Star bene in camper i fattori climatici, parte III^
Condizioni climatiche disagevoli in camper, tecniche di contrasto e conseguente analisi delle risposta del veicolo e degli impianti, isolamenti ed isolamenti: terza parte
Come anticipato, in questo terzo appuntamento approfondiremo i vari materiali utilizzati nell'isolamento delle cellule dei nostri veicoli.
Spieghiamo alcuni termini in modo da ricordare immediatamente leggendoli cosa significano:
Conducibilità: senza entrare nella equazione numerica è la capacità che ciascun materiale ha di trasmettere calore.
Capacità termica: è la capacità che ciascun materiale ha di accumulare calore e cederlo.
Inerzia termica: è la capacita di attenuare nel tempo la cessione del calore: è un dato che complessivamente mette insieme sia lo spessore del materiale, la sua conducibilità e la capacità termica.
Possiamo dire che fondamentalmente esistono 2 grandi famiglie di materiali isolanti solidi utilizzati nei nostri veicoli: gli stireni ed i poliuretani.
Spesso vengono chiamati con nomi commerciali che ne richiamano il processo produttivo (styrosint, styrofoam) o anche con nomi diversi che ricordano le proprietà coibenti (termanto). Quale è il migliore?
Le proprietà migliori in rapporto allo spessore sono sicuramente quelle del poliuretano: la sua conducibilità e 0,023 ed in assoluto è il materiale utilizzato per la coibentazione delle celle frigorifere in genere (sia autocarri che fisse).
In ogni caso anche i derivati dallo stirene (polistiroli HD, styrofoam, styrosint) presentano buone caratteristiche con conducibilità pari a 0,028.
Confronto fra isolanti:
Da ricordare che tanto più è piccolo il valore della conducibilità tanto meno il nostro isolante lascerà sfuggire calore attraverso di esso tanto risulterà migliore.
STIRENI:
Il polistirene viene scoperto nel 1928 in modo casuale, ma fino a dopo la seconda guerra mondiale non sarà sviluppato il suo ciclo industriale di produzione: da quel momento diventa una della materie plastiche più diffuse a livello mondiale.
E' una plastica pesante in forma solida (circa 1 ton/m3) ma diviene molto leggera in forma espansa (da 40 a circa 100 kg/m3) caratteristica che lo rende molto interessante in tutte quelle applicazioni di isolamento sia termico che elettrico (ha buoni valori isolanti anche in campo elettrico) che richiedono leggerezza.
Da segnalare che è imputrescibile (è comunque molto ostile alla generazione di funghi e muffe) ed insensibile all'acqua: un fattore importante nell'ambito dei nostri veicoli.
E' un materiale termoplastico che si rammollisce con il calore fino a bruciare.
Il suo simbolo nel riciclaggio è questo qui accanto.
Quindi quando vediamo impresso questo marchietto sappiamo subito di quale materiale si tratta.
Ma come mai il polistirene (anche polistirolo) è composto da tutte quelle sferette?
Questa consistenza è data da un particolare processo di produzione che, mediante pressa riscaldata permette di far incamerare una idrocarburo (derivato del petrolio) che si chiama pentano, nel granulo di plastica tramite una pressata in acqua (il pentano non è solubile) ed alla fine questo granulo si “gonfia” di piccole quantità di vapori di pentano.
Il materiale deve riposare in silos e poi viene commercializzato in sacchi di candide sferette.
La “sinterizzazione” consiste nello stampare iniettando vapore, le sferette in appositi stampi: esse si rammolliscono con il calore, inglobando aria e saldandosi tra loro perchè“gonfie” e compresse in spazio limitato.
Questo descritto, è il processo di produzione del cosiddetto styrosint o EPS: si possono ottenere lastre o blocchi (usati per esempio nei pavimenti dove necessita grande spessore) e si può andare da 20 a 50 kg/m3.
Poi esiste una seconda tecnica: L'estrusione detta anche XPS. In questo caso i granuli di polistirene passano in una trafila calda (ricordate la macchina per fare la pasta della nonna?......gigante a formato industriale) e sempre addizionati a gas vengono fatti fondere incorporando aria (gas appunto) e spinti dentro particolari “stampi” ottenendo le forme desiderate, anche particolarmente complesse.
La Comunità europea ha normato la produzione: quindi quando si utilizza un prodotto rispondente a ben precisa norma ha caratteristiche identiche in tutta l'unione.
Bene, ma quali sono i limiti di impiego?
Innanzitutto, anche se paradossale, il calore: non lo si può impiegare in ambienti con temperature elevate (diciamo oltre 60/70 gradi) in quanto comincia ad ammorbidirsi, non resiste a fiamme libere o corpi incandescenti bruciando a 230/250 gradi.
Vi sono anche materiali additivati con particolari sostanze ignifughe, ma raramente usati nel settore VR.
Attenti quindi con barbeque e fornelli vari: sappiate che il rischio di danneggiamento dell'isolamento interno della cellula è molto più facile di quanto si immagini, una esposizione prolungata al forte calore irradiato dalla fiamma (anche se non in prossimità della parete) potrebbe lasciare inalterata la parete ma determinare il “rammollimento” dell'isolante interno. Infine, tutte le schiume polistireniche non resistono a solventi quali acetone,benzine, oli....... quindi eventuali interventi riparativi del guscio esterno della cellula devono tenerne conto onde evitare lo “sciogliersi” dell'isolante andando in contatto con vernici e/o resine che li contengano, per contro resiste bene agli acidi.
Quasi scontato ricordare che non ha proprietà meccaniche eccelse: si sbriciola facilmente e per garantire una coesione strutturale con interno/esterno delle pareti pareti del camper deve essere incollato su tutta la sua superficie (con collanti adatti!) sia lato gusci che lato rivestimento interno in modo che in parte collabori a creare una struttura monolitica “legando” la parete stessa.
Ma quale è la particolarità che lo rende molto diffuso come isolante termico, oltre al fatto di essere leggero? Guardate questa foto qui sotto..... sono tante piccole sferette ripiene di aria incollate l'una all'altra e quindi è come se fosse una barriera composta in parte di aria (oltre il 90%) che ricordiamo è difficile da scaldare
(ricordate l'esempio del tavolo pieno di biglie in merito alla trasmissione del calore?...... articolo precedente) cosi come da raffreddare: ecco il suo segreto come isolante, non solo ma quantità di aria racchiusa in ogni sferetta è talmente ridotta che non si genera “convezione” (ricordate il precedente articolo....?) e quindi si migliorano ulteriormente le caratteristiche.....
POLIURETANO
Passiamo ora all'altra grande famiglia, quella dei poliuretani.
In questo caso lo sviluppo del ciclo produttivo avviene sostanzialmente anch'esso nel dopoguerra ad opera del chimico tedesco BAYER (l'omonimo fondatore della società): i due elementi base della composizione sono poliolo ed isocianato, tossici considerati singolarmente, vengono miscelati a caldo con apposite pompe ottenendo una sorta di schiuma inettabile che può essere formata o appunto iniettata con particolari tecniche.
Insieme alla VTR ha questo simbolo di riciclaggio:
Una considerazione importante: la schiuma e fortemente adesiva e reagisce con l'aria essiccando prima al tatto poi internamente.
Solo per completezza citiamo i tre grandi sistemi di stampaggio: RIM e cioè iniettando materiale in appositi stampi ottenendo pezzi di forma complessa, e RDB cioè il metodo a bassa densità usato anche nella realizzazione di lastre isolanti accoppiate a lamiere (prefabbricati) ed infine “l'integrale” che deposita semplicemente il materiale in apposite forme senza azioni meccaniche esterne: questa è la tecnica che da origine alle schiume (additivate con agenti “espandenti”)
Lo si produce in lastre compatte, in blocchi, ed in schiume: una carrellata......
Esistono poi anche numerosi filati che sono modificazioni della formula poliuretanica.
Nell'applicazione su VR sono molto utilizzate le lastre compatte come isolanti........ma anche l'imbottitura della cuscineria della nostra dinette è fatta con schiume di poliuretano.
Anche il poliuretano, ha resistenza limitata a solventi,acetoni e benzine ma migliore rispetto al polistirene, inoltre è più compatto, non si sbriciola e addirittura per il TERMANTO quadrettato la particolare realizzazione permette di adattarlo anche a forme concave/convesse tipiche delle pareti dei VR.
In ogni caso anch'esso viene incollato formando una struttura monolitica con il guscio esterno e la parete interna.
Vi e poi una particolare tecnica di pregio, utilizzata per realizzare le pareti dei motorhome HYMER (compresi quelli controllati dal gruppo a seconda della gamma) che si chiama PUAL.
Essa garantisce la quasi totale assenza di “ponti termici” e la solidità generale della cellula che viene assemblata mediante “collanti” tecnologici di particolare qualità
Tale sistema essenzialmente consiste nel creare una parete monolitica iniettando schiuma poliuretanica in ambiente sottovuoto controllato, incollando in modo monolitico la lastra esterna in alluminio e la parete interna in laminato di legno il tutto sotto pressatura: si tratta di una realizzazione di pregio sia sotto l'aspetto termico che sotto l'aspetto strutturale donando una particolare resistenza alle pareti.
Essendo una tecnologia brevettata HYMER non sono disponibili foto “pubbliche” del processo produttivo.
Sostanzialmente abbiamo esposto i principali materiali e metodi di isolamento comunemente utilizzati nei nostri veicoli.
Vorrei aggiungere una nota relativa ad oblò e finestre: esse sono un po' il punto debole dell'isolamento del nostro veicolo: hanno spessore limitato,sono soggette al calore radiante che dall'interno o dall'esterno (a seconda se siamo in inverno o estate) le investe ed infine hanno forzatamente un limitato isolamento dovendo mantenere un ottimo grado di trasparenza.
Ma di cosa sono fatte e come sono isolate termicamente?
Le finestre sono delle lastre di metacrilato (MAM abbreviato e della stessa famiglia fanno parte il plexiglass ed il perspex per citare i più noti) che vengono accoppiate per incollaggio creando il vuoto tra di esse al fine di evitare il depositarsi di polvere e la loro opacizzazione. E' appunto la camera interposta tra le due lastre che ha funzione di isolante termico.
Come ben sapete, la grande trasparenza va di pari passo con la loro facilità a graffiarsi e nel tempo diminuiscono la trasparenza.
Altro punto importante nell'isolamento termico, sono le giunzioni cabina cellula e cioè il punto nel quale il pavimento isolato finisce lasciando il posto a quello dello chassis meccanico: ovvio che nei motorhome di pregio esiste un pavimento a “tappeto” unico che limita molto (non elimina in quanto l'isolamento sottostante la cabina è forzatamente minore per la presenza della meccanica)
Nonostante non si possa fare moltissimo, una corretta saturazione con schiuma poliuretanica in bombola può dare già risultati accettabili.
Ricordiamoci sempre che per i veicoli con cabina originale, il peggior “ponte termico” è proprio la cabina stessa.
Infine un accenno ai materiali utilizzati internamente per rivestire le pareti del nostro camper.
Solitamente viene preferito un laminato di legno di basso spessore 3/5 mm in quanto proprio le capacità coibenti del legno stesso aiutano a contenere le fughe di calore verso l'esterno (quindi verso il materiale isolante della cellula) limitando al contempo la sensazione di freddo/caldo al tatto toccando le pareti.
Altra soluzione isolante degna di nota è il doppio pavimento: coma abbiamo già visto l'aria risulta alla fine comunque il migliore isolante perchè difficile da far cambiare di temperatura.
Lo strato di calpestio, può essere in parquet solitamente sintetico, quando non vi siano particolari problemi di peso massimo o più facilmente uno strato di linoleum (PVC) posato su un sottile pannello in multistrato che fa da supporto a sua volta incollato sui blocchi di styrofoam o poliuretano che ne costituiscono l'anima isolante.
Notare i blocchi incollati che sostengono il pavimento nella foto a destra......
Nei veicoli particolari viene inserita anche una resistenza di riscaldamento nel pavimento (in alcuni casi una tubatura a serpentina con liquido caldo) rendendolo una grande superficie radiante che accelera il raggiungimento della temperatura in cellula.
In questa puntata abbiamo cercato di dare una panoramica su come il nostro veicolo ci protegge, sperando come sempre di avere suscitato interesse, nella prossima parleremo dei sistemi di riscaldamento: quali sono i più diffusi, come sono fatti, con quale principio funzionano......... seguiteci perchè sarà un articolo particolarmente “succulento” ed interessante.
Dodo
Altre schede pubblicate sull'argomento Star bene in Camper, i fattori Climatici - parte 1^ - parte II^ - parte IV^
Testo a cura di Davide Lissandrin
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