Perché lo stucco per condotti non riesce a sigillare i condotti?

Sappiamo che lo stucco per condotti è il prodotto più comunemente utilizzato in tutto il mondo per sigillare i condotti elettrici e per le telecomunicazioni. Il prodotto è economico, sicuro, facile da usare e facilmente reperibile. Apparentemente consente agli installatori di cavi di rispettare i codici del settore che impongono la sigillatura dei condotti. Purtroppo, questo sigillante apparentemente perfetto, troppo spesso non soddisfa le aspettative, con conseguenti danni costosi che superano di gran lunga qualsiasi convenienza percepita o risparmio sui costi rispetto a soluzioni di sigillatura ingegnerizzate ad alte prestazioni. Questo articolo esamina lo stucco per condotti e analizza in modo specifico perché il suo utilizzo come sigillante per condotti può risultare problematico.

Cos’è lo stucco per condotti?

Sebbene le formulazioni varino ovviamente a seconda del produttore, lo stucco per condotti è solitamente un prodotto inerte, denso e flessibile, composto da argilla e acqua. Le varianti includono mastice o miscele di olio e cera. Può essere facilmente lavorato a mano per formare un’infinita varietà di forme che vengono pressate in posizione per sigillare i condotti HVAC (da qui il suo nome “stucco per condotti”). Viene comunemente utilizzato anche nei settori della refrigerazione e dell’idraulica. Gli utilizzi nei mercati elettrico e delle comunicazioni includono la sigillatura attorno a scatole elettriche, raccordi, scatole di giunzione, piedistalli, ingressi di pali di servizio, ecc. Sigilla fessure e crepe e funziona bene per ridurre correnti d’aria, umidità, polvere, insetti e rumore. Molti degli stucchi per condotti disponibili in commercio sono approvati da UL.

Lo stucco per condotti, tuttavia, non è un ottimo sigillante per condotti. È importante sottolineare che il marchio UL non rende un prodotto idoneo a uno scopo diverso da quello per cui è stato progettato o commercializzato. Nel caso dello stucco per condotti, il marchio UL è generalmente riferito alla sigillatura di scatole di giunzione, non di ingressi di condotti contenenti cavi elettrici o di comunicazione. Nonostante ciò, lo stucco per condotti viene spesso consigliato e commercializzato come sigillante per condotti. E viene spesso utilizzato come tale. I progettisti e gli ingegneri devono comprendere che questo rappresenta un problema per l’affidabilità delle installazioni di cavi, in quanto lo stucco per condotti non è una soluzione sigillante a lungo termine.

I meccanismi di cedimento della tenuta

La modalità di applicazione è una delle cause del cedimento. Lo stucco non viene fornito con istruzioni su quanto utilizzarne o su come sigillare correttamente un condotto. È molto appiccicoso e difficile da manipolare. Anche una sigillatura rudimentale è difficile da realizzare. Troppo spesso l’installazione iniziale non garantisce alcuna tenuta.

Anche con un’installazione adeguata, quando il contenuto volatile dello stucco per condotti evapora, si verifica un restringimento che provoca la formazione di fessure. Il sigillante, restringendosi, si stacca dalle pareti dei condotti e/o dalle guaine dei cavi, aprendo la strada ad acqua, gas, sporcizia, insetti, serpenti, roditori, formiche, ecc. A volte il restringimento provoca crepe nel corpo della tenuta stessa, rompendola ulteriormente e consentendo l’ingresso di acqua, gas e altri contaminanti.

Un altro problema è che, mentre il contenuto volatile è ancora presente, lo stucco è essenzialmente un liquido denso. Sebbene possa muoversi molto lentamente, scorre sotto la forza di gravità. Questo flusso lento si manifesta nel tempo con cedimenti che rappresentano un altro modo in cui il materiale può separarsi dalla parte superiore della parete del condotto e compromettere l’integrità della tenuta (vedere Figura 1).

Figura 1

Inoltre, lo stucco tende a depositarsi sotto il peso schiacciante dei cavi, creando delle fessure sopra i cavi stessi. Il movimento dei cavi provoca ulteriori spazi vuoti (vedere Figura 2).

Figura 2

Nella migliore delle ipotesi, le tenute realizzate con lo stucco per condotti hanno una durata limitata.

Prestazioni dello stucco per condotti

La formazione di fessure e crepe nel tempo è solo una parte del problema. Un’altra seria considerazione è la prestazione di una tenuta in stucco per condotti intatta che non si è ancora piegata o crepata. Qui la domanda diventa: qual è il livello di prestazioni di una tenuta in stucco per condotti? Questa domanda ne fa sorgere delle altre. Quanto è forte il legame tra lo stucco e la parete del condotto o la guaina del cavo? Quanta pressione idrica può reggere una tenuta in stucco per condotti? A quanti psi di pressione del gas resisterà? La risposta a queste ultime due domande molto importanti, purtroppo, è: non molto.

Per testare le prestazioni della tenuta, un tappo di stucco da 1 in. (2,5 cm) è stato inserito in un condotto in PVC da 2 in. (50 mm). Una colonna d’acqua è stata poi versata sulla parte superiore della tenuta, aumentando di 1 in. (2,5 cm) al giorno fino a quando la guarnizione non ha ceduto. Sono stati testati due diversi stucchi per condotti e i loro risultati sono visibili nell’infografica (figura 3) qui sotto:

Figura 3

Successivamente, le tenute in stucco per condotti sono state sottoposte a un invecchiamento accelerato per due settimane a 212 °F (100 °C). La figura 4 mostra le immagini prima e dopo il test. Si noti che l’immagine del “dopo” mostra entrambi gli stucchi che  si sono deformati o ridotti e nessuno dei due è riuscito a sostenere il corto spezzone di cavo nel condotto.

Figura 4

Come è evidente nell’immagine del “dopo”, nessuno dei due tipi di stucco per condotti riesce a trattenere l’acqua una volta che inizia a cedere o restringersi. Se si considerano anche i fattori di restringimento e cedimento, i numeri delle prestazioni delle tenute in stucco per condotti, che inizialmente sono relativamente deboli, tendono ad andare in una sola direzione col passare del tempo. Quella direzione è verso il basso. Ciò dovrebbe essere motivo di notevole preoccupazione per gli ingegneri.

Vedendo il marchio UL si potrebbe pensare che questo stucco per condotti sia stato testato per verificarne le prestazioni, ma non è così. Le tenute per condotti classificate UL sono solitamente classificate in base alle caratteristiche di combustione superficiale dei nastri per uso generale. Sono state testate per la propagazione degli incendi e lo sviluppo di fumi come parte della classificazione per la combustione superficiale. Questa classificazione non prevede criteri di superamento/non superamento, né alcun tipo di test di tenuta.

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 di 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 uno stucco economico e pratico.

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 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 stucco per condotti. 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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