Differenze tra tubi multistrato e tubi in polipropilene: quale scegliere per un impianto idraulico

La scelta del giusto tipo di tubazioni è fondamentale per il corretto funzionamento e la durata di un impianto sanitario o di riscaldamento. Il materiale base dei prodotti impiegati determina le caratteristiche tecniche degli impianti come la durata, le condizioni operative, la portata e altre peculiarità fondamentali per il funzionamento del sistema.

Nel corso della storia dell’idraulica, troviamo tracce dell’impiego dei materiali più svariati a seconda della disponibilità tipica del luogo geografico, della plasticità e possibilità di modellazione degli stessi. Sono stati rinvenuti, infatti, resti di tubazioni in argilla, legno, bambù, passando al piombo, alla ghisa, al cemento e arrivando fino ai giorni d’oggi con l’utilizzo di materiali di natura sintetica. Il PVC, brevettato nel 1913, ha trovato un largo impiego attorno agli anni ’30-40 ed è tuttora uno dei materiali più impiegati nelle reti fognarie. Di pari passo, le tubazioni in materiale metallico come l’acciaio e il rame, utilizzate negli impianti di distribuzione fino ai giorni nostri, continuano a essere protagonisti nel mondo impiantistico. Tuttavia, dagli anni ’80 al giorno d’oggi, i materiali di natura polimerica, come quelli che compongono le tubazioni in PP-R e i tubi multistrato, stanno gradualmente guadagnando spazio per molteplici vantaggi, tra cui una lunga vita di esercizio, l’alta resistenza alla degradazione e alla formazione di depositi e calcare.

Tubi in polipropilene

Un tubo in PP-R è realizzato con polimero polipropilene-random. Si tratta di un materiale semplice e chimicamente stabile che non contiene sostanze chimiche nocive e non reagisce con l’ambiente circostante, né a contatto con l’acqua. La “R” di PP-R si riferisce alla presenza di molecole di etilene che forniscono una buona rigidità al materiale, garantendo una buona dose di flessibilità, dando origine così a un materiale resistente ma che può comunque piegarsi per facilitare le operazioni di posa e deformarsi a sufficienza per assorbire gli urti e le deformazioni. Il materiale più evoluto, con produzione esclusivamente europea, è il PP-R 80, dove “80” deriva dalla curva di regressione secondo ISO 9080 estrapolando il valore MRS=8 MPa dalla curva a 20°C per una durata di 50 anni.

La versione di polipropilene Random 80 Super (MRS=10 MPa) di Aquatechnik, utilizzata per il sistema fusio-technik, conferisce prestazioni migliorate che rendono possibile condizioni operative superiori a parità di spessore delle tubazioni: test eseguiti con riferimento alle normative EN/ISO 15874 hanno confermato che tubi con spessori SDR 7,4 (PN16) realizzati con PP-R 80 Super hanno prestazioni del tutto sovrapponibili a tubi con spessore SDR 6 (PN20) realizzati con PP-R 80 alle condizioni richieste dalle medesime normative.

Riassumendo i vantaggi del PP-R per applicazioni idrosanitarie, possiamo sottolineare come sia chimicamente inerte e idrofobico, per un’idoneità totale al trasporto dell’acqua potabile. Resistente alla pressione e anche alle alte temperature fino a 95°C, ha una aspettativa di vita di almeno 50 anni in condizione di temperature e pressione definite. La giunzione tra tubi o tubi e raccordi, avviene per polifusione, escludendo l’uso di saldature a fiamme libere e/o colle, creando un unico pezzo (struttura monolitica), stabile e resistente.

Per contenere il valore della dilatazione termica lineare, Aquatechnik ha poi realizzato negli ultimi anni una serie di tubazioni pluristrato con strato centrale caricato con fibre di vetro: queste speciali tubazioni riducono il valore di dilatazione termica del 70% rispetto alle tubazioni monostrato. Recentemente, la materia base che costituisce lo strato interno del tubo a contatto con il fluido traportato, è stata ulteriormente migliorata aggiungendo un pacchetto di additivi (White Oxidation Resistance) e impiegando polipropilene di ultima generazione tipo PP-RCT che rallenta in maniera significativa l’ossidazione del materiale e incrementa la resistenza alle elevate temperature: sono le tubazioni fibrorinforzate in PP-RCT WOR.

Tubo multistrato

Il tubo multistrato è formato da almeno tre strati. Lo strato centrale in alluminio permette alla tubazione di mantenere la sua forma quando viene piegata o espansa a formare il “bicchiere”. Gli strati interni ed esterni in PE-X per loro natura non manifestano il fenomeno della corrosione, tipico dei materiali di natura metallica. Ciò garantisce che il tubo soddisfi i requisiti più severi per i sistemi di acqua potabile. Di conseguenza, il tubo multistrato presenta i vantaggi di una tubazione in materiale polimerico e quelli dei tubi metallici. Il PE-Xb reticolato del tubo multi-calor dello strato esterno protegge meccanicamente, chimicamente ed elettricamente lo strato di alluminio posto sotto di esso, e lo strato interno caratterizzato da una bassissima rugosità riduce le perdite di carico.

Il sistema multistrato multi-calor offre vantaggi di durabilità, con un’aspettativa di vita di almeno 50 anni a impiego con pressioni di 10 bar e picchi di temperatura fino a 95°C: ha un’eccellente resistenza all’abrasione e alla corrosione, nettamente superiore ai materiali metallici. La semplificazione nell’installazione è evidente grazie alla leggerezza e quindi trasportabilità del materiale, con un peso di ¼ rispetto al rame e di 1/5 rispetto all’acciaio.

Multistrato vs polipropilene: quale tubo scegliere

Considerando lo sforzo di Aquatechnik per migliorare entrambe le soluzioni con accorgimenti importanti e prestazioni più performanti, la scelta tra tubo in polipropilene e tubo multistrato per la realizzazione di reti di distribuzione dell’acqua sanitaria e potabile va messa in relazione alle esigenze specifiche del progetto. Occorre considerare:

• Il range diametrale richiesto dal disegno: il sistema fusio-technik si estende fino al diametro 630 mm, rendendolo adatto per impieghi ove siano previste portate eccezionali. Il sistema multi-calor si estende fino al diametro 90 mm con tubi in rotoli fino al diametro 32 mm.
• Le caratteristiche specifiche dell’edificio, dal clima al tipo di struttura per valutare il materiale migliore in termini di resistenza a umidità, freddo o calore e la progettazione dell’impianto per una corretta distribuzione dell’acqua e il suo smaltimento;
• Le peculiarità ambientali tipo la necessità di lavori in quota, l’impossibilità di usare fiamme libere o corpi caldi, limiti nella movimentazione o di spazio;
• i costi, ovviamente per valutare la scelta del materiale in funzione della manodopera e dei tempi di installazione al fine di attuare la scelta meno onerosa

Per quanto riguarda la resistenza, le tubazioni in polipropilene hanno performance migliori, soprattutto rispetto ad elevate temperature e sostanze chimiche. La tecnologia WOR di Aquatechnik, infatti, è particolarmente adatta per gli impianti che raggiungono alte temperature anche per trattamenti chimici di sanificazione acqua e sono resistenti fino a 40 volte in più rispetto a un tradizionale PP-R agli agenti ossidanti quali cloro libero, clorammine e altre sostanze chimiche. I tubi multistrato Aquatechnik sono altrettanto resistenti alle elevate temperature e la natura polimerica dei materiali impiegati garantisce la totale assenza di fenomeni corrosivi tipici invece dei metalli. Altrettanto resistenti ai principali composti chimici per consentire l’impiego in svariate applicazioni del tubo multistrato.

Tra i fattori da considerare per l’installazione, il fenomeno di dilatazione termica, generalmente superiore per tutti i materiali sintetici rispetto al metallo. Tuttavia, le tubazioni multi-calor e multi-eco agiscono similmente. Il coefficiente di dilatazione termica lineare α=mm/mk del multistrato è 0,026, mentre quello dell’acciaio zincato è 0,012 e del rame 0,017. Il polipropilene normale registra 0,50, mentre le tubazioni faser fibrorinforzate pluristrato 0,035.

Per l’installazione è fondamentale anche la leggerezza del materiale, per facilitarne la trasportabilità e la manovrabilità in cantiere. Sia i tubi in polipropilene che i tubi multistrato si caratterizzano per il peso ridotto.

L’installazione di un sistema multistrato safety si può considerare più agevole e rapida rispetto a quella dei tubi in polipropilene, comunque semplificata dalla polifusione (a temperatura variabili dai 210 ai 260°C) rispetto alle tecniche di saldatura classiche dei tubi in metallo (temperature saldatura superiore ai 1000°C). Misurazioni sul campo hanno dimostrato l’inequivocabile vantaggio di faser FIBER-T rispetto all’acciaio zincato filettato: con un costo praticamente simile, le ore di lavorazione con il PP-RCT WOR viene praticamente dimezzato, con 7 ore e 50 minuti vs 3 ore e 30 minuti per realizzare una colonna montante acqua calda e fredda per uno stabile di cinque piani. I vantaggi sono riconducibili principalmente a una ridotta attrezzatura e alla facilità di giunzione.

In Giappone, uno studio di mockup commissionato da Takasago Thermal Engineering, ha messo a confronto l’installazione dello stesso impianto utilizzando la  raccorderia safety con tubi multi-calor rispetto all’acciaio, su una struttura a soffitto di 100 m² avente la funzione di supportare 10 unità di condizionatori. La comparazione ha visto tempi di realizzazione pari a 4 giorni per Safety e 7,5 giorni per la struttura in acciaio.

Per quanto riguarda i costi di gestione, soprattutto per la distribuzione dell’acqua calda, si considera, infine la conduttività termica: λ pari 0,22 W/mK per i tubi monostrato in PP-R 80 Super, 0,19 per i tubi pluristrato e 0,42-0,52 a seconda del diametro per i tubi multistrato notevolmente inferiore a quella del rame. Le tubazioni PP-RCT WOR sono quindi una garanzia per la riduzione della dispersione del calore e di conseguenza di risparmio energetico.

Tubazioni polipropilene e tubo multistrato per ogni applicazione

I vantaggi dei materiali polimerici, per tubazioni multistrato o in polipropilene, non si limitano a performance e installazione, ma riguardando anche l’ambiente e la sicurezza. Entrambi atossici, sono idonei per il trasporto di fluidi potabili (ad eccezioni delle versioni multistrato POLIPERT, polipropilene versione fibrorinforzata FIRES e monostrato RAIN-WATER) e soluzioni eco-friendly. Le tubazioni PP-RCT WOR e multistrato Aquatechnik sono riciclabili e hanno un ciclo LCA a basso impatto ambientale. Non resta che valutare i dettagli dell’applicazione delle nostre soluzioni per la realizzazione di un impianto idrosanitario a regola d’arte. È possibile inoltre utilizzare le librerie BIM per simulare il funzionamento degli impianti con i nostri prodotti.