IT202100005570A1 - Apparecchiatura per neutralizzare la risalita capillare di umidita’ in una muratura in modo controllato - Google Patents
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Description
Descrizione dell'Invenzione Industriale dal titolo:
?APPARECCHIATURA PER NEUTRALIZZARE LA RISALITA CAPILLARE DI UMIDITA? IN UNA MURATURA IN MODO CONTROLLATO?
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ad un?apparecchiatura per inibire la risalita capillare di umidit? in una muratura.
Pi? precisamente, il trovato riguarda un?apparecchiatura in grado di neutralizzare, cio? ridurre in modo sostanzialmente completo la risalita capillare di umidit? in una muratura, mantenendo per? sotto stretto controllo la velocit? del processo di deumidificazione innescato a seguito dell?arresto dell?umidit? di risalita, in modo da preservare l?integrit? delle strutture e delle superfici murarie dal rischio di una essiccazione incontrollata che in taluni casi (presenza di stucchi, affreschi o materiali di pregio di tipo storico) potrebbe danneggiarle seriamente.
Tra i fattori che possono determinare la presenza di umidit? all?interno di un edificio, la risalita capillare nelle murature rappresenta notoriamente quello pi? diffuso in immobili e strutture di qualsiasi epoca (in modo particolare in quelle storiche) nonch? il pi? difficile da debellare con i tradizionali interventi di tipo edile. Com?? noto, l?umidit? muraria pu? portare conseguenze negative sia alla muratura stessa (in termini di erosione/danneggiamento), sia all?ambiente indoor, con conseguente decadimento delle condizioni di salubrit? e benessere dei locali utilizzati dalle persone a scopo abitativo, lavorativo o ricreativo.
Lo stato dell?arte mette a disposizione alcuni dispositivi per contrastare questo fenomeno e, contestualmente, monitorare l?andamento dell?umidit? all?interno dell?edificio.
Ad esempio, il brevetto italiano n. 1391107, a nome della stessa Richiedente, descrive un sistema per la deumidificazione muraria basato sul principio della neutralizzazione della risalita capillare dell?umidit?. Secondo lo stesso brevetto, il sistema comprende mezzi ? in particolare sensori - per la rilevazione dell?umidit? muraria e dell?umidit? ambiente nell?edificio oggetto d?intervento.
La Richiedente ha riscontrato che altre apparecchiature per la deumidificazione muraria di tipo noto presentano diversi inconvenienti, principalmente riguardanti la scarsa efficacia in termini di reale contrasto alla risalita capillare.
Va detto infatti che vari sistemi esistenti possono risultare efficaci nel rimuovere varie e diverse forme di umidit?, come ad es. l?imbibizione di elementi strutturali per perdite d?acqua o allagamenti, l?eccessivo assorbimento di acqua da parte di sostanze fortemente igroscopiche come malte e intonaci, piuttosto che l?umidit? di condensa superficiale e/o interstiziale dovuta all?umidit? dell?aria, ecc. Ma per quanto riguarda lo specifico fenomeno dell?umidit? di risalita, i sistemi di deumidificazione esistenti presentano vari inconvenienti e, in particolare, la scarsa efficacia nel contrastare il fenomeno stesso.
A dimostrazione di ci?, possiamo citare ad esempio i seguenti documenti di arte nota.
Il documento DE4427245A1 descrive un metodo per l?asciugatura, tramite insufflaggio d?aria secca, di strutture e/o materiali umidi, a seguito di danni provocati dall?acqua. Qualora si applicasse tale sistema ad una muratura soggetta ad umidit? di risalita, l?asciugamento della parete in superficie determinato dai getti di aria secca risulterebbe vanificato dal fatto che la sorgente di alimentazione (ovvero l?acqua che per capillarit? risale all?interno della muratura) continua a permanere tal quale e, pertanto, la muratura continuerebbe a rimanere umida al proprio interno. Inoltre, la continua risalita dell?acqua ? peraltro accentuata dall??effetto pompa? determinato dall?asciugamento superficiale, tendente a richiamare ancor pi? acqua dal basso ? favorirebbe il trasporto e quindi, a seguito dell?evaporazione dell?acqua, la deposizione incrementale di sali cristallizzati che, tramite il proprio effetto corrosivo e dirompente, tendono ad amplificare ed accelerare i fenomeni di degrado chimico-fisico gi? spontaneamente in atto sulle superfici murarie.
Il documento WO03062546A1 descrive una variante del classico sistema di deumidificazione muraria ad elettrosmosi, ovvero con elettrodi metallici inseriti nella muratura, collegati elettricamente e alimentati in corrente continua a basso voltaggio, a cui per? viene temporaneamente sovrapposto un voltaggio pulsato di polarit? inversa. Non viene precisato se il trovato sia efficace su qualsiasi fonte di umidit? o su alcune in modo pi? specifico e, in particolar modo, se risulti applicabile per contrastare con efficacia l?umidit? di risalita. ? noto tuttavia che, almeno per quanto riguarda il contrasto all?umidit? di risalita, i sistemi ad elettrosmosi e loro varianti sono stati nel tempo abbandonati da un lato per l?eccessiva invasivit? del metodo (stante la necessit? di inserire degli elettrodi nei muri e/o pavimentazioni) e dall?altro per la scarsa efficacia riscontrata nelle applicazioni pratiche.
Il documento EP1774113B1 descrive un dispositivo per contrastare la risalita capillare di acqua e umidit? nelle murature, basato sul metodo elettrocinetico (alias elettrofisico). Il dispositivo elettronico opera con un?onda portante di frequenza compresa tra 25 e 65 KHz oppure tra 143 e 150 KHz, onda che viene modulata tramite un segnale di modulazione avente frequenza compresa tra 45 e 49 Hz. Il campo magnetico che viene cos? generato modifica le interazioni elettriche tra le molecole d'acqua e quelle del materiale solido costituente la muratura. Tuttavia, mancando di un sistema di controllo che possa intervenire sulla rapidit? con cui procede l?asciugamento della parete, l?applicazione di un siffatto dispositivo potrebbe in taluni casi provocare ? in caso di asciugamento troppo rapido -l?insorgere di effetti collaterali quali la polverizzazione e/o esfoliazione degli strati superficiali della parete stessa, con conseguente serio danneggiamento e finanche perdita di manufatti sensibili e di grande valore quali stucchi, affreschi e decorazioni (spesso presenti in molti edifici storici). Il documento EP0928856A1 descrive un sistema ibrido elettrosmotico-elettrocinetico per la deumidificazione e/o desalinizzazione di murature umide in senso lato (ovvero senza uno specifico riferimento all?umidit? di risalita). Il sistema ? composto da un dispositivo generante un?onda elettromagnetica ad alta frequenza, precisamente a 141 kHz, pulsata con sequenze successive di oscillazioni ad ampiezza esponenzialmente decrescente, e pi? elettrodi (sotto forma di picchetti metallici elettricamente conduttivi) da infiggere nel terreno esternamente all?edificio da deumidificare (a distanza di almeno un metro) e alimentati a corrente continua. Il sistema, basato sul meccanismo della ?inversione di flusso?, ovvero sul respingimento a ritroso delle particelle d?acqua e dei sali in essa presenti (sotto forma di ioni) in soluzione, ? indirizzato a qualsiasi tipo di umidit? (di risalita o di altra origine che sia) presente nelle murature e dunque, per quanto riguarda l?umidit? di risalita, vale quanto gi? detto relativamente alla scarsa efficacia riscontrata in generale dai metodi ad elettrosmosi.
Infine, un altro sistema asseritamente basato sul metodo elettrocinetico ? rappresentato dal brevetto DE102008042128B4, che descrive un dispositivo per la modifica di sistemi a liquido colloidali o a dispersione colloidale con l?ausilio di campi elettrici e magnetici. Il dispositivo, essenzialmente composto da un generatore di impulsi e da un circuito oscillante a bobine, genera un campo elettrico e un campo magnetico opportunamente sfasati, a cui viene esposto il sistema a liquido. Tra le applicazioni a cui ? rivolto il brevetto si annovera la deumidificazione delle murature soggette a risalita capillare, ma in realt? il campo di applicazione del dispositivo risulta ben pi? ampio, essendo l?invenzione indirizzata alla disidratazione e/o essiccazione di sostanze igroscopiche quali, ad esempio, in agricoltura: cereali, verdure, mangimi, raccolti e piante; nella produzione di generi alimentari: carni o paste; nell?edilizia: intonaci, materiali edili, leganti, inerti, sabbie, terriccio e persino legno. E? importante osservare che, ad eccezione del sistema per la deumidificazione muraria di cui al brevetto italiano n. 1391107 gi? citato, sistema che risulta estremamente efficace contro l?umidit? di risalita come comprovato dalle molteplici sperimentazioni in campo condotte nell?arco di oltre un decennio da importanti universit? italiane (cfr. Progetto di Ricerca inter-universitario CNT-APPs svolto in partenariato da sei atenei tra cui l?Universit? di Napoli Federico II, il Politecnico di Torino e l?Universit? di Padova), la ricerca condotta a livello europeo in materia di umidit? di risalita ha evidenziato che i sistemi elettrocinetici e/o elettrofisici ? del tipo di quelli descritti nei sopracitati documenti EP1774113B1, EP0928856A1 e DE102008042128B4 ? non risultano altrettanto efficaci, anzi il pi? delle volte addirittura inefficaci ove utilizzati per contrastare tale forma di umidit?. A tale proposito, si cita in particolare il Progetto EMERISDA avviato nel 2014 da vari enti europei ? tra cui la University of Technology di Delft (Olanda), il BBRI (Belgian Building Research Institute), la Cultural Heritage Agency (Ministero Olandese dell?Educazione, Cultura e Scienza), il CNR-ISAC (Istituto di Scienze dell'Atmosfera e del Clima del CNR italiano) e l?Universit? Ca? Foscari di Venezia - i cui risultati, relativi alle sperimentazioni condotte sui sistemi elettrocinetici/elettrofisici, sono illustrati in varie pubblicazioni scientifiche (cfr. articolo dal titolo ?Are electrokinetic methods suitable for the treatment of rising damp??, Yves Vanhellemont et al., Elsevier Masson SAS, 2018).
La Richiedente si ? quindi prefissa lo scopo di realizzare un?apparecchiatura per contrastare la risalita capillare di umidit? in una muratura, che potesse effettivamente limitare/impedire la risalita capillare in modo affidabile, ma senza in alcun modo provocare una essiccazione troppo rapida e/o incontrollata, che notoriamente porterebbe a danneggiare, finanche in modo irreparabile, le superfici delle murature oggetto d?intervento (specie in presenza di stucchi, affreschi o materiali di pregio di tipo storico). In questo modo, combinando l?azione di neutralizzazione (contrasto/inibizione) della risalita capillare esplicata dall?apparecchiatura con il fenomeno dell?evaporazione naturale e con un apposito sistema di monitoraggio e controllo dell?umidit?, ? possibile ottenere una deumidificazione ottimale di una muratura soggetta ad umidit? di risalita.
Questo ed altri scopi sono sostanzialmente raggiunti dal trovato qui descritto e rivendicato.
In particolare, l?invenzione ha per oggetto un?apparecchiatura per contrastare la risalita capillare di umidit? in una muratura.
L?apparecchiatura oggetto della presente invenzione agisce contro la risalita per capillarit? determinata dal fenomeno fisico del c.d. doppio strato di Helmoltz. In maggiore dettaglio, ? noto che i materiali costruttivi costituenti le strutture in muratura contengano silice (SiO2), che conferisce alle murature una carica elettrica negativa; quest?ultima genera un campo elettrico induttore che induce la polarizzazione delle molecole di acqua presenti nel terreno a diretto contatto con le murature e ne provoca la risalita ? per attrazione elettrica ? lungo i capillari presenti all?interno delle murature stesse.
Viceversa, l?apparecchiatura oggetto della presente invenzione non agisce contro altre forme di capillarit?, quali ad esempio l?assorbimento per igroscopia superficiale tipico dei materiali idrofili (tipo la carta assorbente, il legno, gli intonaci e/o pitture a base gessosa, ecc.) in cui, invece, il fenomeno della capillarit? ? determinato prevalentemente dalla mutua interazione tra la tensione superficiale dell?acqua e le forze di adesione che si esercitano al contatto tra le molecole d?acqua e le pareti solide interne dei capillari costituenti la struttura del materiale.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi appariranno maggiormente dalla descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferita e non esclusiva dell?invenzione. Tale descrizione ? fornita qui di seguito con riferimento alle unite figure, anch?esse aventi scopo puramente esemplificativo e pertanto non limitativo, in cui:
- la figura 1 mostra uno schema a blocchi di una apparecchiatura in accordo con la presente invenzione;
- le figure 2-4 mostrano grafici di grandezze associate al funzionamento dell?apparecchiatura di figura 1.
Con riferimento alle unite figure, con 1 ? stata complessivamente indicata una apparecchiatura per inibire la risalita capillare di umidit? in una muratura in accordo con la presente invenzione.
L?apparecchiatura 1 comprende innanzitutto un modulo operativo 10 configurato per emettere una radiazione elettromagnetica atta a neutralizzare la risalita capillare di umidit? in una muratura 100.
Preferibilmente, il modulo operativo 10 comprende un induttore (tipicamente un solenoide) percorso da una corrente con forma d?onda, ampiezza e frequenza particolari e prefissate.
L?onda elettromagnetica prodotta dall?induttore si diffonde nello spazio circostante modificando il comportamento dell?acqua che tende a risalire per capillarit? all?interno della muratura 100.
In particolare, il campo elettromagnetico ha la capacit? di neutralizzare eventuali cariche elettriche presenti all?interno delle molecole d?acqua, di polarit? positiva o negativa.
Preferibilmente, la corrente che attraversa l?induttore ? a bassa frequenza (es. compresa tra 40 Hz e 60 Hz). Il campo magnetico generato pu? cos? attraversare le pareti murarie senza subire da queste ultime alcun effetto schermo, raggiungendo le sezioni di assorbimento e rendendo efficace la sua azione direttamente sulle molecole di acqua, neutralizzando ed impedendo quindi la risalita capillare.
Il funzionamento del modulo operativo 10 ? di per s? noto ? ? descritto nel capitolo 3 (ed in particolare nell?introduzione e nelle sezioni 3.1, 3.2) del testo scientifico ?Il risanamento delle murature affette da umidit? da risalita capillare ? Il metodo CNT?, Veronica Vitiello e Roberto Castelluccio, Luciano Editore, ISBN 978-88-6026-252-3.
Come detto, il modulo operativo 10 (deputato alla generazione di radiazioni per il contrasto/l?inibizione della risalita capillare dell?umidit?) ? di per s? noto, e pertanto non verr? ulteriormente descritto nel seguito.
La Richiedente osserva, a livello generale, che tramite il modulo operativo 10 viene implementata la ben nota tecnologia Charge Neutralization Technology (CNT)?, sviluppata e prodotta a livello industriale dalla Richiedente da oltre un decennio.
Come sopra accennato, l?apparecchiatura 1 ? ed in particolare il modulo operativo 10 ? agisce contro la risalita per capillarit? determinata dal fenomeno fisico del c.d. doppio strato di Helmoltz. In maggiore dettaglio, ? noto che i materiali costruttivi contengano silice (SiO2), che conferisce alle murature una carica elettrica negativa; quest?ultima genera un campo elettrico induttore che induce la polarizzazione delle molecole di acqua presenti nel terreno a diretto contatto con le murature e ne provoca la risalita lungo i capillari presenti all?interno delle murature stesse.
Viceversa, l?apparecchiatura 1 non agisce contro altre forme di risalita o assorbimento capillare, quali ad esempio l?assorbimento per igroscopia superficiale tipico dei materiali idrofili (tipo la carta assorbente, il legno, gli intonaci e/o pitture a base gessosa, ecc.) in cui, invece, il fenomeno della capillarit? ? determinato principalmente dalla mutua interazione tra la tensione superficiale dell?acqua e le forze di adesione che si esercitano al contatto tra le molecole d?acqua e le pareti solide interne dei capillari costituenti la struttura del materiale.
In sintesi, quindi, il campo elettromagnetico generato dal modulo operativo 10 contrasta e neutralizza la risalita capillare di umidit? nella muratura 100. Ci? significa che viene limitata/eliminata la sorgente dell?umidit? che tende a propagarsi nella muratura 100. L?azione del modulo operativo 10, combinata con il fenomeno dell?evaporazione naturale, permette quindi, relativamente alla componente di umidit? determinata dalla risalita capillare secondo Helmoltz, di ridurre ? finanche ad annullarlo ? il contenuto di umidit? della muratura 100. In questo senso, l?apparecchiatura 1 per contrastare la risalita capillare di umidit? in una muratura in accordo con la presente invenzione pu? anche essere considerata un?apparecchiatura per la deumidificazione muraria ? con funzionamento basato sulla neutralizzazione della risalita capillare.
L?apparecchiatura 1 comprende una unit? di controllo 20 collegata al modulo operativo 10.
L?unit? di controllo 20 pu? essere realizzata, ad esempio, con un microprocessore, opportunamente programmato per svolgere le operazioni qui descritte e rivendicate.
In generale, l?unit? di controllo 20 ha il compito di gestire l?intero funzionamento dell?apparecchiatura 1.
Con riferimento al modulo operativo 10, l?unit? di controllo 20 determina le caratteristiche (forma d?onda, ampiezza e frequenza) della corrente che attraversa il modulo operativo 10 stesso per la generazione del campo elettromagnetico.
In generale, il modulo di generazione 10 e l?unit? di controllo 20 (unitamente alla memoria 30 che verr? descritta in seguito) formano l?elettronica su cui ? basato il funzionamento dell?apparecchiatura 1. Tale elettronica pu? comprendere, in una sua forma di realizzazione esemplificativa:
a) una MCU (microcontrollore), corrispondente all'unit? di controllo 20, per la gestione di:
menu di configurazione
unit? di comunicazione periferiche (es.: WI-FI, seriale 485)
dati in memoria
potenza di emissione
frequenza di emissione
b) un modulo di alimentazione controllato per gestire la ricarica della batteria tampone, per l?alimentazione dei circuiti logici e della unit? di emissione
c) una unit? di emissione con generatore della forma d?onda controllato in frequenza ed in potenza;
d) un solenoide (che, insieme all?unit? di emissione, corrisponde al modulo operativo 10), deputato alla generazione del campo magnetico per il contrasto/inibizione della risalita capillare dell?umidit?, con controllo continuo della potenza emessa (impostabile dalla MCU).
Preferibilmente, l?apparecchiatura 1 comprende un?interfaccia utente 80, collegata all?unit? di controllo 20, che permette ad un operatore di scambiare informazioni con l?unit? di controllo 20 stessa.
In una forma di realizzazione, l?interfaccia utente 80 pu? comprendere un display 50 (tramite il quale l?unit? di controllo 20 rende disponibili informazioni all?utente) e/o una tastiera 51 (tramite la quale l?unit? di controllo 20 riceve informazioni dall?utente). In aggiunta o in alternativa, l?interfaccia utente 80 pu? essere implementata in un dispositivo separato (es. tablet o smartphone) collegato all?unit? di controllo 20 tramite connessione wireless e/o connessione cablata; in questo caso, il display 50 e/o la tastiera 51 sopra menzionati possono essere forniti dalle funzionalit? native di detto dispositivo separato.
L?apparecchiatura 1 comprende inoltre una memoria 30, associata all?unit? di controllo 20.
La memoria 30 pu? essere realizzata come uno o pi? dispositivi fisici di memorizzazione, collegati all?unit? di controllo 20.
In una forma di realizzazione preferita, la memoria 30 si trova nello stesso involucro (es. di conformazione scatolare) in cui si trova l?unit? di controllo 20.
? comunque previsto che uno o pi? dei componenti della memoria 30 sia installato in una posizione remota rispetto all?unit? di controllo 20. In questo caso, l?unit? di controllo 20 ? configurata per cooperare con la memoria 30 grazie ad una connessione remota, preferibilmente di tipo wireless.
Nella memoria 30 ? archiviata una pluralit? di soglie S1-Sn, ciascuna associata ad un rispettivo intervallo temporale t1-tn.
Ciascuna soglia S1-Sn rappresenta un valore target per l?umidit? presente nella muratura 100.
In particolare, ciascuna soglia S1-Sn rappresenta il target di umidit? presente nella muratura 100 in un rispettivo intervallo temporale t1-tn.
Preferibilmente, gli intervalli temporali t1-tn presentano durata temporale sostanzialmente uguale tra loro.
Preferibilmente, ciascuna soglia S1-Sn ha valore costante all?interno del rispettivo intervallo temporale t1-tn.
In termini pratici, le soglie S1-Sn rappresentano l?andamento desiderato dell?umidit? muraria in funzione del tempo. Come sar? pi? chiaro nel seguito, tale andamento ? alla base della regolazione del funzionamento del modulo operativo 10.
Preferibilmente, le soglie S1-Sn sono definite da un operatore in una fase di impostazione iniziale. In maggiore dettaglio, l?operatore ? in funzione della tipologia di muratura e della sua superficie (presenza di stucchi, affreschi, ecc.), del quantitativo iniziale di umidit? contenuta nella muratura stessa, delle condizioni ambientali, ecc. ? stabilisce con che tipo di progressione debba avvenire la deumidificazione della muratura 100. Tale progressione viene rappresentata dalla successione temporale delle soglie S1-Sn.
La Richiedente osserva che il valore finale di contenuto d?acqua della muratura (soglia Sn) al raggiungimento del quale il processo di asciugamento della muratura stessa pu? ritenersi completato - e, con ci?, l?obiettivo di deumidificazione muraria pienamente raggiunto - sar? tipicamente maggiore di zero. In particolare, tale soglia Sn sar? pari al valore dell?umidit? fisiologica (detta anche ?di equilibrio?) a cui mediamente una muratura asciutta si attesta in modo spontaneo, in condizioni di equilibrio con l?ambiente circostante, per effetto della propria capacit? di assorbimento igroscopico del vapor d?acqua presente nell?aria. Detto valore di umidit? fisiologica varia in funzione delle caratteristiche chimico-fisiche dei materiali costituenti la muratura e delle condizioni al contorno (condizioni termo-igrometriche dell?ambiente interno e/o esterno all?edificio, grado di traspirabilit? di rivestimenti e/o intonaci posti sulla superficie muraria, condizioni di ventilazione e/o ricircolo d?aria negli ambienti indoor, ecc.) e si attesta mediamente su valori (espressi come percentuale in peso) variabili dal 2-4% (per comuni mattoni e/o laterizi) al 6-8% (per pietre tufacee e/o altri materiali fortemente igroscopici).
In una forma di realizzazione, l?operatore definisce inoltre la durata complessiva dell?attivit? dell?apparecchiatura 1 (in particolare del modulo operativo 10), che corrisponde ad una durata stimata dell?operazione di deumidificazione della muratura 100.
L?apparecchiatura 1 comprende inoltre un sensore di umidit? muraria 40 configurato per rilevare un parametro P di umidit? muraria rappresentativo dell?umidit? presente nella muratura 100.
A titolo esemplificativo, il sensore di umidit? muraria 40 pu? essere realizzato come descritto nel brevetto italiano n. 1391107, a nome della stessa Richiedente (pag. 18, riga 4 ? pag. 23, riga 2). Il parametro P di umidit? pu? essere costituito dal dato di capacit? elettrica misurata, oppure il dato di umidit? rilevata determinato in funzione della capacit? elettrica misurata.
Il parametro P di umidit? viene inviato all?unit? di controllo 20.
In accordo con l?invenzione, l?unit? di controllo 20 ? configurata per acquisire una pluralit? di valori del parametro P di umidit?; ciascun valore ? associato ad un rispettivo riferimento temporale T.
In altre parole, l?unit? di controllo 20, tramite il sensore di umidit? muraria 40, monitora l?andamento nel tempo della presenza di umidit? nella muratura 100.
L?unit? di controllo 20 provvede inoltre a confrontare ciascun valore del parametro P di umidit? con una rispettiva soglia S1-Sn archiviata nella memoria 30. In particolare, l?intervallo temporale t1-tn della soglia selezionata corrisponde al riferimento temporale T del valore considerato per il parametro P di umidit?.
Da un punto di vista pratico, l?unit? di controllo 20 acquisisce sostanzialmente in tempo reale il valore di umidit? della muratura 100 tramite il sensore di umidit? muraria 40; tale valore ? associato al rispettivo riferimento temporale T, cio? il momento in cui il valore di umidit? ? stato rilevato.
In una forma di realizzazione, l?acquisizione del parametro P di umidit? avviene in modo sostanzialmente periodico (es. una volta ogni 24 ore). In questo caso, il corrispondente riferimento temporale T corrisponde al giorno i-esimo sull?asse del tempo, mentre il parametro P ? il valore di umidit? i-esimo rilevato dal sensore 40 nel giorno i-esimo.
Il valore di umidit? viene confrontato con la soglia S1-Sn corrispondente al riferimento temporale T, cio? la soglia associata all?intervallo temporale t1-tn all?interno del quale cade il riferimento temporale T.
Questo significa che l?unit? di controllo 20 confronta il valore di umidit? reale (rilevato tramite il sensore di umidit? muraria 40) con un corrispondente valore target o valore desiderato, rappresentato dalla soglia S1-Sn selezionata.
In funzione di tale confronto, l?unit? di controllo 20 regola il funzionamento del modulo operativo 10.
Preferibilmente, la regolazione del funzionamento del modulo operativo 10 ? effettuata tramite una serie di attivazioni e disattivazioni del modulo operativo 10 stesso.
Preferibilmente, la corrente che attraversa il modulo operativo 10 ? sempre la medesima in termini di forma d?onda, ampiezza e frequenza. La regolazione attuata dall?unit? di controllo 20 prevede spegnimenti controllati del modulo operativo 10, in modo che il campo elettromagnetico non sia generato con continuit?.
In questo modo, l?intensit? effettiva di funzionamento del modulo operativo 10 viene regolata, cos? da seguire l?andamento previsto definito dalle soglie S1-Sn.
Si consideri, ad esempio, la figura 2.
Il riferimento temporale T cade nell?intervallo t3; quindi l?unit? di controllo 20 esegue un confronto tra il valore di umidit? rilevato all?istante T con la soglia S3.
Si possono verificare sostanzialmente due casi:
- il valore rilevato ? maggiore della soglia S3: questo significa che la deumidificazione della muratura 100 sta avvenendo pi? lentamente di quanto previsto. Allora l?unit? di controllo 20 potr? aumentare l?intensit? di funzionamento del modulo operativo 10 (ad esempio, se le fasi di accensione/spegnimento erano ripartite equamente in ciascun periodo, si potr? passare ad un 75% di accensione e un 25% di spegnimento). In questo modo, si cerca di accelerare la deumidificazione della muratura 100, rendendola pi? aderente al riferimento fornito dalle soglie S1-Sn.
- il valore rilevato ? minore della soglia S3: questo significa che la deumidificazione della muratura 100 sta avvenendo pi? velocemente di quanto previsto. Allora l?unit? di controllo 20 potr? ridurre l?intensit? di funzionamento del modulo operativo 10 (ad esempio, se le fasi di accensione/spegnimento erano ripartite equamente in ciascun periodo, si potr? passare ad un 25% di accensione e un 75% di spegnimento). In questo modo, si cerca di rallentare la deumidificazione della muratura 100, rendendola pi? aderente al riferimento fornito dalle soglie S1-Sn.
La figura 3 mostra esempi di possibili regolazioni del funzionamento del modulo operativo 10:
- la regolazione (a) prevede che il modulo operativo 10 non venga mai disattivato;
- la regolazione (b) prevede che il modulo operativo 10 sia acceso per il 75% del tempo e spento per il 25% del tempo;
- la regolazione (c) prevede che il modulo operativo 10 sia acceso per il 50% del tempo e spento per il 50% del tempo;
- la regolazione (d) prevede che il modulo operativo 10 sia acceso per il 25% del tempo e spento per il 75% del tempo;
- la regolazione (e) prevede che il modulo operativo 10 sia sempre disattivato. La Richiedente osserva che questa regolazione potrebbe rendersi necessaria, ad esempio, al perdurare di valori del parametro P di umidit? sotto soglia per periodi eccessivamente lunghi, oppure in caso di particolari situazioni di rischio, e potrebbe essere attivata in automatico oppure su comando inviato dall?operatore (tramite tastierino e/o da remoto).
Si noti che gli intervalli di accensione/spegnimento del modulo operativo 10 sono definiti in un periodo X, avente durata significativamente minore degli intervalli t1-tn su cui sono definite le soglie S1-Sn.
Ad esempio, il periodo X pu? avere durata compresa tra 30 minuti e 4 ore, in particolare compreso tra 1 e 3 ore.
Ad esempio, il periodo X pu? avere durata minore di almeno 150 volte rispetto a ciascun intervallo t1-tn.
Da un punto di vista pratico, ? possibile considerare un?impostazione per cui il periodo X ? sostanzialmente pari a 1 ora, e ciascun intervallo t1-tn ? pari a 10 giorni; il periodo X risulta quindi 240 volte minore di ciascun intervallo t1-tn.
Si noti che il tempo ? rappresentato con scale diverse nella figura 3 rispetto alla figura 2.
Preferibilmente, il pattern di regolazione definito sul periodo X si ripete in continuazione all?interno di ciascun intervallo t1-tn, fino a quando non interviene una variazione imposta dall?unit? di controllo 20.
Preferibilmente, l?unit? di controllo 20 ? configurata per memorizzare nella memoria 30 i valori rilevati per il parametro P di umidit?.
In questo modo viene tracciato l?andamento nel tempo della deumidificazione.
Questa caratteristica pu? essere utile sia a fini informativi (per una valutazione a posteriori dell?operato dell?apparecchiatura 1), sia per una verifica dell?effettiva durata del periodo di mantenimento in funzione, in caso di disattivazione totale del dispositivo (causa guasto, distacco alimentazione, manomissione, ecc.).
In una forma di realizzazione, l?unit? di controllo 20 ? configurata per memorizzare nella memoria 30 una durata di una deumidificazione della muratura 100.
La durata della deumidificazione pu? essere, ad esempio, impostata manualmente da un operatore tramite la suddetta interfaccia utente 80. In maggiore dettaglio, l?operatore, dopo aver considerato la tipologia di muratura da deumidificare, le condizioni della stessa e le condizioni ambientali circostanti, determina la tempistica con cui la deumidificazione deve essere svolta, cos? da far operare l?apparecchiatura 1 in modo efficace e, nello stesso tempo, prevenire danneggiamenti alla muratura che potrebbero verificarsi con una velocit? di asciugamento troppo rapida ? soprattutto nel caso in cui quest?ultima dovesse avere particolare valore storico/artistico.
In aggiunta o in alternativa, la durata della deumidificazione pu? essere stimata in modo automatizzato dall?unit? di controllo 20, ad esempio sulla base di valori del parametro P di umidit? rilevati tramite il sensore di umidit? muraria 40 in una fase di apprendimento iniziale. Vantaggiosamente, nel calcolo della durata prevista per la deumidificazione, l?unit? di controllo 20 pu? anche tenere in considerazione rilevamenti effettuati da un sensore di temperatura ambientale 60 e/o da un sensore di umidit? ambientale 70 che possono far parte dell?apparecchiatura 1.
Da un punto di vista pratico, l?unit? di controllo 20 opera preferibilmente nel modo seguente:
- viene determinata la durata stimata della operazione di deumidificazione (sia essa inserita dall?operatore o calcolata via software);
- tale durata viene suddivisa in una pluralit? di intervalli temporali t1-tn (ad esempio 100 intervalli); preferibilmente gli intervalli temporali t1-tn hanno durata uguale tra loro; ad esempio, ciascun intervallo t1-tn pu? avere una durata compresa tra 7 e 15 giorni (come detto sopra, pu? essere considerata a titolo esemplificativo una durata di 10 giorni);
- per ciascun intervallo temporale t1-tn viene definita una rispettiva soglia S1-Sn; ciascuna soglia S1-Sn rappresenta, nel proprio intervallo temporale t1-tn, un valore di riferimento (cio? un valore target) per l?umidit? muraria nella muratura 100; ciascuna soglia S1-Sn ha preferibilmente valore costante all?interno del rispettivo intervallo temporale t1-tn; il valore delle soglie S1-Sn ? preferibilmente monotono decrescente rispetto al passare del tempo, coerentemente con il fatto che l?obiettivo, a livello generale, ? quello di deumidificare la muratura 100;
- viene attivato il modulo operativo 10, monitorandone il funzionamento e regolandone l?intensit? (come sopra descritto) in funzione del parametro P di umidit? rilevato tramite il sensore di umidit? muraria 40.
In una forma di realizzazione, ? previsto che per ciascun intervallo temporale tj (j=1?n) venga definita una coppia di soglie Sjmin-Sjmax (j=1?n), come schematicamente mostrato in figura 2. In altri termini, ciascuna soglia Sj (j=1?n) ? definita da un vettore di due valori Sjmin-Sjmax.
I due valori Sjmin-Sjmax rappresentano rispettivamente un valore minimo ed un valore massimo che definiscono un range di accettabilit?, per l?umidit? muraria, nel rispettivo intervallo temporale tj. In altre parole, se l?umidit? rilevata (parametro P di umidit?) risulta compresa tra le soglie Sjmin-Sjmax durante l?intervallo temporale tj, significa che il risultato dell?azione congiunta esercitata dall?evaporazione naturale e dal contrasto della risalita capillare attuato dall?apparecchiatura 1 (tramite il modulo operativo 10, in particolare) ? in linea con il riferimento fornito dalle soglie Sjmin-Sjmax. Quindi, preferibilmente, l?unit? di controllo 20 non apporta modifiche al funzionamento del modulo operativo 10 nell?intervallo temporale tj.
Se, invece, i valori del parametro P di umidit? risultano minori della soglia minima Sjmin o maggiori della soglia massima Sjmax, l?unit? di controllo 20 provvede a ridurre oppure ad aumentare, rispettivamente, l?intensit? di funzionamento del modulo operativo 10.
In una forma di realizzazione, sulla base della durata prevista per la deumidificazione, una volta iniziata l?attivit? di contrasto/inibizione della risalita capillare dell?umidit?, l?unit? di controllo 20 pu? vantaggiosamente calcolare un tempo residuo per completare tale deumidificazione.
Il tempo residuo pu? essere mostrato sul display 50 dell?interfaccia utente, cos? da informare l?operatore (o anche l?utilizzatore non specializzato).
Come detto, l?apparecchiatura 1 pu? comprendere un sensore di temperatura ambientale 60 e/o un sensore di umidit? relativa ambientale 70 collegati all?unit? di controllo 20.
I rilevamenti di tali sensori 60, 70 possono essere convenientemente impiegati dall?unit? di controllo 20 per regolare il funzionamento del modulo operativo 10.
Preferibilmente, i rilevamenti del sensore di temperatura ambientale 60 e/o i rilevamenti del sensore di umidit? relativa ambientale 70 possono essere impiegati per apportare modifiche ai valori delle soglie S1-Sn in modo da adattare le stesse in modo adeguato alle effettive condizioni ambientali in cui l?apparecchiatura 1 si trova ad operare.
Infatti, come detto, la deumidificazione della muratura 100 avviene grazie all?azione combinata dell?apparecchiatura 1 e dell?evaporazione naturale; quest?ultima pu? avvenire in modo pi? o meno rapido/intenso in funzione ? a parit? di altre condizioni al contorno ? della combinazione dei valori di temperatura T e umidit? relativa Ur sussistenti in un dato momento nell?ambiente indoor. Questo concetto ? esemplificato nella Fig.4 che rappresenta, in un diagramma Ur?T, le curve limite che definiscono le condizioni tendenziali di evaporazione (bassa ? media ? alta) nell?ambiente indoor, in funzione dell?andamento della coppia di valori Ur-T. Nell?esempio raffigurato, si distinguono sul diagramma tre zone:
- zona a bassa evaporazione (?Bassa Ev.?), caratterizzata da coppie Ur-T ricadenti al di sopra del limite rappresentato dalla curva continua (linea retta in questo esempio, ma pi? in generale un?assegnata curva anche non lineare);
- zona ad alta evaporazione (?Alta Ev.?), caratterizzata da coppie Ur-T ricadenti al di sotto del limite rappresentato dalla curva tratteggiata (linea retta in questo esempio, ma pi? in generale un?assegnata curva anche non lineare);
- zona a media evaporazione (?Media Ev.?), caratterizzata da coppie Ur-T ricadenti nella zona intermedia compresa tra la curva continua e quella tratteggiata di cui sopra.
Quindi, ad esempio, in funzione della ?zona di evaporazione? (bassa ? media ? alta) in cui cadono le coppie di valori Ur-T, le soglie S1-Sn possono essere traslate verso l?alto (cio? possono essere incrementate di valore) oppure verso il basso (cio? possono essere diminuite di valore) in caso rispettivamente di alta evaporazione o di bassa evaporazione, mentre in caso di media evaporazione le soglie rimangono tal quali senza alcuna traslazione.
In sintesi, ? possibile affermare che le soglie S1-Sn rappresentano le soglie corrispondenti a condizioni ambientali di media evaporazione.
Preferibilmente, le curve di bassa, alta e media evaporazione sono memorizzate nella memoria 30. L?unit? di controllo 20 pu? quindi attingere a questi dati dalla memoria 30, in modo da eseguire le elaborazioni previste.
Detto ?Sj il valore di traslazione della generica soglia Sj, con riferimento alla Fig.4 si avr? dunque:
- con bassa evaporazione: Sj? = Sj ? ?Sj
- con media evaporazione: Sj<0 >= Sj
- con alta evaporazione: Sj?? = Sj ?Sj
I valori ?S1-?Sn possono essere definiti da un operatore o in termini assoluti (ovvero con valori uguali per tutte le soglie S1-Sn), oppure in percentuale (ovvero con valori variabili) rispetto al relativo valore S1-Sn di riferimento.
Una volta terminata la deumidificazione, cio? una volta raggiunto il valore finale della soglia Sn, corrispondente alle condizioni di umidit? fisiologica della muratura, l?apparecchiatura 1 ? e in particolare il modulo operativo 10 ? dovr? essere mantenuta, da quel momento in poi, a piena intensit? di funzionamento in modo che, venendo integralmente impedita la risalita capillare, l?umidit? della muratura continui a mantenersi ferma al valore fisiologico.
In una forma di realizzazione, l?apparecchiatura 1 pu? comprendere un modulo di comunicazione 90, configurato per permettere all?unit? di controllo 20 di scambiare dati con altri dispositivi/componenti.
Ad esempio, il modulo di comunicazione 90 pu? utilizzare le tecnologie GPRS, GSM, UMTS, LTE, LTE-A, IoT, ecc.
Ad esempio, il modulo di comunicazione 90 pu? essere impiegato per stabilire una connessione tra l?unit? di controllo 20 e la memoria 30, nel caso in cui quest?ultima non sia installata localmente.
Preferibilmente, il modulo di comunicazione 90 pu? consentire la comunicazione tra l?unit? di controllo 20 ed un elaboratore remoto 110.
L?elaboratore remoto 110 (che, insieme all?apparecchiatura 1, forma un sistema per inibire la risalita capillare di umidit? in una muratura) pu? essere ad esempio utilizzato da un operatore per far fronte a situazioni che non appartengono al normale funzionamento dell?apparecchiatura 1.
Per esempio, l?elaboratore 110 pu? essere utilizzato per effettuare un reset e/o una riprogrammazione dell?unit? di controllo 20, nel caso di default del dispositivo.
In aggiunta o in alternativa, l?elaboratore 110 pu? essere utilizzato per fini diagnostici e per cercare di risolvere da remoto ? senza cio? recarsi in loco ? guasti o malfunzionamenti dell?apparecchiatura 1.
In aggiunta o in alternativa, l?elaboratore 110 pu? essere utilizzato per modificare la programmazione dell?apparecchiatura 1, ad esempio apportando da remoto modifiche/correzioni alle soglie S1-Sn ? come anche alle curve limite di bassa/alta evaporazione e/o ai corrispondenti valori di traslazione ?S1-?Sn delle soglie S1-Sn ? memorizzate nella memoria 30.
Tali modifiche alla programmazione dell?apparecchiatura 1 possono rendersi necessarie, nel corso del processo di asciugamento delle murature, al variare delle condizioni ambientali indoor conseguenti, ad esempio, a variazioni microclimatiche stagionali, o a modifiche apportate al funzionamento degli impianti di gestione del clima indoor (riscaldamento, raffrescamento, climatizzazione, ecc.), o a qualsiasi altro fattore atto a modificare l?andamento medio giornaliero dei parametri Ur-T dell?aria indoor rispetto alle condizioni iniziali.
Claims (10)
1. Apparecchiatura per contrastare la risalita capillare di umidit? in una muratura, comprendente:
- un modulo operativo (10) configurato per emettere una radiazione elettromagnetica atta a contrastare la risalita capillare di umidit? in una muratura (100);
- una unit? di controllo (20) collegata a detto modulo operativo (10);
- una memoria (30), associata a detta unit? di controllo (20), in cui ? archiviata una pluralit? di soglie (S1-Sn), ciascuna associata ad un rispettivo intervallo temporale (t1-tn);
- un sensore di umidit? muraria (40) configurato per rilevare un parametro (P) di umidit? muraria rappresentativo dell?umidit? presente in detta muratura, e per inviare detto parametro (P) di umidit? a detta unit? di controllo (20);
in cui detta unit? di controllo (20) ? configurata per:
- acquisire una pluralit? di valori di detto parametro (P) di umidit?, ciascun valore essendo associato ad un rispettivo riferimento temporale (T);
- confrontare ciascun valore di detto parametro (P) di umidit? con una rispettiva soglia di dette soglie (S1-Sn) archiviate in detta memoria (30), l?intervallo temporale (t1-tn) di detta rispettiva soglia essendo corrispondente al riferimento temporale (T) di detto valore;
- regolare il funzionamento di detto modulo operativo (10) in funzione di detto confronto.
2. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1 in cui detta unit? di controllo (20) ? configurata per regolare il funzionamento di detto modulo operativo (10) tramite una serie di attivazioni e disattivazioni di detto modulo operativo (10).
3. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1 o 2 in cui detta unit? (20) di controllo ? configurata per memorizzare in detta memoria (30) i valori rilevati per detto parametro (P) di umidit?.
4. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detta unit? di controllo (20) ? configurata per memorizzare in detta memoria (30) una durata di una deumidificazione di detta muratura (100).
5. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 4 in cui detta unit? di controllo (20) ? configurata per calcolare un tempo residuo per completare detta deumidificazione.
6. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti comprendente inoltre un display (50) collegato a detta unit? di controllo (20).
7. Apparecchiatura secondo le rivendicazioni 5 e 6 in cui detta unit? di controllo (20) ? configurata per mostrare detto tempo residuo su detto display (50).
8. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti comprendente inoltre un sensore di temperatura ambientale (60) e/o un sensore di umidit? ambientale (70).
9. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 8 in cui detta unit? di controllo (20) ? configurata per regolare il funzionamento di detto modulo operativo (10) anche in funzione di rilevamenti di detto sensore di temperatura ambientale (60) e/o di detto sensore di umidit? ambientale (70).
10. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui ciascuna di dette soglie (S1-Sn) comprende una coppia di valori (Sjmin, Sjmax), rappresentativi di un valore minimo di umidit? accettabile nel rispettivo intervallo temporale (tj) e di un valore massimo di umidit? accettabile nel rispettivo intervallo temporale (tj).
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| IT102021000005570A IT202100005570A1 (it) | 2021-03-10 | 2021-03-10 | Apparecchiatura per neutralizzare la risalita capillare di umidita’ in una muratura in modo controllato |
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|
| CH (1) | CH718393B1 (it) |
| IT (1) | IT202100005570A1 (it) |
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- 2021-03-10 IT IT102021000005570A patent/IT202100005570A1/it unknown
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2022
- 2022-03-09 CH CH00251/22A patent/CH718393B1/it unknown
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| YVES VANHELLEMONT ET AL.: "are electrokinetic methods suitable for the treatment of rising damp?", 2018, ELSEVIER |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CH718393A2 (it) | 2022-09-15 |
| CH718393B1 (it) | 2022-12-30 |
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