Isolamento Termico mediante Insufflaggio in intercapedine con ISOFOR

Isolamento Termico mediante Insufflaggio

Tecnica e vantaggi

L’isolamento termico tramite insufflaggio consiste nell’iniezione di materiale isolante nelle intercapedini del tamponamento perimetrale dell’immobile.

Il materiale isolante viene insufflato attraverso dei fori praticati nel muro perimetrale, dall’interno o dall’esterno, aventi diametro variabile a seconda della tecnica e/o del materiale isolante utilizzato. In genere si realizza una matrice di fori equi distanziati, di circa 1.5 metri, l’uno dall’altro, sia in orizzontale che in verticale.

Da un punto di vista economico l’insufflaggio comporta un rapporto costi/benefici molto basso perché il costo complessivo dell’intervento è molto contenuto e poco invasivo e, abbinato alla detrazione fiscale del 55% (in regime ristrutturazione edilizia) o 65% (in regime di risparmio energetico) permette di ammortizzare l’investimento in tempi molto brevi. Come sopra riportato, l’intervento rientra fra quelli soggetti alla detrazione fiscale del 50% (Ristrutturazione Edilizia) oppure fra quelli soggetti alla detrazione fiscale del 65 %, se si raggiungano valori di isolamento tali da soddisfare i requisiti minimi richiesti dall’ENEA. Tali requisiti minimi, di coibentazione della superficie opaca dell’immobile, possono essere raggiunti o tramite ampi spessori dell’intercapedine oppure mediante l’utilizzo di materiali particolarmente prestanti dal punto di vista dell’isolamento, come ad esempio le resine ureiche.

L’insufflaggio è particolarmente consigliato per il miglioramento delle prestazioni termiche degli edifici sia in inverno che in estate, in quanto consente di abbattere i costi energetici da riscaldamento e da condizionamento, agendo in maniera diretta sulla dispersione di calore che avviene attraverso pareti non isolate.

I vantaggi possono essere riassunti nei seguenti punti

  1. Gli interventi presentano costi molto più bassi rispetto al cappotto esterno che rimane comunque il sistema di isolamento termico principe in quanto garantisce la risoluzione di tutti i ponti termici naturalmente presenti nell’immobile. A tal proposito, bisogna considerare la possibilità che l’insufflaggio possa creare e/o accentuare i ponti termici dovute alle discontinuità con le parti debolmente isolate (pilastri e travi). Per ovviare a queste eventuali situazioni, è bene arieggiare maggiormente l’edificio isolato ed evitare eccessivi carichi di umidità interna. Qualora l’areazione manuale sia di difficile gestione, si può ricorrere alla ventilazione meccanica controllata.
  2. Non sottrae spazio abitativo in quanto il materiale isolante viene inserito direttamente all’interno della intercapedine dei muri perimetrali.
  3. L’isolamento termico tramite insufflaggio viene eseguito mediamente in uno o due giorni lavorativi.
  4. L’intervento è semplice, poco invasivo e relativamente pulito, senza particolari disagi per gli occupanti dell’immobile oggetto della riqualificazione energetica.

Materiali

Sul mercato esistono diversi tipi di materiali isolanti che si prestano ad essere insufflati. Per scegliere il miglior isolante è importante considerare le sue proprietà in termini di

  • Conducibilità termica “λ”, più piccolo è il valore della λ maggiore sarà il potere isolante del materiale insufflato. Di conseguenza, per ottenere un ottimo isolamento termico, conviene utilizzare materiali con bassa conducibilità termica.
  • Resistenza di diffusione al vapore “μ”, più piccolo è il valore della μ maggiore sarà il potere traspirante del materiale. Un buon materiale isolante deve essere quindi molto traspirante per ridurre quanto più possibile la condizione che si crei condensa all’interno degli ambienti particolarmente umidi come cucine, camere da letto e bagni.
  • Sfasamento termico “ore” ovvero il tempo impiegato dall’onda termica per oltrepassare il materiale isolante e quindi raggiungere gli ambienti interni dell’abitazione. Ad esempio, i materiali ad elevato sfasamento termico permettono, soprattutto durante il periodo estivo, che il picco di calore esterno possa giungere all’interno dell’immobile solamente dopo molte ore quando oramai, basta raffrescare l’ambiente semplicemente aprendo le finestre.
  • Resistenza all’acqua e umidità, ovviamente il materiale insufflato non deve temere l’umidità a causa, per esempio, di infiltrazioni in quanto a contatto diretto con fondamenta o mura controterra dell’edificio.
  • Non commestibile a insetti e roditori altrimenti, negli anni, a causa del continuo deterioramento, il potere coibente viene drasticamente ridotto e di conseguenza, il comfort abitativo compromesso.
  • Non tossico e resistente al fuoco. Per ovvie ragioni sia ambientali che di sicurezza delle persone che vivono all’interno dell’edificio.
  • Scorrevolezza, questa caratteristica non deve essere sottovalutata in quanto, molte intercapedini sono “intasate” ad esempio da materiale isolante posato ai tempi della costruzione che si è mosso oppure, caso peggiore, da materiale di cantiere ivi gettato. In presenza di questi ostacoli, è fondamentale ricorrere a materiali isolanti molto scorrevoli che possono introdursi in modo omogeneo senza creare dei “tappi” nella struttura.

 

 Schiuma Ureica ISOFOR

Gli Isolanti e gli espansi Ureici

I criteri di base di ogni isolante alveolare sono:

  1. Racchiudere dell’aria (o altro gas) in piccoli alveoli in modo da evitare i moti convettivi,
  2. Ridurre al minimo il materiale di costruzione degli alveoli onde ridurre anche la trasmissione termica ad esso imputabile (in pratica si devono realizzare materiali alveolari a bassissima densità),
  3. Scegliere materiali da costruzione degli alveoli a bassa conducibilità termica.

Materiali alveolari naturali, se di provenienza inorganica presentano tuttavia una certa conducibilità dovuta al materiale, generalmente siliceo, che è il costituente di base (pomice, argille porose ecc.); altri di natura organica quali il sughero, le spugne, il pelo animale ecc. possono presentare gli inconvenienti della putrescibilità e di costo.

Molto bene si sono inseriti nell’isolamento edile gli alveolari sintetici dal PVC al polistirolo, ai poliuretani, alle poliolefine e, oggi, agli espansi ureici, sia per la regolarità morfologica di distribuzione degli alveoli sia per la bassa conducibilità termica dei materiali di base, sia per la resistenza nel tempo.

Gli espansi ureici emergono senza alcun dubbio oltre per i sopracitati aspetti, anche per il costo contenuto dovuto sia al materiale di base che alla tecnologia di espansione in luogo estremamente semplice e rapida.

È proprio su questo prodotto che la ditta 3GUA ha basato la propria strategia di isolamento termico mediante insufflaggio.

Il principio di ottenimento della schiuma ISOFOR

Rispetto alle varie tecniche impiegate per gli altri materiali, quella per l’espansione delle resine ureiche appare completamente diversa e molto più semplice. Intanto non si impiegano per la formazione della schiuma gas particolari o vapori di sostanze chimiche complesse ma solo e soltanto aria. Altro aspetto importante è che il controllo del volume finale dell’espanso è diretto. È possibile subito misurare il volume di schiuma uscente dal generatore.

L’espanso viene iniettato già nella sua volumetria finale e non c’è pericolo che nella cavità rimangano vuoti o si generino sovrappressioni per un cattivo dosaggio dei componenti o per variazioni di temperatura o comunque per alterazioni di qualche parametro controllore di una reazione che possa avvenire in un secondo momento e fuori del diretto controllo visivo degli operatori (come ad esempio nelle schiume poliuretaniche, fenoliche ecc.).

Il principio, per gli espansi ureici è il seguente: si prepara una schiuma acquosa acida, la si miscela con una soluzione di precondensato ureico che si distribuisce sulle pareti degli alveoli e, progredendo nella reazione indurisce sotto forma di schiuma solida.

Segue una fase finale di essiccamento che avviene nel tempo e sarà più o meno rapida a seconda della porosità, temperatura e ventilazione delle pareti di contenimento dell’espanso. All’aperto avviene in poche ore, nell’intercapedine di muri può impiegare da 15 giorni a 1/2 mesi.

Conducibilità Termica (λ) e potere Coibente

Trascorso il periodo necessario per l’essiccamento, la schiuma ureica ISOFOR esercita ora nell’intercapedine tutto il suo potere coibente. Per gli espansi ureici i test di laboratorio hanno fornito valori di λ variabili tra 0,029 e 0,032 W/m°K a seconda del tipo e della densità dell’espanso. Espansi ottenuti a partire da condensati ureici in polvere (quali la resina ISOFOR) hanno fornito valori di λ più bassi rispetto a quelli di espansi ottenuti da resine ureiche in soluzione. Comunque, per essere certi di considerare valori prossimi alla realtà, è bene considerare un λ medio di 0,040 W/m°K.

In tale valore di λ è compresa, ogni eventuale irregolarità di distribuzione della schiuma quale quella dovuta a parti di mattone o di malta rimasti nell’intercapedine o a variazioni non visibili dello spessore dell’intercapedine stessa derivanti da una fabbricazione non accurata o da necessità costruttive.

Una rapida verifica con un calcolo pratico mostra tuttavia che una differenza in apparenza molto grande del λ, non comporta nell’impiego finale differenze sostanziali nel concetto costruttivo o al massimo un corrispondente aumento percentuale dello spessore previsto del coibente.

Resistenza al calore e alla fiamma

Il materiale costituente gli espansi ureici fa parte della famiglia delle resine termoindurenti e pertanto non risente delle variazioni di temperatura in un ampio intervallo.

In pratica provini di espanso sono stati sottoposti a reiterati cicli termici tra -20 e +50 °C per oltre 1 mese e non si sono verificate alterazioni né morfologiche o dimensionali né nelle caratteristiche meccaniche. Questo prova l’integrità del prodotto dopo il trattamento.

Provini sono stati portati fino a 150 °C e, a parte un parziale ritiro dovuto all’evaporazione completa dell’umidità naturalmente assorbita, non sembra che si verifichino fenomeni evidenti di degradazione.

È tuttavia consigliabile non considerare la temperatura indicata come temperatura d’esercizio anche se il prodotto, come si è detto è in grado di sopportarne il raggiungimento accidentale.

Ragionevolmente possono essere considerati i 130 °C la temperatura massima di esercizio mentre non si hanno indicazioni precise sui limiti inferiori al di sotto dei -20 °C se non per brevi permanenze a -40 °C. Già le temperature citate appaiono tuttavia limiti al di sotto dei quali è raro arrivare nelle condizioni d’impiego prevedibili per questo prodotto.

Altrettanto interessante appare il comportamento al fuoco. Sottoposto ad una fiamma diretta il prodotto carbonizza con emissione ridottissima di fumo, molto inferiore a quella dei noti materiali organici autoestinguenti. Appena allontanata la sorgente di calore, la fiamma si estingue senza alcuna propagazione. I test secondo le varie norme definiscono il prodotto “autoestinguente” (ASTM D 1692) (UL 94-FOAM). I fumi che si sviluppano nella carbonizzazione sotto fiamma viva non mostrano tossicità diversa da quelle che può sussistere nella carbonizzazione di materiale organico come ad esempio lana, pelli animali ecc.

Resistenza all’acqua e nel tempo

Prove di immersione prolungata in acqua di campioni di espanso ureico ottenuto da resine in polvere, quali la ISOFOR, a più elevato grado di condensazione hanno mostrato che molte preoccupazioni sono oltre misura. Infatti detti campioni dopo sei mesi di immersione continua hanno presentato, una volta asciugati, caratteristiche meccaniche e morfologiche praticamente invariate. Sarà interessante esaminare il fenomeno alla luce di più lunghi periodi di trattamento.

Gli Agreement Board inglesi – certificati di omologazione legalmente riconosciuti – assicurano che le schiume ureiche se ben applicate “durano quanto dura la casa”.

Permeabilità al Vapore acqueo

La struttura delle schiume ureiche, sia che provengano da resina liquida che da resina in polvere, è tale che, per l’intercomunicazione tra cella e cella, il prodotto sia facilmente permeabile ai gas e quindi anche al vapore acqueo. Dati di letteratura e prove di laboratorio riportano una permeabilità di 0,015-0,030 g/(m.h.mmHg). Si ritiene opportuno, soprattutto nei locali ove possano verificarsi alte concentrazioni di vapore acqueo (cucina, bagni ecc.) ed esposti a nord, sia prevista l’applicazione di barriere vapore che dovranno trovarsi verso l’interno dell’abitazione e cioè dalla parte più calda nei confronti dello strato coibente. Poiché l’applicazione di tali barriere all’interno dell’intercapedine appare laboriosa è sufficiente, per i casi suddetti, prevedere l’applicazione di pitture murali a veicolo polimerico date in più mani. Ad evitare zone di condensazione, in corrispondenza dei ponti termici costituiti da pilastri, nella progettazione delle nuove costruzioni si consiglia di prevedere la continuazione dell’intercapedine, eventualmente di spessore ridotto, anche sopra detti punti critici.

Isolamento e assorbimento Fonico

È opportuno richiamare l’attenzione sulla diversità dei termini: un materiale può essere un buon assorbitore del suono ed essere un cattivo isolante acustico.

In pratica se si deve evitare in un locale il formarsi di echi e risonanze fastidiose si dovrà provvedere al suo rivestimento con materiali in grado di “assorbire” e non riflettere il suono.

Per tale compito i materiali cellulari, a basso peso specifico a celle aperte con pareti elastiche, si comportano egregiamente. Se invece si deve isolare acusticamente un ambiente da un altro si dovranno interporre pareti ad alto peso specifico, al limite lastre di piombo, intervallate da zone cave e un materiale cellulare leggero, come generalmente qualsiasi espanso polimerico, non è in grado di assolvere da solo tale compito.

Il riempimento di una intercapedine con un espanso migliora la situazione rispetto alla sola aria ma il beneficio è di modesta entità a meno che detta intercapedine non risulti di considerevole spessore. Pertanto anche l’espanso ureico mentre si presenta come ottimo assorbente fonico, anche migliore della lana minerale soprattutto alle basse frequenze, non potrà dare risultati di grande rilievo nell’isolamento acustico tra locale e locale e tra locali e l’esterno.

Un miglioramento vi sarà, anche sensibile, ma non come ad esempio se si rivestissero le pareti con lastre a grande massa inerziale o si riempisse l’intercapedine con sabbia o addirittura con polveri metalliche. Un buon effetto di attutimento dei suoni che possono trasmettersi lungo le canalizzazioni dei servizi (tubazioni di scarico, colonne montanti ecc.) si potrà invece ottenere in virtù del forte spessore di espanso che il suono deve in questo caso attraversare,

La letteratura americana attribuisce all’espanso ureico un coefficiente di riduzione del rumore (secondo ASTM C423) pari a 0,87.

Applicazione resina ISOFOR

L’iniezione delle schiume va eseguita secondo precise modalità che vengono indicate sia dai produttori di apparecchiature per questo tipo di isolamento, sia dalla azienda fornitrice del prodotto base. In linea di massima il procedimento di applicazione è il seguente: su una delle due pareti che formano l’intercapedine, vengono eseguiti fori di 3.2 centimetri di diametro a distanze prestabilite e a seconda dello spessore dell’intercapedine stessa, in quanto il fronte di avanzamento della schiuma ISOFOR è limitato.  Ad es. per cavità di 5 – 10 cm di spessore, la superficie interessata da ogni iniezione non supera il metro quadrato per cui, in questo caso i fori dovranno essere praticati a distanza massima di un metro uno dall’altro. L’operazione di iniezione della schiuma deve avere inizio dal basso e procederà verso l’alto di foro in foro, accertandosi, a mano a mano che si va avanti, che da ciascun foro successivo fuoriesca la schiuma proveniente dal foro precedente. Il tempo di gelo previsto per la schiuma ureica e intorno a 1 – 2 minuti, per cui è opportuno non lasciare intercorrere un tempo superiore tra una iniezione e l’altra, allo scopo di assicurare la perfetta coesione tra il prodotto della iniezione precedente con quello della successiva.

Oltre all’intercapedine muraria, è possibile eseguire l’isolamento termico di sottotetti non calpestabili: l’applicazione in questo consiste nella realizzazione di un manto di adeguato spessore mediante speciale diffusore. Questo diffusore permette di erogare, dall’alto verso il basso, la schiuma ureica ISOFOR nella quantità e uniformità desiderata. E’ possibile creare delle passerelle o addirittura pavimentare il sottotetto isolato per permettere eventuali manutenzioni e/o future ispezioni.

Maggiori informazioni presso

www.risparmio-energetico-sicilia.it

www.3gua.it

e-mail: info@3gua.it

Ing. Rizzo Tel. 347 58 84 314

 

Alcune informazioni tecniche sulle schiume ureiche sono tratte dallo studio condotto dal

Dr. Massimo Tardani (Responsabile Sviluppo Compositi Centro Ricerche Montedison) e Dr. Sabino Leghissa (Istituto Italiano dei Plastici).

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