Materiali isolanti naturali: proprietà e impieghi nell’edilizia

Nel contesto dell’edilizia sostenibile, i materiali isolanti naturali rivestono un ruolo centrale nel miglioramento dell’efficienza energetica degli edifici, contribuendo al contempo alla riduzione dell’impatto ambientale.

Per valutare l’impatto sulla classe energetica dovuto all’impiego di uno strato di materiale isolante naturale 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.

Muro isolato con sughero – TerMus-BIM

Cosa sono i materiali isolanti naturali?

I materiali isolanti naturali sono prodotti derivati da fonti rinnovabili o materie prime di origine biologica o minerale, utilizzati in edilizia per migliorare l’isolamento termico e acustico degli edifici in modo sostenibile. A differenza degli isolanti sintetici, gli isolanti naturali si distinguono per il loro basso impatto ambientale, la biodegradabilità, la traspirabilità e la salubrità.

Quali sono le proprietà dei materiali isolanti?

L’efficacia di una struttura edilizia, come una parete o un solaio, nel limitare le dispersioni termiche si valuta attraverso il parametro della trasmittanza termica, che esprime il flusso di calore che attraversa una superficie unitaria in presenza di una differenza di temperatura. Per calcolare questo valore complessivo, è necessario conoscere la resistenza termica di ciascun strato che costituisce il pacchetto stratigrafico della struttura.

La resistenza termica di ogni strato dipende direttamente da due proprietà fondamentali del materiale: lo spessore e la conduttività termica. Quest’ultima è il parametro chiave che descrive la capacità del materiale di trasmettere calore per conduzione ed è uno dei primi fattori da considerare nella selezione di un isolante.

Conduttività termica

Tra le proprietà fisiche che caratterizzano un materiale isolante, la conduttività termica (indicata con la lettera greca λ) riveste un ruolo fondamentale. Questo parametro esprime l’attitudine di un materiale a trasmettere calore per conduzione e rappresenta una delle principali grandezze da considerare nella valutazione delle prestazioni isolanti.

Dal punto di vista fisico, la conduttività termica è definita come il rapporto tra il flusso termico che attraversa una determinata superficie nell’unità di tempo e il gradiente di temperatura che provoca il passaggio del calore nel caso della conduzione termica (ovvero quando i contributi al trasferimento di calore per convezione e per irraggiamento termico siano trascurabili).

Minore è il suo valore, tanto migliore è il potere isolante del materiale. Un isolante termico è un materiale usato in edilizia (e non solo) ed è caratterizzato dal fatto di costituire una barriera al passaggio del calore (ha cioè poca capacità di condurre il calore).

Il valore di λ si esprime in Watt per metro Kelvin (W/m·K) e rappresenta la quantità di energia termica che attraversa uno spessore di 1 metro di materiale, con una superficie di 1 m², per ogni grado Kelvin di differenza di temperatura fra le due facce opposte.

Viene espressa in Watt per ora, che attraversa uno strato di spessore pari a 1 m con un’area di 1 m², quando la differenza di temperatura agli estremi del materiale è di un grado.

Questa grandezza può essere calcolata mediante la seguente formula:

λ = W · h · m / (h · m² · K)

dove:

• W è la quantità di calore;
• h è il tempo;
• m è lo spessore;
• m² è l’area;
• K è la differenza di temperatura misurata in gradi Kelvin.

Resistenza termica

La resistenza termica (R) esprime la capacità di un materiale di opporsi al flusso di calore che tende ad attraversarlo ed è determinata dal rapporto tra spessore dello strato e conducibilità termica (λ) del materiale di cui è composto lo strato stesso. Un isolante termico è caratterizzato da un’alta resistenza termica.

La resistenza termica può essere calcolata mediante la seguente formula:

R = d/λ (espressa in m² K/W)

dove:

• λ è la conducibilità termica;
• d è lo spessore del materiale in metri.

Come vengono classificati i materiali isolanti?

I materiali isolanti in commercio possono essere di origine diversa:

• naturale;
• sintetica;
• minerale.

Tra i materiali isolanti naturali più utilizzati vi sono:

• argilla espansa;
• fibra di canapa;
• i pannelli in fibra di legno;
• il sughero;
• la fibra di cellulosa;
• la lana di pecora;
• la fibra di lino;
• la fibra di cocco;
• pomice;
• perlite espansa;
• vermiculite espansa.

Questa tipologia assicura un buon isolamento termico, una lunga durata ma costi più elevati in quanto si tratta di prodotti rinnovabili ed ecosostenibili.

I materiali isolanti sintetici più impiegati, invece, sono:

• polistirene espanso sintetizzato (EPS);
• polistirene estruso (XPS);
• poliuretano.

Sono tra i più diffusi e tra i più economici, impermeabili all’acqua e richiedono spessori bassi.

Infine, tra i materiali isolanti minerali si ha:

• la lana di roccia;
• la lana di vetro;
• il calcio-silicato;
• l’aerogel.

Classificazione dei materiali isolanti

Vediamo nello specifico quali sono le proprietà dei principali materiali isolanti naturali.

Argilla espansa

L’argilla espansa è un materiale ottenuto dalla trasformazione termica di argille naturali. Dopo l’estrazione, l’argilla viene stagionata, macinata e miscelata per ottenere una granulometria uniforme. Successivamente, viene sottoposta a sinterizzazione in forni rotativi ad alta temperatura (oltre 1100 °C), durante la quale i componenti organici generano gas che provocano l’espansione del materiale. Il raffreddamento rapido consolida la struttura cellulare porosa dei granuli.

Il prodotto finale è un aggregato ceramico leggero, inerte, incombustibile, resistente e con buone proprietà di isolamento termico e meccanico, ampiamente utilizzato in edilizia per alleggerire strutture e migliorare le prestazioni energetiche.

Fibra di canapa

La fibra di canapa deriva dalla canapa da fibra tessile. I pannelli isolanti in fibra di canapa destinati all’edilizia vengono generalmente realizzati tramite trattamenti con sostanze ignifughe, come soda caustica o sali di boro, allo scopo di migliorarne la reazione al fuoco. Successivamente, attraverso un processo di termofissaggio, vengono incorporate fibre di poliestere che conferiscono stabilità meccanica e coesione al pannello.

Dal punto di vista prestazionale, questi pannelli offrono buone proprietà di isolamento termico e acustico, garantendo allo stesso tempo traspirabilità e capacità igroscopica: qualità che favoriscono la regolazione dell’umidità interna, contribuendo al mantenimento di un microclima salubre e confortevole. La normativa e le buone pratiche di bioedilizia impongono che i prodotti a base di canapa siano privi di sostanze tossiche e non rappresentino alcun pericolo per la salute né durante la posa in opera né nel corso della loro vita utile.

I pannelli isolanti in fibra di canapa trovano impiego in numerosi ambiti dell’edilizia sostenibile, tra cui: intercapedini di pareti con struttura in legno o in muratura, coperture (legno, laterocemento), pareti divisorie interne e controsoffitti, sottopavimenti tecnici, in particolare per l’abbattimento acustico del rumore da calpestio.

Fibra di cellulosa

La fibra di cellulosa è un materiale isolante di origine naturale, utilizzato principalmente per l’isolamento termico, sia nelle ristrutturazioni che nelle nuove costruzioni, in particolare per edifici in legno. Efficace per l’isolamento di sottotetti, pareti e solai, offre ottime prestazioni termiche e acustiche, contribuendo al risparmio energetico e al comfort abitativo. Essendo traspirante, regola l’umidità, prevenendo la formazione di muffa. Derivata dal riciclo della carta, è un’opzione sostenibile a basso impatto energetico. Disponibile in diverse forme (fiocchi, trucioli, pannelli), la fibra di cellulosa è impiegata in vari contesti, tra cui cappotti ventilati, pareti divisorie e solai, garantendo un isolamento efficace e durevole.

Fibra di legno

I pannelli isolanti in fibra di legno sono realizzati a partire da residui legnosi provenienti da segherie, operazioni di selvicoltura sostenibile e interventi di manutenzione forestale. La materia prima, selezionata e priva di contaminanti, viene triturata, trattata termicamente (mediante bollitura o vapore) e successivamente sfibrata tramite procedimenti meccanici o termomeccanici.

Il materiale fibroso così ottenuto viene trasformato in feltri uniformi, successivamente essiccati ad alta temperatura e sottoposti a una leggera compressione per conferire stabilità dimensionale al prodotto. L’agente legante naturale, prevalentemente lignina (presente intrinsecamente nel legno), favorisce la coesione delle fibre senza la necessità di additivi chimici esterni.

In funzione della densità apparente, i pannelli si classificano in:

• pannelli duri: ≥ 800 kg/m³;
• pannelli semiduri: densità intermedia (valori variabili);
• pannelli morbidi: ≤ 350 kg/m³.

I pannelli in fibra di legno trovano ampia applicazione nell’edilizia sostenibile, in particolare per:

• isolamento di intercapedini in strutture a telaio in legno o muratura;
• cappotti termici, sia ventilati che non ventilati;
• rivestimenti interni, controsoffitti e solai;
• coperture inclinate e piane, anche in sistemi stratificati.

Fibra di lino

La fibra di lino è un materiale ottenuto dagli steli della pianta coltivata in modo biologico e con basso impatto ambientale. Dopo un processo di separazione delle fibre, queste vengono lavorate per produrre isolanti sotto forma di materassini, fiocchi sfusi o pannelli. Le fibre possono essere trattate con sali di boro e, in alcuni casi, rinforzate con fibre di poliestere.

Il materiale offre ottime prestazioni termoacustiche, è traspirante, igroscopico e privo di sostanze nocive, contribuendo a un ambiente interno salubre. I pannelli morbidi sono indicati per isolare strutture in legno o muratura, coperture, cappotti, pareti e solai, mentre i pannelli rigidi e i fiocchi sono impiegati per l’isolamento acustico e il riempimento di fessure.

La fibra di lino è riutilizzabile, riciclabile e biodegradabile, ideale per applicazioni sostenibili in bioedilizia.

Fibra di cocco

La fibra di cocco è un materiale isolante naturale ottenuto dalla parte fibrosa della noce di cocco, trattata tramite macerazione in acqua e fango per aumentarne la durabilità, la resistenza al fuoco e alla decomposizione.

Si tratta di un isolante termoacustico traspirante, resistente all’umidità, a muffe, parassiti e roditori. Viene utilizzata in forma di feltri o pannelli per l’isolamento di pavimenti galleggianti, pareti, coperture ventilate e sottotetti. È facile da posare, non necessita di collanti, non è nociva per la salute e può essere riciclata per usi come drenaggi, giardini pensili o consolidamento del terreno.

Fibra di canapa

La fibra di canapa, utilizzata in edilizia sotto forma di pannelli isolanti, è un materiale naturale trattato con sali di boro o soda per migliorarne la resistenza al fuoco e stabilizzato con fibre di poliestere. Offre ottime prestazioni termoacustiche, è traspirante, igroscopica, atossica e resistente a muffe, insetti e marcescenza. Trova impiego in intercapedini, coperture, pareti divisorie, controsoffitti e sottopavimenti. È riciclabile, riutilizzabile e compostabile solo nella versione priva di poliestere.

Lana di pecora

La lana di pecora è una fibra tessile utilizzata principalmente per la produzione di tessuti. Dopo il taglio, viene lavata per rimuovere impurità e trattata contro tarme e parassiti. In edilizia, la lana viene utilizzata in forma sciolta, in rotoli, pannelli o materassini per il suo eccellente isolamento termoacustico, la sua traspirabilità e igroscopicità. È resistente al fuoco, autoestinguente e non emette fumi tossici. La lana di pecora è ideale per l’isolamento di pareti, coperture, intercapedini e pavimenti ed è anche utile per ridurre il rumore da calpestio. È riciclabile e compostabile, a condizione che non contenga materiali non compostabili come il polipropilene. Se trattata con sali di boro, non può essere compostata.

Perlite espansa

La perlite è una roccia vulcanica che, sottoposta a trattamento termico, si espande formando un materiale granulare leggero, sterile e chimicamente inerte. È traspirante, igroscopica, incombustibile e resistente a muffe, roditori e umidità, con buone proprietà isolanti sia termiche che acustiche. Può essere utilizzata sfusa in intercapedini, sottotetti e coperture, o impastata per la realizzazione di sottofondi e massetti. È impiegata anche in intonaci e pannelli resistenti al fuoco e all’umidità. Il materiale è riciclabile, non tossico e smaltibile in sicurezza.

Vermiculite espansa

La vermiculite è un minerale vulcanico che, una volta espanso tramite trattamento termico, diventa un materiale granulare leggero, sterile e inerte. È traspirante, igroregolatore, termoisolante, fonoassorbente, incombustibile e imputrescibile. Viene impiegata sfusa per isolare intercapedini, coperture, sottotetti e canne fumarie, oppure miscelata con leganti per realizzare massetti, sottofondi e intonaci termoisolanti e antincendio. È riutilizzabile e smaltibile come rifiuto edile non pericoloso.

Pomice

La pomice è una roccia di origine effusiva che si forma grazie all’intrappolamento di vapore acqueo e gas all’interno della lava. Presenta una struttura alveolare, finemente porosa, e si presenta sotto forma di granuli di colore grigio chiaro. Dopo l’estrazione, viene macinata per ottenere varie granulometrie e può essere trattata con sostanze idrofobiche per migliorarne le caratteristiche di impermeabilità.

La pomice deve possedere buone proprietà di traspirabilità, eccellenti capacità fonoassorbenti e una notevole resistenza alla compressione. È un materiale incombustibile, non rilascia fumi tossici in caso di incendio e non contiene sostanze dannose per la salute. Chimicamente stabile, è immarcescibile, resistente all’umidità e non viene danneggiata dall’attacco di muffe, insetti e roditori. La sua struttura la rende elastica, facile da lavorare e conferisce una resistenza meccanica adeguata.

Il materiale in granuli sfusi può essere utilizzato come sottofondo o come inerte per la produzione di calcestruzzi alleggeriti termoisolanti e fonoisolanti, particolarmente indicati per solai interpiano, controterra, sottotetti praticabili e coperture. Inoltre, la pomice trova impiego nella produzione di malte di posa, che migliorano l’isolamento termico delle murature e nella realizzazione di intonaci speciali, che offrono sia capacità termoisolanti che resistenza al fuoco.

La pomice è completamente sicura in termini di smaltimento, non presentando problemi di scarti tossici né durante la fase di produzione né nell’utilizzo finale.

Sughero

Il sughero è un materiale ecologico e rinnovabile, estratto dalla corteccia della quercia da sughero (Quercus suber), capace di rigenerarsi ogni nove anni senza danni alla pianta.

Questa materia prima si distingue per elasticità, durabilità e resistenza sia agli agenti fisici che chimici. Possiede eccellenti proprietà isolanti sotto il profilo termico e acustico, è in grado di attenuare l’effetto delle onde elettromagnetiche emesse da elementi strutturali metallici. Naturalmente traspirante e permeabile al vapore, il sughero non subisce deformazioni nel tempo ed è immune a muffe, insetti, roditori e acidi. Inoltre, è imputrescibile, anche in ambienti con elevata umidità.

Dal punto di vista della reazione al fuoco, il sughero naturale presenta un comportamento sicuro: brucia lentamente, non propaga la fiamma e tende ad autoestinguersi in assenza di fonte di calore diretta. Completamente riciclabile e facilmente smaltibile, si configura come una scelta sostenibile in ambito edilizio.

Grazie alla sua naturale idrorepellenza, può essere impiegato come isolante sotto copertura senza la necessità di strati impermeabili aggiuntivi. Inoltre, viene utilizzato nelle pavimentazioni, sotto forma di piastrelle rivestite, conformi alle norme UNI EN 655, UNI EN 12104 e UNI ISO 3810.

Il sughero è disponibile in diverse forme:

• granuli, ideali per riempire intercapedini, isolare sottotetti, realizzare massetti alleggeriti o ridurre la trasmissione del rumore nei pavimenti;
• rotoli e pannelli, impiegati in svariate applicazioni isolanti (norma UNI EN 13085).

Materiale isolante naturale: le FAQ

Perché scegliere un isolante naturale al posto di uno sintetico?

I materiali isolanti naturali sono ricavati da risorse rinnovabili, non contengono sostanze nocive e offrono un basso impatto ambientale sia in fase di produzione che di smaltimento. Sono ideali per chi vuole costruire o ristrutturare in ottica sostenibile e salubre.

Quali caratteristiche rendono efficiente un isolante termico?

Le due proprietà fondamentali sono la conduttività termica (più è bassa, migliore è l’isolamento) e lo spessore del materiale. La combinazione di questi due fattori determina la resistenza termica, che esprime la capacità dell’isolante di opporsi al passaggio del calore.

Un materiale naturale può offrire anche isolamento acustico?

Sì, molti isolanti naturali (come fibra di legno, canapa, lana di pecora) garantiscono anche un buon assorbimento acustico, contribuendo al comfort sonoro all’interno degli edifici.

Gli isolanti naturali sono sicuri in caso di incendio?

Molti materiali naturali sono incombustibili (es. argilla espansa, perlite, vermiculite, pomice) oppure trattati con sostanze ignifughe per migliorarne la resistenza al fuoco, senza rilasciare fumi tossici.

Gli isolanti naturali sono adatti anche in ambienti umidi?

Alcuni materiali, come il sughero, la fibra di cocco e la lana di pecora, sono resistenti all’umidità, traspiranti e igroscopici, quindi aiutano a regolare naturalmente l’umidità interna senza deteriorarsi.

Gli isolanti naturali richiedono trattamenti chimici?

In genere no, ma in alcuni casi vengono aggiunti trattamenti ecocompatibili (es. sali di boro) per migliorare la durabilità e la resistenza biologica del materiale, senza compromettere la salubrità.

Quali sono gli ambiti di utilizzo più comuni?

Gli isolanti naturali vengono usati in pareti, coperture, sottotetti, solai, controsoffitti e pavimenti, sia per l’isolamento termico che acustico, e sono adatti per nuove costruzioni e ristrutturazioni.

Gli isolanti naturali sono riutilizzabili o compostabili?

Sì, molti di questi materiali (es. lino, canapa, sughero, lana) sono biodegradabili, riciclabili o riutilizzabili, soprattutto se privi di componenti sintetiche aggiunte come il poliestere.

Quali sono i principali vantaggi ambientali?

Gli isolanti naturali riducono le emissioni di CO₂, sfruttano scarti o risorse rinnovabili e garantiscono un ciclo di vita sostenibile, contribuendo alla transizione ecologica del settore edilizio.

I materiali naturali sono economicamente convenienti?

Il costo iniziale può essere più elevato rispetto agli isolanti sintetici, ma viene compensato da una maggiore durata, un miglior comfort abitativo e benefici ambientali a lungo termine.

Indirizzo articolo: https://biblus.acca.it/materiali-isolanti-naturali-proprieta-e-impieghi-nell-edilizia/