Patologie edilizie: diagnosi e prevenzione per evitare la formazione di muffe e condensa

Per patologia edilizia intendiamo la disciplina che si occupa dello studio delle malattie che affliggono un componente edilizio. Questa disciplina ricopre una duplice funzione: comprendere le cause che hanno determinato la malattia (diagnosi) così da evitarle in fase di progettazione (prevenzione).

Muffe e condensa

Il problema di condense e di muffe sui muri è molto complesso e ha un forte impatto sull’estetica e, soprattutto, sul comfort abitativo e sulla salubrità ambientale.

Per descrivere o illustrare un locale abbruttito e malsano lo rappresentiamo, infatti, con i muri umidi e pieni di muffa. O, meglio, pieni di muffe. Sì, perché le muffe sono organismi molto diversificati fra loro (sono state riconosciute almeno 100.000 specie diverse) e che hanno impatti diversi sulla salute degli abitanti. Possono essere tossiche, e causare allergie e infezioni alle vie respiratorie, e addirittura cancerogene. E comunque anche le specie non tossiche possono provocare asma e ridotta funzionalità polmonare a seguito di inalazione continuativa o in grandi quantità.

Le muffe si riproducono tramite spore che vengono liberate in aria e trasportate nei diversi ambienti.

Se la condensa è un fenomeno fisico (il vapore che cambia stato e diventa liquido) causato esclusivamente da una determinata condizione termo-igrometrica di una superficie (umidità relativa pari al 100%), l’attecchimento delle muffe è invece un’infestazione biologica innescata dalla contemporanea presenza di spore nell’aria dell’ambiente e di una particolare combinazione di temperatura, umidità e natura del materiale della superficie muraria che permette il loro attecchimento.

Una volta che ha attecchito sulla superficie la spora, in condizioni di umidità elevata (attorno al 90%), di poca luce e di scarsa aerazione, condizioni che persistono per qualche giorno, può generare un organismo vitale. Quando queste condizioni favorevoli cessano la spora non “muore”, ma smette di crescere ed entra in uno stato di quiescenza dal quale fuoriesce velocemente (addirittura in pochi minuti) una volta ristabilite le condizioni favorevoli.

Pertanto, l’obiettivo della progettazione e della gestione quotidiana di un ambiente deve essere prevenire il primo attecchimento delle spore o, una volta che questo sia avvenuto, evitare che si verifichino successivamente le condizioni favorevoli alla germinazione delle spore. Questa prevenzione si basa su due fattori ugualmente importanti:

• un'accurata progettazione termo-igrometrica dell’involucro edilizio riscaldato
• un’adeguata conduzione giornaliera dell’appartamento da parte di chi lo abita che comporti una corretta gestione dell’umidità dell’aria interna.

I parametri in gioco

I parametri fisici che concorrono alla formazione della condensa interstiziale e delle muffe sono principalmente quattro:

• la temperatura dell’aria dell’ambiente, che chiameremo temperatura operante Ti
• l’umidità contenuta nell’aria dell’ambiente, che potrà essere individuata o come Umidità Assoluta UA o come Umidità relativa UR%
• la temperatura superficiale interna Tsi di una parete perimetrale (cioè confinante con l’esterno o con un locale non riscaldato) o di una certa sua parte ben definita
• l’umidità relativa superficiale interna UR%i di una parete perimetrale (cioè confinante con l’esterno o con un locale non riscaldato) o di una certa sua parte ben definita.

L’umidità assoluta UA e l’umidità relativa UR%

Cosa significa umidità relativa? L’aria contiene sempre una certa quantità di umidità, il cosiddetto vapore acqueo.

Quanta ne può contenere? La quantità massima dipende dalla temperatura dell’aria: più è calda e più ne può contenere. Un kg di aria a 0°C può contenere, al massimo, 3,78 g di vapore acqueo, a 10°C può contenerne 7,63 Kg mentre a 20°C riesce a contenerne 14,7 g.

Il contenuto di vapore, espresso in g/mc o g/l, viene chiamato umidità assoluta UA; la quantità massima che può essere contenuta nell’aria quando essa si trova ad una determinata temperatura viene indicata con umidità di saturazione Usat mentre il rapporto fra l’umidità assoluta, contenuta in un certo istante nell’aria posta ad una determinata temperatura, e l’umidità di saturazione si indica con umidità relativa UR% e la si esprime in percentuale %.

Facciamo un esempio: se a 20°C l’aria presente in una stanza contiene mediamente 10 g di vapore acqueo al metro cubo (UA) allora possiamo dire che l’umidità relativa UR% è pari al rapporto fra il contenuto reale di umidità assoluta UA (10 g/mc) e il contenuto dell’umidità di saturazione Usat a quella temperatura (che abbiamo visto essere 14.7 g/mc), pertanto l’umidità relativa è pari a:

Per garantire un buon comfort abitativo l’aria interna dovrebbe avere una temperatura, in inverno, attorno ai 20°C e un’umidità relativa compresa fra il 40 e il 60%.

La temperatura superficiale interna

Aggiungiamo ora un altro parametro fondamentale: la temperatura superficiale interna. Supponiamo, infatti, che la temperatura operante dell’aria interna Ti di una stanza sia di 20°C e che l’umidità relativa UR% sia pari al 50%: condizione di alto comfort abitativo, come abbiamo appena visto.

Supponiamo però che in uno spigolo della stanza la temperatura superficiale interna Tsi sia di 10 °C: cosa succede?

Succede che l’aria aderente allo spigolo si raffredda e diminuisce, di conseguenza, il contenuto massimo di vapore acqueo che può contenere (cioè l’umidità di saturazione Usat posta al denominatore della formula vista sopra con cui si ricava il valore dell’umidità relativa UR%) e, dato che la sua umidità assoluta UA è rimasta la stessa (il numeratore), il rapporto UA/Usat aumenta, cioè aumenta l’umidità relativa UR%i nello spigolo.Se in quello spigolo l’umidità superficiale relativa UR%i arriva al 100% allora il vapore acqueo in eccesso diventa acqua e bagna la parete, si forma cioè la condensa superficiale.

Se, invece, l’umidità relativa UR%i in quello spigolo si attesta attorno all’80% e si mantiene così per più giorni, si determinano le condizioni favorevoli alla germinazione delle spore, cioè alla formazione della muffa.

Vediamo, allora, quali sono le temperature superficiali interne critiche Tsi, crit, cioè le temperature del muro al di sotto delle quali, in determinate condizioni di temperatura Ti e di umidità relativa UR%, si creano le condizioni di formazione della condensa superficiale (Tsi,crit, C) e della muffa (Tsi,crit,M).

Per comodità le determiniamo per tre sole condizioni particolari che si saranno utili per il nostro discorso:

• Ti=20°C e UR%=50%
• Ti=20°C e UR%=65%
• Ti=20°C e UR%=80%

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Il pdf continua parlando del ruolo del progettista e dell’abitante per evitare la formazione di muffe e di condensa.