terreni con falda alta o soggetti ad allagamenti periodici. Lo schema di principio dell'integrazione prevede l'unione dell'impermeabilizzazione verticale delle pareti dello scantinato con il sistema di drenaggio, che convoglia l'acqua verso un pozzetto di raccolta. Secondo il DBN В.2.1-10:2009, il drenaggio deve essere posizionato al di sotto del livello del pavimento dello scantinato o della base della fondazione.

Esistono due tipi principali di drenaggio che si integrano con l'impermeabilizzazione: perimetrale e di platea. Il drenaggio perimetrale è un sistema di tubi forati (diametro 110-160 mm), posati intorno alla fondazione al livello della sua base. I tubi vengono ricoperti da uno strato di pietrisco o ghiaia (granulometria 20-40 mm) dello spessore minimo di 200 mm e avvolti in geotessile con densità 200-300 g/m². Il geotessile previene l'intasamento dei tubi di drenaggio da parte delle particelle del terreno, garantendo un'efficacia duratura del sistema. Lo smaltimento dell'acqua avviene verso pozzetti ispezionabili e poi verso un pozzetto di raccolta del drenaggio o la fognatura. La membrana bugnata verticale, utilizzata come strato esterno di impermeabilizzazione, ha spesso un rivestimento geocomposito (uno strato aggiuntivo di geotessile), che favorisce il rapido deflusso dell'acqua verso il basso, fino al tubo di drenaggio.

Il drenaggio di platea si realizza sotto l'intera superficie della platea di fondazione. È costituito da uno strato di sabbia a grana grossa o ghiaia (min. 200 mm), su cui si posa il geotessile, e successivamente i tubi di drenaggio di raccolta. Il drenaggio di platea è efficace per ridurre la pressione idrostatica sulle fondazioni a platea, in particolare nei terreni saturi d'acqua. Nel sistema di protezione a doppio strato, l'impermeabilizzazione della platea di fondazione (orizzontale) si monta direttamente sopra il drenaggio di platea o lo strato di calcestruzzo di livellamento, se il drenaggio si trova più in basso. È importante che il sistema di drenaggio sia dimensionato per il volume massimo di acque sotterranee. Ad esempio, per una superficie edificata di 100 m² con una filtrazione del terreno di 0,5 m/giorno, il volume d'acqua può arrivare fino a 50 m³/giorno, il che richiede una portata adeguata dei tubi di drenaggio e delle pompe per l'estrazione dell'acqua dai pozzetti di raccolta. La corretta combinazione di impermeabilizzazione e drenaggio è garanzia di uno scantinato asciutto e di una fondazione stabile, aiutando a evitare gli errori tipici nella costruzione.

Garantire un regime di umidità ottimale nelle strutture è l'obiettivo finale di tutte le misure di impermeabilizzazione. La risalita capillare e la penetrazione dell'umidità del terreno non solo degradano i materiali, ma creano anche condizioni di umidità elevata negli ambienti, con un impatto negativo sulle prestazioni termotecniche e sulla salute degli abitanti. Il DBN В.2.6-31:2016 "Isolamento termico degli edifici" stabilisce i requisiti per la resistenza termica delle strutture di involucro, che possono essere raggiunti solo a condizione della loro asciuttezza. Il controllo del regime di umidità prevede il monitoraggio dell'umidità dei materiali e dell'aria, nonché la garanzia di un efficace ricambio d'aria. Per valutare l'umidità si utilizzano igrometri, nonché metodi di calcolo, come il metodo di Glagolev, che consente di prevedere la dinamica dell'accumulo di umidità nelle strutture di involucro.

La protezione a doppio strato dalla risalita capillare migliora notevolmente il regime di umidità della fondazione e delle pareti dello scantinato. Grazie all'elevata resistenza alla diffusione del vapore acqueo (Sd > 1000 m), i materiali impermeabilizzanti riducono al minimo la penetrazione di umidità dal terreno. Tuttavia, è importante considerare anche le fonti interne di umidità (attività umana, cottura dei cibi, respirazione) e garantire un'adeguata ventilazione degli ambienti. L'assenza di una ventilazione adeguata può portare alla condensazione del vapore acqueo sulle superfici fredde, anche se l'impermeabilizzazione è stata eseguita in modo impeccabile. Per gli ambienti interrati si raccomanda una ventilazione meccanica di mandata ed estrazione con un tasso di ricambio d'aria non inferiore a 0,5-1,0 volumi all'ora, secondo il DBN В.2.5-67:2013 "Riscaldamento, ventilazione e condizionamento". Le soluzioni ingegneristiche complete comprendono non solo l'impermeabilizzazione, ma anche un sistema di ventilazione ben progettato.

La conformità alle norme edilizie ucraine (DBN) è obbligatoria per tutti i lavori edili. In particolare, il DBN В.2.1-10:2009 disciplina la progettazione e la realizzazione delle fondazioni, compresi i requisiti per l'impermeabilizzazione. Il DBN В.2.6-31:2016 stabilisce le norme relative all'isolamento termico, che dipende direttamente dall'umidità delle strutture. Tutti i materiali e le tecnologie utilizzate devono possedere i relativi certificati di qualità ed essere conformi ai requisiti degli standard statali dell'Ucraina (DSTU). Ad esempio, per i materiali bitume-polimero può trattarsi del DSTU B В.2.7-101:2000. Il collaudo dei lavori di impermeabilizzazione si effettua secondo i requisiti dello SNiP 3.04.01-87 "Rivestimenti isolanti e di finitura". La qualità di esecuzione di ogni strato, la tenuta dei giunti, la correttezza del collegamento tra impermeabilizzazione orizzontale e verticale sono oggetto di un controllo rigoroso. Solo la piena conformità ai documenti normativi garantisce una protezione duratura e affidabile dalla risalita capillare e la creazione di un ambiente confortevole, efficiente dal punto di vista energetico e sicuro per vivere in Ucraina.