Le vernici isolanti funzionano davvero?

Molte aziende offrono vernici isolanti o speciali additivi da mischiare con vernici più convenzionali promettendo risultati miracolosi in termini di risparmio energetico. Sostengono che l'applicazioni di queste vernici sulle pareti dell'edificio possa garantire una riduzione del 25% dei costi di riscaldamento ed addirittura il 40% di risparmio sul raffrescamento estivo.

Per rendere il tutto più convincente usano spesso parole come ingredienti segreti, nanotecnologie e polveri ceramiche. Ma sarà vero? E' davvero possibile con una semplice mano di vernice, per quanto speciale, guadagnare una o due Classi Energetiche di efficienza?

L'idea, devo riconoscere, è piuttosto allettante. La riqualificazione energetica di un edificio con le tecniche attuali richiede lavori piuttosto complessi, come l'interposizione di materiali isolanti per le coperture e l'isolamento a cappotto. Quanto sarebbe più semplice risolvere tutto con una verniciata!

Facciamo allora due conti per capire quanto ci si può aspettare da una vernice isolante.

Il flusso di calore specifico (per 1 metro quadro di superficie e 1 grado kelvin di gradiente termico) che attraversa un elemento opaco (parete, etc) coincide con il valore della trasmittanza (U) pari al reciproco della sommatoria delle resistenze dei vari strati di materiali (Ri) e dei coefficienti liminari interni (Rsi) ed esterni (Rse).

U = 1 / (Rsi + R1 + R2 + R3 + Ri + .... + Rse)

Per una parete costituita da intonaco per esterni (3 cm), mattoni forati (30 cm) ed intonaco per interni (2 cm) supponiamoi di ottenre per la trasmittanza il seguente valore:

U = 1 / (Rsi + R1 + R2 + R3 + Rse) = 1,16 m K / W

Supponiamo ora di aggiungere un'ulteriore strato, quello costituito dalla vernice magica. Il problema è determinare la sua resistenza termica Rv anche perché questa informazione non è mai disponibile per questa categoria di prodotti. Dobbiamo fare alcune ipotesi, una sul valore della conduttività del materiale, l'altra sullo spessore delle strato di vernice.
Sappiamo, infatti, che:

R = s / λ  [W / m K]

I migliori materiali isolanti hanno valori di conduttività termica λ molto bassi. La loro efficacia è legata alla presenza di aria intrappolata sotto forma di micro-bolle nei prodotti in schiuma e come sacche d'aria in quelli in fibra. I prodotti commerciali con le migliori caratteristiche isolanti, ed anche i più costosi, sono i materiali in Aerogel di silice con valori bassissimi di conduttività termica di appena 0,016 W/m K.

Per chi non lo sapesse, l'Aerogel è un materiale sintetico poroso derivato da un gel, in cui il componente liquido del gel è sostituito da un gas. Il risultato è un solido leggero come l'aria e con proprietà isolanti eccezionali.

Supponiamo, allora, che anche queste vernici abbiano valori straordinari di conduttività, come quelli a base di Aerogel. Quindi λv = 0,016 W/m K

Per quanto riguarda lo spessore, potremmo ipotizzare che questo sia di alcuni decimi di millimetro (ipotesi generosa dal momento che una vernice ha spessori ben inferiori!).
Supponiamo comunque che lo spessore sia sv = 0,0005 metri (0,5 mm). Risulta quindi che:

Rv = sv / λv = 0,03  W / m K

e di conseguenza la trasmittanza della parete verniciata:

U = 1 / (Rsi + R1 + R2 + R3 + Rv + Rse) = 1,12 m K / W 

Ciò equivale ad un miglioramento delle prestazioni di circa il 3,5% che è ben lontano dai valori promessi.

Per correttezza bisognerebbe tenero conto anche degli apporti solari, che tuttavia, se non cambia il coefficiente di assorbimento della superficie esterna, saranno poco inferiori. Gli apporti solari specifici (per unità di superficie e di irraggiamento), infatti, sono proporzionali a:

α Rse U

dove α è proprio il coefficiente di assorbimento e gli altri termini già li conosciamo.

Gli apporti solari verranno quindi ostacolati maggiormente dalla presenza della vernice. Questo è un male durante la stagione di riscaldamento, ma non incide molto perché l'irraggiamento è poco intenso in quel periodo e le prestazioni energetiche dell'edificio sono dominata dalla trasmissione di calore. Durante la stagione estiva, invece, gioca a favore ed assume anche un ruolo più importante perché l'intensità dell'irraggiamento è elevata, ma il beneficio resta comunque assai modesto.

Per garantire il risparmio energetico promesso, le vernici isolanti dovrebbero avere spessori di circa 4 millimetri (che non è possibile) e valori di conduttività termica straordinariamente bassi (che è poco probabile). Ciò fa supporre che, purtroppo, non siano così miracolose.

Va ricordato che, sempre parlando di Aerogel, è possibile raggiungere valori di conduttività ancora più bassi, sino a 0,004 W/m K. Questi valori, attualmente, sono difficilmente ottenibili nelle applicazioni commerciali, ma chissà se, in un prossimo futuro, ulteriori affinamenti delle tecnologie non possano rendere anche le vernici una buona soluzione per l'isolamento degli edifici.

Per ora le vernici si sono dimostrate efficaci per modificare il coefficiente di assorbimento α delle superfici esterne. I colori chiari, ad esempio, sono adatti per difendersi dal caldo nella stagione estiva (White roof). Ma per questo (per cambiar colore), non serve certo spendere un patrimonio, non vi pare?