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A scuola dal rifugio
Il caso del Boè mostra come le simulazioni possano aiutare il risanamento degli edifici storici
Risveglio all’alba in rifugio: una veloce occhiata dalla finestrella in legno alla vetta aranciata che si è pronti a scalare, l’ultimo controllo allo zaino e il profumo di caffè che sale dalla cucina. Un idillio romantico che si congela quando si entra in bagno: le piastrelle sono bagnate come se avessero appena passato lo straccio a terra e sulle pareti. Non puoi appoggiare nulla in giro. Rimane così tutto il giorno…. umido e mai davvero caldo…
Una scena nota a chi frequenta rifugi di montagna, specialmente fino a qualche anno fa.
“Le strutture dei rifugi alpini sono state progettate in alcuni casi più di un secolo fa per resistere alle intemperie e durare il più a lungo possibile in un ambiente estremo”, spiega Simone Panico, ingegnere e ricercatore. “Il comfort come lo concepiamo oggi non era sicuramente una priorità”.
Ma le cose sono cambiate.
Oggi quando si ristruttura un rifugio si pensa da una parte a irrobustire la struttura per allungargli ulteriormente la vita e dall’altra a ottimizzare l’efficienza energetica, anche per migliorare le condizioni di vita all’interno. L’umidità non è più un male minore da sopportare in cambio di un riparo dalle intemperie – oltre ai danni che può fare alla struttura.
Si parla non a caso di retrofit, cioè di “aggiornamento” dell’edificio attraverso nuove tecnologie, per esempio nuovi isolanti.
“Il comfort come lo concepiamo oggi non era una priorità quando i rifugi sono stati costruiti.”
Simone Panico, ingegnere ricercatore, esperto di risanamento energetico di edifici storici
Rispetto a un edificio in fondovalle ci sono molti più aspetti da tenere in considerazione. Le condizioni meteorologiche sono estreme: forte irraggiamento solare d’estate, neve che può coprire parti dell’edificio per settimane in inverno, piogge battenti e vento. Inoltre i rifugi vengono spesso abitati solo per pochi mesi l’anno, quindi le stanze interne sono riscaldate in modo discontinuo. Problemi concreti per gli studi di progettazione che devono scegliere materiali e soluzioni edilizie più adatte.
“Nel nostro gruppo di ricerca siamo convinti che le simulazioni siano un supporto promettente e anche chi lavora nel settore le guarda con sempre più interesse e aspettative”, interviene Marco Larcher, fisico, responsabile del Hygrothermal Testing Lab.
Il coinvolgimento nella ristrutturazione del rifugio Boè ha dato a Larcher, Panico e colleghi la possibilità di dimostrare che le simulazioni ben fatte funzionano anche in condizioni estreme.
Rifugio Boè: come si progetta e si calibra una simulazione in alta quota
Costruito a fine Ottocento dal Deutscher und Österreichischer Alpenverein (Club alpino austro-tedesco), il rifugio Boè, nel bel mezzo del gruppo del Sella, è stato uno dei primi rifugi costruiti sulle Dolomiti. È abbastanza agevole da raggiungere, specialmente se si sale con la funivia del Sass Pordoi, ma questa cosa non deve trarre in inganno. Il rifugio Boè è un rifugio in alta quota, a 2871 metri, e chi lo ha costruito lo sapeva bene, tanto che i muri sono massicci, fatti di pietra dolomitica e malta, spessi fino a quasi 60 centimetri.
Nel 2020, per i lavori di ristrutturazione, la ditta Fanti Legnami ha contattato Larcher: “abbiamo bisogno della vostra consulenza scientifica per il cappotto interno”.
Il rischio di condensa e umidità che possono danneggiare muri e travi è reale quando si parla di cappotti interni. D’altra parte, è l’unica opzione se vogliamo preservare le facciate degli edifici storici.
Il primo passo è stato raccogliere tutti i dati disponibili sul clima e sui materiali per creare una simulazione che permettesse ai progettisti di prevedere il comportamento termoigrometrico delle pareti, cioè il modo in cui temperatura e umidità si muovono dentro al muro, e regolarsi di conseguenza.
Ma la parte interessante doveva ancora arrivare.
Durante la ristrutturazione i ricercatori hanno posizionato dei sensori in vari strati di una parete – all’interno, sulla superficie esterna e tra il muro di sassi e lo strato di isolante − e grazie a batterie alimentate a pannelli solari hanno raccolto dati reali come temperatura e umidità relativa per ben cinque anni. Hanno poi usato una parte dei dati per calibrare la simulazione, cioè hanno usato i dati reali per “tarare” il loro modello e fare in modo che i risultati rappresentino nel modo più fedele possibile la realtà.
“Ci interessava molto l’umidità relativa sotto l’isolante perché la zona di contatto tra muro e isolante è quella in cui ci aspettiamo un maggiore accumulo di umidità”, spiega Panico. “La simulazione che avevano fatto in fase di progettazione era buona, ma un po’ ottimista nella fase iniziale, nel senso che prevedeva un’umidità minore rispetto ai valori misurati perché non avevamo valutato bene i tempi di asciugatura, che in quelle condizioni sono più lunghi”.
I ricercatori hanno calibrato il modello passo dopo passo. E a ogni passaggio i grafici che mostravano gli andamenti dei vari parametri erano sempre più coerenti.
Nei grafici qua sotto si osservano le varie fasi della calibrazione dell’umidità relativa all’interno della parete, tra sassi e cappotto interno. In blu scuro i valori della simulazione e in azzurro quelli del monitoraggio.
Simulazione in fase di progettazione vs valori misurati.
Nella simulazione sono stati inseriti i dati climatici indoor e outdoor reali. I risultati simulati iniziano a coincidere con quelli misurati.
Nella simulazione sono state aggiornate le proprietà dei materiali usati, anche sfruttando alcune prove nel Hygrothermal Testing Lab. I risultati ora sono sovrapponibili.
“Non possiamo offrire un modello chiavi in mano, ma non devo più farmi bastare le mie considerazioni personali.”
Marco Larcher, fisico, esperto di risanamento energetico di edifici storici
Quanto è scalabile questo strumento di simulazione?
Quanto è scalabile questo strumento di simulazione?“Dobbiamo essere cauti, specialmente quando abbiamo a che fare con edifici storici: una consulenza seria deve tenere sempre in considerazione le specificità del caso. Ma al Boè abbiamo verificato che una simulazione funziona e funziona bene anche in condizioni estreme come quelle di un rifugio ad alta quota. Ed è una ottima notizia”, si rallegra Larcher.
I dati sono stati pubblicati in un data paper, cioè un articolo scientifico che condivide tutti i set di dati disponibili, agevolando la condivisione e la produzione di ulteriori conoscenze.
Recentemente il team è stato contattato per una consulenza nell’ambito della ristrutturazione del rifugio Pedrotti, sulle Dolomiti del Brenta. Chiude Larcher: “Non possiamo offrire il nostro modello chiavi in mano, ma se devo fare delle supposizioni sul clima interno a quel rifugio ora ho una base solida di dati misurati dai quali partire e non devo farmi bastare le mie considerazioni personali”.
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