METODI ELETTRICI ED ELETTROMAGNETICI

Passiamo ora a descrivere le altre soluzioni proposte da aziende operanti nel settore del risanamento murario. Tali soluzioni non si collocano però nell’ambito edile classico (con l’analisi della tipologia e dei materiali della muratura e il riferimento ai concetti di aerazione, coibentazione, impermeabilizzazione, rivestimento della stessa) ma in un ambito puramente impiantistico (installazione di centraline e dispositivi).
Per descrivere queste soluzioni, che si basano su principi elettrici ed elettromagnetici, dobbiamo però fare chiarezza su alcuni concetti di chimica e fisica, legati a “fenomeni” dimostrati sperimentalmente da oltre un secolo.
Tali concetti a molti di Voi risulteranno nuovi mentre ad alcuni di Voi saranno più familiari, in quanto studiati al Liceo Scientifico o nei corsi di Laurea in Ingegneria, Chimica e Fisica. Ognuno di Voi potrà comunque trovare conferma a quanto qui esposto grazie a Wikipedia o a siti di informazione scientifica (a tal proposito evidenziamo i termini di cui potete verificare la correttezza).
Partiamo ricordando alcune caratteristiche dei liquidi (e in particolare dell’acqua).
La capillarità è un fenomeno dovuto alle interazioni tra le molecole di un liquido e quelle di un solido in prossimità della loro superficie di separazione. Le forze in gioco che si manifestano in tale fenomeno sono l'adesione (la forza di attrazione di natura elettrostatica che si crea tra le molecole di due sostanze diverse poste a contatto tra loro) e la coesione (la forza di attrazione di natura elettrostatica che si crea tra le molecole di una stessa sostanza, tenendole unite e opponendosi alle eventuali forze esterne che invece tendono a separarle).
Nel caso di un liquido in un recipiente (solido), la capillarità si manifesta sulla superficie del liquido in prossimità delle pareti del recipiente: questa può presentarsi sollevata (come per l’acqua) rispetto al resto della superficie (in quanto le forze di adesione tra le molecole del liquido e del solido sono maggiori delle forze di coesione tra le molecole del liquido) oppure abbassata (come per il mercurio) rispetto al resto della superficie (in quanto le forze di coesione tra le molecole del liquido sono maggiori rispetto alle forze di adesione tra le molecole del liquido e del solido).

Si definisce inoltre tensione superficiale la forza per unità lineare che tiene uniti i lembi di un ipotetico taglio praticato perpendicolarmente sulla superficie libera del liquido.
Immergendo un capillare cilindrico in un recipiente contenente un liquido, la legge di Jurin consente di calcolare l’innalzamento o l’abbassamento del livello del liquido nel capillare rispetto al livello nel recipiente:
h = (2•γ•cosθ) / (ρ•g•r)
in cui sono messi in relazione h (innalzamento o abbassamento del liquido nel capillare), γ (tensione superficiale del liquido), cosθ (coseno dell’angolo di contatto tra la superficie del liquido e la parete del recipiente), ρ (densità del liquido), g (accelerazione di gravità), r (raggio del capillare).
Comprendiamo quindi che in una muratura l’altezza raggiunta dall’umidità di risalita per capillarità può essere elevata in quanto l’acqua ha una elevata tensione superficiale e i capillari dei materiali costituenti sono molto piccoli. Tuttavia nel caso di una muratura è necessario considerare anche il fenomeno dell’evaporazione dell’umidità presente, che non viene preso in considerazione nella legge di Jurin.
Più precisamente, in una muratura l’umidità di risalita per capillarità raggiunge la massima altezza nel momento in cui la quantità di acqua che (evaporando) sta uscendo dalla muratura è uguale a quella che sta entrando alla sua base. Di conseguenza, impedendo all’umidità presente nella muratura di evaporare (ad esempio rivestendo la superficie inferiore della muratura con lastre di marmo, mattonelle di pietra o piastrelle di qualsiasi materiale) si aumenta l’altezza raggiunta dall’umidità di risalita.
In una muratura soggetta al problema dell’umidità di risalita si è individuato un altro particolare fenomeno: la presenza di una differenza di potenziale elettrico (ovvero una tensione elettrica) tra il terreno (polo positivo) e la muratura umida soprastante (polo negativo).
Segnaliamo che nel caso di una muratura asciutta la differenza di potenziale elettrico tra il terreno e la muratura soprastante è sempre uguale a zero.
Quindi la risalita dell’umidità in una muratura è causata dalla capillarità e non dalla differenza di potenziale elettrico (come molti affermano), che ne è invece una conseguenza.
La presenza di una differenza di potenziale elettrico è dovuta alle caratteristiche delle molecole dell’acqua e dei materiali costituenti la muratura.
La molecola dell’acqua è una molecola polare (o dipolo molecolare) in quanto presenta una carica parziale negativa in prossimità dell’atomo di ossigeno (O) e una carica parziale positiva in prossimità dei due atomi di idrogeno (H).

I materiali costituenti la muratura sono solitamente ossidi (prevalentemente di silicio, ma anche di calcio, di alluminio, di ferro, …) e quindi le loro molecole sono composte almeno da un atomo di ossigeno.
In una muratura lungo le pareti dei capillari le molecole dell’acqua legano chimicamente con le molecole dei materiali costituenti (lato idrogeno per l’acqua e lato ossigeno per i materiali) mentre all’interno dei capillari le restanti molecole dell’acqua (dipoli liberi) proseguono la risalita. Le molecole dell’acqua legate a quelle dei materiali costituenti presentano quindi libero il lato ossigeno (negativo) e di conseguenza si genera una differenza di potenziale elettrico tra il terreno (polo positivo) e la muratura (polo negativo).

Possiamo quindi affermare che i metodi (elettrosmosi e dispositivi elettromagnetici), che propongono l’annullamento di questa differenza di potenziale elettrico per risolvere il problema dell’umidità di risalita, partono da un suo effetto (differenza di potenziale) e non dalla sua causa (capillarità). Invece la barriera chimica, che di fatto è una impermeabilizzazione alla base della muratura, opera impedendo la risalita dell’umidità per capillarità.