Caratteristiche genarali

Autore testo e disegno: Laura Buonanno, Pietro Copani e Neri Battaglini (per il disegno)

Le opere d'impermeabilizzazione rivestono un ruolo di notevole importanza nella tutela dei materiali che costituiscono l'organismo edilizio ed anche nella conservazione delle caratteristiche igrotermiche degli ambienti costituenti. La risalita per capillarità, attraverso gli strati costituenti il basamento di un manufatto, può compromettere la stabilità delle strutture; la formazione di muffe è alla base di rigonfiamenti, efflorescenze e distaccamenti di materiale; tutto ciò oltre a mettere a rischio la durata nel tempo del manufatto, 'l'80% delle cause di degrado dei fabbricati civili ed industriali è legato proprio a difetti d'impermeabilizzazione', espongono gli utenti a nocive variazioni del microclima.
Naturalmente in base alla posizione e alla natura dell'elemento da impermeabilizzare (chiusura orizzontale inferiore o superiore; chiusura verticale; elementi esterni o interni) i sistemi ed i materiali da applicare sono differenti. Molto importante non è solo la perfetta esecuzione dell'opera d'impermeabilizzazione con la tecnica più adeguata e con accorgimenti costruttivi idonei, ma anche la previsione, in fase progettuale, di tecniche di manutenzione e sostituzione dei materiali soggetti a deterioramento.
I prodotti per l'impermeabilizzazione sono molteplici e variano per composizione e per destinazione d'uso; importante in fase progettuale è tener conto che oltre ad impedire l'infiltrazione, la penetrazione o la risalita dell'acqua, l'impermeabilizzante dovrà essere inattaccabile dagli agenti inquinanti e corrosivi contenuti nelle acque e nell'atmosfera (nel caso delle coperture: raggi UV, escursioni termiche, piogge acide); dovrà essere sufficientemente elastico da sopportare le variazioni termiche e le deformazioni connesse con i movimenti della struttura su cui è applicato. La norma UNI 8202 fissa tra le caratteristiche fisiche cui i materiali impermeabilizzanti devono soddisfare la resistenza a trazione ed a lacerazione, la deformazione residua a trazione, la resistenza a punzonamento statico e dinamico, la flessibilità a freddo, la stabilità dimensionale a caldo, l'impermeabilità all'acqua, la permeabilità al vapore; riguarda, inoltre, i metodi di prova per la determinazione delle caratteristiche fisiche e dimensionali.
Particolare riguardo deve essere posto nella risoluzione dei cosiddetti punti critici (camini, risvolti verticali, bocchettoni di scarico, corpi emergenti, ecc.) perché l'esperienza ha dimostrato che questi sono alla base dei principali problemi inerenti l'impermeabilizzazione.
Fra i prodotti in commercio troviamo, accanto ai sistemi più tradizionali come l'asfalto colato in opera o i cosiddetti sistemi multistrato, le più moderne membrane prefabbricate, che rappresentano non solo il prodotto impermeabilizzante notevolmente più diffuso, ma anche quello che garantisce i migliori risultati a medio e a lungo termine.
Una macro classificazione per i materiali impermeabilizzanti può essere quella in bituminosi (asfalto, catrame, bitume e le loro miscele) e membrane sintetiche.

Bitume
Il bitume è una resina termoplastica naturale di origine organica; la sua formazione avviene per evaporazione e ossidazione del petrolio in giacimento, ciò comporta tempi lunghissimi ed, infatti, i giacimenti di bitume naturale sono scarsissimi e quasi del tutto esauriti. Il bitume artificiale è ottenuto come residuo della distillazione del petrolio; questi cosiddetti 'bitumi di distillazione' hanno un basso punto di rammollimento e un'elevata penetrazione (queste caratteristiche servono correntemente nella classificazione dei vari tipi di bitume che variano secondo il tipo di greggio distillato); per elevare il punto di rammollimento e limitare la penetrazione sono sottoposti ad un processo di ossidazione che ne altera la struttura fisica. Il bitume ossidato ha una maggiore coesione, ciò lo rende più adeguato per l'applicazione sui piani inclinati, inoltre resiste meglio alle variazioni termiche. Questo materiale, infatti, è estremamente sensibile alle escursioni termiche; ma non solo, esso è soggetto ad un rapido invecchiamento per effetto dei raggi UV che associati all'aria comportano una progressiva alterazione chimica del materiale con successiva perdita delle sue proprietà idrorepellenti e leganti. Questi fattori ne sconsigliano l'uso come materiale puro.
 
Asfalto
L'asfalto è una roccia calcarea a grana fine costituita, in percentuale maggiore, da carbonato di calcio (50-90%) e da bitume naturale (7-15%) e, in percentuale minore, da sostanze volatili e inerti minerali. Dalla distillazione dell'asfalto si ottiene un olio denso di bitume, ma più abitualmente da questa roccia se ne ricava, per frantumazione, triturazione e macinazione, una farina da cui poi si ottengono mastici ed emulsioni; spesso le farine sono integrate con opportuni quantitativi di bitume puro.
 
Catrame
Il catrame è un prodotto della distillazione del carbon fossile, ma si può ottenere anche distillando torbe, ligniti e scisti. Si presenta come un liquido denso di colore scuro e generalmente è usato come impregnante dei cartoni impermeabilizzanti; per legge deve essere depurato dalle sostanze volatili e da quelle solubili in acqua come i fenoli.
 
Membrane sintetiche
Le membrane sintetiche sono a base di gomma che è una sostanza che si ottiene dal lattice di alcune piante tropicali. La vulcanizzazione a caldo è il processo attraverso il quale la gomma passa da materiale plastico a materiale elastico e soprattutto, attraverso questo processo diventa meno sensibile alle variazioni di temperatura. È possibile anche ottenere il caucciù sintetico da alcoli e aromatici. Per mezzo dell'aggiunta di altre sostanze si giunge a materiali migliorati adatti a rispondere meglio alle diverse esigenze. Tutti i polimeri, naturali o artificiali, sono genericamente detti elastomeri.
Bisogna rilevare che i prodotti sintetici, rispetto a quelli ottenuti da caucciù naturale, offrono migliori prestazioni sotto diversi punti di vista: primo fra tutti costi minori, sia di produzione sia di trasporto; ma anche di mano d'opera in cantiere, viste la maggiore facilità e rapidità di posa; in più offrono standard qualitativi più costanti e garantiti.
 
Va ricordato che una delle maggiori accortezze che il progettista deve tenere in considerazione non è tanto la scelta del materiale specifico, vista l'estesa gamma di possibilità, quanto il far fronte ai fenomeni provocati da un'impermeabilizzazione non adeguatamente adattata al caso specifico; come nel caso dei giardini pensili in cui vanno presi in considerazione particolari accorgimenti attraverso l'uso di sostanze antiradice da aggiungere alle membrane impermeabili o vernici antivegetative; oppure nel caso di grandi strutture industriali e agricole, nelle piscine e in altre situazioni in cui i valori igrometrici sono difficilmente controllabili, attraverso l'applicazione della barriera al vapore.
 
Materiali ausiliari: le armature
In alcune membrane sono inseriti dei materiali complementari, di origine organica o minerale, con funzione di armatura, in modo da migliorare le caratteristiche meccaniche, da conferire maggiore resistenza ai movimenti del supporto e consentire una migliore distribuzione degli sforzi cui la membrana è sottoposta. Queste armature vanno inserite all'interno della membrana, completamente protette nello spessore, al fine di garantire la durata e le prestazioni della membrana stessa.
I materiali ausiliari si possono classificare in:
non tessuti, presentano una trama e un ordito;
tessuti o reti, non si individua l'orditura e possono essere realizzati sia da corte fibre disposte disordinatamente, che da un filo continuo; queste ultime offrono migliori risultati prestazionali.
I non tessuti possono essere di origine minerale (velovetro) usato col fine di dare stabilità dimensionale alla membrana; di origine organica (generalmente poliestere) che conferisce maggiore resistenza alla trazione garantendo un buon allungamento sia elastico che anelastico.
Per i tessuti abbiamo ancora: il tessuto minerale (rete di vetro) che aumenta la resistenza a trazione ma è poco usato poiché ha uno scarso allungamento elastico; il tessuto organico (ad esempio rete di polipropilene) si usa prevalentemente con alcune membrane in PVC per migliorare la resistenza a trazione e l'elasticità.
 
Bibliografia:
AA. VV., Manuale di progettazione edilizia, vol. 4, Milano 1999.
R. Compolla, S. Mornati, C. Vittori, Volte, solai e coperture, Roma 1995.
AA. VV., Atlante dei tetti, Torino 1998.
A. Seita, Coperture impermeabilizzate. Evoluzione, classificazioni, prodotti, certificazioni e linee guida per una corretta progettazione; Facoltà di Architettura - Politecnico di Torino; da Tesi meritorie di pubblicazione
 
Fonte disegno:
AA. VV., Manuale di progettazione edilizia, vol. 4, Milano 1999.