Perché i tubi di casa perdono acqua: tra le cause lo stress meccanico e termico o fenomeni corrosivi

L'impianto idraulico di un'abitazione è una rete fitta di tubazioni progettata per trasportare acqua in uno stato di stress costante, h24 e tutto l'anno. Poiché questi elementi sono installati sotto traccia, ovvero all'interno dei muri e sotto i pavimenti, la rottura di una tubazione rappresenta una criticità fastidiosa e anche complicata da risolvere. Il fenomeno è un effetto cumulato di sollecitazioni meccaniche, termiche e chimiche che logorano nel tempo la struttura dei materiali e l'integrità dei sistemi di collegamento. Per capire l'origine di queste perdite, occorre analizzare l'anatomia delle tubazioni moderne e i principali fenomeni fisici che ne mettono a rischio la tenuta.

Come sono fatte le tubazioni delle case e il ruolo dei giunti

I materiali con cui si realizzano tubazioni hanno subito notevoli variazioni nel corso dei decenni. Negli edifici costruiti fino agli anni '80, i materiali predominanti erano metallici: piombo o ghisa venivano impiegati principalmente per le reti di scarico, mentre il ferro zincato e il rame dominavano l'adduzione dell'acqua potabile. Lo strato protettivo di zinco serve a isolare il metallo dall'attacco diretto dell'ossigeno e quindi dalla formazione di ruggine. Il rame è invece un metallo nobile e con naturali proprietà antibatteriche, che lo rendono ideale per l'utilizzo in ambiente potabile.

Tuttavia, tutte queste soluzioni nel tempo soffrono l'azione chimica dell'acqua e il fenomeno delle correnti vaganti nelle strutture, che accelerano il degrado delle pareti del tubo. L'ingegneria moderna ha quindi nel tempo rimpiazzato l'utilizzo dei metalli con materiali plastici e compositi. Oggi, l'elemento più utilizzato in questo settore è il tubo in multistrato. Si tratta di un sistema composto generalmente da tre strati principali, uniti tra loro da speciali collanti polimerici.

• Strato interno: è realizzato in polietilene reticolato ed è caratterizzato da una superficie estremamente liscia. In termini tecnici, questo strato ha una bassissima scabrezza superficiale, il che consente di ottenere due benefici. Il primo è di efficienza energetica della tubazione, in quanto l'acqua fa meno fatica a fluirci dentro; il secondo è di durabilità sul lungo termine, in quanto questa bassa scabrezza consente di limitare l'eccesso di calcare che eventualmente vi si deposita.
• Anima centrale: costituita da un foglio di alluminio saldato, garantisce la resistenza meccanica alle alte pressioni a cui lavora il tubo.
• Strato esterno: anch'esso in polietilene, serve a proteggere l'anima metallica dagli urti meccanici, dalle abrasioni e dalle aggressioni chimiche dei componenti del cemento o delle malte durante le fasi di posa in cantiere.

Per superare muri, angoli e lavorare su lunghezze importanti è necessario interrompere le tubazioni e raccordarle. I giunti (o raccordi) uniscono le tubazioni ma rappresentano l'anello più debole dell'impianto idraulico, sede della maggior parte delle perdite. Mentre nei vecchi impianti in ferro si usavano giunzioni filettate sigillate con canapa o Teflon, nei moderni sistemi in multistrato si impiegano raccordi a pressare con guarnizioni in gomma, chiamate O-ring. Nel lungo termine, i continui sbalzi di temperatura usurano proprio questi O-ring, causando le perdite d'acqua.

Le cause della rottura dei tubi

Relativamente alle tubazioni più vetuste e realizzate con metalli, la prima causa di degrado è la corrosione: l'ossigeno presente in acqua attacca l'acciaio creando ruggine, che scava progressivamente il metallo dall'interno verso l'esterno. Questo fenomeno, noto come corrosione da pitting, è responsabile della creazione di minuscoli fori passanti. Si aggiunge poi il pericolo della corrosione galvanica: se in un impianto si collegano direttamente un tubo di ferro e uno di rame, si trasforma il nodo in una vera e propria pila; gli elettroni migrano dal metallo meno nobile (il ferro) a quello più nobile (il rame), generando anche in questo caso la formazione di ossido di ferro (ruggine) nel punto di contatto, fino alla formazione della crepa e alla fuoriuscita di acqua per pressione.

La seconda causa è innescata dai picchi di pressione del fluido, fenomeno in idraulica noto come colpo d'ariete: quando si apre un rubinetto, l'acqua comincia a muoversi velocemente, accumulando energia cinetica. In chiusura, il flusso d'acqua si arresta istantaneamente contro la valvola. L'energia cinetica accumulata si trasforma di colpo in un'onda d'urto che viaggia all'indietro nelle tubazioni, generando un picco di pressione che supera la normale pressione d'esercizio dell'impianto, stressando violentemente le giunzioni (punti deboli) e generando nel tempo fenomeni di fatica.

L'ultimo fattore è lo stress termico: i tubi dell'acqua calda si espandono quando la caldaia entra in funzione e si contraggono quando il flusso si interrompe. Se questa tubazione è annegata direttamente nel massetto o in una parete, senza essere inserita in una guaina opportuna, non ha lo spazio fisico per sfogare questi piccoli movimenti. Ne consegue un incremento di stati tensionali interni al tubo che si concentrano sui punti rigidi, innescando nel tempo la fatica meccanica del materiale, che inevitabilmente si frattura.

Soluzioni moderne per impianti più durevoli

L'ingegneria idraulica ha risolto nel tempo le criticità sopra descritte, modificando lo schema geometrico degli impianti. Nei sistemi moderni si applica il principio del collettore: una centralina di distribuzione viene incassata a muro e da essa partono i singoli tubi in multistrato, che arrivano direttamente ai rubinetti senza alcuna giunzione intermedia sotto il pavimento. I tubi corrono dentro guaine isolanti che assorbono le dilatazioni termiche, mentre l'installazione di riduttori di pressione e altri dispositivi di sfogo consente la dissipazione di energia indotta dai colpi d'ariete, garantendo la massima longevità a tutto il sistema domestico.

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