La forza della capillarità

Vedendo le macchie di muffa sulle pareti delle case, mi sono chiesto più volte: a quale altezza può arrivare l'acqua nella struttura di un edificio per capillarità?

Pierpaolo Gubertini
8 febbraio 2002
Personalmente credo che l'acqua nelle pareti delle case non salga molto in alto per capillarità (o, per lo meno, solo per capillarità) anche perché i materiali dell'edilizia non sono particolarmente adatti allo scopo.
L'acqua, sempre secondo me, arriva d'altrove: il vapor acqueo dell'atmosfera si deposita anche sugli ultimi piani dei grattacieli, una perdita d'acqua dalle condutture, un lavandino che trabocca, un bicchiere che si rovescia possono esserci a qualsiasi altezza. E poi l'acqua va in giro, si deposita ecc. Ma se non ci sono microrganismi in giro, di muffa non se ne forma! È una spiegazione di buon senso, ma non credo sia tanto lontana dalla verità
L'altezza raggiunta da un liquido entro una intercapedine sottile dipende da vari fattori tra cui la tensione superficiale liquido-vapore Glv, l'angolo di contatto (che a sua volta dipende dalla tensione superficiale liquido-solido) dalla densità d del liquido e soprattutto la dimensione più piccola dell'intercapedine r. Nel caso di un tubo capillare r è il raggio del tubo, nel caso di una fessura r è la metà del suo spessore.
Un modello per stimare l'altezza per l'acqua che forma le macchie di umidità sui muri dovrebbe innanzitutto stimare (e questo non è facile) il valore caratteristico di r per le porosità nelle quali sale l'acqua. Nel caso semplice di un tubo capillare a diametro costante il dislivello h vale:

ove g è l'accelerazione di gravità.

Questa formula si ottiene uguagliando la forza di gravità (peso del cilindretto d'acqua)

alla forza sviluppata dalla tensione superficiale sulla superficie del liquido che agisce sul perimetro

L'altezza massima si raggiunge quando queste forze si equilibrano: quindi tanto più sottili sono le porosità tanto più sale l'umiditù sulla parete.

Giacomo Torzo ICIS-CNR, Università degli Studi di Padova
Keywords: fluidodinamica

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