Nel mondo della ricerca applicata, testare materiali e prodotti in condizioni ambientali controllate è una pratica fondamentale e necessaria.
Nel settore edile, tra le prove ambientali più eseguite troviamo il test di carbonatazione, uno strumento prezioso per capire come un materiale reagisce all’esposizione prolungata all’anidride carbonica.
Ma cos’è esattamente la carbonatazione?
E in che modo si può studiarla in laboratorio?
Che Cos’è la Carbonatazione
La carbonatazione è un processo chimico lento ma continuo, che avviene quando la CO₂ presente nell’aria penetra in un materiale poroso — tipicamente il calcestruzzo — e reagisce con l’idrossido di calcio formando carbonato di calcio.
Questo cambiamento riduce l’alcalinità del materiale e può favorire fenomeni di corrosione, soprattutto in presenza di elementi metallici come l’armatura del cemento armato.
Il fenomeno è di per sé naturale, ma comprenderlo e misurarlo in modo controllato è cruciale ai fini di valutare la sicurezza e la durabilità degli edifici.
Che cos’è il Test di Carbonatazione
Il test di carbonatazione è una prova di laboratorio che serve a quantificare la velocità e la profondità del processo di carbonatazione in un materiale.
- valutare la durabilità di un materiale nel tempo;
- confrontare diverse miscele o trattamenti superficiali;
- intervenire per risanare una costruzione
Per poter isolare il ruolo specifico della CO₂ e ottenere dati affidabili, è indispensabile eseguire il test in un ambiente a condizioni stabili e misurabili. È qui che entrano in gioco le camere climatiche.
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Come si Esegue il Test di Carbonatazione
Una camera climatica è uno strumento da laboratorio in grado di simulare con precisione una serie di condizioni ambientali, alterando al suo interno i parametri di temperatura, umidità relativa e concentrazione di gas come l’anidride carbonica.
Per un test di carbonatazione, il campione viene posizionato all’interno della camera e sottoposto a un ciclo controllato che può durare da pochi giorni a diverse settimane.
Durante il test, vengono solitamente mantenute:
- Temperature comprese tra 20°C e 30°C, per accelerare le reazioni chimiche;
- Umidità relativa costante tra il 60% e il 90%, condizione ideale per la diffusione della CO₂ nei pori del materiale;
- Concentrazione di CO₂ elevata, spesso intorno ai 3.000 o 4.000 ppm, molto superiore a quella atmosferica naturale (circa 400 ppm).
Inoltre, le camere climatiche più avanzate consentono di programmare cicli automatici, monitorare i parametri in tempo reale e registrare dati che poi verranno analizzati in fase di post-test.
Per la valutazione della carbonatazione nei materiali da costruzione, ad esempio, è prassi effettuare il cosiddetto “taglio a fresco” del campione e applicare fenolftaleina, un indicatore che permette di misurare visivamente la profondità della carbonatazione.
Le Norme Internazionali per il Test di Carbonatazione
Come ogni test scientifico, anche quello di carbonatazione deve rispettare una serie di standard internazionali che garantiscono ripetibilità, validità e comparabilità dei risultati. Tra i più citati troviamo:
- ISO 1920-12: che definisce il metodo per valutare la profondità di carbonatazione nel calcestruzzo;
- UNI EN 12504: basato in parte sul precedente standard, approfondisce le condizioni per la prova del calcestruzzo
- RILEM CPC-18: linee guida per la prova sul calcestruzzo e calcestruzzo armato.
Oltre alle normative, è fondamentale che le camere climatiche utilizzate siano validate secondo le procedure IQ (Installation Qualification), OQ (Operational Qualification) e PQ (Performance Qualification). Queste certificazioni assicurano che lo strumento funzioni correttamente, che i parametri impostati siano realmente raggiunti e che il test produca dati attendibili.
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