08 Fenomeni di umidità sulle murature in tufo giallo · degradazione meccanica. Resistenza a...

I FENOMENI DI UMIDITA’ SULLE MURATURE

IN TUFO GIALLO NAPOLETANO

I FENOMENI DI UMIDITA’ SULLE MURATURE

IN TUFO GIALLO NAPOLETANO

Ing. Roberto Castelluccio

Dipartimento di Ingegneria Civile Edile ed Ambientale

Università degli Studi di Napoli Federico II

Ing. Roberto Castelluccio

Dipartimento di Ingegneria Civile Edile ed Ambientale

Università degli Studi di Napoli Federico II

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Ingegnere Roberto CastelluccioIngegnere Roberto Castelluccio

Genesi"La struttura e la tessitura dei tufo giallo ricordano quelle dimateriali piroclastici misti eruttati in tale quantità ed in breve

tempo da formare una sospensione caldissima e molto mobileche inondava vaste aree con grande velocità. Soltanto un

cosiffatto meccanismo spiega la natura perfettamente caoticadei tufo, la parziale devetrificazione delle sue pomici e la sua

saldezza eccezionale «A. Rittmann, “Sintesi geologica dei Campi Flegrei”, in boll. Soc. Geol. Ital. 1950

IL TUFO GIALLO NAPOLETANOIL TUFO GIALLO NAPOLETANO

Sezione schematica della caldera dei Campi Flegrei: camera magmatica e sistemi di alimentazione dell'attività vulcanica recente(rosso); fondo calderico (marrone e seppia); riempimento calderico (grigio), Tufo Giallo Napoletano (giallo), formazioni recenti(grigio tratteggiato). da: "I Campi Flegrei e i fenomeni bradisismici". Le Scienze febbraio 1994, numero 306

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L’estrazione (la coltivazione)Estrazione in cave chiuse

Le cave di tufo a cielo aperto nel vallone San Rocco(foto Bartoli e Collini)a sinistra si scorgono le entrate delle vecchie cave sotterranee

Estrazione "a botte" o "a campana"

Estrazione in cave a cielo aperto


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Falesia di Monte di Procida prospiciente Torregaveta:successione di lave e prodotti piroclastici di varie dimensioni (brecce,lapilli e scorie), associati a forti eruzioni esplosive.

Posa in opera a raso a ritiro a gocciolatoio

a solco a toro sporgente a gola incavataobliquo

IL TUFO GIALLO NAPOLETANOIL TUFO GIALLO NAPOLETANONatura e caratteri del Tufo Giallo

COMPOSIZIONECHIMICA

- > 50% di Silice- 16-19 % di Ossido di Alluminio- 7-8 % di Ossido di Potassio- 2-4 % di Ossido Ferrico- 1,5 – 3,5 % di Ossido di Calcio

COMPOSIZIONEMINERALOGICAEPETROGRAFICA

- pomici,- frammenti di ossidiana- litici

RADIOATTIVITÀ

- 226 Ra (Bq/Kg) = 31,6 ± 1,6- 232 Th (Bq/Kg) = 96 ± 5- 40 K (Bq/Kg) = 1820 ± 70- Indice di radioattività = 1,19 ± 0,03

226 Ra : RADIO232 Th : TORIO40 K : POTASSIOBq: Becquerel, unità di misura di un

radionuclide

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Proprietà meccaniche del tufoLe caratteristiche fisiche e meccaniche del tufo sono molto variabili da luogo a luogo ed anche nella

medesima località.

Il grado di diagenesi, ossia le condizioni di temperatura ed il contenuto dei gas presenti all’atto della

sedimentazione, influisce in modo determinante sulla resistenza meccanica. La resistenza dipende dalle

dimensioni medie degli inclusi lapidei e pomicei (quanto maggiori sono gli inclusi, tanto minore è la

resistenza del tufo), nonché dal grado di saturazione della roccia.


La resistenza a compressione fbm varia in genere tra 1,00 MPa e

12 Mpa. La resistenza a trazione risulta in genere di un ordine di

grandezza inferiore rispetto (1 Mpa = 10 Kg/cmq).

Prove sperimentali hanno mostrato che i moduli elastici variano da

800 a 3000 MPa; con valori più frequenti (l’80% dei casi) compresi

fra 1000 e 2000 MPa. Questi valori relativamente modesti del

modulo E stanno ad indicare come il tufo sia da considerare una

roccia lapidea tenera, a causa della sua particolare struttura.

Resistenza a compressione di alcune varietà di tufo giallo napoletano.

F. CERONI e M. PECE Università degli Studi del Sannio, BeneventoG. MANFREDI, G. MARCARI, S. VOTO Università degli Studi di Napoli Federico II - Dipartimento di Analisi eProgettazione Strutturale

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Caratteristiche del tufoPOROSITA’

Uno dei parametri che influenza la resistenza delle rocce

lapidee tenere è la porosità n, definita come rapporto tra il

volume dei vuoti / volume totale.

All’aumentare della porosità diminuisce la resistenza a

compressione uniassiale.


Relazione fra porosità e resistenza a compressione uniassiale

GRADO DI SATURAZIONEIndagini sperimentali sul tufo giallo napoletano hanno evidenziato

che un altro parametro che riduce la resistenza del materialelapideo è il grado di saturazione. In particolare la resistenza media

del tufo saturo è all’incirca pari al 75% di quello asciutto.Altri risultati hanno dimostrato, inoltre, che il tufo, se sottoposto ad

essiccamento in stufa a 105C°, subisce una consistentedegradazione meccanica.

Resistenza a compressione in funzione della temperatura di essiccamento. Si nota come Il deterioramento per effetto termico sia evidente già alla temperatura di 70°C.

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Tipologie di degrado IL TUFO GIALLO NAPOLETANOIL TUFO GIALLO NAPOLETANO

Castel dell’OvoNapoli

DEGRADO DESCRIZIONE CAUSE

FISICOE’ dovuto a fenomeni fisici che esercitanoun’azione meccanica di disgregazione della pietrao del manufatto

ghiaccio, sale, espansionitermiche,sollecitazioni meccaniche

CHIMICOE’ legato all’interazione acqua/lapideo.L’alterazione chimica dete rmina una modificaz ionedel materiale con formazione di soluzioni saline eminerali insolubili.

Idratazione, idrolisi, dissoluzione

BIOLOGICOE’ legato all’azione di organismi viventi e simanifesta generalmente in ambienti caratterizzatida umidità alta, temperatura alta, ventilaz ionescarsa.

alghe,cianobatteri, licheni

ANTROPICOOgni forma di alte razione o modif icazione dellostato di conservaz ione di un bene culturale (o delcontesto in cui esso è inserito) indotta dall’usoimproprio.

attidivandalismo, usoimpropriodimateriali edili,assenzadi

manutenzione

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I TIPI DI UMIDITA’I TIPI DI UMIDITA’

Degrado da Umidità:Presenza di acqua all’interno (umidità interna) o in superficie (umidità superficiale) dell’ossaturastrutturale.

Diagnostica

Fattori caratteristici- Presenza di acqua

- Porosità delle strutture

- Condizioni termo-igrometriche ambientali

DIAGNOSTICA

visiva/strumentale

TIPI DI UMIDITA’

INTERVENTI DI RISANAMENTO COLLAUDO

Gli effetti- Assottigliamento termico

- Diminuzione caratteristiche di resistenza

- Disgregazione materiale

- Cicli gelo-disgelo

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Tipi di umidità


Da costruzione

Condensazione

per scarsa protezione termica

Condensazione interstiziale

Concentrazione di sali igroscopici

Funghi e muffe

Condensa del pavimento

Introduzione di sali solubilizzati

dal terreno

Pioggia battente

Fessurazione da agenti aggressivi

Fessurazione da gelo e disgelo

Acqua di scorrimento

Infiltrazioni dal sottosuolo

Falda freatica

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I TIPI DI UMIDITA’I TIPI DI UMIDITA’DIAGNOSI

I FASE – INFORMAZIONI GENERALI E APPROCCIO VISIVORaccolta di informazioni di carattere generale sull’edificio in esame: localizzazione, contesto ambientale ed urbanistico, epocastorica, destinazione d’uso, presenza di acqua nello spazio circostante.Esame visivo del fenomeno e del suo contesto:- caratteristiche del luogo e del suolo,- tipologie edilizie,- materiali costituenti ogni elemento interessato dalle manifestazioni di umidità- eventuali interventi di risanamento e risultati conseguiti- caratteristica degli edifici circostanti e consistenza di eventuali manifestazioni di umidità in essi rilevati.

II FASE – INDAGINI E CARATTERIZZAZIONE IGROMETRICA

III FASE – DETERMINAZIONE DELLE PATOLOGIE

- Prelievi- Saggi Locali

INVASIVE

Concentrazione Contenuto umido

NON INVASIVE

- Termografia- Misura della resistenza elettrica- Misura diretta con igrometro

IV FASE – INTERVENTI

igrometro

Umiditàascendente

Umiditàdacondensazione

Umiditàdapioggiabattente

Umiditàdamateriali

isolati

Umiditàascendente

piùumiditàdacondensazione

• Meccanici • Chimici • Elettrici • Evaporativi

Tipo di umidità

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I TIPI DI UMIDITA’I TIPI DI UMIDITA’LA CARATTERIZZAZIONE TERMOIGROMETRICA

UNI 11085:2003 – Materiali lapidei naturali ed artificiali. Determinazione del contenuto d’acqua: metodo ponderale

GRIGLIA DEI PRELIEVI

Ca = [(Mu – Ms) / Ms] x 100

• I provini devono essere di identiche

dimensioni, omogenei e comparabili

• I prelievi vanno eseguiti con carotatrice a

basso numero di giri (minore di 250

giri/min) in modo da non alterare il

contenuto di acqua dei campioni

• I campioni devono essere immediatamente

posti in contenitori a tenuta per evitare

contaminazioni

DETERMINAZIONE DEL CONTENUTO DI UMIDITÀ

Ca:Contenutod’acquaMu:MassacampioneestrattoMs:Massacampionedopo l’essiccazione CellaClimatica

BilanciaTermoessiccante

Caf = Contenuto fisiologico ( 1 % – 6%)

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Umidità ascendente


1. La caratteristica porosa della pietra consente all’acqua dipenetrare dalle pareti laterali e di base (imbibizione) per

semplice contatto e per effetto dell’attrazione molecolare;2. L’acqua ricca di sali, accolta nella struttura porosa, inizia

l’ascesa all’interno del sistema capillare fino ad arrivare ad unaaltezza massima;

3. Raggiunta l’altezza massima l’acqua, migra verso la pareteesterna, deposita i sali all’interno delle struttura porosa ed

evapora attraverso la superficie esterna;4. Saturati i pori interni i sali si depositano sulla superficie esterna

dell’intonaco danno luogo alle efflorescenze; quelli depositatiall’interno del sistema poroso aumentano di volume ed

innescano uno stato di tensione interna che tende ad espellerel’intonaco.

S=Tensionesuperficialeα =AngolodelmeniscoPatm..=Pressioneatmosfericah=Altezzadirisalitar=Raggiodeltubicinoρ gh=Pesomassad’acqua

S cosα (2πr) + Pa (πr2) - Pa (πr2) - ρ g h (πr2) = 0

h = 2 (S cosα / ρ g r)

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Gli interventi di risanamento per fenomeni di umidità ascendente

GLI INTERVENTI DI RISANAMENTOGLI INTERVENTI DI RISANAMENTO

§ Interventi Meccanici:

Metodo Koch (Riduzione della sezione assorbente);

Metodo “cuci e scuci";

Taglio meccanico.

§ Interventi Chimici:

Taglio chimico a pressione o a lenta infusione.

§ Interventi Elettrici:

Elettro osmosi attiva e passiva;

Elettro osmosi-foresi.

§ Interventi Evaporativi:

Posizionamento di sifoni e dreni

Intonaci da risanamento

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Gli interventi meccaniciSi definiscono interventi meccanici tutte le procedure che prevedono una fase distruttiva della muratura


Metodo Koch (Riduzione della sezione assorbente)

L’osservazione che la velocità di assorbimento è

direttamente proporzionale alla superficie di contatto

muratura – falda, ha indotto i tecnici a sostituire le

murature continue con strutture ad arco scavate in

breccia al disotto delle zone da risanare in questo

modo la risalita dell’umidità è ridotta alla sezione di

imposta degli archetti.Intervento di riduzione delle sezioni porose in fondazione

Il parametro variabile non riguarda il contenuto d’acqua

finale nella muratura, ma esclusivamente la velocità di

assorbimento .

I campioni testati hanno raggiunto la saturazione in

tempi differenti, evidenziando l’inefficacia di un simile

dispendio di risorse economiche.

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Metodo «scuci e cuci"Consiste nello scavare nel muro umido una traccia variabile dai 18 ai 30 cm per l’intero spessore del

muro che consenta di sostituire i materiali porosi con altri anticapillari (ad es. pietra o lamina di piomboda 1,5 –2 mm) per l’intero perimetro dell’edificio.

Inserimento di uno strato di materiale non poroso a tutto spessore

L’intervento è completato con la posa in opera di unfoglio impermeabile sottoposto, in modo tale che nel

complesso si costituisce una barriera insuperabileper l’acqua.

Taglio meccanico della muraturaLa metodologia di intervento originaria, detta Massari, prevede l’utilizzo di una carotatrice per realizzare,

con due serie sovrapposte di fori accostati, una fessura orizzontale regolare anche su muratureeterogenee.

I materiali che vengono inseriti come sbarramento

sono di diversa natura: lastre di piombo, di acciaio

piane od ondulate, lamine in pvc o vetroresina, resine

poliesteri, malte cementizie.

L’operazione è comunque dispendiosa, faticosa e

praticabile solo su materiali particolarmente teneri.

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Gli interventi chimiciIl metodo chimico consiste nell’immissione all’interno delle murature di sostanze chimiche in forma fluidache costituiscono una barriera orizzontale al flusso migratorio dell’acqua.

Si possono individuare due classi di prodotti:§ Consolidanti: penetrano nella struttura muraria occludendone i pori

§ Idrofobizzanti: si dispongono sulla superficie dei pori riducendo il valore della tensione superficiale

La tecnologia di posa in opera individua ancora due classi in funzione delle caratteristiche viscose delmateriale:


Lenta infusione

Iniezione a bassa pressione

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Gli interventi elettriciI metodi denominati “elettrici” si basano sul principio dell’elettro osmosi, secondo il quale si afferma che il

movimento di un fluido conduttore (l’acqua) si muove in un mezzo poroso, sotto l’azione di un campo

elettrico, dal polo positivo (anodo) verso quello negativo (catodo).


Elettro-osmosi passiva Elettro-osmosi attiva Elettro-osmosi Foresi

Consiste nel collegare la parete conil terreno in modo da annullare ladifferenza di potenziale tra gli

elementi in questione e quindi ilcampo elettrico

Prevede l’utilizzazione di uncampo elettrico artificialemediante l’installazione di due

elettrodi a potenziale differentecollegati da una centralina

Il fenomeno dell’elettroforesi sancisceche delle particelle in sospensione in unliquido, si muovono sotto l’effetto di un

campo elettrico dal polo positivo a quellonegativo.

throughthewalls byeffectof moleculepolarization,according toHelmoltz doublelayer model. Theprinciple of electroosmosis (EOF),accordingtowhicha conductivef luid(water)movesinsides aporoussubstanceundertheinf luence of anelectricf ield, fromthepositivepole(anode)towardsthenegative pole(catod),hascharacterized earlyinterventions.These havebeen designed withtheaimof eliminating potentialdif ference byintroducinganexternal electrical f ield capable of reversingwatermotion.Interventionshaveevolvedin:

Passiveelectro-osmosis This isachieved byelectrical connectionof thewallwiththesoil usinga conductorsothatthepotentialdif ference whichcauses rising dampis eliminated.

Active electro-osmosis This isachieved byinstalling twoelectrodes havingadif ference of potential,whichare connectedbyanelectronic controlunit;thisreverses thenaturalelectric f ield andaids migration of watertowardsthelower levels andtherefore reversing risingdamp.

Electro-osmoticphoresis Thisis acomplex methodwhichcombines electro-osmosis andelectrophoresis. Thistypeof interventioniscarriedoutusingtheassumptionthatparticles suspendedina liquidmoveunder

theinf luence of electric f ield,fromthepositivepoletothenegative pole.Therefore, duringthef irstphase,polaritybetween wall andsoil is invertedusing af ieldgenerated byactiveelectro- osmosis; subsequently ,phoresis products,whichareintroducedtogether withelectrodes, are attracted towardscavities in thewalland,oncein situ,theyobstructcapillary networksandpreventfurtherinf iltrations.(Fig 15) Amongelectrical interventions,active electro- osmosishas proventobeeffectiveandhasproventobethebesttraditional system incontrastingrising damppathologies. Thelimitation of thissystemisitsdependance frommasonryelectric features whichcanhavesignif icant variations duetomaterials, dif ferentlevels of saltconcentrationandhumiditylevels, whichcan modifythenaturalpotentialdif ference. Moreover,itsimplementation isheavily inf luenced byundergroundcurrents.Electrical interventionshavepavedthewaytothedevelopmentof techniquesaimedatintervening onthecause of rising damp,highlightingtheneed of stoppingthef lowfromtheundergroundinordertobeable tocarry outrestorationof dampwalls. Starting fromtheassumptionthatthelimit of traditional applications is inits dependence frommanyvariations withinmasonryandexternal factors,scientif ic research has developedan innovativeinterventionmethodChargeNeutralizationTechnology(C.N.T.).This intervenes exclusively onthebehaviourof thewatermolecules inside thenatural electric f ield

andavoidsanydependencyfromthecomplexmaterial and environmentalvariables andthereforerenders interventionsmore effectiveas theyare onlyinf luenced bychemical andelectric features of water. Therefore, in2003,anexperimentation and researchcampaign hasbeen started insomeuniversitiesf inalized toimprovingexisting electrophysicalsystemsand onlyin2008-2009thedeviceequippedwiththeC.N.T.has been patented.

ChargeNeutralizationTechnique.ChargeNeutralization Technology(C.N.T.)is based ontheassumptionof reversing existing approaches totacklerising damp andaims toref inean interventionmethodwhichis permanent andis notdependentonthetypeof material, structures,age orsiteof thebuilding andis validforanyinitial value of waterand/orsaltcontentwithinwalls. Starting fromananalysis of thephenomenonof risingdamp,whosevelocity ,height andintensitydependfromgeneralboundaryconditions,thisscientif icstudyhasfocusseditsattentionof movementof waterinside thecapillarynetworkinsidewalls. Inadditiontosuperficial tensionandevaporation,anotherfactorwhichhas anevengreater signif icantinf luence onthemovementof waterandisassociatedtothenegative electrostatic potential created insidewalls is Helmoltz doublelayer. (Fig16) Infact,onamicroscopic scale, thesurface of anymaterial containing silica (whichis a signif icantcomponentof thegreatest numberof constructionmaterials) has a charge whichcreates a negativeelectrostatic potential. Thereforeinternal capillarywalls tendtoattract watermolecules whichwill beoriented withthepositivepoletowardstheinternalpartof thecapillary; theresulting doublelayer is calledHelmholz’s. Inthepresence of risingdamp andof waterevaporationnearthewall’s surface Helmholtz’s layer movesandgenerates a weak electric potentialdif ference betweentheearth andthewall. Potential, whichisproportionaltorising intensity ,canvarybetween 10to20mWto(weakorabsentrise)to300-500mW(verystrongrise).Thisevidence showsthatrising damp is,inultimate analysis, ruled byactionof inf initesimal electric forces. Anditis thereforeforthisreasonthat,inorder toovercomelimits shownbytraditionalsolution,theCharge Neutralization Techniquehas beendesigned, asitis capable of interveningdirectly onelectrical forceswhichcause the rise. Moreover,sucha systemisdesigned toconstructinf initesimally small forcesanditis thereforemuchmore economical, inenergy terms,thananyothertraditional system.

Workingprinciple ofC.N.T. Chargeneutralization techniqueis anapplication derivedfromexperimental studies inthef ield of nano-technologies in several universities andinstitutesfromtheearly 2000s.Thescientif ic principle usedtopreventrising damp isbased onusingandapplyingthePhysicsprinciple of electrocapillarity . (Fig 17)

Focus

Fig. 16 - Schematic represe nt at io n of the Helmholtz double layer.

Fig. 17 - Electro-capi lla ri ty : diagram of the experime n tal model.

082

Utilizing results fromexperimentation mentionedabove,itis possible, throughtheapplicationof anexternal electromagnetic f ield, toinducevariationsinthedistributionof electric charges inthe interfacebetween aconductingliquid (suchasforexample asaline solution)andasolidsurface (forexample theinternal wall of amicro- capillary). Froma Physicsprospectivethis bringsthepossibility of modifyingf lowinside thecapillary. TheC.N.T. Domodrydeviceis thereforea generator of weak impulsive electromagnetic waves,whicharemodulates tobeharmless forhumans;their applicationneutralizes theelectric potentsionof thecapillaryf lowinside thewall. (Fig 18)Inaroughsummary,onecan saythatC.N.T. iscapableof neutralizing water molecules cancelling theattraction thatwall capillary exercise due tochargedif ference. TheDomodry®device consistsof aapparatus withdimension

28cmx17cmx6cmwhichcan placed inside thebuildingandconnectedtoanelectric socket.Once activated, itinhibitscapillarity phenomena bystoppingrisingwater while thewater contentisgradually expelling byevaporationwitha velocitywhichdependsonthewallmaterial, ontheinitial water quantityandonlocalclimate. Once dehumidif ication hasbeen completed,itwill be suff icienttokeepthedevice workinginordertopermanently guarantee thenatural hygroscopichumidityof thewall.Domodry® actsonaspherical f ield withvariableradius, depending onthedeviceinuse, whichrangesfromaminimum of 6mtoamaximum of 15m,guaranteeing dehumidif icationof all structures,walls,studwalls. Impulsesgenerated bythedevice aresignif icantly lower thanthoseof regular whitegoodsandtherefore are completely harmless forpeopleandanimals. Thisaspect has allowed the“bio-construction”certif ication.

TheDomodry® systemisextremely versatile duetoitscapability of beingadapted toanytypeanddimension of building:depending onthedimensionsof thebuilding,itis possible toinstall asingle ormultiple devices. Theuniquequality of thistechnologyisitslack of intrusivenemtswhichenables itsuses forconservationpurposesof artisticandhistoric buildings.

C.N.T.applications:experimentsandresults.Thevalidityof resultsobtained byusingC.N.T.interms of walls dehumidif ication has beenprovedbyexperimental datacollected inseveral pilotinstallations, carried outbyuniversitiesandotherinstitutesand institutions. Evaluation of results hasbeen carried outanalyzing variationsof water contentof waterintime andwithreference todif ferentareas of buildingusingthe followinginvestigation method:

• Measure of watercontentinsidewallswithweight methodfollowingUNI11082regulation

• InfraRedthermomapping of internalbuilding surfaces

Measures havebeen repeated during three sessionsineach installation; thef irstatthe timeof installation of thedevice; thesecondduringthedryingphase andthethirdattheend of thedryingphase. Bycomparing water contentdatawiththermoimagingof thewalls considered, ithasbeen possible todefinereference parameter usedtoextrapolate withagooddegree of accuracy, watercontentof thesectionof walls notinvolvedintheinvestigation; thishas beendonebycomparingthermographic images andtimely

Focus

Fig. 18 - Operatin g principle of T.N.C. Domodry ®.

Fig. 19 - L e c c e ’ s Dome.Fig. 20 - Crypt of the L e c c e ’ s Dome.

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collections. This hasgiven obviousadvantagesintermsof extension,quantityandreliability of dataandlimiting invasive collections. Furthermore,solublesalt contenthasbeenmeasured onsomeof thesampleusing ionicchromatography,inorder toevaluatedamage of thewalls.

Exemplarapplication:TheCrypthinLecce’scathedral Wereporthere of oneof themanysuccessfulapplications in historical buildings inItaly:therestorationof theCryptinLecce’s cathedral. (Fig 19-20)Locatedinthe historical centre of Lecce,thecathedral isbuiltusing “pietra leccese” anaturalstonetypical of thelocalarea andwidely usedin

all monumental heritage inSalento. This isconsideredtobeoneof themostporousmaterial andoneof themosteasily deteriorated. Inordertoascertaintheeff icacy of theinnovativeChargeNeutralisationTechnologyinstoppingrising damp instoneandaiding drying, apilotinterventionhas beencarried outintheundergroundroomsof theCryptwhichisbelowtheecclesial room.Thisisa partof thebuildingmoreheavily attackedbyhumidityandaffectedbyseverdegradation. (Fig 21– 22)Preliminaryinvestigation, carried outbyInnovationEngineeringDepartment of theUniversityof Salento,priortotheinterventionwithT.N.C.highlighted seriousdamage.

Leindagini multidisciplinari, realizzate acura delDipartimento diIngegneria dell'Innovazionedell’Università delSalento prima dell’avviodell’intervento pilotaconT.N.C., avevanoevidenziatounasituazione ambientale assai. Microclimatemonitoring,whichhas takenplace betweenNovember2008andApril2010registered minorvariations of temperature andhumidity,whichweredue tothesignif icant thickness of perimeter walls (approximatelytwometers thick),absence of heatingand lowfootfallbothforliturgicandtouristicpurposes.Ithadtherefore beenexcluded thathumiditypresentcouldhavebeen inf luenced bycondensation.Moreinevidence were pathologies due tooccasionalinf iltrations andrising damp.The latter, seemedpermanently fedbythefoundationsoilandtheperimetrical walls. Anumberof incorrect interventionshadexacerbated existingpathologies. Salt crystals hadobstructedtheleccesestoneporeslimiting evaporationandcausing sub-effolorescences and increasing levels of rising damp.(Fig 21left)In2011experiments withthechargeneutralization technologystartedbyinstalling twoDomodrydevicesplaces intheuppersection of theCryptvault. Since stonewas visible, wall samples andweight sampling has notbeen carried outandaless invasivemethod,consistingof thermographical IRmapping of walls andsomeof thecolumnshas beenadoptedinstead. Monitoringof microclimatic variations throughthedehumidif ication process,whichis still being carriedouttoday,iscarried outbyusingawireless tele-controlledsystem sendingdata, whichcan thenbeanalyzed, via a GSMmodem

Results Thermographicalanalysis have beencarried outinthreesuccessivesessions, namely:

• 1° Collection – December 2011(whenT.N.C.has been installed); 2°Collection – December 2012;3°Collection – December 2013.

••

Data collection carried outinsituduringthef irsttwoyears since theactivation of thedehumidif icationdevice showpositiveresults interms of reductionof theinitial quantityof waterThermographical analysishas infactshown,insubsequentcollectionaprogressive decrease of thermalanomalies, bothinrelation totheheight whereequilibrium temperatureof thewall isreached andinrelation tothevariationof distributionof surfacetemperatures. Thisresults are confirmedbythetrendsinthermalprofiles carried outalongthe vertical

Focus

Fig. 21- (Left) saline effloresc en ce - (Right) Devices Domodry

Fig. 22 - Reference image of a m a p p e d element .

Fig. 23 - Thermog ra p hic mapping of Decembe r 2011.

Fig. 24 - Thermog ra p hic mapping of Decembe r 2012.

Fig. 25 - Thermog ra p hic mapping of February 2014.

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Gli interventi evaporativiGli interventi si basano sulla deumidificazione delle strutture murarie per effetto dell’incremento delle

superfici evaporative.

Il fenomeno dell’evaporazione si realizza in due fasi successive: nella prima si osserva una diminuzione

del contenuto di umidità interno alle pareti ed il trasporto in superficie dei sali disciolti nell’acqua; nella

seconda fase si effettua l’effettiva asciugatura mediante l’evaporazione attraverso le pareti.


L’aumento della capacità

evaporativa interna alla parete si

ottiene mediante l’apposizione di

sifoni o dreni atmosferici, mentre

la capacità evaporativa superficiale

viene aumentata mediante l’utilizzo

di intonaci da risanamento.

Curva di evaporazione

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I sifoni

Il sistema è basato sull’applicazione di tubicini in materiale poroso,

inclinati verso il basso di circa 20°, attraverso i quali l’acqua presente

nella muratura dovrebbe fuoriuscire, attivando una circolazione naturale

tra l’aria umida interna e quella asciutta esterna.

In realtà l’aria umida interna uscirà dal sifone solo se a temperatura

minore di quella esterna, per cui il sifone dovrebbe essere rivolto verso

l’alto.


Sifoni di Knapen Sifoni a "V"

Intonaci da risanamento

Il funzionamento degli intonaci da risanamento è basato:

- sull’aumento della superficie evaporante dovuta ai macropori contenuti

nella matrice ed alla loro maggiore capacità volumetrica che consente

all’intonaco di contenere un maggior quantitativo di sali depositati, ritardando

l’attivazione delle tensioni interne e contenendone le deformazioni;

- sull’azione idrofobica sui capillari interni che, incidendo sul valore della

tensione superficiale, riduce la capacità della muratura di innescare la risalita

capillare; sull’approfondimento della superficie evaporante che consente una

maggiore durabilità e conservazione dei paramenti esterni.

08 Fenomeni di umidità sulle murature in tufo giallo · degradazione meccanica. Resistenza a...

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