Pubblicato il 9 giugno 2016

(formazione) Riciclato naturale

Quello degli isolanti termici è un insieme tecnologico vasto e articolato; per affrontarne la complessità e orientare i professionisti nell’ambito delle scelte progettuali è necessario delineare dei confini di indagine. Se tali confini sono suggeriti dallo stato dell’arte della ricerca (in corso presso L’Università degli Studi di Roma Tre), non si può non tener conto degli obiettivi, primo tra i quali dare una panoramica delle qualità prestazionali degli isolanti termici “sostenibili”. 
Di seguito saranno quindi trattati esclusivamente gli isolanti di origine naturale (vegetale e animali) e riciclati, escludendo quelli di origine sintetica o di sintesi petrolchimica, secondo un promo presupposto di qualità ambientale, inteso come rispetto dell’ambiente naturale e della salute dell’uomo (la prima legata al ciclo di vita del prodotto, la seconda alla sua fase di esercizio). 
Per determinare le priorità d’suo dei materiali isolanti (Woolley, T., Kimmins, S., 2001, Green Building Handbook, Spon Press, London), nell’ambito di una progettazione sostenibile, è necessario conoscere le prestazioni tecnologiche di materiali e prodotti, tenendo presente che quelle più specificatamente ambientali ed energetiche sono, le prime, relative al ciclo di vita dei prodotti e quindi raramente disponibili nel panorama italiano, le seconde invece andrebbero approfondite non solo in termini di trasmittanza termica dei prodotti ma tenendo conto dell’energia consumata per arrivare al prodotto finito (e poi smaltito e riciclato) e del suo più complessivo valore all’interno del bilancio energetico di un edificio (Stefanazi, A. 2015, “Involucro isolato”, Modulo, n. 394, pp. 198-201). È sempre opportuno tenere in considerazione che valori prestazionali possono essere inficiati dalla messa in opera non corretta (Fassi, A., Maina, L., 2009, L’isolamento ecoefficiente, Edizioni Ambiente, Milano). 
I dati sono stati reperiti dalle norme UNI 10531 (materiali isolanti, entrata in vigore dal 1994 aggiornata nel 2015), UNI EN ISO 10456 (materiali da costruzione generici) e, in extrema ratio, dalle schede tecniche di prodotti con marcature CE (entrata in vigore dal 2003) (Patti, F., 2012, Isolanti termici per l’edificio, Maggioli Editore, Ravenna). 
Questo ha permesso di costruire delle tabelle comparative di range prestazionali tra i materiali naturali e riciclati e, in seconda battuta, di comparare la prestazione di una stratigrafia con due materiali isolanti riciclati con prestazioni tecnologiche e caratteristiche fisiche diverse. Entrambe le comparazioni nascono dall’esigenza di valutare sia i materiali riciclati rispetto ai materiali naturali, sia i riciclati tra loro in termini di prestazioni a cui destinati (allo stato attuale della ricerca sono stati completate le prime comparazioni sui materiali, mentre nel caso degli elementi tecnici verrà presentato in questa sede un solo caso comparativo sulle chiusure verticali).  

Le prestazioni tecnologiche 
La scelta di un materiale da costruzione non può prescindere dal concetto di “sostenibilità”, nella piena consapevolezza che così come non esiste un materiale pienamente ecocompatibile, allo stesso tempo non esistono prodotti pienamente non nocivi per l’ambiente o per l’uomo. Il riciclo stesso, pratica da incentivare, deve correre insieme all’immissione nella filiera di materie prime a basso impatto. 
Pur prendendo in considerazione unicamente quelli di origine naturale e di riciclo, si possono annoverare isolanti termici che presentano valori di densità eterogenei e, addirittura, prestazioni meccaniche considerevoli. Il valore di conducibilità termica può sembrare, per la funzione stessa dei materiali, un primo parametro discriminante per la scelta di un buon isolante, tuttavia per tenere conto, alle nostre latitudini, del comportamento sia in regime invernale sia estivo, è determinante comparare altri fattori quali la capacità termica volumica, intesa come la capacità di un materiale di accumulare e rilasciare calore in relazione alla sua massa, e la diffusività termica, intesa come rapidità con cui il materiale scambia calore con gli ambienti.  
I materiali riciclati hanno valori che coprono pressoché interamente la scala determinata dagli isolanti naturali; in particolare, la maggior parte degli isolanti riciclati presentano valori di capacità termica volumica medio-bassa e, in conseguenza, prestazioni termiche peggiori dell’elemento isolato in regime estivo, dall’altro, valori di diffusività anch’essi medio-bassi che identificano la propensione all’accumulo di calore. In particolare, il vetro riciclato e la fibra di cellulosa sembrano avere valori equilibrati per entrambi i fattori mentre il contrasto tra questi è evidente per i prodotti derivati dal polietilene (PET) riciclato e per quelli derivati dalla gomma riciclata, tanto da rendere importante una verifica ulteriore del loro comportamento in fase di esercizio. Per valutare la competitività degli isolanti riciclati rispetto a quelli naturali anche dal punto di vista costruttivo/dimensionale, è stato elaborata una comparazione tra gli spessori di strato isolante necessari per raggiungere la medesima prestazione termica di uno strato con conducibilità pari a 0,04 W/mK, valore di riferimento corrispondente al valore limite del coefficiente di conduttività termica per la definizione di materiali isolanti (Rubini, L. 2014, Bioedilizia, Ulrico Hoepli Editore, Milano). 
La metà delle categorie di materiali considerati raggiunge la trasmittanza termica richiesta con il medesimo spessore e molti di questi sono prodotti da riciclo. Un ulteriore confronto è stato effettuato in base ai valori limite di trasmittanza termica per le chiusure verticali opache nella nuova edificazione (D.M. 26 giugno 2015. Applicazione delle metodologie di calcolo delle prestazioni energetiche e definizione delle prescrizioni energetiche e definizione delle prescrizioni e dei requisiti minimi degli edifici). Questo ha consentito di paragonare tra di loro gli isolanti termici di riciclo. 
I prodotti derivati da fibre tessili sintetiche, che hanno visto negli ultimi anni il sorgere di impianti nelle vicinanze dei distretti dell’industria tessile in modo da recuperarne lo scarto a “chilometro zero”, sono indubbiamente quello che garantiscono le migliori prestazioni di regime invernale. I prodotti derivati dal riciclo del PET (proveniente da pneumatici esausti), appartengono a due famiglie di isolanti termici con grandi divergenze di prestazioni anche in regime invernale e questo appare evidente dagli spessori minimi necessari nelle diverse zone climatiche per ottenere le medesime prestazioni termiche. Il PET e la gomma riciclati sono stati comparati in termini di prestazioni energetiche quando utilizzati nel medesimo elemento costruttivo. La soluzione di involucro utilizzata per la verifica è una parete a cassetta con blocchi forati di laterizio e isolante a saturare l’intercapedine: gli spessori degli isolanti per soddisfare i requisiti minimi di legge (Valore dell’edificio di riferimento in zona D pari a U=0,34 W/m2k, YiE<0,10 W/m2k o Ms>230 kg/m2) e secondo la norma UNI EN ISO 13786 (“Prestazione termica dei componenti per l’edilizia. Caratteristiche termiche dinamiche – Metodi di calcolo”). 
Le stratigrafie indagate, in riferimento al comportamento anche nella stagione estiva e, conseguentemente, alla valutazione del fattore di attenuazione, allo sfasamento e alla capacità termica, hanno prestazioni buone in risposta alle esigenze di riduzione dell’intensità e ritardo della trasmissione del flusso di calore: la stratigrafia con il PET riciclato mostra risultati in termini di sfasamento pari a circa 12 ore, contro le 20 calcolate per la gomma riciclata. Le qualità prestazionali della medesima parete con i due diversi tipi di isolante, nei periodi di variazione termica indicati nella norma, risultano mediocri per entrambi se inferiori alla 12 ore di sfasamento, mentre sono tra medie buoni per la parete con isolamento in PET se superiore alle 12 ore. Una ulteriore riflessione è legata alla massa termica, al fine di ridurre i picchi dei carichi dovuti sia alla radiazione solare (in fase estiva) sia ai carichi termici interni: nella stratigrafia con la gomma riciclata il valore della capacità termica areica (circa 50 kJ/ W/m2K), e quindi la riduzione del carico termico per raffrescamento, associato al valore della trasmittanza termica periodica (0,02 W/m2k), definiscono una stratigrafia in grado di garantire un buon comfort abitativo interno. 

Riflessioni 
Quanto esposto sinora, esito di un primo approccio di ricerca, ha consentito di trarre alcune considerazioni sulla prestazione e sull’uso degli isolanti riciclati. Sulla base dei dati comparati sono presenti sul mercato con qualità prestazionali tali da poter costituire alternativa a qualunque altro isolante naturale. Tale varietà consente di delineare dei profili d’so dal potenziale tecnologico spesso più ampio di quello dei soli isolanti naturali in quanto i riciclati sono utilizzabili, per buona parte, come componenti di quasi tutti gli elementi tecnici che definiscono l’involucro edilizio: chiusure orizzontali, inclinate e verticali. È inoltre utile sottolineare come esista una corrispondenza tra la provenienza della materia prima riciclata e la vocazione d’uso dei prodotti finiti: isolanti da materie prime seconde con origine minerale o da materie plastiche possono essere in prevalenza usati nelle chiusure orizzontali, isolanti ottenuti da fibre vegetali possono avere un impiego nelle chiusure verticali. Sulla base dei dati comparati delle stratigrafie tipologiche l’involucro edilizio determinato dall’isolante termico in PET a paragone con quello in gomma, in condizioni di regime estive, sembrerebbe garantire le migliori prestazioni con gradienti termici giorno/notte rilevanti (seppur nei limiti delle nostre latitudini e per la zona climatica D), mentre quello in gomma sembrerebbe più atto a gestire le condizioni di comfort in ragione dei carichi termici esterni e interni. È necessario mettere in evidenza la mancanza di etichettature ambientali che non consente una comparazione tra le prestazioni dei prodotti e mette in luce il divario tra lo stato dell’arte italiano rispetto al contesto europeo e internazionale dove la ricerca si sta muovendo verso un approfondimento maggiore di questi aspetti. Una ulteriore interessante indagine da portare a termine riguarderà la definizione della stabilità dei prodotti riciclati nel tempo rispetto agli isolanti vegetali o animali che sono caratterizzati da biodegradabilità. 


Pubblicato su Modulo 401, giugno 2016
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