Perché le schiume vendute nei negozi di “fai da te” non riescono a sigillare i condotti

Le schiume monocomponente “per fessure e crepe” utilizzate nel settore edile vengono talvolta impiegate per sigillare condotti elettrici e per telecomunicazioni. Questi prodotti del tipo “schiuma in scatola” sono economici e comuni. Sembrano essere conformi alle disposizioni del settore che impongono la sigillatura dei condotti. Sfortunatamente, questi sigillanti apparentemente perfetti, spesso non soddisfano le aspettative, e non sigillano. Un inconveniente che supera di gran lunga qualsiasi convenienza o risparmio sui costi percepiti rispetto alle soluzioni di tenuta ingegnerizzate ad alte prestazioni. Questo articolo esamina le schiume spray monocomponente e analizza in modo specifico perché il loro utilizzo come sigillante per condotti può risultare problematico.

Schiuma spray monocomponente vs. bicomponente

Gli spray monocomponente necessitano dell’umidità dell’aria per reagire completamente. Una volta erogato dalla bomboletta, il prodotto reagisce con l’umidità presente nell’aria e si indurisce. Questo metodo è efficace quando queste schiume vengono applicate a materiali in legno. Il legno è un’eccellente fonte di umidità per l’indurimento. Gli spray “bicomponente” contengono due camere, una con la resina e una con un agente indurente. I due materiali vengono miscelati al momento dell’erogazione, innescando il processo di polimerizzazione: la presenza di aria umida non è richiesta. Tutto quello che serve per creare una schiuma che funzioni è contenuto nelle due parti. Poiché non vi è alcun requisito ambientale, queste schiume tendono a essere molto più prevedibili e meno influenzate dai cambiamenti dell’ambiente stesso. Inoltre si prestano a essere utilizzate con un’ampia gamma di materiali.

C’è qualche problema?

La schiuma monocomponente è una tecnologia efficiente che offre numerosi e ottimi utilizzi. Sigilla fessure e crepe e riduce efficacemente correnti d’aria, umidità, polvere, insetti e rumore. Molte schiume in barattolo disponibili in commercio sono approvate da UL.

Tuttavia, la schiuma spray monocomponente non è un sigillante per condotti eccellente. È importante notare che il marchio UL non rende un prodotto adatto a uno scopo diverso da quello per cui è stato progettato o commercializzato. Nel caso delle schiume monocomponente, il marchio UL in genere non riguarda la sigillatura di ingressi di condotti contenenti cavi elettrici o di comunicazione. Nonostante ciò, spesso come sigillante per i condotti si utilizza la schiuma monocomponente in bomboletta. I progettisti e gli ingegneri devono comprendere che questo rappresenta un problema per l’affidabilità delle installazioni di cavi, in quanto la schiuma monocomponente non è una soluzione sigillante a lungo termine. Può rivelarsi utile per ridurre le correnti d’aria, ma sotto pressione non è considerata ermetica o impermeabile.

I meccanismi di cedimento della tenuta

Il primo problema è che, come accennato in precedenza, le schiume monocomponente necessitano di aria umida per polimerizzare. Ciò è difficile da ottenere negli spazi ristretti di un condotto. Quando un installatore spruzza una quantità di schiuma monocomponente in un condotto, entrambe le estremità della quantità vengono esposte all’aria. Si espandono e si induriscono come previsto e, almeno visivamente per l’installatore, tutto sembra in ordine. Tuttavia, la sezione centrale della massa non è esposta all’aria. L’aria è bloccata dalle pareti interne avvolgenti del condotto e dalle estremità terminali della schiuma stessa, che si è lentamente polimerizzata. Le ricerche di laboratorio dimostrano che nelle condutture, le schiume monocomponente semplicemente non si polimerizzano a una profondità superiore a 1 in. (2,5 cm) alle estremità, mentre il centro della tenuta può rimanere non polimerizzato indefinitamente.

Le ciambelle ripiene di morbida marmellata sono fantastiche, ma per le tenute dei condotti… non è proprio così. La conseguenza concreta è che nel momento in cui viene aperto un accesso a una delle estremità della tenuta indurita, la parte interna non indurita viene facilmente spazzata via anche da livelli minimi di pressione dell’aria o dell’acqua, consentendo così la penetrazione di acqua, gas, sporcizia, insetti, serpenti, roditori, formiche, ecc. In sostanza, il materiale non indurito è un autentico spreco di denaro. Invece di una tenuta prevista lunga 15 cm (6 in.), il prodotto finale polimerizzato produce, nella migliore delle ipotesi, due tenute molto più deboli, da 2,5 cm (1 in.).

Il secondo problema è la natura adesiva della schiuma monocomponente. La schiuma monocomponente è concepita per aderire alle superfici in legno comunemente utilizzate nell’edilizia. Il PVC, l’acciaio, la fibra di vetro o l’HDPE utilizzati nelle condutture odierne possono presentare una sfida a livello di adesione che la schiuma monocomponente non è in grado di risolvere. La mancanza di aderenza provoca direttamente perdite di gas e acqua. Potrebbe volerci del tempo prima che l’acqua (o il gas) riesca a superare queste falle, ma la ricerca in laboratorio e l’esperienza sul campo dimostrano che è possibile. Quanto più elevata è la pressione dell’acqua o dell’aria, tanto più rapido sarà il cedimento. È possibile formulare schiume bicomponenti in modo che aderiscano attivamente ai materiali dei condotti, eliminando così questo tipo di cedimenti. Le schiume spray monocomponenti utilizzate come tenute per i condotti sono troppo spesso, nella migliore delle ipotesi, temporanee.

Misurazione delle prestazioni

Quale pressione dell’acqua può reggere una tenuta per condotti in schiuma spray monocomponente rispetto a una schiuma bicomponente a celle chiuse? A quanti psi di pressione del gas resisterà comparativamente? La risposta a queste due domande molto importanti, purtroppo, è: non molto.

La capacità delle schiume spray monocomponenti e bicomponenti di bloccare l’acqua è stata quantificata mediante un test idrostatico. In questo test, un condotto in PVC trasparente da 2 in. è stato riempito con un tappo da 6 in. di ciascun materiale e lasciato indurire per 24 ore. Le tenute sono state poi sottoposte a test di tenuta stagna alle pressioni indicate di seguito.

La schiuma monocomponente presenta prestazioni di tenuta notevolmente inferiori. Questo fatto dovrebbe preoccupare gli ingegneri impegnati nell’installazione di sistemi di cavi resistenti.

Un altro problema è l’errata percezione che tali schiume siano ignifughe perché vengono descritte come barriere antincendio o antifumo. Per la generazione di fuoco e fumo sono state testate secondo la norma UL 723. Questa classificazione non indica la resistenza al fuoco e non ci sono criteri di superamento/non superamento di tale categorizzazione. La proprietà di resistenza al fuoco e al fumo è spesso un argomento di vendita per tali prodotti. Per quantificare le proprietà ignifughe, sono state testate diverse schiume monocomponenti secondo UL 94. La schiuma è stata spruzzata su un foglio di carta protettiva e tagliata a pezzi da 15,2 cm X 5,1 cm X 1,3 cm (6 in. X 2 in. X ½ in.). I pezzi sono stati posizionati in un supporto ed esposti alla fiamma per 1 minuto. La fiamma viene poi rimossa per poter osservare la propagazione della stessa. Dopo 150 secondi la fiamma ha consumato completamente la schiuma.

Le schiume monocomponenti non sono ignifughe. Non è possibile assegnare alcuna classificazione antincendio ai sensi della norma UL 94. Le schiume progettate per sigillare i condotti sono spesso progettate per essere autoestinguenti ai sensi della norma UL 94. Queste ultime schiume possono avere la classificazione ignifuga HBF.

Qual è il rischio?

Quando l’acqua scorre in un condotto attraverso una tenuta difettosa, cosa si rischia? Si rischia qualcosa di più del semplice cavo (che comunque è abbastanza costoso)? Cos’altro c’è a valle che potrebbe venire danneggiato?

L’analisi del costo effettivo dell’installazione di cavi e condotti dovrebbe estendersi all’intera durata di vita prevista del sistema stesso, includendo le spese stimate per le riparazioni e le sostituzioni. In questa analisi, il costo di guasti prematuri dei cavi, apparecchiature elettriche compromesse, apparecchiature di telecomunicazione danneggiate, moquette e pavimenti rovinati e persino muri in cartongesso macchiati a causa di guarnizioni dei condotti difettose dovrebbe avere un peso notevole. Considerate anche i potenziali costi delle interruzioni del servizio. Esiste una responsabilità legale per eventuali danni risultanti?

Il passo successivo è valutare l’origine della minaccia. Se le tenute dovessero cedere, i danni potenziali saranno causati dalle peggiori precipitazioni, dalle mareggiate oceaniche, dall’accumulo di gas nocivi, dall’infestazione di animali, ecc. È possibile quantificare tali minacce? A quale valore di pressione dell’acqua o del gas bisogna resistere per ottenere un’integrità realistica?

Qual è la soluzione?

La soluzione è analizzare i rischi e progettare il sistema di conseguenza. Ciò include la scelta di materiali di tenuta basati sulle prestazioni. Non permettere che l’intero sistema sia minacciato da una scelta che molti considerano una questione di poco conto: sigillare il condotto con una schiuma monocomponente economica e pratica.

In definitiva, la soluzione sta nella scelta di prodotti di sigillatura alternativi, che soddisfino i parametri prestazionali specifici per l’installazione, come ad esempio le schiume bicomponenti a celle chiuse o le tenute meccaniche. I sigillanti devono provenire da produttori affidabili che offrono prodotti sviluppati, testati e classificati specificatamente per i condotti.

Dopo il disastro dello tsunami del 2011 presso la centrale nucleare di Fukushima in Giappone, è seguita nel giro di poco tempo una rivalutazione mondiale dei rischi di inondazione e delle misure di mitigazione in tutti gli altri siti nucleari. Basti dire che oggi pochissimi dei condotti di importanza critica presso le centrali nucleari sono sigillati con schiuma spray monocomponente. Queste tenute sono progettate per garantire prestazioni elevate e integrità a lungo termine. L’attenzione ai dettagli e alla qualità può dare i suoi frutti in innumerevoli altre installazioni via cavo in tutto il mondo.

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