Edifici storici in muratura: un modello di danno dovuto ad azioni ambientali

La diffusione di umidità e sali sono una delle principali cause di degrado meccanico in costruzioni in muratura. In particolare la variazione delle condizioni ambientali in termini di umidità, temperatura ecc. possono determinare le condizioni per il deposito (cristallizzazione) dei sali. Quest’ultimo fenomeno è causa nota del degrado meccanico in materiali porosi quali malte cementizie e muratura. In questo contesto le costruzioni storiche in muratura sono strutture sensibili a questo fenomeno: i numerosi cicli stagionali subiti determinano l’accumulo di sale cristallizzato e il progressivo deterioramento dei materiali. E’ quindi estremamente importante accoppiare un modello di trasporto di umidità e sale (e cristallizzazione), con un modello che sia capace di descrivere il comportamento meccanico della muratura nei suoi aspetti fondamentali quali fenomeni attritivi e di danneggiamento che si presentano durante questi cicli. In letteratura esistono diversi modelli che bene descrivono la parte chimico/fisica del fenomeno ma, per la loro complessità, non sono direttamente applicabili allo studio delle strutture civili. Per affrontare uno studio di strutture reali, alla scala dell’edificio, è necessario cogliere, dei fenomeni diffusivi, gli aspetti fondamentali quali la localizzazione e quantificazione del sale depositato. Da queste mappe è poi possibile dedurre una informazione riassuntiva correlabile al danno meccanico. In questo contributo viene presentato un modello accoppiato semplice capace di descrivere i fenomeni sopradescritti e applicabile alla macroscala. Le equazioni in gioco sono per la parte diffusiva, due equazioni diffusive per umidità e sale fluido, un’equazione cinetica che regola la cristallizzazione; per la parte meccanica l’equazione del moto correlata da un legame costitutivo elastodanneggiante con attrito. Alcuni esempi mostrano l’efficiacia dell’approccio proposto.