Uno dei principali argomenti di discussione quando si tratta di costruire un edificio o quando si effettua una riqualificazione energetica è la scelta dei materiali che consentano di avere un isolamento termico.
Ma cosa sono i materiali isolanti?
Un materiale si definisce isolante se la sua conducibilità è inferiore a 0,10 W/mk (non temere, tra poco vedremo cos’è la conducibilità) e vengono solitamente applicati sulle pareti, sui solai e/o sulle coperture, in modo da aumentare l’isolamento delle strutture.
Caratteristiche dei materiali isolanti
Per poter effettuare la scelta tra un materiale ed un altro bisogna sapere quali sono le caratteristiche da considerare di ogni singolo materiale, alcune delle più importanti sono le seguenti:
- Conducibilità termica () [W/mK]
- Densità [kg/m³]
- Traspirabilità ()
- Classe di reazione al fuoco
- Calore specifico [J/KgK]
- Origine
La conducibilità termica
Questo parametro è probabilmente il più importante, misura l’attitudine di un materiale a trasmettere il calore attraverso la conduzione termica.
In altre parole, indica quanto un materiale è isolante termicamente, più questo valore è basso, più il materiale è isolante (come detto prima, un materiale isolante ha una conducibilità inferiore a 0,10 W/mk).
La densità
La densità di un materiale è il rapporto tra la massa e il volume dello stesso.
Avere una densità elevata aiuta durante il periodo estivo in quanto, un isolante con densità elevata, ha prestazioni migliori quando la temperatura esterna risulta più elevata rispetto a quella interna dell’edificio.
La traspirabilità
La traspirabilità è espressa con il valore adimensionale µ. Più il valore di traspirabilità è alto, minore è la traspirabilità al vapore.
Ad esempio, un materiale con µ = 1 è altamente traspirante, mentre un materiale con µ = 100.000 permette una traspirabilità molto bassa.
Questo valore è molto importante nel caso di cappotto interno, in questo caso l’isolamento deve permettere la traspirabilità.
La classe di reazione al fuoco
Questa classe indica il grado di partecipazione di un materiale al fuoco in caso di incendio.
Le classi di reazione al fuoco sono: A1, A2, B, C, D, E ed F, dove A1 sono materiali incombustibili, mentre quelli certificati A2, B, C, D, E ed F bruciano e consentono la propagazione del fuoco in ordine crescente.
Il calore specifico
Il calore specifico di un materiale esprime la quantità di calore necessaria per innalzare di un grado la temperatura di un kg del materiale considerato.
Origine
I materiali isolanti possono avere le seguenti origini:
- Isolanti sintetici: sono dei composti chimici dal costo contenuto e molto diffusi, tuttavia, si tende a limitarne l’uso, a causa della difficoltà di riciclo.
- Isolanti di origine minerale: sono materiali derivanti dalle rocce che hanno il vantaggio di essere molto resistenti al fuoco.
- Isolanti di origine vegetale: sono isolanti largamente usati in edilizia in quanto ottimi isolanti termici, riciclabili e durevoli.
- Isolanti di origine animale: isolanti principalmente impiegati nelle intercapedini.
Esempi di materiali isolanti
Quelli che andrò ad elencare sono alcuni dei materiali isolanti più diffusi, i dati tecnici che andrò ad inserire sono generici e non riferiti ad una marca particolare.
| Materiale | Conducibilità termica () [W/mK] | Densità [kg/m³] | Traspirabilità () | Classe di reazione al fuoco | Calore specifico [J/KgK] | Origine |
| Polistirene espanso (EPS) | 0,036 | 25 | 40 | E | 1.340 | Sintetico |
| Polistirene espanso estruso (XPS) | 0,038 | 35 | 80 | E | 1.700 | Sintetico |
| Fibra di legno | 0,040 | 190 | 5 | E | 2.400 | Vegetale |
| Lana di roccia | 0,037 | 135 | 2 | A1 | 60 | Minerale |
| Lana di vetro | 0,039 | 75 | 1,1 | A2 | 1.030 | Minerale |
| Lana di pecora | 0,037 | 50 | 2 | B | 1.500 | Animale |
| Vacuum | 0,005 | 200 | ∞ | B | 1.200 | Sintetico |
La ricerca di materiali isolanti sempre più performanti, riciclabili ed ecologici che ci permettano di abbattere i consumi delle nostre abitazioni è costantemente in atto, e non solo in ambito edile.
Ad esempio, l’isolante Aerogel è un materiale isolante che viene utilizzato anche in edilizia, la sua conducibilità è di circa 0,0014 W/mK, e deriva da un gel nel quale la componente liquida è stata sostituita da aria (con una percentuale compresa tra il 97% ed il 99%).
Questo materiale è stato sviluppato dalla NASA e viene utilizzato per l’isolamento termico delle tute degli astronauti oltre ad essere stato impiegato anche sul rover Opportunity che ha “camminato” su Marte da Gennaio 2004 a Febbraio 2019.
Lo studio di questi materiali, fortunatamente, non sembra volersi fermare, chissà che il futuro non ci riservi dei materiali altamente performanti che possano aiutarci a diminuire i consumi e che possano soddisfare al 100% il nostro bisogno di utilizzare sempre più sostanze ecologiche e non inquinanti.
Sergio Cremonesi