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Quali tubi scegliere per l'impianto?

L'acqua corrente in casa e il riscaldamento centralizzato sono ormai uno standard. Ogni investitore, prima o poi, deve decidere quale materiale scegliere per l'impianto. Fino a qualche decennio fa, il materiale principale per le installazioni erano i tubi in acciaio. Oggi vengono utilizzati sempre meno: sono stati sostituiti da tubi in materiali come il rame e le materie plastiche. Sono più resistenti alla corrosione e non si ostruiscono con il calcare. Non meno importante è il fatto che realizzare gli impianti con questi materiali è molto più semplice e veloce.

Per la costruzione di impianti per l'acqua fredda e calda, così come per gli impianti di riscaldamento centralizzato, si utilizzano tre gruppi principali di materiali:

In ciascuno di questi gruppi esistono diverse varianti di tubi, ad esempio tubi in acciaio: neri o zincati; tubi in rame: rigidi, semirigidi o ricotti (morbidi); e tubi realizzati con vari tipi di materie plastiche.

A volte vale la pena riflettere più a lungo. Confrontare diversi prodotti. Valutare tutti i vantaggi e gli svantaggi, la facilità di montaggio, il servizio post-vendita e molti fattori importanti che spesso vengono trascurati al momento dell'acquisto. Potrebbe infatti rivelarsi che le soluzioni economiche non soddisfano affatto le nostre aspettative.

ACCIAIO

Fino a poco tempo fa, il materiale principale con cui si realizzavano gli impianti idraulici da noi era l'acciaio, che ha una resistenza meccanica molto elevata. Ciò evita, tra l'altro, la necessità di posizionare i punti di fissaggio dei tubi a breve distanza l'uno dall'altro. Un indubbio vantaggio dell'acciaio è la sua resistenza alle alte temperature e il fatto di essere caratterizzato da una dilatazione termica relativamente bassa. Tuttavia, è pesante e soggetto a corrosione. Conduce bene il calore, quindi l'acqua in questi tubi si raffredda rapidamente. È elastico e trasmette bene i rumori. Ha una superficie ruvida, che favorisce il deposito di incrostazioni e una rapida riduzione della sezione interna dei tubi ("intasamento" dell'impianto). Gli elementi degli impianti in acciaio si collegano tramite filettatura o saldatura. Per gli impianti di riscaldamento si utilizzano tubi in acciaio "nero", non protetti dalla corrosione. Possono essere collegati tramite saldatura e piegati a caldo, il che semplifica notevolmente la posa dell'impianto. Tuttavia, per saldare l'acciaio è necessaria una temperatura molto elevata, che può essere ottenuta solo con speciali cannelli ossiacetilenici. La saldatura consente inoltre di evitare parte dei raccordi, che aumentano la resistenza al flusso. Ciò è particolarmente importante nei sistemi di riscaldamento centralizzato tradizionali a gravità. Questo acciaio non è adatto per l'acqua potabile a causa della sua vulnerabilità alla corrosione. Per gli impianti di acqua potabile sono adatti solo i tubi zincati (acciaio "bianco"). Questi ultimi, a loro volta, non possono essere utilizzati per gli impianti di riscaldamento. Infatti, già a temperature superiori a 60°C lo strato di zinco perde le sue proprietà protettive. I tubi in acciaio zincato non devono essere saldati né piegati a caldo. Di conseguenza, si consumano molti raccordi, richiedendo un notevole lavoro e creando maggiori perdite di carico. Oggi, nell'edilizia residenziale monofamiliare, l'acciaio sta cadendo in disuso. Sebbene il materiale in sé sia più economico di diverse decine di punti percentuali rispetto alle moderne alternative, il peso e le difficoltà di lavorazione fanno sì che la manodopera costi quasi una volta e mezza in più rispetto ad altri materiali. Peggio ancora, l'acciaio non è molto durevole. La durata di un impianto in acciaio è influenzata principalmente dalla qualità dell'acqua trasportata. I tubi di acciaio sono soggetti alla corrosione causata dall'ossigeno, dall'anidride carbonica e dai composti minerali disciolti nell'acqua. Gli ioni di calcio e magnesio si depositano molto facilmente sulle pareti ruvide dei tubi d'acciaio. Si formano così le incrostazioni calcaree. I guasti dovuti alla corrosione dell'impianto possono verificarsi già dopo pochi anni, e una sostituzione completa si rendeva talvolta necessaria già dopo dieci anni.

RAME

Il rame è senza dubbio un materiale migliore dell'acciaio per gli impianti idrici. Il rame è resistente alla temperatura, alla pressione e ai raggi ultravioletti. Non invecchia. I tubi in rame presentano una resistenza idraulica trascurabile, quindi possono avere un diametro ridotto; ciò consente di risparmiare materiale e spazio, e l'impianto si posiziona facilmente sotto traccia. Per questo motivo funzionano bene, ad esempio, come diramazioni dalle colonne montanti dell'acqua fredda e calda. A differenza di alcune materie plastiche, non vi è penetrazione (diffusione) di ossigeno, il che è fondamentale per gli impianti di riscaldamento. Il montaggio è semplice e rapido, lo spazio di lavoro richiesto è ridotto. L'impianto in rame non si ostruisce con il calcare. Molto importante: il rame inibisce lo sviluppo di batteri (tra cui la pericolosissima Legionella) e di alghe, che invece si formano molto spesso nei tubi di plastica. Il prezzo del materiale supera del 40% quello dell'acciaio, ma il costo della manodopera è inferiore del 30% e la durata è almeno quattro volte superiore (da 50 a 100 anni!). I tubi di rame hanno una bassa resistenza ai graffi. Pertanto, dobbiamo proteggere bene l'impianto in rame dall'ingresso di piccole particelle solide come sabbia, malta e frammenti di ruggine. All'ingresso dell'impianto dovrebbe essere installato un filtro a rete con maglie non superiori a 80 µm (0,08 mm). Sebbene i tubi di rame siano resistenti all'azione dell'acqua calda e fredda, possono corrodersi se l'acqua è dolce e contiene grandi quantità di anidride carbonica aggressiva. In Polonia, le limitazioni all'uso del rame riguardano principalmente le zone montane, dove l'acqua è solitamente dolce. La corrosione può essere causata anche dall'inserimento nell'impianto in rame di componenti come rubinetti o apparecchi in acciaio zincato o alluminio. I tubi di rame sono prodotti in tre varianti: rigidi, semirigidi e ricotti (morbidi). - I tubi morbidi possono essere sagomati senza grandi problemi, riducendo notevolmente il numero di giunzioni e abbreviando i tempi di installazione. Questi tubi si usano principalmente per lunghi tratti di impianto sotto il pavimento (riscaldamento a pavimento), per il collegamento dei radiatori o per impianti idrici posati nel massetto. Sono i meno resistenti ai danni meccanici e non devono essere collegati con raccordi a compressione. - I tubi semirigidi sono più resistenti ai danni meccanici rispetto a quelli morbidi, ma possono essere facilmente piegati con piegatubi o molle interne, purché siano delle dimensioni adeguate. - I tubi rigidi, disponibili in barre fino a 6 m, non sono adatti alla piegatura. Ogni cambio di direzione del tubo richiede l'uso di un raccordo appropriato, da collegare al tubo tramite saldatura a forte/dolce o a pressare. Sono i più resistenti dal punto di vista meccanico, per questo vengono utilizzati nei tratti di impianto di riscaldamento, acqua fredda e calda sanitaria esposti a urti, posati in traccia o direttamente a parete. I tubi rigidi in rame sono perfetti per le tubazioni all'interno della centrale termica. Vengono spesso utilizzati anche per la modernizzazione di vecchi impianti, in cui sostituiscono i vecchi tubi in acciaio. La gamma di raccordi è molto ampia. Una caratteristica di questo materiale sono le curve morbide: oltre ai normali gomiti, si producono curve ad ampio raggio per un passaggio più dolce, riducendo le turbolenze del flusso d'acqua. Il metodo principale per collegare gli elementi in rame è la saldatura. In alcuni punti dell'impianto, soprattutto nei collegamenti alle utenze finali o nei raccordi con impianti in altri materiali (acciaio o plastica), si utilizzano anche connessioni filettate. I raccordi a compressione sono invece facilissimi da usare, anche per i non professionisti. Nel caso di un piccolo impianto in cui il costo maggiore non ha un peso rilevante, possono essere utilizzati per l'intero sistema.

MATERIE PLASTICHE

Attualmente, gli impianti idrici in plastica stanno guadagnando sempre maggiore popolarità. Nei tubi di plastica non si verifica la corrosione e non si formano incrostazioni calcaree. I tubi in plastica non trasmettono le vibrazioni e attenuano i rumori generati all'interno dell'impianto. Sono chimicamente inerti, quindi non reagiscono con l'acqua e con i composti in essa contenuti. Inoltre, non influiscono sul sapore, sul colore e sull'odore dell'acqua. I tubi di plastica sono leggeri. Sono facili da trasportare e da montare autonomamente. Realizzare le giunzioni è relativamente semplice e richiede pochissimo tempo, anche se a volte sono necessarie saldatrici o pressatrici piuttosto costose.
Il limite principale dei tubi di plastica è la permeabilità all'ossigeno attraverso le pareti. Maggiore è la temperatura del fluido all'interno del tubo, maggiore è la quantità di ossigeno che vi penetra. Questo non influisce sulla durata del tubo stesso, ma l'ossigeno nell'acqua dell'impianto è dannoso per tutti gli elementi e i dispositivi metallici (es. radiatori) presenti nel sistema.
A differenza dei tubi rigidi in acciaio, richiedono un fissaggio più accurato alle pareti perché, sotto l'effetto dell'elevata temperatura nell'impianto dell'acqua calda, possono subire deformazioni. Hanno anche un'elevata dilatazione assiale, motivo per cui richiedono compensatori sui tratti più lunghi. Rispetto ai tubi di rame presentano pareti molto spesse, richiedendo quindi tracce molto profonde per la posa sottotonaco. Un fattore molto importante è che la maggior parte delle plastiche (ad eccezione del polibutilene) protegge molto peggio del rame e dell'acciaio dalla proliferazione della flora batterica nei tubi, in particolare dal pericolosissimo batterio Legionella.

Tipi di plastica con cui si realizzano i tubi:

- PVC (cloruro di polivinile) e CPVC (cloruro di polivinile clorurato),
- PE (polietilene: PE-LD morbido e PE-HD rigido),
- PE-X (polietilene reticolato),
- PP (polipropilene),
- PB (polibutilene),
- Tubi multistrato (composti da diverse plastiche e inserti, ad esempio in foglio di alluminio).

PVC (cloruro di polivinile) e CPVC (cloruro di polivinile clorurato).

Si tratta delle materie plastiche più vecchie utilizzate per gli impianti.
Il PVC ha un'applicazione molto limitata. Il ridotto intervallo di temperature (0 - 50°C) in cui mantiene le sue proprietà rende questo materiale adatto solo per impianti di acqua fredda; a temperature inferiori allo zero il PVC è fragile e non resiste a trazione e flessione. Il CPVC presenta proprietà migliori e può essere utilizzato non solo per l'acqua calda ma anche per il riscaldamento centralizzato (intervallo di temperature 0 - 100°C), sebbene la temperatura di infragilimento rimanga di 0°C. Il CPVC può essere utilizzato anche per l'acqua fredda, ma è più costoso del PVC.
I tubi in PVC vengono forniti esclusivamente in barre rigide. Le regole per la posa non si discostano molto da quelle degli impianti in acciaio. A temperature più elevate la resistenza meccanica del PVC si riduce notevolmente. Inizia ad rammollire poco sotto gli 80°C, ma la temperatura considerata sicura è di 60°C.
Il metodo principale per collegare gli elementi in PVC è l'incollaggio. In alcuni punti dell'impianto il PVC deve essere collegato al metallo (uscita della caldaia, rubinetteria, ecc.). In questi punti si utilizzano raccordi filettati. I raccordi sono predisposti in fabbrica. La presenza di giunzioni filettate riduce la resistenza alla pressione dell'impianto.
Gli impianti in PVC e relativi derivati sono molto facili da realizzare da soli, ovviamente seguendo un progetto redatto da uno specialista abilitato. Per i lavori non servono attrezzi specialistici, bastano un seghetto per metalli, un coltello affilato e un giravite.

PE polietilene.

Un'altra plastica utilizzata negli impianti idrici è il polietilene PE. È presente in molte varianti.
Le due più popolari sono:

- tipo "morbido", contrassegnato dalla sigla LDPE o PE-LD (Low Density Polyethylene – PE a bassa densità), destinato a impianti a bassa pressione,
- tipo "rigido" HDPE o PE-HD (High Density Polyethylene – PE ad alta densità) per impianti ad alta pressione.

Entrambi si distinguono per l'elevata resistenza chimica, il basso peso specifico e l'elevata levigatezza interna. Possono essere utilizzati solo per impianti di acqua fredda; a temperature superiori a 20°C la loro resistenza diminuisce drasticamente.
Esiste anche il polietilene a media densità con stabilità termica accresciuta, denominato PE-RT. Il polietilene reticolato ad alta densità, PEX, presenta una resistenza notevolmente superiore – fino a +95°C in servizio continuo, consentendo l'uso dei tubi per entrambi i tipi di acqua e per il riscaldamento.
Tutti i tubi in polietilene sono flessibili e duttili, quindi possono essere piegati sensibilmente, risparmiando sui raccordi (soprattutto i gomiti). Un vantaggio importante del polietilene è la bassa temperatura di infragilimento: -25°C. Praticamente non ci sono controindicazioni all'uso esterno in impianti esposti al gelo. Per il collegamento si possono utilizzare la saldatura e i raccordi a compressione.

PE-X polietilene reticolato

Si tratta di polietilene sottoposto a un trattamento speciale (reticolazione, ovvero introduzione di legami trasversali tra le catene polimeriche), disponibile in diverse varianti con proprietà leggermente differenti.
È flessibile e resistente ai danni causati dalle tensioni. I tubi sono caratterizzati da memoria di forma. Presenta inoltre resistenza all'azione degli ioni metallici e ai raggi UV. La temperatura d'esercizio da -10 a 95°C consente la realizzazione di impianti di acqua fredda, calda e di riscaldamento.
È un materiale durevole (vita utile dell'impianto superiore a 50 anni), non vi è corrosione né ostruzione da depositi, i tubi sono leggeri e flessibili, il che ne facilita la posa, e sono anche resistenti a urti meccanici accidentali. L'impianto in PE-X attenua i rumori e non trasmette le vibrazioni.
Il polietilene reticolato è particolarmente raccomandato per le tubazioni dell'acqua potabile in quanto è atossico, privo di ioni di metalli pesanti e microbiologicamente resistente. Per i collegamenti si utilizzano raccordi a compressione filettati o raccordi a pressare. I tubi in polietilene reticolato sono prodotti per lo più come tubi multistrato PE-X/AL/PE-X con barriera all'ossigeno (strato antidiffusione), che limita la penetrazione dell'ossigeno al loro interno.

PP polipropilene

Nel settore degli impianti idrici ha trovato ampia diffusione il polipropilene PP, in particolare una delle sue varianti contrassegnata dalle sigle PP-R o PP tipo 3, più brevemente PP-3.
Si producono tubi in PP normali e "stabilizzati termicamente". I primi si usano per l'acqua fredda, i secondi per il riscaldamento e l'acqua calda. Questo perché, sebbene il polipropilene tolleri le alte temperature (anche superiori a +95°C), presenta un elevato coefficiente di dilatazione termica lineare. In fase di progettazione e installazione dei tubi in polipropilene bisogna tenere conto di questa proprietà. Nei tubi "stabilizzati termicamente" la dilatazione termica si riduce fino a sei volte.
Esistono anche tubi in PP con rivestimento antidiffusione, che impedisce la penetrazione dell'ossigeno all'interno (fenomeno che accelera la corrosione delle parti metalliche dell'impianto, ad esempio i radiatori).
I tubi in PP sono piuttosto rigidi, quindi ogni cambio di direzione richiede l'uso di raccordi. Vengono collegati tra loro mediante polifusione termica. Inoltre, si utilizzano bocchettoni, terminali filettati e speciali blocchi di connessione.
I tubi in polipropilene sono molto resistenti alle basse temperature (fino a -40°C) e vengono solitamente posati a vista. Possono essere lasciati scoperti, nascosti in canaline o dietro pannelli di protezione. Se posati in traccia, le tracce non devono essere riempite con malta cementizia per non impedire i movimenti liberi dei tubi dovuti alle variazioni di temperatura.
I raggi ultravioletti influiscono negativamente sui prodotti in polipropilene; pertanto, i tubi esposti ai raggi UV devono essere schermati o protetti con una verniciatura protettiva. Il polipropilene accumula elettricità statica sulla superficie e non deve essere utilizzato per il trasporto di sostanze infiammabili ed esplosive.

PB polibutilene

Il polibutilene è il più recente tra i materiali plastici da installazione.
È estremamente flessibile e, caratteristica rara tra le materie plastiche, non ha memoria di forma (il tubo non tende a riavvolgersi dopo essere stato srotolato). Si distingue per flessibilità (risparmio sui raccordi), resistenza agli urti (non si fessura in caso di impatto), elevata resistenza al creep (deformazione lenta sotto carico prolungato), all'abrasione, allo stress cracking e all'invecchiamento. I prodotti in PB sono facili da trasportare e installare: i tubi possono essere piegati e posati con la stessa facilità di un cavo elettrico.
La temperatura di infragilimento è di -25°C. Al di sopra di essa (quindi praticamente sempre nelle nostre condizioni climatiche) il congelamento dell'acqua all'interno non danneggia il tubo. Se si forma un tappo di ghiaccio, il tubo si dilata e, dopo lo scongelamento, ritorna alla sua forma originaria. È inoltre eccezionalmente resistente alle alte temperature fino a 90°C, risultando adatto a tutti i tipi di impianti idrici.
Una caratteristica essenziale del PB è la capacità di inibire la proliferazione batterica. Da questo punto di vista è molto vicino al rame, che tra i materiali metallici esercita la più forte azione batteriostatica. Alcuni produttori rivestono con un sottile strato di PB la superficie interna dei tubi di acciaio proprio per questo motivo.
Il montaggio dell'impianto consiste semplicemente nel tagliare la lunghezza di tubo necessaria dalla bobina e inserirla nel raccordo adatto (a compressione o filettato in ottone). I tubi in polibutilene possono essere collegati anche mediante saldatura, operazione che richiede tuttavia attrezzature specifiche. Sebbene il materiale in sé sia il più costoso tra le plastiche utilizzate, la facilità di montaggio e i vantaggi d'uso rendono gli impianti in PB economicamente competitivi.

Tubi multistrato

Questa soluzione consente di unire le migliori proprietà dei metalli e delle materie plastiche. I tubi sono composti da tre strati: interno ed esterno in polietilene PE-HD, reticolato PE-X o polipropilene, e uno strato intermedio in foglio di alluminio. L'alluminio impedisce la penetrazione dell'ossigeno all'interno del tubo, riduce notevolmente la dilatazione termica ed elimina la memoria di forma; il tubo può essere sagomato stabilmente secondo le necessità. L'inserimento dell'anima in metallo aumenta anche la resistenza termica dei tubi (alcuni resistono a esposizioni temporanee fino a 110°C). Per questo i tubi multistrato si applicano soprattutto negli impianti di riscaldamento. La plastica conferisce resistenza chimica, levigatezza superficiale, isolamento termico e abbatte i rumori. Il metallo impedisce il passaggio dell'ossigeno, riduce la dilatazione termica, elimina la memoria di forma e aumenta la resistenza alla temperatura.
I tubi multistrato con guaina isolante proteggono l'impianto dell'acqua fredda dalla condensa e quello dell'acqua calda dalle dispersioni termiche. Un ulteriore vantaggio è l'ottimo isolamento acustico. La superficie interna dei tubi in plastica è fino a diverse centinaia di volte più liscia di quella dei tubi in acciaio. Ciò riduce notevolmente le perdite di carico e previene la formazione di depositi sulle pareti. Le materie plastiche sono chimicamente inerti, quindi non reagiscono con l'acqua né con i composti disciolti. Si tratta di un grande vantaggio. Ci sono però anche degli svantaggi. La maggior parte delle plastiche (escluso il polibutilene) protegge i tubi dallo sviluppo della flora batterica in misura decisamente inferiore rispetto al rame e all'acciaio.
A seconda del tipo di plastica, i tubi sono venduti in bobine o in barre rigide. Quelli in bobina sono flessibili, quindi adatti per impianti di riscaldamento a pavimento, dove devono essere piegati e non devono presentare giunzioni intermedie.
La dicitura stampata sul fianco del tubo informa sui materiali che lo compongono, indicando i materiali dei vari strati, ad esempio:

PEX/Al/PEX (polietilene reticolato / alluminio / polietilene reticolato),
PP-R/Al/PP (polipropilene tipo 3 / alluminio / polipropilene),
PEX/Al/HDPE (polietilene reticolato / alluminio / polietilene ad alta densità).

Il metodo fondamentale per collegare i tubi multistrato è l'uso di raccordi a compressione o a pressare. Nel caso del PP con inserto in alluminio, si può procedere anche alla saldatura dopo aver rimosso lo strato di alluminio all'estremità dei tubi con un apposito calibratore/smussatore.

Coefficienti di dilatazione termica delle materie plastiche
plastica:                 tubi multistrato    PVC e CPVC      PB      PE      PP     PEX
coeff. di dilatazione:       0,03 - 0,05                0,08             0,13   0,14   0,15   0,18

Bisogna prestare attenzione al raggio di curvatura minimo consentito per i singoli tubi. Una piegatura eccessiva provoca la rottura del materiale. I tubi in plastica non trasmettono le vibrazioni e attenuano i rumori. La durata dell'impianto dipende dalla temperatura e dalla pressione dell'acqua trasportata. Una temperatura troppo elevata accelera i processi di invecchiamento del materiale. I più resistenti sono: polipropilene, polibutilene (fino a 90°C), PE-X e tubi multistrato (fino a 95°C). Gli impianti di acqua fredda sono quindi quelli che durano più a lungo, ma anche in questo caso si registrano differenze evidenti: i tubi in PVC sono i meno resistenti alle basse temperature (fino a 0°C), mentre il polipropilene è il più resistente (fino a -40°C).

Il difetto principale dei tubi "in plastica" è la facilità con cui l'ossigeno penetra attraverso le pareti (maggiore è la temperatura del fluido, maggiore è la quantità di ossigeno che vi penetra). Sebbene ciò non influisca sulla durata dei tubi stessi, l'ossigeno nell'acqua agisce negativamente su tutti gli elementi e i dispositivi metallici dell'impianto (favorendone la corrosione).

Per questo motivo, per gli **impianti di riscaldamento centralizzato** e per l'acqua calda sanitaria sono più indicati i tubi con barriera antidiffusione (che limita il passaggio dell'ossigeno all'interno) o con anima in metallo, che sigilla completamente il tubo e limita le variazioni dimensionali dovute alle variazioni di temperatura.

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