La sostanza di base della nostra materia prima Neopor® è un semplice idrocarburo, presente anche come componente aromatico nelle noci, nell’uva, nella cannella o nei kiwi: lo stirene.
Storia e proprietà chimiche
Il primo polistirene fu ottenuto dalla resina dell’albero dell’ambra dal farmacista Eduard Simon nel 1835. Attraverso la polimerizzazione si formarono lunghe catene di stirene: il polistirene. Nel 1949 Fritz Stastny aggiunse del pentano al polistirene durante il processo di polimerizzazione. Il pentano è una molecola organica che si forma anche nei processi di fermentazione naturali. Il pentano non ha alcun impatto sullo strato di ozono, poiché, a causa della sua scarsa stabilità chimica, si decompone rapidamente già negli strati inferiori dell’atmosfera
Produzione di perle di polistirene espanso (EPS)
Proprio come quando si riscalda il mais, il pentano fa espandere i polimeri a catena lunga, dando origine alle ben note sfere – le perle di polistirene espanso (EPS) – che si trovano nei cuscini per l’allattamento, nei pouf o nei materassi a depressione utilizzati in ambito medico.
Efficienza energetica e struttura
La dimensione dell’espansione dimostra l’elevata efficienza energetica dell’EPS: il pentano, infatti, espande la struttura cellulare polimerica fino a 50 volte il volume originario. Ciò significa che da 1 litro di materia prima EPS si ottengono 50 litri di EPS, un materiale isolante di alta qualità, resistente alla compressione e alla flessione. Una vasca da bagno piena di perle di EPS pesa appena 2 kg.
Le perle sono di un bianco così brillante perché la membrana cellulare, sottile come un soffio, riflette la luce in tutti i colori dello spettro – proprio come accade con i popcorn o la neve.
La struttura cellulare – un semplice idrocarburo
Inclusioni d’aria e diffusione
Al microscopio elettronico si nota la grande quantità di inclusioni d’aria. Nei pannelli in EPS espanso, infatti, tra le perle rimangono molti piccoli canali attraverso i quali può avvenire la diffusione dell’aria e del vapore acqueo, in modo simile a quanto accade con tante piccole sfere all’interno di un contenitore. La diffusione influenza in modo determinante le proprietà fisico-costruttive e, di conseguenza, la qualità della nostra parete MAGU.
Diffusione del pentano e comportamento del materiale
Il pentano, un gas di fermentazione volatile, si diffonde dalla struttura cellulare nei primi giorni e nelle prime settimane successivi alla produzione e viene sostituito dall’aria della Foresta Nera di Hüfingen. Finché questo processo è in corso, il materiale si restringe, a seconda della densità, di 1–2 %. Successivamente, l’EPS mantiene la propria forma, è insensibile all’umidità e resistente alla compressione e alla trazione.
Protezione antincendio e composizione dei materiali
Per evitare che l’EPS prenda fuoco, durante la produzione della materia prima vengono aggiunti 1–2 % di un ritardante di fiamma polimerico, come l’idrossido di alluminio o l’idrossido di magnesio. Questi ritardanti di fiamma vengono utilizzati anche nella cellulosa o nei pannelli in fibra di legno. I ritardanti di fiamma contenenti bromo, come l’HBCD, non sono più ammessi e da anni non vengono più utilizzati dalla nostra azienda.
Vantaggi derivanti dal contenuto di grafite
Il nostro Neopor grigio-argento contiene inoltre il 3–5 % di grafite, ovvero carbonio puro. La grafite presente nel Neopor agisce come uno specchio e riflette anche la radiazione termica a onde lunghe. Ciò rende il materiale isolante più efficiente. Questa aggiunta riduce il consumo di materiale del 20 % e, al contempo, consente di risparmiare fino al 50 % di preziose materie prime durante la produzione.
Struttura cellulare stabile e bilancio ecologico
L'ottimo bilancio ecologico del nostro materiale isolante è dovuto alla struttura cellulare solida e stabile delle catene polimeriche. Questa struttura cellulare rende il Neopor non solo leggero, ma anche dimensionalmente stabile e durevole. Poiché richiede una quantità molto ridotta di materia prima, pur contenendo numerose inclusioni d’aria, ciò consente un impiego particolarmente parsimonioso di materie prime preziose.
Proprio come in un alveare, nel sughero o in una canna di bambù, la struttura cellulare a nido d’ape garantisce un’elevata stabilità grazie a milioni di sacche d’aria. Queste bolle d’aria immobili impediscono la dispersione di calore, proprio come un materasso ad aria: leggero, ma ricco di volume d’aria e quindi un efficace accumulatore di calore.
Un metro cubo di Neopor pesa solo 30 kg. Tre secchi di materia prima sono sufficienti per realizzare da 5 a 10 m² di isolamento per edifici. Un pannello in fibra di legno con un effetto isolante simile richiede invece una quantità di materiale dieci volte superiore, ovvero circa 300 kg per metro cubo. Ciò comporta un impiego di materiale dieci volte maggiore, che deve essere ricavato dal legno, lavorato e pressato con resine e ritardanti di fiamma per ottenere un pannello in fibra di legno.
Traspirante come l’abbigliamento tecnico
Proprio come l’abbigliamento funzionale moderno – ad esempio le giacche sportive o le scarpe con suole in materiali sintetici di alta qualità – ha sostituito i materiali tradizionali quali la biancheria intima in cotone, i maglioni di lana o le suole in cuoio, anche l’EPS è ormai indispensabile nel settore dell’isolamento e dell’edilizia. Questo materiale isolante unisce vantaggi economici, ecologici e di efficienza.
Risparmio energetico grazie a un isolamento termico efficiente
L’EPS è un materiale innocuo per la salute e utilizzato in milioni di esemplari in tutto il mondo. Sebbene la materia prima derivi da risorse fossili come il petrolio, come isolante termico consente un notevole risparmio energetico. Nel giro di soli 1–2 anni, l’EPS è già in grado di far risparmiare più energia di quanta ne sia necessaria per la sua estrazione, produzione e il riciclaggio previsto (cfr. bilancio ecologico).
Consumo minimo di energia primaria e riciclabilità
Il consumo di energia grigia – ovvero l’energia necessaria per la produzione – è in genere irrisorio nel caso dei materiali isolanti, soprattutto se confrontato con l’enorme potenziale di risparmio durante la fase di utilizzo. Persino i pannelli in fibra di legno, la cui produzione richiede il doppio dell’energia grigia rispetto al Neopor, consentono comunque, nel lungo periodo, di risparmiare un multiplo dell’energia impiegata.
L’EPS convince anche per la sua eccellente riciclabilità: Grazie alla sua struttura chimica semplice, l’EPS può essere facilmente separato in un bagno d’acqua utilizzando macchinari moderni. Ciò consente di riciclare l’EPS al 100% come materia prima, senza alcuna perdita di qualità.
Il recupero termico come ultima opzione
Se alla fine del suo ciclo di vita l’EPS viene comunque incenerito – analogamente alla cellulosa, ai pannelli in fibra di legno o alla paglia – rilascia nuovamente la CO₂ immagazzinata. Ciononostante, l’isolamento termico rimane, per l’intera durata di utilizzo, uno dei metodi più efficienti per il risparmio energetico, per cui anche il recupero meno vantaggioso – ovvero la combustione per la produzione di energia – risulta climaticamente più sensato rispetto al riscaldamento diretto con combustibili fossili quali gas, carbone o petrolio.
Le api si trovano perfettamente a loro agio nell'EPS
L’EPS come materia prima sostenibile per gli alveari
Come già descritto nella sezione „Bilancio ecologico“, il consumo complessivo di materie prime necessario per la realizzazione di una casa MAGU KFW 40 è paragonabile all’energia contenuta in 2.500 litri di gasolio da riscaldamento. Tale quantità corrisponde all’incirca all’energia necessaria a un’autovettura di classe media per percorrere una distanza di 15.000 km.
Il nostro EPS è fisiologicamente innocuo ed è addirittura omologato per l’uso come imballaggio alimentare. Non costituisce un terreno fertile per muffe e microrganismi ed è pertanto adatto anche per alveari particolarmente delicati. Da decenni ormai, le colonie di api si trovano particolarmente a loro agio negli alveari in EPS.
Stabilità e biodegradabilità dell’EPS
L’EPS è resistente alle soluzioni alcaline acquose e agli acidi minerali, ma è sensibile ai solventi non polari come la benzina o determinati chetoni. La luce UV degrada le catene polimeriche del polistirolo espanso, provocando l’ingiallimento della superficie e la graduale decomposizione del materiale nei suoi componenti elementari: carbonio e acqua. Se esposto alle intemperie, l’EPS si degrada nel giro di pochi anni ed è pertanto ecocompatibile nel lungo periodo.
I vermi della farina come riciclatori naturali di EPS
Anche i vermi della farina sono in grado di degradare l’EPS. Alcuni studi dimostrano che questi animali possono utilizzare il polistirolo come fonte di nutrimento. Ne consumano circa 35 mg al giorno, lo digeriscono in modo efficiente e lo espellono sotto forma di feci biodegradabili. Queste scoperte potrebbero influenzare i futuri metodi di riciclaggio sostenibili.
