ISOLAMENTO TERMICO E MATERIALI ISOLANTI

Il comportamento delle nostre case può essere sostanzialmente assimilato al comportamento del nostro corpo. Quando la temperatura esterna è bassa abbiamo bisogno di coprirci. Allo stesso modo la nostra casa ha bisogno di un "cappotto", cioè di un isolamento termico esterno. Dobbiamo considerare le pareti esterne delle nostre abitazioni come una seconda pelle che deve essere tenuta al caldo, deve traspirare e non ultimo deve essere protetta dal caldo in estate.
Il benessere fisico di una persona all’interno di un ambiente dipende in misura considerevole dal comfort termico. I due fattori principali del comfort termico sono la temperatura dell’aria e la temperatura di irradiamento. Un buon isolamento termico garantisce ambienti caldi senza l'uso del riscaldamento. Se si considera che quasi il 70% dei costi energetici di una famiglia sono destinati al riscaldamento investire in un buon isolamento conviene sempre. Con un isolamento eseguito a regola d'arte, senza tralasciare eventuali ponti termici, si può ottenere un risparmio sui costi di riscaldamento di circa 800-1000 Euro all'anno!
Inoltre avendo intorno a noi delle pareti "calde" miglioriamo anche la nostra sensazione di comfort. Per il periodo di riscaldamento vale la seguente regola d’oro: in genere si prova un calore piacevole quando la temperatura delle pareti circostanti sommata alla temperatura dell’aria dà all’incirca la nostra temperatura corporea.
Attualmente sono in commercio una quantità notevole di materiali isolanti con cui realizzare questi "cappotti", e non esiste un metodo univoco per stabilire quale sia il migliore, bensì bisogna valutare caso per caso a seconda delle esigenze e della situazione e operare una scelta attenta. E' importante a mio giudizio in questa fase valutare anche l'aspetto ecologico e sanitario di ogni materiale che andrà a costituire la nostra "pelle". Valutare quindi le materie prime utilizzate, il dispendio di energia primaria necessario per la produzione o estrazione e la fabbricazione del prodotto, il trasporto e il montaggio, e gli effetti provocati sulla salute da un eventuale sprigionamento di gas o distacco di fibre.
Si possono definire materiali isolanti tutti quei materiali che abbiano un "coefficiente di conduttività termica" l >= ~0,04 [w/Mk].

Il coefficiente "l" indica la quantità di calore che fluisce ogni secondo attraverso 1 mq di materiale da costruzione dello spessore di 1 m con una differenza di temperatura tra interno ed esterno di 1K (=1°C).
Per comprendere meglio: il mattone pieno ha l = 0,7 [w/Mk] ; il cemento armato ha l = 2,3 [w/Mk] ; l'acciaio ha  l = 60  [w/Mk].
In parole povere per ottenere lo stesso isolamento che si ha 16 cm di isolante serve un muro dello spessore di 4 m di mattoni pieni.

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 Facciamo ora una carrellata su varie tipologie di materiali isolanti:

MATERIALI DI ORIGINE MINERALE

Silicato di calcio
Le materie prime da cui si producono i pannelli di silicato di calcio sono la sabbia quarzosa, la calce e la cellulosa. Non vengono impiegati propellenti, additivi o fibre minerali. L'inquinamento ambientale è solo quello riguardante la produzione dei pannelli nel processo in autoclave. E' consigliabile quindi come prodotto nella bioarchitettura.
Una caratteristica molto importante di questi pannelli è l'elevata capacità di assorbimento di acqua (fino a tre volte il peso netto), che li rende particolarmente adatti ad un isolamento interno delle superfici (ove non è possibile isolare dall'esterno). Questo materiale viene infatti utilizzato per il risanamento di muri umidi a causa della condensa e l'eliminazione di muffe; si può usare anche per isolare singole unità abitative in condomini in cui non si vuole affrontare la spesa di un isolamento di tutto l'edificio. Il silicato di calcio garantisce un clima degli ambienti confortevole grazie alla regolazione attiva dell'umidità dell'aria. Ha infatti la capacità di assorbire l'umidità in eccesso negli ambienti e di rilasciarla poi quando gli ambienti sono più secchi. Inoltre con il suo valore di pH 10 funge da barriera contro le muffe.
Infine ha l’importante caratteristica di essere un materiale incombustibile, facilmente lavorabile, con cui si realizzano pannelli dalle elevate prestazioni di resistenza alla temperature ed al fuoco.

Perlite espansa
La materia prima da cui è prodotta è la roccia perlitica vulcanica, ancora sufficientemente disponibile in tutto il mondo e nella sua produzione non vengono impiegate sostanze pericolose per l'ambiente e per la salute umana. Il dispendio di energia per produrla è però elevato in quanto l'espansione avviene ad una temperatura di circa 1000 °C.
Si trova come isolante granulare leggero per isolare le intercapedini e le cavità se non sottoposto carichi o come isolante granulare caricabile sotto pavimento. Ha buone proprietà termoisolanti ed è aperto alla diffusione ed ha caratteristiche igroscopiche. Alcuni tipi hanno anche buone capacità di isolamento acustico per il rumore da calpestio.

Lana di vetro e lana di roccia
Sono due prodotti molto simili tra loro. La lana di vetro è prodotta da sabbia quarzosa o vetro vecchio, soda, dolomite, feldspato e calcare. La lana di roccia è composta invece da diabase, basalto e dolomite. Per dargli una certa stabilità vengono miscelate con il legante bakelite che contiene formaldeide. La quantità di legante può variare tra 1% e il 9% e quindi possono verificarsi delle concetrazioni di formaldeide. Inoltre le polveri di fibra hanno un possibile potere cancerogeno se respirate. L'inquinamento ambientale provocato dalla produzione riguarda soprattutto il consumo di energia necessario per la fusione delle sostanze minerali di partenza.

Sono utilizzate per tutti i campi di applicazione ad eccezione delle pareti a contatto con la terra. E' importante  che i feltri siano  perfettamente asciutti e protetti dall'umidità perché pur avendo un ottimo valore di isolamento termoacustico questo si riduce drasticamente già con una leggera umidificazione.

Minerale espanso
Questi pannelli sono prodotti con idrato di calce, cemento e sabbia quarzosa. Il dispendio di energia durante la produzione è piuttosto elevato e quindi l'influsso della sua produzione sull'effetto serra è elevato. I pannelli però non contengono fibre e quindi non comportano rischi per la salute umana.
Trovano applicazione soprattutto nell'isolamento delle facciate. Sono pannelli relativamente leggeri, hanno una buona resistenza alla pressione e sono aperti alla diffusione.

Vetro cellulare
E' composto per il 66% da vetro riciclato e per il resto da sabbia quarzosa. Il dispendio di energia primaria per produrlo è elevato ma il recupero di energia in fase di fusione ed espansione consente di riutilizzare il calore prodotto. Non contiene gas nocivi per l'ozono. I pannelli sono anche un'ottima barriera contro il gas radon proveniente dal sottosuolo. Nelle porzioni di pareti a contatto con la terra questi pannelli costituiscono l'unica valida alternativa ai prodotti di origine petrolifera in quanto non temono l'umidità ed hanno un'alta resistenza alla compressione. Questo materiale non assorbe umidità, è resistente al gelo e agli agenti atmosferici. Per tutte queste sue caratteristiche trova applicazione come isolante delle pareti perimetrali controterra, sotto le fondazioni e sulle terrazze o sui tetti piani.

MATERIALI DI ORIGINE VEGETALE O ANIMALE

Cellulosa
La materia prima è costituita essenzialmente da carta di giornale. Questa viene miscelata con sali di boro per ottenere una protezione contro fuoco, aprassiti e topi. L'inquinamento all'ambiente durante la produzione è estremamente ridotto.
Viene usato come materiale sfuso  o per insufflaggio con appositi macchinari. Può essere utilizzato anche un procedimento in umido,dove l'insufflaggio non è possibile, miscelando la cellulosa con un 10% di acqua e poi viene applicata a spruzzo. Esistono poi anche pannelli isolanti in cellulosa con un rinforzo in fibra di juta. Le caratteristiche termoisolanti sono eccellenti.

Lino
La materia prima per questo isolante sono le fibre corte del lino. Si può integrare il prodotto fino ad un 20% con delle fibre di supporto di poliestere oppure incollare le fibre con fecola di patate. Per rendere il prodotto resistente al fuoco e ai parassiti vengono addizionati dei composti ( la cui percentuale varia a seconda del produttore) che arrivano ad un massimo del 10% di composti di cromo e un 1% di fosfato di ammonio. Il lino è una materia, oltre che rinnovabile, locale e adatta per la rotazione delle colture. Le fibre corte si utilizzano per produrre gli isolanti e le fibre lunghe vengono utilizzate nell'industria tessile. Se si vuole scegliere un materiale ecologico bisogna fare attenzione però che i feltri non abbiano un alto contenuto di fibre plastiche.
Il lino può essere utilizzato ovunque non ci sia una sollecitazione statica elevata. Può assorbire umidità senza subire danni.

Canapa
La materia prima è una pianta locale, cresce velocemente, ed esercita un'azione benefica a favore del terreno. E' naturalmente resistente ai parassiti e quindi non necessita di pesticidi o erbicidi. Alcuni prodotti però vengono integrati con un 10-15% di fibre di supporto in poliestere. Si può aggiungere anche della lana di pecora per una percentuale del 3-10%.
E' adatta a tutte le applicazioni comuni. Esistono pannelli per le facciate, tappetini per pareti, soffitti tetti e facciate ventilate; materiale di tamponatura per riempire le cavità, corde di canapa per giunzioni e finestre, pannelli fonoisolanti anticalpestio. La fibra di canapa è altamente resistente allo strappo e all'umidità. Riesce ad assorbire molta umidità e poi a rilasciarla senza subire danni e presenta una buona capacità di accumulo del calore, superiore a quella dei materiali a base di fibre minerali.

Fibra di legno
La materia prima,illimitata e rinnovabile, sono i residui di segheria e i legni deboli.  Le fibre vengono legate con le resine naturali proprie del legno che vengono sprigionate per scomposizione. Il consumo di energia durante la produzione è relativamente alto . L'inquinamento ambientale per effetto delle acque sporche scaricate durante la produzione viene ridotto al minimo attraverso la circolazione in circuiti chiusi.
I pannelli sono prodotti con spessori da 10 a 100 mm ed esistono a diverse densità per i diversi usi che se ne possono fare. Sono pannelli permeabili al vapore ed hanno un buon valore termoisolante. Rispetto ad altri materiali isolanti hanno maggiore capacità di accumulo di calore e proprietà fonoisolanti apprezzabili. Consentono di ottenere un buon sfasamento (utile anche nella stagione calda).

Sughero
Si ricava dalla corteccia della quercia da sughero che cresce nel bacino del mediterraneo (principalmente in Portogallo). Il dispendio di energia nella produzione è abbastanza ridotto ma a questo vanno aggiunti i costi ambientali per il trasporto. Oggi vengono prodotti i pannelli solo in versione espansa pura, senza aggiunta ciè di altre sostanze, in quanto durante il processo di espansione viene legato dalla sua stessa resina.
Esistono i pannelli isolanti ma si trova anche in forma di granulato sfuso. Ha buone proprietà termoisolanti e un'elevata capacità di accumulo di calore. In caso di umidità perdono poco del loro effetto isolante.

Lana di pecora
L'unico componente di questo materiale è la lana che viene lavata e eventualmente trattata con sostanze protettive contro tarme e coleotteri e antinfiammabili. Il procedimento di aghettatura per la formazione del feltro avviene meccanicamente. Il dispendio di energia per la produzione è piuttosto basso. Esistono feltri, tappetini, pannelli acustici e lana di tamponatura. Non può essere usata in zone ad alta sollecitazione statica. E' particolarmente idonea per le costruzioni in legno. Ha buone capacità termo e fonoisolanti.Può assorbire molta umidità e, da studi recenti, si è dimostrato che riesce ad assorbire e neutralizzare fino ad un certo grado anche le sostanze nocive presenti nell'aria.

MATERIALI AD ALTO IMPATTO AMBIENTALE

Polistirolo espanso –EPS
I componenti sono benzolo ed etilene ricavati da petrolio e metano. Nel processo di polimerizzazione si verificano emissioni di idrocarburi. Il bilancio ecologico è quindi assolutamente negativo.
Sono possibili tutti i campi di applicazione: da i pannelli per facciate all’isolamento di cantine. Nella zona del basamento si utilizzano pannelli idrofobizzati. E’ usato anche come isolamento acustico anticalpestio. Ha proprietà termoisolanti molto buone ed è relativamente stagno al vapore.

Polistirolo estruso –XPS
Anche questo ha origine dal petrolio. Il polistirolo liquido viene estruso con propellenti e poi pressato attraverso ugelli larghi che danno la forma alle lastre. Attualmente come propellente si utilizza la CO2 sottratta all’ambiente. Un grosso problema sotto l’aspetto ecologico è costituito dai propellenti a base di CFC leciti fino al 1993 e presenti quindi nel polistirolo estruso già installato.
Viene utilizzato per le applicazioni in ambienti umidi o a contatto con il terreno e in caso di elevate sollecitazioni da compressione. Ha capacità termoisolanti molto buone e elevata resistenza alla diffusione del vapore.

Poliuretano –PUR
I prodotti di partenza sono i poliisocianati e gli alcoli polivalenti (derivati del petrolio) addizionati di volta in volta di composti chimici differenti. I poliisocianati possono facilmente provocare reazioni allergiche. Inoltre viene fatto massiccio uso di chimica legata al cloro.
I propellenti a base di CFC, leciti fino al 1993, costituiscono oggi un grosso problema in quanto il gas nocivo fuoriesce lentamente. Si prevedono tempi di dimezzamento sui 100 anni.
Il processo per la sua produzione è complesso e richiede un cospicuo dispendio di energia.
I pannelli vengono utilizzati soprattutto per l’isolamento continuo sopra le travi portanti e per l’isolamento di caldaie, tubazioni e boiler.