Indagini su manufatto realizzato con sistema di posa a cappotto

Esempio di Indagine termografica con termocamere FLIR

Il presente articolo descrive le indagini passive su un manufatto indagato con una termocamera Flir Systems T640 installata su cavalletto e con tempi di acquisizione automatici. Vengono riportati, in particolare, un esempio di analisi passiva e cenni sulla trasmissione del calore in regime stazionario.

Il tipo di indagine si definisce “passiva” in quanto si eseguono le indagini in occasione di una sollecitazione termica che deriva dalla trasmissione del calore tra zona riscaldata ed esterno che “attiva” una distribuzione di temperature superficiali da inquadrare come analisi in regime quasi stazionario.
L’indagine è da realizzarsi con pareti già termicamente cariche.
Il monitoraggio è stato effettuato in data 15/03/2013 in condizione passiva con la parte interna del manufatto riscaldata a circa 20 °C e non irradiata dal sole dalle 8:00 alle 9:30 con una temperatura del’aria esterna prossima ai 1-2°C.

Nella pagine successive vengono evidenziati i risultati di tali indagini. Per mezzo di un’indagine passiva è possibile individuare i tasselli con termocamere di ottima risoluzione (le differenze di temperatura sono sotto 0,5 °C) in condizioni favorevoli.
L’individuazione del tassello permette generalmente di verificare la coerenza del sistema di posa ed è quindi uno strumento per poter comprendere con altre informazioni se il tutto è stato realizzato a regola d’arte.
La termovisione del tassello per mezzo della termocamera non è l’individuazione di un’anomalia ma semplicemente la constatazione di un diverso comportamento superficiale di materiale più conduttivo rispetto al materiale del cappotto.

Cenni sulla trasmissione del calore in regime stazionario
Il parametro per valutare l’attitudine di un materiale a lasciarsi attraversare dall’energia termica è la conduttività termica λ che può rappresentare il “regolatore della velocità” al passaggio del calore nel materiale.
Per capire il comportamento di un prodotto inserito in una parete il parametro di riferimento è la resistenza termica Rt che dipende dall’attitudine del materiale a condurre il calore e lo spessore complessivo di materiale che resiste al passaggio.

Maggiore è il valore di resistenza termica, maggiore è la capacità di resistere al passaggio di energia. Confrontando i valori per i materiali presenti su una parete con isolamento a cappotto si ottiene:

Materiale	Densità [kg/m³]	Calore specifico [J/kgK]	Capacità termica volumetrica [kJ/m³K]	Conduttività termica[W/mK]
Colla/rasante	1400	837	1172	0.70
EPS additivato con grafite	15	1450	22	0.033
PVC (del tassello)	1400	1255	1757	0.16

Analizzando le caratteristiche dei materiali, evidenziati in tabella, si può comprendere il diverso che essi avranno nei confronti della trasmissione di calore.
Il pvc (tenuto conto che all’interno è presente un’anima di metallo) e la colla/rasante hanno valori di termica λ maggiore rispetto all’EPS e quindi reagiscono in maniera differente rispetto alla di calore:
a) nel caso di trasmissione del calore dall’interno riscaldato del manufatto verso l’esterno vi sono dei e delle aree di trasmissione del calore privilegiato, ovvero sono presenti sulla struttura dei termici localizzati; in questi punti il comportamento superficiale è tipico delle aree meno all’esterno si manifestano temperature superficiali superiori alle aree con isolamento in EPS;
b) durante le indagini si può verificare una variazione di temperatura dell’aria esterna che può il comportamento superficiale dei primissimi strati di rivestimento. Durante le misure è infatti aumentata la temperatura dell’aria esterna e quindi si è verificato un superficiale della parete. Il meccanismo in essere è quindi di differente delle parti superficiali ed è quindi rilevante studiare anche l’effusività.

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Esempio di analisi di passiva
Condizioni: superficie non esposta a irraggiamento solare, Milano, marzo, assenza di vento, parete del manufatto che divide ambiente riscaldato a circa 20 °C dall’aria a circa 2-3 °C, coefficiente di emissività superficiale ε = 0.9.  Termocamera impiegata: FLIR T640, obiettivo FOL 13 (FOV 45° x 30°).
A fronte della ridotta quantità di energia uscente (il flusso energetico uscente è infatti di circa 7-10 W/m²) la temperatura superficiale esterna è considerabile uniforme. Solo in alcuni punti di accostamento non corretto di pannelli si intravede la differente distribuzione di temperatura.

Il seguente grafico mostra le differenze di temperatura che si verificano sulla parte superiore e inferiore del manufatto dove sono presenti e conosciuti gli errori di posa indicati.

La struttura è stata indagata per più di 1 ora con una griglia di analisi come da tabella seguente:

DeltaT [°C] aria	ΔTdi rilevazio ne	Cosa si vede?	Come si vede?	E’ un’anomalia diposa?	Riferimento immagine termografica
18°C	0.2°C	tasselli	Non si distinguono	No	IR1708
		difetto di accostamento tra pannelli	Non si distingue	Si	IR1708
		malta tra i pannelli	+caldo Si distingue nitidamente	Si	IR1708
		accostamento corretto tra pannelli	Non si distingue	No	IR1708
		tasselli con rondella in EPS	Non si distingue	No	IR1708

Con il passare del tempo la temperatura dell’aria esterna si è alzata e quindi lo strato superficiale ha ricevuto dell’energia per convezione. Con il risultato di far emergere i “tasselli” ad una prima indagine non visibili.

DeltaT [°C] aria	ΔTdi rilevazio ne	Cosa si vede?	Come si vede?	E’ un’anomalia diposa?	Riferimento immagine termografica
18°C	0.2°C	tasselli	Si distinguono (in assenza di rondella in EPS)	No	IR1714
		difetto di accostamento tra pannelli	Non si distingue	Si	IR1714
		malta tra i pannelli	+caldo Si distingue nitidamente	Si	IR1714
		accostamento corretto tra pannelli	Non si distingue	No	IR1714
		tasselli con rondella in EPS	Non si distingue	No	IR1708

La struttura è stata indagata dopo 30 minuti con variazioni di temperatura ed è stata studiata con la griglia sopraindicata.