Le tubazioni dell’impianto radiante…

Oggi gli impianti a pavimento (ma anche quelli a parete e a soffitto) vengono realizzati quasi sempre con tubazioni in polietilene. Esistono sul mercato varie tipologie di polietilene (reticolato di tipo a, b, c, a resistenza termica maggiorata, multistrato, ecc…), che garantiscono valori più o meno performanti dal punto di vista della durata e della resistenza alle variazioni di temperatura. Ma c’è una caratteristica che viene spesso trascurata o sottovalutata, su cui vorrei porre l’attenzione:

La permeabilità all’ossigeno

Di che cosa stiamo parlando? Che cos’è questa cosa?

Stiamo parlando di un fenomeno molto curioso e… forse… per qualcuno, anche impensabile.

Nelle tubazioni del nostro impianto a pavimento circola l’acqua calda (o fredda, se stiamo parlando di raffrescamento)… e fin qui tutto normale! Quest’acqua non può uscire dalle tubazioni, perché il materiale di cui sono fatte glielo impedisce… e anche qui siamo tutti d’accordo!

Però le pareti in polietilene del nostro tubo non possono impedire l’ingresso, verso l’interno e verso l’acqua, di una certa quantità di molecole di ossigeno od altri gas (es. anidride carbonica). Vi assicuro che è proprio così… non si tratta di fantascienza!

Questo fenomeno si chiama “PERMEAZIONE DA OSSIGENO” (o da altri gas) e coinvolge alcuni materiali plastici e tutti quei materiali che hanno una struttura molecolare tale da poter essere attraversata da molecole molto piccole come quelle dell’ossigeno, che si fanno strada attraverso gli “interstizi molecolari”. La permeazione non coinvolge invece le tubazioni metalliche (ferro, rame, acciaio, ecc…) a causa della loro struttura molecolare più “densa”.

A questo punto qualcuno potrebbe obiettare che le tubazioni sono annegate nel cemento e che quindi non è possibile che avvenga questa permeazione di ossigeno verso l’interno. Beh… non è proprio così. Non dimentichiamoci che in corrispondenza del collettore le tubazioni conservano un tratto a vista:

E poi non dobbiamo dimenticare anche un altro fattore: le tubazioni inglobate nel massetto sono soggette a permeazione da altre molecole… cloruri e solfati presenti nella malta cementizia!

Insomma… non solo le molecole di ossigeno, ma anche altre molecole di piccole dimensioni possono permeare le pareti delle tubazioni in polietilene ed entrare nell’acqua dell’impianto.

Quali sono le conseguenze della permeazione?

Quando l’acqua dell’impianto si arricchisce in maniera particolare di ossigeno od altre molecole “estranee” (come cloruri e solfati) le conseguenze possono essere molto gravi:

• Ossidazione e successiva corrosione delle parti metalliche dell’impianto (tubazioni metalliche, raccordi, collettori, scambiatore primario della caldaia, ecc…). Questo fenomeno, una volta avviato, cresce in maniera esponenziale, fino ad arrivare alla foratura di una tubazione o, peggio ancora, dello scambiatore interno alla caldaia! Cloruri e solfati possono aggredire anche l’acciaio inossidabile. E nessuna garanzia potrà mai ricoprire i danni da corrosione.

• Cristallizzazione del polietilene, a causa della reazione chimica con cloruri e solfati, e conseguente aumento del fenomeno di permeazione.
• Attivazione e proliferazione della flora batterica, con formazione di alghe, fanghiglie, mucillagini e agglomerati occlusivi che ostacolano la normale circolazione dell’acqua e riducono drasticamente la resa termica dell’impianto. Questa proliferazione è favorita anche dal fatto che un impianto a pavimento funziona a temperatura più bassa (35°-45°) rispetto ad un impianto tradizionale a radiatori (75°-85°).

Come viene risolto il problema della permeazione?

La norma UNI EN 1264, che regolamenta la progettazione e la realizzazione dei sistemi di riscaldamento radiante, per le tubazioni in polietilene consiglia vivamente l’utilizzo di tubazioni provviste di apposita barriera a ossigeno. La permeabilità di questa barriera dev’essere inferiore a 0,32 milligrammi di ossigeno al metro quadrato al giorno con una temperatura dell’acqua a 40 gradi:

Permeabilità all’ossigeno < 0,32 mg/(mq x Day)    [T°(H2O)=40°]

Che cos’è la barriera a ossigeno?

Si tratta di uno strato, inserito nella sezione del tubo in polietilene, che ha una struttura molecolare che impedisce o riduce drasticamente il passaggio delle molecole di ossigeno.

Ad oggi vengono utilizzate due tecniche per la creazione della barriera a ossigeno:

• Pellicola EVOH: non è altro che un film in materiale plastico (EVOH = Ethynele vinyl alcool) resistente al passaggio dell’ossigeno (struttura molecolare molto “densa”).

• Strato metallico: la tubazione viene realizzata con l’inserimento di uno strato metallico in alluminio tra due strati di polietilene.

Qual è la miglior barriera a ossigeno?

Entrambe le soluzioni permettono di rispettare il limite imposto dalla norma UNI EN 1264:

Permeabilità all’ossigeno < 0,32 mg/(mq x Day)    [T°(H2O)=40°]

Ma se osserviamo la seguente immagine, abbiamo immediatamente la risposta:

Del resto… abbiamo già detto all’inizio dell’articolo che il fenomeno della “permeazione” non coinvolge le tubazioni metalliche! Viceversa il polietilene (nella tabella viene riportato il polietilene reticolato PE-x) è un materiale molto sensibile a questo fenomeno.

Consigli per la scelta della tubazione del nostro impianto

• Una tubazione provvista di barriera a ossigeno rappresentata da uno strato metallico intermedio è sicuramente il prodotto migliore che può offrire l’attuale mercato in termini di resistenza alla permeazione.
• Se si è orientati all’acquisto di una tubazione con barriera EVOH bisogna fare molta attenzione a ciò che viene offerto dal mercato:

Una barriera EVOH applicata sulla superficie esterna della tubazione richiede una lavorazione più semplice e pertanto il tubo ha un costo minore. Ma ricordiamoci due fattori molto importanti:

1. Il film EVOH applicato sulla superficie della tubazione viene facilmente danneggiato durante le fasi di posa dell’impianto (posa del tubo e gettata del massetto).
2. Il materiale con cui è fatta la pellicola EVOH (Ethynele vinyl alcool) è idrofilo, cioè si dissolve con l’umidità. Riuscite ad immaginare cosa succede a questo strato quando le tubazioni vengono ricoperte con il massetto cementizio?

Che possiamo dire delle tubazioni in Polibutilene?

Alcune aziende hanno introdotto sul mercato, per la realizzazione degli impianti radianti, un ulteriore tubo: quello in polibutilene.

Tali aziende sottolineano l’estrema flessibilità di tale tubo e la conseguente facilità di posa, nonché il prezzo più basso.

Ma si dimenticano di evidenziare quella che dovrebbe essere la caratteristica più importante per un tubo da utilizzare in un impianto radiante: la conducibilità termica!

Come si può notare dalla tabella soprastante, un tubo in polibutilene ha una capacità di trasmettere l’energia termica veicolata dall’acqua nettamente inferiore a quella di un tubo in polietilene.

In conclusione

Quando scegliamo il tubo per il nostro impianto radiante dobbiamo essere consapevoli che ci sono alcune caratteristiche da tenere bene in considerazione:

• permeabilità all’ossigeno
• conducibilità termica
• rapporto qualità prezzo

N.B. Fonte di alcune immagini: web