Le ultime novità in fatto di materiali per l’isolamento termico

Negli ultimi anni i materiali isolanti sono stati oggetto di vari studi mirati ad elevarne le performance e a cercare di massimizzare il recupero di materiali normalmente considerati di scarto ai quali viene garantita nuova vita.

Tra i materiali aventi particolare interesse si possono elencare:

• Materiali PCM – Phase Change Materials
• Pannelli sottovuoto VIP
• Materiali isolanti termoriflettenti multistrato
• Aerogel
• Pannelli in fibra tessile
• Pannelli ottenuti da recupero di bottiglie in poliestere

 

Materiali per l'isolamento termico PCM – Phase Change Materials

Tra i materiali più interessanti prodotti negli ultimi anni vi sono i materiali identificati con l’acronimo PCM - Phase Change Materials, e cioè materiali a cambio di fase anche detti ad accumulo di calore latente i quali trovano applicazioni in specifiche nicchie industriali.

I materiali PCM hanno la caratteristica specifica ed identificativa di essere in grado di cambiare, a seconda delle sollecitazioni esterne, il proprio stato da solido a liquido e viceversa, assorbendo e trattenendo il calore.  I materiali PCM sono prodotti partendo da sali o paraffine che sono in grado di accumulare o rilasciare grandi quantità di calore a temperature costanti. I materiali PCM si trovano nel mercato come polveri, adatti ad essere miscelati e utilizzati negli intonaci o in pannelli. Si possono inoltre utilizzare all’interno di componenti trasparenti per la realizzazione di serramenti esterni.

I PCM si caratterizzano per la loro capacità di passare dallo stato solido allo stato liquido in specifiche condizioni ambiatali, provvedendo ad accumulare calore o cedere calore all’ambiente in determinate condizioni di utilizzo. I materiali a cambio di fase garantiscono non solo elevati livelli di isolamento termico, ma al contempo garantiscono un’elevata inerzia termica programmabile sulla temperatura di comfort interno.

Pannelli sottovuoto VIP

I pannelli sottovuoto sono composti da un pannello chiamato “nucleo”, composto da un materiale nano-poroso (silice pirogena o aerogel), resistente alla pressione ed inserito in specifici teli a cui viene eliminata l’aria prima di procedere alla sigillazione. I pannelli hanno una durata di vita che, secondo la qualità dei teli e della saldatura, dovrebbe superare almeno i venti anni, anche se in realtà, allo stato attuale, non ci sono riscontri oggettivi della loro durata.

I teli utilizzati sono realizzati in materiale multistrato composto da alluminio, Nylon, politilene impermeabile e resistente alla pressione.

I pannelli sottovuoto trovano ampia applicazione nella realizzazione di frigoriferi e congelatori.

Si tratta di un tipo di materiale che richiede molta attenzione durante il trasporto e la manipolazione in cantiere, comportando fisiologici ed inevitabili aumenti di costo sul singolo pannello.

Non va inoltre dimenticato che gli stessi pannelli non possono essere tagliati in loco per adattarli all’applicazione finale in quanto verrebbe meno il vuoto tra telo e pannello stesso, che ne identifica e ne caratterizza l’elevata prestazione coibente.

Si tratta di isolanti termici sottili che hanno un coefficiente di conducibilità particolarmente basso, compreso tra 0,002 – 0,008 W/mK, ma le loro caratteristiche specifiche decadono nel momento in cui i pannelli dovessero subire danneggiamenti nella fasi di trasporto o di icoenstallazione.

Isolanti termoriflettenti multistrato

I pannelli termoriflettenti multistrato permettono di sfruttare la riflessione energetica correlata all’irraggiamento. Ogni corpo a temperatura superiore allo zero assoluto emette raggi infrarossi in quantità proporzionale alla propria temperatura.
Da verifiche effettuate è stato rilevato che le percentuali di scambio di calore attraverso le superfici si suddividono nelle percentuali riportate nella tabella successiva.



L'isolamento riflettente è prodotto in materassini di spessore da 5,00 a 8,00 mm ed è confezionato e venduto in rotoli. 

Bisogna prestare però attenzione affinché i pannelli non siano o non entrino in contatto con altri elementi costituenti la stratigrafia del componente nel quale è installato, in quanto perderebbero la loro reale efficacia di recuperare energia utile. Una delle applicazioni che permette di massimizzare l’efficienza di tali pannelli è sulle coperture a falde degli edifici, proprio nello strato di ventilazione del tetto stesso. Gli elementi orizzontali o inclinati, sono infatti quelli più soggetti ad insolazione diretta soprattutto nel periodo estivo e pertanto tale soluzione potrebbe permettere di aumentare lo sfasamento termico, cioè il tempo che serve all’onda termica per fluire dall’esterno all’interno dell’edificio attraverso un materiale edile. Maggiore è lo sfasamento, più lungo sarà il tempo di passaggio del calore all’interno dell’edificio.

Aerogel

L’aerogel viene prodotto da un “gel” ottenuto per idrolisi di una soluzione composta da alcossidi metallici come il tetraetilortosilicato (TEOS), acqua, alcol (quale l’etanolo) e catalizzatori (acidi o basici o entrambe in successione). L’aerogel, di fatto, è la sostanza solida più leggera esistente perché è fondamentalmente composta per il 99,8% di aria e per lo 0,2% di silice, la principale componente del vetro.

Oltre ad essere super-leggero, l’aerogel è un isolante termico ottimo che resiste a temperature altissime. Di contro, se l’Aerogel viene sottoposto a sollecitazioni si sbriciola. Basta sfregarlo tra le dita perché ne rimanga soltanto una finissima polvere. Negli ultimi anni, sono state sviluppate tecnologie tali da permettere l’utilizzo di questo materiale direttamente nell’intonaco con conseguenti vantaggi nel campo delle ristrutturazioni e per la riduzione complessiva dello spessore delle strutture edilizie.

Pannelli in fibra tessile

I pannelli in fibra tessile sono fondamentalmente prodotti attraverso il recupero di fibre tessili riciclate che vengono termo fissate senza l’utilizzo di additivi chimici e pertanto lo rendono completamente ecologico ed eco-compatibile. I pannelli ottenuti hanno buone caratteristiche termiche e acustiche e sono disponibili in diversi spessori con densità variabile dai 30,00 ai 50,00 kg/m³.

Una delle peculiarità dei pannelli in fibra tessile è che gli stessi sono completamente riciclabili. Altra caratteristica identificativa dei pannelli riguarda la facilità di movimentazione in cantiere e la facilità di installazione legata alla leggerezza del materiale base Uno dei principali problemi che ne limitano la diffusione riguarda l’elevata capacità di assorbire l’acqua, che pertanto ne limita l’installazione su strutture a contatto con il terreno o in tutte quelle situazioni dove lo stesso possa venire a contatto con acqua.