ITVR20130069A1 - Procedimento per l'impermeabilizzazione di strutture interrate. - Google Patents
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Description
PROCEDIMENTO PER L'IMPERMEABILIZZAZIONE DI STRUTTURE INTERRATE
DESCRIZIONE
Il presente trovato si riferisce ad un procedimento per l'impermeabilizzazione di strutture interrate quali murature contro terra o pavimentazioni.
Tale procedimento, in particolare, può trovare impiego su strutture già esistenti, a contatto con il terreno, e per le quali non sia possibile e/o conveniente intervenire con le normali tecniche di isolamento/impermeabilizzazione.
È pratica comune durante la costruzione di una nuova struttura prevedere dei sistemi di isolamento delle fondazioni e delle porzioni di muratura che siano a contatto con il terreno, allo scopo di evitare infiltrazioni e/o la risalita capillare dell’acqua. Normalmente vengono impiegate guaine elastomeriche in rotolo o liquide, posate fra la struttura ed il terreno.
Qualora questi sistemi non siano stati previsti o la loro funzionalità nel tempo venga compromessa, à ̈ possibile che si verifichino delle infiltrazioni di acqua, o compaiano delle macchie di umidità dovute all’imbibizione per capillarità dei materiali da costruzione.
La messa in opera di un sistema di impermeabilizzazione a posteriori, o il ripristino della funzionalità di un sistema esistente, à ̈ pratica poco diffusa date le difficoltà operative che ne conseguono.
Volendo infatti intervenire dall’esterno si dovrebbe scavare lungo tutto il perimetro della muratura per poter posizionare o ripristinare l’isolamento. Nonostante ciò non sarebbe possibile garantire l’impermeabilizzazione della pavimentazione.
Posizionare l’isolamento sulle superfici interne bloccherebbe le infiltrazioni, ma non la risalita capillare nella muratura. Questo tipo di impermeabilizzazione comporterebbe comunque nella maggior parte dei casi la rimozione dei rivestimenti superficiali (piastrelle, intonaci…). Problematiche analoghe si riscontrano anche in altre opere civili quali ad esempio gallerie, muri di contenimento, serbatoi interrati.
Le tecniche di impermeabilizzazione (a posteriori) con iniezioni vengono già utilizzate da anni.
Possono essere eseguite sia all’interno del paramento murario da impermeabilizzare, per saturare i vuoti presenti, sia a tergo dello stesso allo scopo di creare un barriera impermeabilizzante tra muratura e terreno.
I prodotti impiegati possono essere di tipologia diversa, ad esempio: resine poliuretaniche, resine acriliche o miscele silicatiche.
Le iniezioni eseguite a tergo della muratura vengono realizzate secondo le seguenti fasi operative:
– perforazione della muratura;
– posizionamento nei fori degli otturatori (per evitare fuoriuscita del materiale iniettato); – realizzazione delle iniezioni partendo dalle aree poste a quote verticali inferiori e procedendo per successivi allineamenti orizzontali verso la sommità del paramento murario.
I prodotti iniettati, inizialmente allo stato liquido, in tempi più o meno rapidi solidificano diventando impermeabili. I tempi necessari alla miscela iniettata per passare dallo stato liquido a quello solido sono funzione del tipo di reagenti impiegati. Essi possono variare da alcuni secondi, come nel caso delle resine poliuretaniche, ad alcune ore per le miscele silicatiche.
Con riferimento alle iniezioni di resine poliuretaniche, si segnala come queste presentino ottime proprietà meccaniche, tempi di reazione brevi, alta viscosità iniziale della miscela e possibilità di espandere il proprio volume iniziale durante la reazione di solidificazione. Ciò consente di ottenere buoni risultati nel caso in cui si abbia una muratura di contenimento fessurata in cui à ̈ necessario bloccare importanti venute d’acqua.
Tuttavia, i principali inconvenienti dei processi che impiegano resine poliuretaniche sono costituiti dal costo della materia prima e dalla necessità di impiegare apparecchiature abbastanza costose.
Inoltre, poiché tali resine espandono molto velocemente, non si può essere certi del fatto che riescano a permeare i vuoti di dimensioni minori. D'altro canto, l'iniezione di miscele silicatiche si caratterizza per tempi di reazioni estremamente modulabili, per una bassa viscosità iniziale della miscela, per costi della materia prima molto inferiori rispetto alle resine poliuretaniche e per il fatto che necessitano di impianti di iniezione semplificati e meno costosi.
Si riscontra tuttavia come l'impermeabilizzazione mediante miscele silicatiche risulti inefficace nel caso in cui anche solo una porzione della muratura di contenimento da impermeabilizzare sia fessurata o soggetta ad importanti venute d’acqua in quanto tale evenienza determina il dilavamento in tempi estremamente brevi della miscela e il conseguente ripristino della situazione iniziale di infiltrazioni nel caso in cui vengano iniettate “a tutta parete†.
Inoltre, la bassissima viscosità delle miscele silicatiche al momento della loro iniezione nel terreno rende assai difficoltoso il controllo della loro aderenza a tutta la superficie di muratura interrata che deve essere oggetto di impermeabilizzazione.
Compito precipuo del presente trovato à ̈ quello di risolvere i problemi e di ovviare agli inconvenienti sopra esposti, realizzando un procedimento per l'impermeabilizzazione di strutture interrate, quali murature contro terra o pavimentazioni, che permetta di impermeabilizzare efficacemente una struttura interrata, anche nel caso in cui sia soggetta ad importanti venute d'acqua in tempi rapidi.
Nell'ambito di questo compito, uno scopo del trovato à ̈ quello di mettere a disposizione un procedimento per l'impermeabilizzazione di strutture interrate quali murature contro terra o pavimentazioni che consenta di intervenire per integrare l'intervento in modo mirato anche in tempi successivi.
Un ulteriore scopo del trovato à ̈ quello di proporre un procedimento per l'impermeabilizzazione di strutture interrate quali murature contro terra o pavimentazioni presentante una bassa invasività e in grado, in molti casi, di consentire l'esecuzione del procedimento intervenendo dall'esterno senza perforare la muratura.
Questo compito, nonché questi ed altri scopi ancora che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da un procedimento per l'impermeabilizzazione di strutture interrate quali murature contro terra o pavimentazioni secondo quanto previsto nella rivendicazione 1.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di alcune forme di esecuzione preferite ma non esclusive del procedimento per l'impermeabilizzazione di strutture interrate quali murature contro terra o pavimentazioni secondo il trovato, illustrate a titolo indicativo e non limitativo negli uniti disegni in cui:
la figura 1 mostra una vista, dall'esterno, di una struttura interrata da impermeabilizzare;
la figura 2 rappresenta una sezione della struttura di muratura lungo il piano di giacitura individuato dalla traccia II-II di figura 1;
la figura 3 mostra una vista simile a quella di figura 1 in cui sono state inserite, attraverso la struttura interrata, le prime tubazioni di iniezione;
la figura 4 rappresenta una sezione della struttura interrata lungo il piano di giacitura individuato dalla traccia IV-IV di figura 3;
la figura 5 mostra una vista simile a quella di figura 3 in cui à ̈ stata iniettata, attraverso le prime tubazioni di iniezione, la resina poliuretanica;
le figure 6 e 7 rappresentano rispettive sezioni della struttura interrata lungo il piano di giacitura individuato dalle traccie VI-VI e VII-VII di figura 5;
la figura 8 mostra una vista simile a quella di figura 5 in cui sono stati inserite, attraverso la struttura interrata, le seconde tubazioni di iniezione;
la figura 9 rappresenta una sezione della struttura interrata lungo il piano di giacitura individuato dalla traccia IX-IX di figura 8;
la figura 10 mostra una vista simile a quella di figura 8 in cui à ̈ stata iniettata, attraverso le seconde tubazioni di iniezione, la miscela silicatica;
la figura 11 rappresenta una sezione della struttura interrata lungo il piano di giacitura individuato dalla traccia XI-XI di figura 10;
la figura 12 mostra una seconda variante realizzativa del procedimento secondo il trovato in cui à ̈ stata iniettata, dall'esterno e attraverso prime tubazioni di iniezione, la resina poliuretanica;
la figura 13 rappresenta una sezione della struttura interrata lungo il piano di giacitura individuato dalla traccia XIII-XIII di figura 12; la figura 14 mostra una vista simile a quella di figura 12 in cui sono state inserite, dall'esterno, le seconde tubazioni di iniezione e in cui à ̈ stata iniettata, attraverso le seconde tubazioni di iniezione, la miscela silicatica; la figura 15 rappresenta una sezione della struttura interrata lungo il piano di giacitura individuato dalle traccie XV-XV di figura 14;
la figura 16 mostra una vista simile a quella di figura 10;
la figura 17 Ã ̈ una sezione della struttura interrata lungo il piano di giacitura individuato dalla traccia XVII-XVII di figura 16.
Negli esempi di realizzazione che seguono, singole caratteristiche, riportate in relazione a specifici esempi, potranno in realtà essere intercambiate con altre diverse caratteristiche, esistenti in altri esempi di realizzazione.
Con riferimento alle figure citate, il presente trovato si riferisce ad un procedimento per l'impermeabilizzazione di strutture interrate 10 quali, ad esempio, murature controterra o pavimentazioni.
In particolare, il procedimento comprende:
- una fase di iniezione di un composto espandente a ridosso della superficie 10b rivolta verso l'esterno di una struttura in muratura 10 da impermeabilizzare per definire almeno due porzioni di confinamento 2;
-una fase di iniezione di un composto diffondente, o permeante, e destinata a solidificare a ridosso della superficie 10b rivolta verso l'esterno di detta struttura in muratura 10 e in corrispondenza di una zona di completamento 3 delimitata da dette almeno due porzioni di confinamento 2.
Opportunamente, il procedimento prevede, in sequenza, la fase di iniezione del composto espandente e la fase di iniezione del composto diffondente o permeante.
Vantaggiosamente, la miscela silicatica à ̈ atta ad diffondersi e a solidificare per ricoprire sostanzialmente uniformemente tutta la zona di completamento 3 delimitata dalle almeno due porzioni di confinamento 2.
Il composto espandente da iniettare à ̈ scelto nel gruppo comprendente:
– una resina poliuretanica;
– una resina ureica;
– una schiuma siliconica;
o loro miscele.
Vantaggiosamente, il composto espandente comprende una resina poliuretanica.
Il composto diffondente à ̈ scelto nel gruppo comprendente:
– una miscela silicatica;
– una resina poliestere;
– una resina epossidica;
o loro miscele.
Opportunamente, il composto diffondente comprende una miscela silicatica.
Vantaggiosamente, si può prevedere che il composto espandente impiegato abbia un tempo di inizio espansione inferiore a 5 minuti.
Tale composto espandente al termine della polimerizzazione in aria libera presenta, tipicamente, una densità compresa tra 30 kg/m<3>e 500 kg/m<3>.
Opportunamente, il suo aumento in volume, una volta solidificato, Ã ̈ compreso tra 2 e 35.
Per quanto concerne il composto diffondente, quest'ultimo solidifico, una volta iniettato, in un tempo massimo di 5 ore e, preferibilmente, in un tempo compreso tra 30 minuti e 3 ore.
Vantaggiosamente, il composto diffondente presenta una densità , al momento dell'iniezione sostanzialmente pari a 1 e un aumento in volume, una volta solidificato, compreso tra 1 e 1,2.
Secondo una preferita forma di realizzazione, le due porzioni di confinamento 2 comprendono rispettive prime bande longitudinali 2a estendentesi lungo una prima direzione di sviluppo e reciprocamente distanziate una dall'altra.
Nel caso di strutture di muratura 10 verticali, si può prevedere che la prima direzione di sviluppo sia la direzione verticale oppure quella orizzontale.
Come illustrato nelle figure dalla 1 alla 11, le porzioni di confinamento 2 comprendono, oltre alle prime bande longitudinali 2a, anche rispettive seconde bande longitudinali 2b estendentesi lungo una seconda direzione di sviluppo inclinata rispetto a detta prima direzione di sviluppo.
Opportunamente, tale seconda direzione di sviluppo à ̈ disposta sostanzialmente ortogonalmente alla prima direzione di sviluppo.
In questo modo le porzioni di confinamento 2 presentano uno sviluppo a matrice e le zone di completamento 3 sono costituite da squadrature delimitate, sui quattro lati, dai bordi delle porzioni di confinamento 2.
Nulla vieta naturalmente che le porzioni di completamento 3 abbiano anche forme e dimensioni differenti tra loro (triangolari, esagonali, rettangolari, ecc.) come ad esempio schematizzato in figura 16.
Entrando maggiormente nei dettagli, il procedimento comprende una fase di inserimento di prime tubazioni di iniezione (20, 30) del composto espandente e una fase di inserimento di seconde tubazioni di iniezione (21, 31) del composto diffondente.
Con riferimento al procedimento rappresentato nelle figure dalla 1 alla 12, le prime tubazioni di iniezione 20 e le seconde tubazioni di iniezione 21 sono inserite dall'interno dell'edificio, forando la struttura interrata 10 dalla superficie rivolta verso l'interno 10a, per sfociare, con la loro punta di erogazione, a ridosso della superficie 10b rivolta verso l'esterno della struttura interrata 10 da impermeabilizzare.
In questo caso, le prime tubazioni di iniezione 20 e le seconde tubazioni di iniezione 21 si estendono lungo una direzione di sviluppo sostanzialmente ortogonale al piano di giacitura della struttura interrata 10 da impermeabilizzare. Alternativamente, come illustrato nelle figure dalla 12 alla 15, le prime tubazioni di iniezione 30 le seconde tubazioni di iniezione 31 possono essere inserite dall'esterno dell'edificio per sfociare a ridosso della superficie 10b rivolta verso l'esterno della struttura interrata 10 da impermeabilizzare.
In questo caso, le prime e le seconde tubazioni di iniezione 30, 31 si estendono lungo una direzione di sviluppo sostanzialmente parallela al piano di giacitura della struttura interrata 10 da impermeabilizzare.
Una volta completata l'iniezione del composto espandente, tipicamente una resina poliuretanica, e del composto diffondente 4 (ad esempio una miscela silicatica), il procedimento prevede la rimozione delle prime e delle seconde tubazioni di iniezione (20, 21, 30, 31).
Le prime tubazioni 20, 30 possono altresì essere lasciate in loco anche perché il loro utilizzo à ̈ sovente reso impossibile dal fatto che il composto espandente solidifica anche all'interno di esse. Vantaggiosamente, il procedimento prevede di predisporre le porzioni di confinamento 2 in corrispondenza di zone della struttura interrate 10 soggette a venute d’acqua e a fessurazioni.
In pratica, il procedimento oggetto di brevetto ha il vantaggio di coniugare gli aspetti positivi della tecnologia di iniezione di composti espandenti quali le resine poliuretaniche e di composti diffondenti come le miscele silicatiche. Anche in relazione alla bassa viscosità del composto diffondente, si può prevedere che almeno alcune delle seconde tubazioni 21 siano posizionate sostanzialmente alla sommità delle zone di completamento 3 in modo tale che tale composto diffondenti, percolando verso il basso, vada a permeare in corrispondenza di tutta la zona di completamento 3.
Il procedimento proposto consente di ottenere una barriera continua a bassissima permeabilità (coefficiente di permeabilità k dell’ordine di 10<-7>m/s). Il volume di terreno trattato a tergo della muratura ha uno spessore variabile che dipende dalla permeabilità iniziale del terreno e dalla quantità di prodotto iniettato, ma anche dalla profondità di infissione dei tubi di iniezione 20, 21, 30, 31.
Lo †̃spessore’ della barriera che si realizza à ̈ dato dalla somma dello spessore dei vuoti eventualmente presenti (saturati con i composti diffondenti ed espandenti) e dallo spessore di terreno permeato dalle iniezioni. Tale spessore pertanto potrà essere variato anche in base alle particolari specifiche di progetto richieste.
In pratica, il procedimento prevede l’esecuzione di iniezioni †̃settoriali’ a tergo della muratura, previa perforazione ed inserimento delle tubazioni di iniezione 20, 21, 30, 31 per permettere di veicolare i composti espandenti e diffondenti nei volumi di terreno retrostanti.
L’obiettivo principale à ̈ quello di suddividere l’area da trattare in campiture di dimensioni minori. I limiti delle campiture sono realizzati mediante iniezione di un composto espandente, e nello specifico di resine poliuretaniche. I volumi di terreno contenuti all’interno di ciascuna campitura sono successivamente saturati con composti diffondenti quali le miscele silicatiche. Come precedentemente detto le iniezioni di composti espandenti (poliuretaniche) hanno anche il compito di riempire i vuoti macroscopici e quindi di bloccare le principali venute d’acqua. Con la successiva iniezione di composti diffondenti (miscele silicatiche) si realizza la completa impermeabilizzazione del paramento murario.
La suddivisione dell’area da trattare in campiture di dimensioni ridotte, permette inoltre di monitorare la muratura trattata, consentendo di circoscrivere con maggiore facilità le zone più problematiche su cui prolungare e/o integrare le iniezioni di composti fino alla completa impermeabilizzazione della struttura.
La presenza di bande longitudinali 2b estendentesi lungo una direzione orizzontale consente di evitare che la successiva iniezione di composti diffondenti (che hanno una viscosità paragonabile a quella dell'acqua) non percoli eccessivamente verso il basso permettendo l'utilizzo di composti diffondenti come le miscele silicatiche che presentano tempi di solidificazione più lunghi così da garantire il riempimento anche delle cavità di dimensioni minori.
Quando possibile le iniezioni vengono realizzate senza perforare la muratura, operando (come illustrato nelle figure dalla 12 alla 15) dal piano di campagna esterno e posizionando le tubazioni per l’iniezione parallelamente alla muratura esterna.
Il procedimento di impermeabilizzazione oggetto della presente domanda di brevetto si propone di introdurre le seguenti migliorie rispetto alle tecnologie affini esistenti:
– possibilità di bloccare importanti venute d’acqua in tempi rapidi;
– delimitazione di aree circoscritte (con composti espandenti quali le resine poliuretaniche) per evitare dispersione dei composti diffondenti (miscele silicatiche) successivamente iniettate;
– suddivisione dell’intera area in campiture di dimensioni minori: rapidità nell’individuare le campiture più problematiche su cui prolungare/integrare il trattamento fino a completa impermeabilizzazione;
– possibilità di integrare l’intervento anche in tempi successivi;
– possibilità di intervenire sullo spessore della barriera, variando la profondità di infissione delle tubazioni di iniezione;
– bassa invasività legata al piccolo diametro delle perforazioni;
– se sussistono determinate condizioni, possibilità di eseguire le iniezioni dall’esterno senza perforare la muratura;
– messa in opera senza dover eseguire scavi o demolizioni;
– riduzione dei costi nel caso siano presenti importanti volumi di vuoti da riempire;
– impiego di prodotti †̃leggeri’ che non influiscono negativamente sulla struttura e sul terreno.
A questi vantaggi può aggiungersi il fatto che le iniezioni possono essere eseguite anche nel paramento murario allo scopo di saturare i vuoti presenti, quindi di bloccare ulteriormente le possibili vie di passaggio dell’acqua.
Si à ̈ in pratica constatato come in tutte le forme realizzative il trovato abbia raggiunto il compito e gli scopi ad esso preposti.
In pratica le dimensioni potranno essere qualsiasi, a seconda delle esigenze.
Inoltre, tutti i dettagli sono sostituibili da altri elementi tecnicamente equivalenti.
Laddove le caratteristiche tecniche nelle rivendicazioni sono seguite da riferimenti numerici e/o sigle, detti riferimenti numerici e/o sigle sono stati aggiunti all’unico scopo di aumentare l’intelligibilità delle rivendicazioni e pertanto detti riferimenti numerici e/o sigle non producono alcun effetto sull’ambito di ciascun elemento identificato solo a titolo indicativo da detti riferimenti numerici e/o sigle.
Claims (16)
- RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per l'impermeabilizzazione di strutture interrate (10) comprendente: -una fase di iniezione di un composto espandente a ridosso della superficie (10b) rivolta verso l'esterno di una struttura interrata (10) da impermeabilizzare per definire almeno due porzioni di confinamento (2); -una fase di iniezione di un composto diffondente (4) e destinato a solidificare a ridosso della superficie (10a) rivolta verso l'esterno di detta struttura interrata (10) e in corrispondenza di una zona di completamento (3) delimitata da dette almeno due porzioni di confinamento (2).
- 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta fase di iniezione di un composto diffondente à ̈ effettuata successivamente a detta fase di iniezione di un composto espandente.
- 3. Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto composto espandente à ̈ scelto nel gruppo comprendente: – una resina poliuretanica; – una resina ureica; – una schiuma siliconica; o loro miscele.
- 4. Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto composto espandente comprende una resina poliuretanica.
- 5. Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto composto diffondente à ̈ scelto nel gruppo comprendente: – una miscela silicatica; – una resina poliestere; – una resina epossidica; o loro miscele.
- 6. Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto composto diffondente comprende una miscela silicatica.
- 7. Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto composto diffondente (4) à ̈ atto a diffondersi per ricoprire sostanzialmente uniformemente tutta la zona di completamento (3) delimitata da dette almeno due porzioni di confinamento (2).
- 8. Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che dette almeno due porzioni di confinamento (2) comprendono rispettive bande longitudinali (2a) estendentesi lungo una prima direzione di sviluppo e reciprocamente distanziate una dall'altra.
- 9. Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che dette porzioni di confinamento (2) comprendono rispettive bande longitudinali (2b) estendentesi lungo una seconda direzione di sviluppo inclinata rispetto a detta prima direzione di sviluppo.
- 10. Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta seconda direzione di sviluppo à ̈ disposta sostanzialmente ortogonalmente a detta prima direzione di sviluppo.
- 11. Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una fase di inserimento di prime tubazioni di iniezione (20, 30) di detto composto espandente e una fase di inserimento di seconde tubazioni di iniezione (21, 31) di detto composto diffondente.
- 12. Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che dette prime e/o dette seconde tubazioni di iniezione (20, 21) sono inserite dall'interno dell'edificio per sfociare a ridosso della superficie (10b) rivolta verso l'esterno di detta struttura interrata (10) da impermeabilizzare e si estendono lungo una direzione di sviluppo sostanzialmente ortogonale al piano di giacitura di detta struttura interrata (10).
- 13. Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che dette prime e/o dette seconde tubazioni di iniezione (30, 31) sono inserite dall'esterno dell'edificio per sfociare a ridosso della superficie (10b) rivolta verso l'esterno di detta struttura interrata (10) da impermeabilizzare e si estendono lungo una direzione di sviluppo sostanzialmente parallela al piano di giacitura di detta struttura interrata (10).
- 14. Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di prevedere dette porzioni di confinamento (2) in corrispondenza di zone di detta struttura interrata (10) soggette a venute d’acqua e a fessurazioni.
- 15. Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto composto espandente presenta un tempo di inizio espansione inferiore a 5 minuti, presenta, al termine della polimerizzazione in aria libera, una densità compresa tra 30 kg/m<3>e 500 kg/m<3>e un aumento in volume, una volta solidificato, compreso tra 2 e 35.
- 16. Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto composto diffondente solidifica, una volta iniettato, in un tempo inferiore a 5 ore e, preferibilmente, compreso tra 30 minuti e 3 ore e presenta una densità , al momento dell'iniezione sostanzialmente pari a 1 e un aumento in volume, una volta solidificato, compreso tra 1 e 1,2.
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