Bello il titolo eh? Sarebbe stato troppo semplice chiamarlo semplicemente "test comparativo tra vernici termoisolanti e tecniche di isolamento tradizionali"...

E poi non parla solo di quello (le "sfere di cristallo"), ma anche di muffe (tossiche), cappotto interno, ponti termici e mancherebbe la "neve di plastica" (insufflaggio) altrimenti veniva troppo lungo...

In questo articolo descrivo l'impiego di una vernice alle microsfere cave di vetro e una serie di test per verificarne, nei limiti della mia attrezzatura, le proprietà isolanti e anticondensa dichiarate dal costruttore.

Premetto per onestà intellettuale che sono personalmente abbastanza scettico riguardo alle mirabolanti proprietà dichiarate da questo e altri prodotti, o per lo meno alla loro fruibilità in ambito edilizio.

Ho cercato comunque di effettuare un test razionale e scevro da pregiudizi.

Spero che questo semplice esperimento, per quanto discutibile in alcuni aspetti, possa anche far capire perchè bisogna sempre dubitare di prodotti e processi (o cure mediche...) che "autocertificano" le proprie qualità omettendo misure scientifiche e ripetibili, e magari addirittura contestando i comuni criteri di test accettati dalla comunità tecnico-scientifica.

Descrizione del problema

Questo test non è nato solo dal desiderio di smentire o confermare le proprietà di un prodotto, ma anche dalla necessità di risolvere un mio problema specifico.

Nella mia abitazione ho infatti realizzato alcuni interventi di isolamento termico per ridurre i consumi energetici di riscaldamento, ottenendo anche un incremento consistente di classe energetica. Questi interventi sono descritti in altro articolo:

risparmio energetico diy: dalla classe G alla classe D

Nel mio bagno principale è stata inoltre effettuata da impresa una ristrutturazione con ritinteggiatura.

A distanza di circa 10 mesi da tale ristrutturazione sono comparse piccole formazioni di muffa nei punti evidenziati in figura; visto la relativa velocità del fenomeno, e l'assenza nei 20 anni precedenti, sono abbastanza sicuro del fatto che oltre al ponte termico non corretto dagli interventi (soletta superiore) la fioritura sia stata favorita dalla pittura impiegata.

muffa2.jpg

Ho quindi deciso di provare a risolvere questo piccolo problema con un prodotto innovativo.

Strumenti di misura

Gli strumenti utilizzati per questo test sono i seguenti:

Calibro a corsoio, sia economico (ventesimale meccanico) che digitale (con risoluzione di 1/100 mm).

Termometro digitale Fluke 62 Mini E' un classico termometro a infrarossi per la misura delle temperature senza contatto, di livello medio. Puntatore laser e temperatura misurata su un'area di diametro pari a circa 1/10 della distanza tra termometro e superficie. Precisione +-1°C, emissività 0,95 preimpostata.

fluke&area.jpg

Osservazioni La temperatura misurata è una media della temperatura della superficie "illuminata"; in caso di superfici non uniformi o vicinanza di discontinuità (spigoli, bordi ecc) è quindi necessario avvicinarsi il più possibile al punto da misurare. Le misure sono state tutte effettuate alla distanza di circa 2cm dalla superficie misurata.

Precisione e emissività non regolabile rendono le misure poco accurate al variare del materiale e del momento della misura; nel mio impiego queste imprecisioni sono limitate sia dall'uniformità delle superfici misurate sia dalle misure ripetute ed effettuate a intervalli di tempo di pochi secondi una dall'altra.

Molto più importante è risultata in questo impiego l'influenza del calore corporeo sulla misura: impugnando il termometro è evidente un riscaldamento progressivo dello stesso e un conseguente innalzamento della temperatura indicata. Per ridurre questo errore ho tenuto in mano il termometro per il tempo strettamente necessario, poggiandolo durante le annotazioni; inoltre ho evitato di impugnarlo strettamente limitandomi a tenerlo "in punta di dita".

Trasmissione del calore nei materiali

La trasmissione del calore tra corpi a temperature diverse può avvenire secondo tre modalità: conduzione: per contatto e senza trasporto di materia, dovuta all'agitazione molecolare. convezione: almeno uno dei due corpi è un liquido o gas, in tal caso lo scambio termico è agevolato dallo spostamento della materia (moti convettivi) irraggiamento: tramite onde elettromagnetiche, è l'unica trasmissione di calore che può avvenire anche nel vuoto.

Nel campo edile la trasmissione di calore attraverso le strutture opache (muri, tetti ecc) avviene principalmente per conduzione; il contributo convettivo e per irraggiamento permette la trasmissione del calore all'esterno della struttura (o in eventuali intercapedini) e viene considerato per mezzo delle resistenze superficiali, determinate da apposite tabelle (quindi in maniera forfettaria) in base all'orientamento della superficie (pavimento, tetto o parete) e alla presenza o assenza di vento (parete interna o esterna).

Senza andare troppo nel dettaglio, è noto che un ottimo isolante è l'aria ferma; pertanto molti materiali isolanti ottengono ottime prestazioni inglobando aria al loro interno (polistirene, pomice, lana di roccia, laterizi porizzati ecc).

Questo effetto viene fortemente ridotto se si permette l'istaurarsi di moti convettivi, cioè se la dimensioni delle cavità superano qualche cm di dimensione.

Ecco le conducibilità termiche (λ, in W/mK) di alcuni materiali puri e le conducibilità equivalenti di alcuni materiali compositi (valori indicativi e in parte ricavati da me) Materiali termicamente conduttivi Alluminio: 200; Pietra: 2,3; Vetro, ceramica, intonaci generici: 0,8-1,2 Materiali mediamente isolanti Mattone forato: 0,36; laterizi porizzati: 0,26; Legno: 0,22-0,13 Materiali fortemente isolanti Argilla espansa: 0,09; Sughero: 0,042-0,09; Lana di roccia, polistirene: 0,034-0,059; aria ferma: 0,026poliuretano : 0,024; Vernice Nansulate 0,017; Aerogel: 0,014 (!?!?)

E' evidente come pochi materiali possano vantare conducibilità migliore dell'aria ferma. Comunque anche ammettendo che i valori dichiarati dai costruttori siano veritieri dagli stessi valori si ottiene che: nessun materiale può ottenere, alla luce delle conoscenze attuali e in ambito edilizio, prestazioni di isolamento termico equivalenti ad un classico "cappotto termico" di 10 cm in spessori di pochi mm o addirittura decimi di mm.

Esempio: un cappotto di spessore 10cm in polistirene (λ=0,034) equivale a un cappotto di circa 4cm in aerogel (Λ=0,014)

Alcuni materiali o prodotti vantano prestazioni veramente eccezionali, di solito non suffragate da certificazioni UNI "perchè il fenomeno utilizzato non rientra o non è misurabile con le classiche procedure UNI". E' evidente che questi materiali devono basarsi su fenomeni più complessi e legati all'irraggiamento, e quindi a mio avviso diventano fortemente dipendenti dalla finitura superficiale e dalle condizioni al contorno.

Per fare un esempio, nessuno nega l'efficacia (sia pur limitata) del classico pannello riflettente posto dietro il calorifero, ma questo ci fa risparmiare solo se il calorifero è posto su una parete esterna non isolata, e solo se il pannello viene lasciato "nudo" (es verniciandolo con idropittura o affogandolo nella muratura perderebbe gran parte o totalmente la sua efficacia).

Descrizione del prodotto scelto

Il prodotto scelto, tra i vari disponibili sul mercato, è la vernice Boero termoisolante alle microsfere di vetro. Il motivo della scelta non è prettamente tecnico ma legato alla disponibilità presso un noto negozio di materiale edile, e anche l'esistenza di una lattina di soli 0,75l, più che sufficiente per la mia applicazione.

boero_microsfere.jpg

Copio e incollo dal sito del produttore e dalla scheda tecnica:

Idropittura antimuffa, anticondensa, fonoassorbente

La presenza di microsfere di vetro cave, permette la formazione di un sistema multiplo vetro-aria-vetro che crea un “effetto barriera” alle variazioni termiche, riducendo al contempo la formazione di condensa e muffe contribuendo ad un maggiore confort abitativo, grazie anche all’impiego di additivi a largo spettro di azione che impediscono l’attacco e la proliferazione delle spore fungine. Il prodotto possiede un buon potere coprente ed un ottimo potere riempitivo che gli permettono di mascherare le piccole imperfezioni del supporto. Lo stesso effetto conferisce al prodotto anche potere fonoassorbente. ... Applicare due/tre mani di TERMOISOLANTE ... Il potere termoisolante e fonoassorbente varia in funzione dello spessore applicato (minimo 200-300 µm)

Osservazioni

Come altri prodotti che vantano prestazioni legate a nuove tecnologie (nanotecnologie, o in questo caso le microsfere cave di vetro) la scheda tecnica NON riporta valori di laboratorio ottenuti e utilizzabili seguendo le classiche norme tecniche (es. UNI) anche se, giustamente, indica una generica dipendenza degli effetti dallo spessore applicato. Lo stesso costruttore inoltre ammette espressamente la presenza di additivi a largo spettro di azione, che potrebbero essere alla base della dichiarata resistenza alle muffe quanto e più della tecnologia delle microsfere.

Il mio test cercherà di stabilire anche questo.

Analisi della vernice e "test della mano calda"

Questa idea non è mia (anche se ha poi ispirato parte del mio "esperimento") ma del produttore stesso! Nei punti vendita è infatti presente una piastrella ceramica verniciata con la vernice isolante Boero e una piastrella trattata con una vernice generica, e l'invito a "toccare per credere".

Effettivamente la piastrella ricoperta di vernice termoisolante risulta più calda al tatto! Ma questa sensazione oggettiva è indice di isolamento termico maggiore? La risposta a mio avviso è no. E non per partito preso, ma semplicemente perché questa sensazione indica semplicemente che la piastrella è più calda al tatto, non che sia più calda realmente; infatti entrambe le piastrelle sono alla stessa temperatura, quella del negozio (circa 20°C). Probabilmente la vernice influenza la trasmissione per conduzione (tra piastrella e mano) ma non è detto che influenzi anche la trasmissione per convenzione e irraggiamento che avvengono normalmente in superficie.

La vernice al tatto è inoltre particolarmente "vellutata"; un esame al microscopio evidenzia effettivamente la presenza delle microsfere, e nel mio caso (vernice non diluita) le microsfere risultano particolarmente ravvicinate come in alto nella figura.

microsfere.jpg

E' probabile che questa caratteristica dipenda dal grado di diluizione, che potrebbe portare a una disposizione più spaziate (parte bassa della figura). Nella parte bassa della figura ho anche disegnato sfere più piene (non ho informazioni sul riempimento percentuale delle sfere).Con questo disegno ho voluto evidenziare come è prevedibile una dipendenza del comportamento della vernice sia dalla diluizione che dallo spessore delle sfere, anche a causa della vernice vera e propria (componente liquida, linea scura nel disegno) che riveste le sfere e tende a riempire gli spazi tra esse.

Ragionando invece sul fatto che il materiale (vetro) potrebbe influenzare l'emissività del muro trattato faccio alcune considerazioni. La prima riguarda il fatto che la componente liquida tende a coprire le sfere e quindi annullare la differente emissività del vetro. La seconda è che SE l'emissività fosse realmente ridotta potrebbe effettivamente ridurre gli sprechi energetici (riflessione del calore verso l'interno dell'abitazione) MA non ridurrebbe la formazione di muffa anzi teoricamente, abbassando la T superficiale del muro, tenderebbe ad aumentarla.Insomma delle due una...non si può avere la botte piena e la moglie ubriaca!

Il test del foglio su vetro

In seguito a quanto scritto sopra mi sono "inventato" un test un po' più significativo. Poiché le superfici più fredde in casa sono i vetri ho deciso di applicare la vernice su un foglio incollato a un vetro come nella fotografia seguente (si tratta di un classico doppio vetro di fine anni 80).

foglio.JPG

Lo spessore di 3 mani di vernice termoisolante non diluita, misurato con calibro, è risultato di circa 0,3mm. Il foglio non verniciato e la parte di foglio con vernice tradizionale sovrapposta alla termoisolante permettono di eliminare dal confronto eventuali effetti dovuti all'isolamento della carta e alla differente emissività, anche perchè non è possibile leggere la temperatura di un vetro con un termometro a IR. Al tatto è sicuramente percepibile una temperatura superiore sia del vetro+foglio rispetto al vetro nudo, sia del pezzo trattato con microsfere rispetto al foglio nudo. Invece la mano aggiuntiva di pittura normale annulla quasi totalmente la differenza di temperatura percepita al tatto rispetto al semplice foglio di carta. L'osservazione al microscopio evidenzia come una mano di vernice tradizionale basti a ricoprire totalmente le microsfere riducendo drasticamente la differenza al tatto (sia di rugosità che termica).

La misura con termometro IR conferma infine quanto prevede la teoria classica: con temperatura esterna di circa 3°C e interna di 19°C i tre punti di misura (cerchi neri) sono risultati tutti alla stessa temperatura di 14.0°C.

Il test su parete

Ed eccoci finalmente al test vero e proprio, che si concluderà completamente solo tra 1-2 anni quando potrò trarre con certezza le conclusioni sugli eventuali effetti sulla formazione di muffa.

bagno_rid&isolamenti.jpg

Il mini cappotto interno da 1cm (rosso) è stato effettuato dopo il primo set di misure. Tutte le misure sono state effettuate puntando il termometro perpendicolarmente al punto da misurare, alla distanza di circa 2cm sia dalla parete che dallo spigolo più vicino e ripetendo la misura 2-3 volte.

La figura seguente indica le vernici impiegate nelle varie zone e la quantità di mani

zone_verniciatura.jpg

Le misure sono state effettuate necessariamente nell'arco di diversi giorni e viene quindi riportata la data e le condizioni di misura: temperatura esterna (misurata sul pavimento di un balcone in ombra a nord) e temperatura interna (da termostato in corridoio con riscaldamento spento da almeno 1h e nessuna doccia effettuata nelle ultime ore)

L'ultima figura riporta infine le temperature misurate secondo questa sequenza:

* misure di Domenica 6/1/2015 h.10; Text=-1°C, Tint=20.2°C

Applicazione del mini cappotto da 1cm (zona rossa) e delle vernici

° misure di Martedì 20/1/2015 h.8; Text=+3°C, Tint=19.9°C

Isolamento cassonetto con 2cm EPS nella parte inferiore e 2cm sullo sportello

+ misure di Domenica 25/1/2015 h.10,20; Text=+0°C, Tint=20.2°C

bagno&misure_3.jpg

Conclusioni

Le misure evidenziano che l' idropittura termoisolante utilizzata non influenza in maniera apprezzabile la temperatura superficiale del muro.

Molto più evidenti invece sia le variazioni dovute alla differente temperatura esterna, sia quelle dovute all'applicazione di un pur modesto cappotto interno in EPS di 1 o 2 cm di spessore (zona rossa e cassonetto), evidenziate dalla dimensione maggiore dei caratteri. Resta da verificare nel tempo la dichiarata funzione antimuffa, legata principalmente agli additivi contenuti nella vernice e forse alla presenza di vetro nell'impasto.

Per approfondire sulle vernici termoisolanti e altri materiali speciali:

http://www.energeticambiente.it/sistemi-passivi/14712434-vernici-isolanti-e-o-riflettenti-vernici-intonaci-idropitture-qui-tutte-le-domande-e-dubbi-14.html

per eventuali domande sul risparmio energetico in generale oltre che al ricchissimo forum di energeticambiente.it

http://www.energeticambiente.it/risparmio-energetico-ed-efficienza-energetica/

rimando al mio 3d specifico su Electroyou:

http://www.electroyou.it/forum/viewtopic.php?t=55886

Il punto dopo 3 anni

E' arrivato il 2018, sono passati esattamente 3 anni dall'applicazione della vernice termoisolante ed è tempo di conclusioni!

Come prevedevo non ho avuto nessuna differenza tra vernice normale e termoisolante: la muffa nella zona incriminata non si è ripresentata

Si era invece formata muffa (in piccole macchie puntiformi) sulla parete laterale interna (quella a destra nella prima foto), muffa dovuta evidentemente alla umidità che fuoriesce dalla doccia e che lambisce quella parete.

Il test a mio avviso conferma quindi, a distanza di 3 anni, che la muffa viene eliminata da opportuni additivi, dal controllo dell'umidità relativa o dalla riduzione dei ponti termici, mentre nessun effetto sembra riconducibile alle presunte e non certificate proprietà termoisolanti di queste pitture.

Viceversa alcune pitture murali sembrano favorire lo sviluppo di muffe a causa della loro composizione.