ISOLANTI TERMICI

PANORAMICA E CONFRONTO TRA ISOLANTI TERMICI IN PURA LANA ED ALTRI SINTETICI E NATURALI

Come funziona un isolante termico e come leggere i dati tecnici. 

 

"Il caldo va sempre verso il freddo e non viceversa": il compito dell’isolante termico è quindi quello di ridurre il più possibile il passaggio di energia dalla zona a temperatura più alta verso quella a temperatura più bassa. Questo avviene tra una materia "calda", i cui atomi si muovono più velocemente, e una "fredda", dove il movimento degli atomi è più lento.

Gli isolanti termici, in inverno, trattengono il più possibile il calore all’interno della casa riscaldata, mentre in estate impediscono al calore esterno di penetrare all’interno, mantenendo l’ambiente più fresco.

Questo semplice principio aiuta a comprendere e interpretare al meglio i dati tecnici che descrivono le proprietà dei vari tipi di isolante. 

 

Storia recente dell'isolante termico per edilizia

 

Fino alla metà degli anni '90 gli isolanti termici realizzati con materie prime naturali e sostenibili erano confinati in una piccola nicchia di mercato. Si sono costruite case non isolate od isolate male con isolanti termici, in gran parte sintetici, sottili ed inadeguati. Lo spreco di una così grande quantità di energia (40% sul totale) che ne è derivato, e che purtroppo continua, ha contribuito pesantemente all'attuale livello di CO2 in atmosfera. Adesso, per fortuna, col crescere di una diffusa sensibilità ambientale, l'impiego di isolanti termici in generale e naturali è cresciuto in modo esponenziale.

Isolanti termici naturali, sintetici e riciclati.

 

Gli isolanti naturali derivano da materie prime di origine vegetale o animale e sfruttano le proprietà isolanti intrinseche di tali materiali. Hanno un impatto ambientale contenuto e richiedono poca energia per essere prodotti.
Gli isolanti sintetici, invece, provengono dal settore chimico, dalla filiera petrolifera o da miscele di sostanze naturali e sintetiche, e la loro produzione comporta sempre un notevole dispendio energetico.
Oggi, gli isolanti termici di origine naturale sono particolarmente apprezzati perché biodegradabili, privi di sostanze tossiche, non rilasciano emissioni nocive, hanno una lunga durata e risultano rispettosi dell’ambiente anche per il fatto che, in molti casi, la fonte della materia prima è rinnovabile e fornita direttamente dalla natura. Un terzo gruppo di isolanti termici è rappresentato da quelli ottenuti dal riciclo di materiali sintetici o naturali di uso comune, che altrimenti contribuirebbero ad aggravare il problema dello smaltimento dei rifiuti.

 

Isolanti termici naturali

 

 

L'efficienza dell'isolante termico.

 

In considerazione di quanto detto, l’efficienza dell’isolante termico rimane il fattore più importante per garantire un maggior comfort, ridurre il consumo di combustibile e contribuire a una significativa diminuzione delle emissioni. Riportiamo brevemente le caratteristiche a cui prestare attenzione per valutarne l’efficacia: la conducibilità termica, la resistenza termica e il calore specifico. Il lambda (conducibilità termica) è un coefficiente che rappresenta una proprietà specifica del materiale di cui è composto l’isolante, indipendentemente dal suo spessore. Esso descrive il comportamento del materiale rispetto al passaggio del calore: più basso è il valore di lambda, minore è la quantità di calore che attraversa l’isolante, e quindi migliore sarà la sua prestazione. Il valore della resistenza termica indica invece la capacità dell’isolante di opporsi al passaggio del calore, tenendo conto anche dello spessore del materiale. Al contrario del lambda, in questo caso più alto è il valore, migliore sarà la qualità dell’isolamento. La resistenza termica si calcola dividendo lo spessore dell’isolante per il valore di lambda. Il calore specifico, invece, descrive la capacità dei diversi tipi di isolante di accumulare calore e di rilasciarlo dopo un certo periodo di tempo. Per visualizzare meglio il concetto, si può paragonare il calore specifico a una misura della capacità termica: alcuni isolanti hanno una bassa capacità, si "riempiono" rapidamente di calore e lo trattengono solo per un breve periodo. Questo, soprattutto in estate (ma in misura minore anche in inverno), riduce l’efficacia dell’isolamento. Sono quindi da preferire materiali isolanti con una buona capacità termica, ovvero con un calore specifico compreso indicativamente tra 1,2 e 2,3 kJ/kg·K.

 

 

Lo specchietto sopra permette di confrontare le prestazioni degli isolanti termici in funzione della loro conducibilità termica e dello spessore.

 

 

Le proprietà degli isolanti termici prodotti con lana di pecora 100%, utili a migliorare ulteriormente l'efficienza termica.

 

Nel caso degli isolanti termici prodotti con lana di pecora al 100%, è importante considerare anche alcune proprietà che contribuiscono a migliorare le prestazioni dell’isolante in opera, oltre ai parametri standard di laboratorio già trattati (conduttività termica, resistenza termica, calore specifico). Si tratta di qualità attive, non ricercate né rilevate dai test previsti dalle normative sugli isolanti termici.

Una di queste è la regolazione igrometrica, una capacità molto limitata in alcune lane di origine animale, vegetale o sintetica, ma particolarmente efficace nella lana di pecora. Come già accennato in altre sezioni del sito, questo comportamento peculiare consente di stabilizzare l’isolante termico eliminando l’umidità tra le fibre, responsabile di un aumento della dispersione del calore. Gli isolanti termici privi di questa regolazione attiva sono soggetti a una brusca perdita di efficienza, che può arrivare, in ambienti umidi, fino al 50%.

L’isolante termico in pura lana, invece, è in grado di assorbire vapore acqueo fino a un terzo del proprio peso, mantenendo comunque le sue proprietà isolanti. Si tratta di un’ottimizzazione fondamentale per il comfort e l’efficienza energetica dell’edificio. Inoltre, grazie alla regolazione dell’umidità, la lana contribuisce anche alla “manutenzione” passiva delle strutture con cui entra in contatto.

(Una dimostrazione empirica di questo “meccanismo” è data dal fatto che la lana non risulta mai umida al tatto).

 

 

La capacità igrometrica, presente in misura minore negli isolanti termici realizzati con fibre vegetali e sintetiche, raggiunge nella lana di pecora un'efficienza particolarmente elevata.

 

Dal grafico sopra si osserva la capacità chimica della lana di immagazzinare e rilasciare vapore fino a 330 grammi per chilogrammo di peso, pur rimanendo asciutta.

 

La termoregolazione, garantita da un gruppo di amminoacidi idroassorbenti (vapore) presenti nella lana, contribuisce in modo discreto e costante all’isolamento. Grazie a questa proprietà, l’isolante termico prodotto con lana di pecora è in grado di riscaldarsi e raffreddarsi senza mai diventare né troppo freddo né troppo caldo. (Avete notato che la lana non è mai né fredda né calda al tatto?). La termoregolazione contrasta così il passaggio del calore con una sorta di "scalino termico".

Nei normali isolanti, l’assorbimento della condensa avviene principalmente per capillarità; nella lana, invece, si verifica una vera e propria reazione chimica che genera calore. Un grammo di lana, aumentando il proprio grado di umidità relativa dallo 0% al 100%, sviluppa 27 calorie, contro le sole 2 del poliestere.

In termini pratici, se un isolante in lana, in una situazione di scambio rapido con l’atmosfera (ad esempio in un tetto durante la transizione giorno-notte), passa da 20°C e 25% di umidità a 10°C e 95% di umidità, sviluppa gradualmente fino a 10.000 calorie per chilogrammo, contro le 500 del poliestere.

La termoregolazione è una caratteristica fondamentale degli isolanti in lana, e il grafico sottostante ne illustra le potenzialità. In via sperimentale, un salto di temperatura da 20°C con il 25% di umidità a 0°C con il 90% provoca un aumento della temperatura della fibra, fortemente igroscopica, della lana di 2-3 gradi, mentre le fibre non igroscopiche raggiungono rapidamente lo zero. Questa reazione naturale può ritardare fino a 4 ore il raffreddamento dell’isolante in lana di pecora.

Anche sbalzi meno rilevanti di temperatura e umidità vengono gestiti in modo efficace e continuo dalla lana di pecora e dagli isolanti termici da essa derivati.

 

 

 

Come si vede dal grafico la termoregolazione è un dato importante che distingue gli isolanti termici realizzati in 100% lana di pecora da quelli realizzati con fibre non igroscopiche.