Polistirene espanso sinterizzato (EPS): cos’è e come viene impiegato

Il polistirene espanso sinterizzato (EPS) è largamente impiegato nel mondo dell’edilizia per le sue proprietà di isolamento termico e acustico

Il polistirene espanso è un materiale estremamente versatile e largamente impiegato nel settore edilizio per la sua facilità di lavorazione e praticità d’uso. Grazie alla sua bassa conducibilità termica e all’elevata resistenza meccanica, rappresenta un eccellente isolante, favorendo una significativa riduzione dei costi legati alla climatizzazione degli ambienti.

Il principale ambito di applicazione dell’EPS in edilizia è l’isolamento termico, sia per edifici di nuova costruzione che per quelli sottoposti a ristrutturazione. La sua elevata capacità isolante consente di migliorare l’efficienza energetica degli edifici, contribuendo alla riduzione del consumo di combustibili fossili e, di conseguenza, delle emissioni di anidride carbonica, con un impatto positivo sulla sostenibilità ambientale.

Per valutare l’impatto sulla classe energetica dovuto all’impiego del polistirene espanso sintetizzato come isolante potrebbe tornarti utile un software termotecnico con progettazione 3D, che integra la possibilità di verificare il rispetto dei requisiti minimi previsti dalla normativa, verificare il rischio della formazione di muffa e condensa interstiziale, effettuare diagnosi energetiche, generare analisi economiche e confrontare diversi scenari di intervento per individuare la soluzione ideale per il tuo progetto.

Polistirene espanso sinterizzato: cos’è e il processo di produzione

Il polistirene (o polistirolo) espanso sinterizzato, definito con la sigla EPS, è realizzato partendo dallo stirene, un monomero ricavato dal petrolio. Attraverso una reazione di polimerizzazione lo stirene diventa polistirene, quest’ultimo disponibile in genere sotto forma di sferette, granuli o piccoli chips trasparenti.

Per produrre l’EPS ai granuli di polistirene viene aggiunto pentano dal 2% all’8%. I granuli trattati vengono posti in una camera con una parete mobile in cui viene soffiato dentro vapore acqueo a circa 120-130°C.

Il vapore provoca il rammollimento della plastica e l’ebollizione del pentano che si espande facendo rigonfiare i granuli fino a 20-50 volte il loro volume iniziale. Le sferette di schiuma di polistirene così ottenute sono caratterizzate da una struttura interna a celle chiuse capace di trattiene l’aria e che conferisce al polistirene le sue eccellenti caratteristiche di isolante termico e ammortizzatore di urti.

A seguito dell’espansione la temperatura del vapore viene innalzata per fare fondere la superficie esterna delle sferette, e, in seguito, la parete mobile della camera si sposta come in una pressa e sinterizza il monoblocco di pallini di EPS.

Data la grande diffusione di questo polimero, esistono in commercio numerosi tipi di polistirene, a seconda degli usi: lubrificato per facilitarne la lavorazione, antielettrostatico, resistente alla luce, rinforzato con fibre di vetro, espandibile.

Applicazioni del polistirene espanso sinterizzato

Di solito disponibile in lastre, il polistirene espanso viene impiegato per diverse applicazioni in ambito edilizio, tra cui:

isolamento delle pareti verticali dall’esterno (isolamento a cappotto);
isolamento delle pareti verticali in intercapedine e dall’interno;
isolamento dei tetti a falde e dei tetti piani;
isolamento di pavimenti e soffitti.

EPS: tipologie

I prodotti in EPS sono classificati in diverse tipologie in base alle loro specifiche applicazioni. Tra queste, l’EPS S è destinato a impieghi che non prevedono il supporto di carichi, l’EPS SD è progettato per garantire elevate prestazioni di isolamento acustico, mentre l’EPS T è specifico per applicazioni a pavimento.

A seconda della tipologia e dei possibili impieghi, i prodotti in EPS devono attenersi a una serie di criteri di conformità. Alcuni di questi criteri sono generali, ovvero, validi per tutte le applicazioni, mentre altri sono specifici, ovvero, legati a particolari utilizzo.

Requisiti generali

Indipendentemente dall’applicazione finale, ogni prodotto in EPS deve rispettare i seguenti parametri:

prestazioni termiche: resistenza termica e conducibilità termica;
caratteristiche dimensionali: lunghezza, larghezza, spessore, perpendicolarità e planarità;
stabilità dimensionale, sia in condizioni standard di laboratorio che in ambienti con specifiche temperature e livelli di umidità;
resistenza a flessione, con un valore minimo di 50 kPa;
reazione al fuoco, conforme ai criteri di sicurezza previsti.

Requisiti specifici

A seconda dell’applicazione prevista, i prodotti devono rispettare ulteriori parametri prestazionali, tra cui:

stabilità dimensionale in condizioni particolari di temperatura e umidità;
deformazione sotto carico e in presenza di temperature elevate;
resistenza meccanica, inclusa la resistenza alla compressione al 10% di deformazione, al carico concentrato e alla trazione perpendicolare alle facce;
scorrimento plastico (creep) a compressione, per garantire la durabilità nel tempo;
assorbimento d’acqua, valutato sia per immersione prolungata che per diffusione;
resistenza al gelo-disgelo, per applicazioni in ambienti esposti a variazioni termiche estreme;
trasmissione del vapore acqueo, per evitare fenomeni di condensazione;
rigidità dinamica e comprimibilità, parametri fondamentali per l’isolamento acustico;
densità apparente, utilizzata per prove di controllo indiretto;
rilascio di sostanze pericolose, in conformità con le normative europee in fase di definizione.

Il produttore è tenuto a dichiarare e certificare solo le caratteristiche pertinenti alla specifica applicazione del prodotto, garantendo la conformità ai requisiti previsti dalle normative di settore.

Caratteristiche tecniche del polistirene espanso sinterizzato

La caratteristica più importante dell’EPS è la sua bassa conduttività termica che lo rende uno dei materiali più usati per l’isolamento termico nell’edilizia. Ha un alto indice di rifrazione alla luce e quindi i suoi manufatti sono molto brillanti e trasparenti.

Dal punto di vista chimico resiste agli alcali, agli acidi diluiti, alle soluzioni saline e alla maggior parte dei composti organici. Si scioglie però nei solventi aromatici e clorurati.

L’EPS ha una conduttività termica ridotta grazie alla sua struttura cellulare chiusa, formata per il 98% di aria. Questa caratteristica gli conferisce un’ottima efficacia come isolante termico. La norma prescrive i valori massimi della conduttività dell’EPS, misurata su campioni opportunamente condizionati, alla temperatura media di 10°C oppure 20°C.

Resistenza all’umidità e all’acqua

L’EPS è permeabile al vapore acqueo pur essendo impermeabile all’acqua. Questa proprietà consente di prevenire la formazione di muffe all’interno degli edifici e degli ambienti isolati con EPS, contribuendo a garantire un clima interno salubre.

La capacità di diffusione del vapore acqueo è un parametro fondamentale per controllare eventuali fenomeni di condensazione all’interno delle pareti. A livello tecnico, questa caratteristica viene espressa attraverso il coefficiente di resistenza alla diffusione del vapore, indicato con il simbolo μ. Questo valore, adimensionale, rappresenta il rapporto tra lo spessore d’aria che offre la stessa resistenza al passaggio del vapore e lo spessore del materiale considerato. Per l’EPS il valore di μ é compreso entro limiti che vanno crescendo con la massa volumica.

L’interazione dell’EPS con l’acqua non compromette le sue prestazioni, rendendolo idoneo per applicazioni in edilizia e per l’isolamento termico. L’acqua non è in grado di sciogliere il polistirene espanso né di penetrare le sue celle chiuse, limitandosi a occupare eventuali spazi residui tra le perle espanse.

Comportamento alle sollecitazioni meccaniche

Le lastre di EPS presentano una buona resistenza a tutte le sollecitazioni meccaniche, in particolare alla compressione ma anche alla trazione, flessione e taglio.

In una fase iniziale, la relazione tra sollecitazione e deformazione viene considerata di tipo lineare fino a una deformazione del 3%. Superata questa soglia, il materiale inizia a manifestare una progressiva deformazione permanente della propria struttura cellulare, senza tuttavia giungere a una vera e propria rottura.

A livello normativo, una convenzione europea stabilisce che il limite di deformazione da non superare è pari al 10% dello spessore del materiale. Tuttavia, per applicazioni a lunga durata, è consigliabile mantenere la deformazione entro il 3%, al fine di garantire prestazioni ottimali nel tempo.

Durata

L’invecchiamento di un materiale si riferisce alla progressiva alterazione delle sue proprietà nel tempo, generalmente con un peggioramento delle prestazioni. Questo fenomeno può essere causato da fattori interni, come tensioni residue o transizioni strutturali, oppure da elementi esterni, tra cui sollecitazioni meccaniche e condizioni ambientali specifiche.

Gli studi condotti sull’influenza di vari fattori, come temperatura, umidità e carichi applicati, sulle caratteristiche dell’EPS dimostrano che questo materiale mantiene inalterate le proprie prestazioni per un periodo indefinito, garantendo così un’elevata affidabilità nel tempo.

Comportamento al fuoco

I prodotti da costruzione coperti da specifiche tecniche armonizzate, e quindi l’EPS per isolamento termico in edilizia secondo UNI EN 13163, sono classificati in base al sistema europeo secondo la UNI EN 13501-1 “Classificazione al fuoco dei prodotti e degli elementi da costruzione – Parte 1: Classificazione in base ai risultati delle prove di reazione al fuoco”.

Le Euroclassi sono contraddistinte dalle lettere A1, A2, B, C, D, E ed F. L’EPS cade nella classe di reazione al fuoco E ed è identificato come materiale autoestinguente.

La reazione al fuoco dell’EPS dipende sia dalla sua composizione chimica, essendo un idrocarburo, sia dalla sua struttura fisica di materiale termoplastico cellulare.

Dal punto di vista chimico, l’EPS è costituito esclusivamente da carbonio e idrogeno, il che significa che, in caso di combustione completa, i suoi prodotti di reazione sono solo anidride carbonica e acqua. L’innesco della combustione avviene quando il materiale, esposto a una fonte di calore esterna, inizia a decomporsi rilasciando gas a temperature comprese tra i 230 e i 260 °C. Tuttavia, l’accensione spontanea si verifica solo tra i 450 e i 500 °C, in assenza di sorgenti esterne. Di conseguenza, piccole scintille, scariche elettrostatiche o sigarette accese non sono sufficienti per provocare l’incendio del materiale.

La sua struttura termoplastica cellulare gli conferisce, inoltre, una caratteristica peculiare: quando esposto a calore intenso, l’EPS tende a contrarsi a causa del collasso delle sue cellule, allontanandosi così dalla fonte di calore prima ancora di iniziare a decomporsi, contribuendo a ritardarne l’accensione.

Per migliorare la sicurezza in caso di incendio, esiste una variante autoestinguente dell’EPS, nota come EPS-RF (a ritardata propagazione di fiamma). Questo materiale contiene un additivo che interrompe la combustione una volta rimossa la sorgente di innesco, riducendo così il rischio di propagazione del fuoco.

Sicurezza ambientale

L’EPS è privo di valori nutritivi in grado di sostenere la crescita dei funghi, batteri o altri microorganismi, quindi non marcisce o ammuffisce. L’EPS, inoltre, è atossico e grazie alla sua stabilità chimica e biologica l’EPS non costituisce un pericolo per l’igiene ambientale e per le falde acquifere.

L’EPS in opera nella coibentazione edilizia non presenta alcun fattore di pericolo per la salute in quanto non rilascia gas tossici. Anche il maneggio e le eventuali lavorazioni meccaniche sono assolutamente innocui e in particolare non vi è pericolo di inalazione di particelle o di manifestazioni allergiche. Gli imballi in EPS conferiti in discarica non inquinano né terreno né atmosfera.

Altre caratteristiche del polistirene sinterizzato

L’EPS non emana odori e non dà alcun problema a contatto con la pelle. È fisiologicamente innocuo ed è consentito anche per imballaggi di prodotti alimentari. Si presenta allo stato naturale come un materiale trasparente, incolore, brillante ma può anche essere offerto traslucido, opaco o colorato. La forma è quella dei granuli con granulometria variabile a seconda degli impieghi. Duro e rigido alla percussione emette un suono di timbro quasi metallico. Ha buone caratteristiche meccaniche anche a bassissime temperature, alta resistenza alla trazione, eccezionali proprietà dielettriche, inodore, non igroscopico, ha un basso peso specifico, eccellente stampabilità e ottima stabilità dimensionale.

L’EPS e l’isolamento acustico

Tra gli elementi fondamentali per il benessere abitativo, il comfort acustico è ormai considerato di primaria importanza. L’EPS, nelle sue varianti comunemente utilizzate per l’isolamento termico, non offre un contributo significativo in questo ambito.

Tuttavia, un suo derivato specifico, l’EPS elasticizzato, si è rivelato altamente efficace nella riduzione del rumore da impatto, in particolare dei suoni generati dal calpestio.

L’EPS elasticizzato si ottiene mediante un trattamento meccanico di compressione applicato all’EPS tradizionale, aumentando la sua capacità di deformarsi sotto carico.

Questa caratteristica lo rende ideale, ad esempio, per l’impiego nei sistemi di pavimento galleggiante, una soluzione progettata per ridurre i rumori strutturali all’interno degli edifici. In questa configurazione, uno strato di EPS elasticizzato dello spessore di 20-40 mm viene posato sopra la soletta strutturale, seguito da un massetto di ripartizione che, per garantire un adeguato isolamento acustico, deve avere una massa adeguata ed essere separato elasticamente dalle pareti perimetrali. Successivamente, sopra il massetto viene installato il pavimento finale, che può essere realizzato con qualsiasi materiale.

Polistirene espanso sinterizzato: UNI EN 13163 e marcatura CE

La conformità dei manufatti in EPS destinati all’isolamento termico in edilizia è assicurata dal rispetto della norma UNI EN 13163. La norma specifica i requisiti per i prodotti di polistirene espanso ottenuti in fabbrica, con o senza finiture superficiali flessibili o rigide o verniciature, utilizzati per l’isolamento termico degli edifici. La norma descrive le caratteristiche di prodotto, inclusi i procedimenti di prova, la valutazione di conformità, la marcatura e l’etichettatura.

Conformità del polistirene espanso sinterizzato ai CAM

I materiali isolanti utilizzati per l’involucro edilizio devono possedere la marcatura CE, garantita da norme armonizzate o da un ETA (European Technical Assessment). Questa certificazione prevede la Dichiarazione di Prestazione (DoP), in cui sono specificati valori di conduttività termica (λ) o resistenza termica (R).

Gli isolanti devono rispettare anche il Regolamento REACH, escludendo sostanze estremamente preoccupanti (SVHC) oltre lo 0,1% del peso, nonché evitare agenti espandenti dannosi per l’ozono (come HCFC) e catalizzatori al piombo.

Per i prodotti in polistirene espandibile, gli agenti espandenti non devono superare il 6% del peso del prodotto finito. Inoltre, deve essere garantita una percentuale minima di contenuto riciclato del 15%, come specificato nelle normative sui CAM. Questo aspetto è fondamentale per assicurare la sostenibilità ambientale dei prodotti impiegati.

Posa in opera del polistirene espanso sinterizzato

La posa in opera dei pannelli può essere realizzata fondamentalmente con tutti gli adesivi idonei al polistirene. Tra questi, ad esempio, guaine adesive applicate a freddo, adesivi poliuretanici ed adesivi a base di cemento. In generale, occorrerà usare adesivi privi di solventi ed attenersi alle indicazioni e prescrizioni del produttore.

Nell’ambito del sistema di isolamento a cappotto, potranno essere prescritti idonei tasselli di fissaggio a muro. I pannelli isolanti potranno essere tagliati, al fine di dar loro una forma, con cutter, seghetti a mano, elettrici, radiali ed anche con filo caldo. Lo stoccaggio dei prodotti in polistirene, essendo manufatti leggeri, richiede riguardo e l’impiego di una pellicola protettiva resistente agli UV.

Esempi e principali produttori di polistirene espanso sinterizzato

Di seguito un elenco dei principali produttori di polistirene espanso sinterizzato.

TERMOLAN è un’azienda di riferimento in Italia nella produzione e commercializzazione di prodotti isolanti adatti a tutte le necessità nel campo dell’isolamento termico e acustico per l’edilizia e l’industria. Tra i prodotti di punta troviamo:

Nixdur 250 S RE: lastra stampata in EPS con battente sui 4 lati a bassissimo assorbimento di umidità; idonea per applicazioni sotto carico. La presenza del battente riduce le tempistiche di posa ed elimina i ponti termici localizzati. Leggero e riciclabile al 100% è certificato prodotto conforme ai requisiti CAM;
Greypor 150 T RE: lastra tagliata che risponde perfettamente a esigenze di spessore e/o dimensione particolari; ideale per applicazioni sotto carico e in copertura, può essere impiegata con ottimi risultati anche in altri ambiti di isolamento termico. Il prodotto rispetta i Criteri Ambientali Minimi (CAM);
Nixpor 70 TK8 RE: lastra ideale per applicazioni a cappotto in cui si cerca perfetta stabilità e planarità. Attraverso un processo di detensionamento vengono eliminate le tensioni interne residue dei processi di taglio, migliorando la precisione in cantiere e riducendo così le lavorazioni accessorie. Il prodotto rispetta i Criteri Ambientali Minimi (CAM).

ISOLKAPPA è da oltre 30 anni l’azienda specializzata nella produzione di soluzioni isolanti eco-efficienti in EPS. Tra i i prodotti di punta troviamo:

I-KOP G ECO: pannello sottocoppo microventilato in polistirene espanso sinterizzato a celle chiuse, prodotto con materia prima Neopor® della BASF, con euroclasse E di reazione al fuoco, conformi alle norme UNI EN 13163, a marchio CE. Gli isolanti della linea ECO sono conformi ai CAM;
I-GREY ECO DETENSIONATO: pannello termoisolante in polistirene espanso sinterizzato a celle chiuse, prodotto con materia prima Neopor® della BASF, con euroclasse E di reazione al fuoco, conformi alle norme UNI EN 13163, UNI EN 13499 (ETICS), a marchio CE. Tale lastra ha caratteristiche di stabilità dimensionale, planarità e tolleranza dimensionale migliorate, grazie al processo di detensionatura ottenuto per cicli di pressatura ai quali sono sottoposti i blocchi di EPS prima della fase di taglio in lastre. Gli isolanti della linea ECO sono conformi ai CAM;
TOP-LAYER G ECO: pannello termoisolante in polistirene espanso sinterizzato a celle chiuse, prodotto con materia prima Neopor® della BASF, con euroclasse E di reazione al fuoco, conformi alle norme UNI EN 13163, a marchio CE, accoppiati con 1 foglio in OSB/3. Gli isolanti della linea ECO sono conformi ai CAM.

 

 

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