## Introduzione: il problema critico del monitoraggio non invasivo negli edifici storici
Il monitoraggio dell’umidità nei muri storici rappresenta una sfida complessa, poiché richiede un equilibrio tra rilevazione affidabile e conservazione dell’integrità architettonica. Nei contesti italiani, caratterizzati da muri in arenaria, pietra calcarea e intonaci idrofili, la dinamica dell’acqua si manifesta attraverso fenomeni capillari e diffusivi, spesso amplificati da cicli stagionali di condensa e infiltrazioni intermittenti. L’errore più grave risiede nel posizionamento non calibrato dei sensori: un’installazione superficiale o errata genera falsi positivi, falsa percezione del rischio e interventi strutturali non necessari, con danni irreversibili al patrimonio culturale. Per evitare ciò, è fondamentale adottare una metodologia basata su analisi termoigrometrica preliminare, definizione precisa delle zone critiche e scelta mirata del tipo di sensore, seguita da installazione stratificata e validazione continua. Questo articolo, ispirato al tema Tier 2 “Metodologia per il posizionamento esperto dei sensori di umidità”, fornisce una guida operativa dettagliata, con fasi esatte, esempi concreti dal Duomo di Milano e dal sanitario di San Francesco a Assisi, e suggerimenti avanzati per garantire un monitoraggio efficace e non invasivo.
## Fondamenti tecnici: come l’acqua si muove nei muri storici e perché la precisione conta
Nei muri tradizionali, l’acqua si trasferisce principalmente attraverso due meccanismi: il capillare e il diffusivo.
– **Capillare**: l’acqua risale da un fondo umido verso la superficie attraverso pori e interstizi, tipico di materiali porosi come la pietra arenaria e gli intonaci storici. Questo processo è influenzato dalla dimensione dei pori, dalla saturazione iniziale e dalla pressione idrostatica.
– **Diffusivo**: l’acqua si muove per gradiente di concentrazione, principalmente in fase liquida, attraverso la matrice solida; è più rilevante in ambienti umidi con elevata umidità relativa, come le cappelle di Assisi o i corridoi del Duomo milanese.
La specificità italiana risiede nelle condizioni climatiche: cicli stagionali marcati (inverni umidi, estati secche) creano condizioni di condensazione ciclica, con picchi di umidità che possono raggiungere superfici interne anche con pareti esterne asciutte. Questo rende il monitoraggio non solo necessario, ma critico per prevenire degrado da sali, muffa e distacco del rivestimento.
> **Attenzione**: l’installazione di sensori in corrispondenza di giunti strutturali o zone sottoposte a stress meccanico distorce i segnali, poiché le variazioni di umidità in questi punti non riflettono il comportamento generale del muro, ma solo fenomeni locali.
## Metodologia esperta: definizione della zona critica e selezione del sensore
### Fase 1: Analisi preliminare e mappatura delle zone a rischio
Prima di qualsiasi installazione, è essenziale una **mappatura termoigrometrica preliminare**:
– Utilizzare camere termografiche a infrarossi (es. FLIR) per identificare gradienti di temperatura lungo le pareti, indicativi di perdite o accumuli d’umidità.
– Misurare umidità relativa locale con sensori portatili (es. Decagon 5+), annotando valori in punti strategici: spigoli, giunti, zone vicine a infiltrazioni note.
– Creare una **zona critica** come area geometrica (con coordinate X,Y) definita da valori soglia: ad esempio, umidità relativa > 75% per più di 48 ore consecutive, o differenze > 5% tra parete esterna e interna.
### Fase 2: Scelta del tipo di sensore in base al materiale e profondità
La selezione del sensore deve considerare:
– **Profondità di misura**: sensori capacitivi penetrano fino a 15 cm, ideali per muri spessi; sensori a impedenza misurano superficialmente (0-5 cm), adatti a intonaci sottili.
– **Compatibilità del materiale**:
– Arenaria e pietra calcarea porosa: sensori con elettrodi in acciaio inox resistente alla corrosione.
– Intonaci idrofili (calce, gesso): sensori capacitivi con guaine impermeabilizzanti localizzate.
– **Tipo consigliato**: per muri storici con stratigrafia complessa, il **sensore a radiofrequenza passivo** (es. Sentek Drift Pellett) è ottimale: non richiede alimentazione, rileva variazioni di dielettricità con alta precisione e non altera il supporto.
> **Esempio pratico**: al Duomo di Milano, il sistema a radiofrequenza è stato installato in travi in arenaria a 10 cm di profondità, evitando contatto diretto con intonaci degradati e garantendo rilevazione stabile nel tempo.
### Fase 3: Installazione stratificata con posizionamento a 2 livelli
L’installazione deve seguire un metodo a griglia stratificata, con due livelli verticali:
– **Livello superficiale** (0-5 cm): inserire il sensore in punto di rilevazione diretta, con protezione impermeabile localeizzata (guaina IP66) attorno alla sonde per evitare infiltrazioni superficiali.
– **Livello profondo** (≥15 cm): piazzare il sensore a distanza minima di 15 cm dal punto superficiale, in area meno esposta a correnti d’aria o variazioni termiche rapide, per monitorare l’umidità a livello strutturale.
> **Fase operativa dettagliata**:
> 1. Pulizia meccanica con spazzola morbida per rimuovere polvere e detriti senza danneggiare il supporto.
> 2. Consolidamento localizzato con iniezione di resina epossidica se il supporto è fragile.
> 3. Inserimento del sensore con guaina impermeabile a compressione (es. G loves Loop) sigillata con colla silicone resistente agli agenti atmosferici.
> 4. Fissaggio meccanico con bulloni a vite in acciaio inox, con giunti a compressione per prevenire infiltrazioni.
> **Fase 4: Calibrazione in loco con confronto a sonde di controllo**
> – Posizionare 2 sonde di riferimento in punti adiacenti, non influenzati da correnti o umidità locale.
> – Registrare dati ogni 30 minuti per 72 ore, confrontando valori con il sensore principale.
> – Definire soglie personalizzate: ad esempio, soglia di allarme a > 70% umidità relativa a 24 h, con registrazione automatica via logger wireless.
## Errori comuni e come evitarli: tecniche per un monitoraggio affidabile
| Errore frequente | Conseguenza | Soluzione esperta |
|——————|————|——————|
| Posizionamento in giunti strutturali | Segnali distorti, falsi allarmi | Mappatura termoigrometrica preventiva e verifica georeferenziale dei punti |
| Collocazione vicino a correnti d’aria | Variazioni igrometriche transitorie | Evitare spazi aperti, porte o finestre; utilizzare barriere temporanee durante l’installazione |
| Uso di sensori non certificati | Degradazione rapida, dati inaffidabili | Solo dispositivi con protezione IP66+ e certificazione CE per ambienti umidi |
| Assenza di calibrazione | Soglie errate, mancata rilevazione di degrado precoce | Calibrazione con sonde di riferimento ogni 6-12 mesi, registrazione parametri personalizzati |
> **Tavola 1: Confronto tipi sensori per materiali e profondità**
| Tipo Sensore | Profondità max | Materiale ideale | Connessione | Vantaggi | Limiti |
|---|---|---|---|---|---|
| Capacitivo | 15 cm | Arenaria, pietra, intonaci calce | Guaina isolante, connessione a compressione | Alta precisione, non invasivo | Sensibile a contaminazione elettrodi |
| Radiofrequenza (passivo) | >20 cm | Intonaci idrofili, muri sottili | Nessun contatto, lett |