La pittura termoisolante è un materiale che abbina alle caratteristiche tipiche della vernice (se stesa su pareti e superfici crea un rivestimento di finitura sottile, elastico e resistente) quelle dell’isolante termico (riduce lo scambio di calore tra l’interno e l’esterno di un ambiente ed viceversa). Con parole più semplici è una vernice che una volta stesa su una parete svolge la duplice funzione di: finitura e schermo al passaggio del flusso di calore che altrimenti la attraverserebbe in un senso o nell’altro.
Le vernici termoisolanti sono comuni vernici (miscela di: legante, solvente e plastificante) in cui sono disperse un grandissimo numero di sferette ceramiche cave, delle dimensione dei nanometri, e contenenti aria (nanosfere ovvero particelle con un diametro compreso a 2 e 200 nanometri unità di misura di lunghezza che corrisponde ad un miliardesimo di metro). Queste ridottissime dimensioni consentono al materiale ceramico in sospensione nella vernice, come d’altronde anche ad altri materiali della medesima scala, di manifestare sostanziali modifiche delle sue normali caratteristiche fisiche. Nello specifico esse conferiscono alla vernice così ottenuta, e conseguentemente alla parete che ne sarà rivestita, una conducibilità termica inconsuetamente bassa. Ed è grazie a tutto ciò che con l’utilizzo di vernici alle nanosfere ceramiche si riescono ad ottenere buoni livelli di coibentazione termica delle pareti con la semplice deposizione di uno strato di vernice, che, ovviamente, è di spessore ridottissimo dell’ordine del millimetro, millimetro e mezzo.
Ricordiamo per completezza che la conducibilità termica di una parete è il rapporto tra la quantità di calore che viene trasferita attraverso la sua unità di superficie e la differenza di temperatura che determina detto trasferimento. Quindi a parità di differenza di temperatura la quantità di calore che sarà trasferita attraverso di essa sarà tanto più piccola quanto minore sarà la sua conducibilità termica.
| Nanotecnologie e materiali nanostrutturati impiegati in edilizia. |
| L’impiego delle nanotecnologie nel settore dell’edilizia è storia alquanto recente in quanto vede il suo inizio solo intorno all’anno 2000. Nonostante ciò a distanza di non molti anni da tale momento sono già numerosi i prodotti commercializzati che utilizzano tale tecnologia. Cominciamo con lo spiegare cosa si intende per nanotecnologia. La nanotecnologia è quella branca della scienza che studia il comportamento della materia su scala micrometrica ossia con dimensioni comprese tra 1 e 100 nanometri ossia tra 10-9 e 10-7 metri (un miliardesimo ed un decimilionesimo di metri). Al di sotto delle dimensioni di 100 nanometri (paragonabili come già detto alle dimensioni molecolari) gli atomi che costituiscono un qualsiasi corpo sono per la maggior parte distribuiti sulla superficie esterna del corpo stesso mentre quelli interni costituiscono solo una piccolissima percentuale. Questa particolare condizione conferisce a detti materiali (materiali nanostrutturati) proprietà fisiche diverse da quelle dello stesso materiale realizzato in scala macroscopica. Il motivo di tutto ciò è che a determinare le caratteristiche del materiale saranno i soli atomi di superficie che sono in percentuale maggioritaria. Atomi di superficie che ovviamente presenteranno caratteristiche molto differenti di quelli interni. Un atomo interno è strettamente collegato e circondato da atomi della medesima specie mentre uno di superficie avrà certamente un lato scoperto. Conseguentemente le proprietà fisiche dei materiali nanostrutturati saranno fortemente influenzate dalle proprietà degli atomi di superficie e solo in maniera minima da quelli interni. Il campo di utilizzo nelle realizzazioni degli edifici di questi materiali è vastissimo e fra tutti i possibili impieghi di particolare interesse risultano le vernici in quanto avranno caratteristiche antiusura e di isolanti termici. |
Le vernici termoisolanti si differenziano essenzialmente in due tipologie che comunque sono accomunate dalla medesima caratteristica di rendere resistente la parete su cui vengono applicate all’attraversamento del flusso di calore. Avremo:
E' evidente che l’isolamento complessivo di una parete aumenta se si interviene con vernici alle nanosfere ceramiche sia dall’interno che dall’esterno.
In commercio è possibile reperire una vastissima gamma di vernici con decantate caratteristiche termoisolanti. Vernici che promettono risparmi energetici per riscaldamento e raffrescamento anche dell’ordine del 40%. E per avvalorare tali promesse si propagandano vernici termoisolante sviluppate con progetti della NASA ossia dell’Ente responsabile del Progetto spaziale americano. Questi prodotti esistono realmente e derivano veramente da ricerche effettuate per la coibentazione delle navicelle spaziali. Naturalmente queste vernici funzionano realmente. Va però valutato quanto effettivamente funzionano e quanto è lecito attenderci da un trattamento di una parete con una siffatta vernice.
Proviamo a fare un po’ di conti. E’ possibile valutare l’attitudine di una parete (composta da più strati di diversi materiali) ad essere attraversata da un flusso di calore esaminando il suo coefficiente globale di trasmittanza termica U. Questo è l’inverso della somma delle Resistenze Ri al passaggio termico dei singoli materiali che costituiscono il sandwich della parete. E quindi
U=1/ΣiRi.
Dove Ri=si/λi
Con si spessore dell’i-esimo componente del sandwich e λi la sua conduttanza termica.
Ora lo strato di vernice termoisolante creerà un ulteriore barriera la cui resistenza Ri andrà a sommarsi a quelle degli strati già presenti nella parete. Lo strato di vernice avrà a resistenza R data da s/λ dove s è lo strato di vernice e λ la sua conduttività termica. Poiché lo strato di vernice può raggiugere al più la dimensione di 1 mm (è di norma più basso) il rapporto s/ λ sarà 0,001/ λ. Ma, se quanto detto è valido, per quanto ragionevolmente piccolo sia λ il rapporto 0,001/ λ non potrà mai raggiungere valori tanto elevati da minimizzare in maniera significativa il valore di U. A tale proposito consideriamo uno dei materiali con valore di λ tra i più bassi conosciuti come può essere l’aero gel di silice (λ pari a 0,013 W/mK) s/λ risulterà 0,001/0,013=0,077.
Quindi in conclusione le vernici termoisolanti contribuiscono al miglioramento della coibentazione di un edificio ma da sole non possono risolvere il problema. Possono invece costituire una ulteriore finitura ad un intervento di isolamento realizzato con materiali isolanti o anche essere l’unico intervento se non esistono altre possibilità.
Approfondisci le tipologie e le caratteristiche dei materiali isolanti.
Comunque sia le buone vernici termoisolanti hanno costi elevati.
Il costo di un buon prodotto termoisolante in vernice si aggira mediamente sui 12/13 € a litro. Costo che risulta abbastanza salato tenendo presente che occorre 1 litro di pittura per il trattamento di una superficie di 3/4 metri quadrati.
Naturalmente a seconda dell’obiettivo bisogna scegliere un prodotto per colorare e coibentare pareti interne o per tinteggiare e coibentare superficie esterne.
La pittura termoisolante va applicata con pennello o rullo come le tradizionali pitture e vernici, dopo aver accuratamente preparato le pareti :
La pittura termoisolante è in genere pronta per l’uso e non deve essere diluita, salvo indicazioni previste dalla casa che prevedono una diluizione massima del 10%.
L’eventuale pittura rimasta può essere conservata in un luogo asciutto, dopo aver chiuso ermeticamente la confezione.
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