Sistemi radianti contro ghiaccio e neve

I sistemi elettrici per la protezione dal gelo possono essere utilizzati per prevenire la formazione di ghiaccio su superfici esterne di installazioni nel settore civile, residenziali e non, e qualsiasi struttura nella quale si voglia raggiungere il massimo comfort e sicurezza. Possono essere installati efficacemente anche nei sistemi fotovoltaici per evitare l’accumulo di neve o per la protezione di tubazioni idrauliche particolarmente esposte. Le soluzioni radianti possono essere installate nel cemento, asfalto o sotto pavimentazioni o altro materiale decorativo bloccato con cemento o sabbia. Sono affidabili, semplici da utilizzare, controllabili automaticamente da centraline elettroniche e non necessitano di manutenzione, garantendo lunga durata ed alta affidabilità.

L’eliminazione della neve e del ghiaccio solitamente viene eseguita con metodi manuali come lo spargimento di sali e di sostanze antigelo. Questi metodi oltre che non affidabili possono produrre un inquinamento delle falde acquifere.
Nel corso degli ultimi anni, si stanno affermando numerosi sistemi elettrici antigelo progettati per garantire in caso di neve e ghiaccio l’utilizzo di aree esposte all’atmosfera (strade private, rampe di accesso, parcheggi, marciapiedi, scalinate, vialetti pedonali e terrazzi) nei casi in cui l’impiantistica termoidraulica risulta essere troppo ingombrante, costosa, inaffidabile o semplicemente irrealizzabile. Questi accorgimenti trovano applicazione anche nella protezione di tetti, pluviali e grondaie dai potenziali danni derivanti da importanti strati nevosi che rischiano anche di causare la caduta di blocchi di ghiaccio con danni alle persone e mezzi. Non secondaria infine la protezione delle tubazioni esterne, caditoie e tombini quando la temperatura esterna scende sotto gli 0°C. o come sistema anti-neve per i pannelli solari fotovoltaici.

Il principio di funzionamento è semplice: l’elettricità che circola nel materiale si trasforma in maniera uniforme in energia termica per “effetto Joule”, impedendo alla zona riscaldata di scendere sotto lo zero ed evitando la formazione di ghiaccio. I sistemi si suddividono  in funzione della forma e dei materiali utilizzati: cavi riscaldanti di sezione circolare e membrane radianti di solo pochi millimetri. Tutti possono essere installati nel cemento, sotto l’asfalto, sotto pavimentazioni di cemento o porfido.

Cavi riscaldanti
I cavi riscaldanti autoregolanti sono realizzati con una matrice semiconduttiva composta da una miscela di polvere di grafite e polimero estrusa su due conduttori di sezione opportuna. La matrice viene successivamente ricoperta con una guaina, con una calza metallica protettiva per la messa a terra ed infine da un ultimo rivestimento in materiale termoplastico. Quando il cavo è alimentato da una corrente elettrica, le microresistenze di grafite reagiscono generando calore. Sono disponibili sotto forma di semplici cavi o montati su tappeti reticolari modulari.

Membrane radianti
Le membrane, o materassini radianti, sono costituite da un elemento condutermico multistrato in fibra di carbonio protetto da un film protettivo in poliestere. Il tutto in uno spessore di pochi millimetri che associa la facilità di posa sotto il manto calpestabile con l’assenza di interventi di manutenzione, dato che questi sistemi continuano a funzionare anche in caso di foratura accidentale. I moduli sono facilmente adattabili alle dimensioni di rampe e perscorsi in genere grazie a degli speciali connettori.

Per ottenere la massima efficienza e limitare il costo dell’esercizio, i sistemi di riscaldamento per la protezione dal ghiaccio e neve devono essere attivati solo quando è necessario. È possibile quindi associarvi una centralina dotata di sensori ambientali capace di rilevare sia la temperatura ambiente, l’umidità che la presenza di neve, attivando l’inserimento dei sistemi radianti solo quando i valori sono diversi da quelli prefissati, e se quindi c’è il reale pericolo, in tempo utile per prevenire la formazione di ghiaccio.

Per la progettazione è opportuno tenere in considerazione alcuni fattori in relazione alle condizioni climatiche del luogo ed alla tipologia di impianto che si deve realizzare.

Fattori climatici
1. Intensità delle nevicate: l’intensità delle nevicate è un fattore estremamente importante per una corretta progettazione, è la velocità con cui cade la neve sull’are da riscaldare, viene misurata in cm/h.
2. Temperatura dell’aria: è importante per poter valutare l’energia termica necessaria sia per la rimozione della neve che del ghiaccio.
3. Velocità del vento: l’effetto generato dal vento è quello di asportare calore dalla superficie scaldante ostacolando lo scioglimento della neve e facilitando la formazione di ghiaccio.
4. Umidità dell’aria: maggiore è l’umidità maggiore sarà l’energia termica richiesta per lo snevamento.

Fattori impiantistici
1. Temperatura superficiale: per evitare la formazione di ghiaccio, la temperatura della superficie scaldante non deve scendere sotto 1°C. Temperature maggiori comporterebbero uno spreco energetico. L’impianto deve essere in grado di erogare una potenza termica adeguata e sufficiente pur variando le condizioni climatiche esterne.
2. Drenaggio dell’acqua: deve essere previsto un ottimo sistema di drenaggio per lo smaltimento della neve sciolta, l’acqua eventualmente stagnante sulla superficie creerebbe diminuzioni della resa termica.

Articolo di Andrea Cantini


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