Polistirene estruso: caratteristiche e applicazioni

Il polistirene estruso (comunemente noto con la sigla XPS, Extruded Polystyrene) è un materiale comunemente utilizzato in edilizia, appartenente alla famiglia delle schiume polimeriche. Ha ottime capacità di isolamento e di resistenza, motivo per cui è spesso scelto nella progettazione dei sistemi di isolamento. Non va confuso con l’EPS, da cui si distingue proprio per le sue caratteristiche e il processo di realizzazione.

Per comprendere se è il materiale che fa al caso proprio, come per ogni progetto e componente edilizio, è necessario valutarne in modo attento tutte le caratteristiche, in termini prestazionali, ma non solo. Nell’edilizia contemporanea contano i risultati che si possono raggiungere, ma anche aspetti quali la durabilità del materiale, i costi o il suo impatto sull’ambiente.

Cos’è il polistirene estruso (XPS)

Il polistirene estruso (XPS Extruded Polystyrene), è un materiale isolante plastico appartenente alla famiglia dei termoplastici. Si ottiene tramite un processo di estrusione che conferisce al materiale una struttura a celle chiuse, responsabile delle sue elevate prestazioni termiche e meccaniche.
Dal punto di vista chimico, il polistirene estruso è costituito principalmente da polistirene atattico (PS), che si ottiene mediante la polimerizzazione dello stirene. Appartiene alla famiglia delle schiume polimeriche rigide a celle chiuse e viene prodotto tramite un processo di estrusione continua del polimero polistirene con l’aggiunta di agenti espandenti.

L’XPS presenta, di conseguenza, una microstruttura a celle chiuse con diametri tipici nell’ordine di 0,1–0,3 mm. La percentuale di vuoto può superare il 95% in volume, con pareti cellulari sottili ma continue. Questa strutta impedisce la migrazione capillare dell’acqua e una grande resistenza meccanica e una minor diffusività del vapore.

È impiegato soprattutto in edilizia per l’isolamento di tetti, pavimenti, fondazioni e pareti controterra, in quanto risulta particolarmente performante.

URSA XPS ECO è una soluzione pensata per chi cerca le prestazioni tipiche dei pannelli a celle chiuse – stabilità nel tempo, resistenza meccanica e affidabilità in presenza di umidità – integrando però un approccio più avanzato alla sostenibilità di prodotto e di processo. La linea ECO nasce, infatti, intorno al principio di circolarità, con un contenuto medio di riciclato pari al 70% nel prodotto finito, imballi indicati come eco-friendly e l’impiego di bancali a “zero consumo” realizzati con sfridi di produzione. Sul versante della qualità ambientale interna, i pannelli XPS prodotti a Bondeno risultano certificati Indoor Air Comfort (IAC) (Eurofins), elemento rilevante per progetti che pongono attenzione alle emissioni e al comfort indoor. XPS ECO è indicato per interventi di isolamento in contesti critici (dove servono carichi elevati e bassa sensibilità all’acqua), dai solai e pavimenti alle coperture piane, incluse soluzioni come il tetto rovescio, in cui l’isolante è posato sopra il manto impermeabile e contribuisce anche alla sua protezione.

Qual è la differenza tra polistirene estruso e polistirene espanso

Le due tipologie di polistirene si differenziano per diversi aspetti, tra cui il processo produttivo.

Per produrre l’XPS i granuli vengono immessi in un estrusore dove vengono fusi, come si vedrà nel dettaglio nel successivo paragrafo dedicato alla produzione di questo particolare tipo di prodotto.

Invece, l’EPS – o polistirene espanso sinterizzato – è un materiale caratterizzato da bassa densità, che:

si ottiene immergendo in acqua granuli di polistirene e aggiungendo all’acqua una quantità di pentano dal 2% all’8%. Quindi si comprime il tutto e il pentano (che è insolubile in acqua) si diffonde nei granuli. I granuli così trattati possono essere stoccati per qualche mese prima di subire l’espansione. Per l’espansione i granuli vengono posti in una camera con una parete mobile. Viene soffiato dentro vapore acqueo a circa 120-130 °C provocando il rammollimento della plastica e il successivo rigonfiamento dovuto all’ebollizione del pentano imprigionato nel polimero” (fonte: Wikipedia). 

Per quanto riguarda le caratteristiche, invece, l’EPS si presenta morbido al tatto, l’XPS ha una struttura più compatta, robusta e rifinita. La compattezza e la resistenza alla compressione dell’XPS lo rende un ottimo materiale in edilizia ed è impiegato per l’isolamento termico. Rispetto al polistirene espanso sinterizzato, l’XPS è in grado di sostenere pesi maggiori: per questo motivo viene utilizzato per isolare termicamente gli edifici sottoposti a particolari sollecitazioni.

Polistirene estruso: il processo produttivo

La miscela di polistirene e additivi viene immessa nell’estrusore, macchina costituita da una camicia riscaldata al cui interno gira una vite senza fine.

Con l’aumento della temperatura e della pressione, la miscela all’interno dell’estrusore si fonde in una massa fluida che fuoriesce dalla macchina, scorrendo continuamente. In questa fase del processo viene aggiunto l’agente schiumogeno, che viene mescolato uniformemente alle altre materie prime. All’uscita dall’estrusore, il passaggio repentino alla pressione atmosferica produce la gassificazione dell’agente schiumogeno (gas espandente), consentendo la formazione della schiuma e assorbendo la temperatura del polistirene, raffreddandolo e solidificandolo. La sezione d’uscita dall’estrusore determina la sezione della striscia continua di polistirene estruso.

Prima di poter essere lavorati, i pannelli di polistirene devono raggiungere la temperatura ambiente e il gas che si trova al loro interno deve stabilizzarsi. I pannelli vengono poi trasferiti su un altro nastro trasportatore per continuare il processo di fresatura e imballaggio. Conclusa la fase di fresatura, i pannelli vengono impilati in pacchi e le confezioni vengono avvolte in una pellicola di plastica dalle macchine per imballaggio pronti per lo stoccaggio e la distribuzione.

Quali sono le principali caratteristiche del polistirene estruso

Il polistirene estruso (XPS) è un materiale isolante dalle elevate prestazioni fisiche e meccaniche. La sua conducibilità termica è compresa tra 0,029 e 0,036 W/mK, influenzata dalla densità, dal tipo di gas intrappolato e dalla dimensione delle celle, mentre la struttura a celle chiuse riduce la convezione interna e limita la perdita di calore.

 

Presenta ottima resistenza a compressione e la stabilità dimensionale è elevata, con variazioni inferiori allo 0,5%. L’assorbimento d’acqua è inferiore allo 0,7%, garantendo stabilità termica, resistenza a cicli gelo–disgelo e idoneità in ambienti umidi. Resiste a acqua, soluzioni saline, acidi diluiti e alcali deboli, mentre solventi aromatici possono danneggiarlo, e la sua vita utile supera spesso i cinquanta anni.

Va sempre ben tenuto presente, però, che sotto il profilo antincendio l’XPS è combustibile, sebbene possa contenere ritardanti di fiamma. Per questo motivo richiede protezione con intonaci o calcestruzzo. Inoltre, la sua traspirabilità non è delle migliori e se questa è una caratteristica importante per l’applicazione, è meglio optare per soluzioni come la lana minerale.

Applicazioni principali: i pannelli XPS in edilizia

Il polistirene estruso (XPS) ha diverse applicazioni in edilizia, grazie alle sue proprietà di isolamento termico, resistenza meccanica e basso assorbimento d’acqua.

Viene ampiamente utilizzato nelle coperture piane, sia tradizionali sia rovesce, dove funge da strato isolante protetto, capace di ridurre le dispersioni termiche e allo stesso tempo di proteggere le membrane impermeabilizzanti dagli stress meccanici e dagli sbalzi termici.

Può essere utilizzato in modo efficace anche nelle coperture inclinate.

Elyfoam è un pannello termoisolante in polistirene espanso estruso (XPS), ideato da Brianza Plastica per garantire un eccellente isolamento termico in ambito edilizio. Grazie alla sua leggerezza, resistenza alla compressione e al basso assorbimento d’acqua, è ideale per l’isolamento di solai, pareti, tetti e camere frigorifere. Prodotto in conformità alle normative ambientali e con un’attenzione particolare alla riciclabilità, Elyfoam offre soluzioni versatili per migliorare l’efficienza energetica degli edifici, rispettando i C.A.M. e le normative europee in tema di sostenibilità.

Nelle fondazioni e nelle pareti controterra l’XPS garantisce isolamento continuo senza subire degrado per contatto con il terreno umido, mantenendo stabili le prestazioni nel tempo e proteggendo le strutture dagli effetti dei cicli gelo–disgelo.

Sotto i pavimenti, sia civili che industriali, viene impiegato per migliorare l’efficienza energetica riducendo le perdite di calore verso il terreno o ambienti non riscaldati, sopportando al contempo i carichi permanenti dei massetti e dei pavimenti radianti, grazie alla sua elevata resistenza a compressione.

X-FOAM^® HBT di Ediltec è una linea di lastre isolanti in polistirene estruso (XPS) di colore indaco con pelle di estrusione e 4 bordi battentati, progettata per l’isolamento termico sotto carico in molteplici contesti costruttivi. La gamma comprende versioni con resistenza a compressione ≥ 300 kPa (standard HBT), ≥ 500 kPa (HBT 500) e ≥ 700 kPa (HBT 700), con spessori disponibili e prestazioni adeguate alle esigenze specifiche del progetto.
Grazie alle elevate prestazioni meccaniche, queste lastre sono ideali per l’isolamento di tetti rovesci non praticabili e carrabili, tetti rovesci giardino, tetti ventilati e a falde, pareti interrate, sottofondazioni e platee, pavimentazioni civili e industriali, solai interpiano, oltre a pavimenti con impianti radianti e celle frigorifere.
Tutti i prodotti della serie HBT sono classificati Euroclasse E secondo EN 13501-1, conformi ai Criteri Ambientali Minimi (CAM) e disponibili nelle dimensioni standard 600 × 1250 mm, con spessori variabili in funzione della resistenza richiesta, consentendo soluzioni su misura per efficienza termica e durabilità nel tempo.

La versatilità del materiale lo rende anche ideale per la realizzazione di pannelli prefabbricati e sistemi a cappotto, integrandosi con altri strati costruttivi per migliorare le prestazioni complessive dell’involucro edilizio. Molto spesso, però, non viene utilizzato per l’intera facciata, ma posizionato proprio alla base della muratura e poi combinato con altro materiale.

Come si trova in commercio il polistirene espanso estruso

Il polistirene espanso estruso si può trovare in commercio sotto forma di pannelli con o senza pelle; “la pelle” è costituita da un addensamento superficiale del materiale ed ha un aspetto liscio e compatto.

I pannelli senza pelle sono ottenuti fresando tali superfici per renderle maggiormente compatibili con collanti, calcestruzzo, malte ecc. I pannelli si possono trovare sul mercato in diverse colorazioni e varie finiture superficiali: lisci, ruvidi, waferati e con scanalature.

Le lastre possono essere utilizzate sia da sole che accoppiate con altri materiali quali cartongesso, pannelli di legno, laminati plastici o metallici, etc. Non va fatta confusione tra polistirene espanso estruso XPS e polistirene espanso sinterizzato EPS, le differenze sono sostanziali per processo produttivo, proprietà e applicazioni specifiche.

XPS isolante: prestazioni e marcatura CE

I materiali proposti al mercato con proprietà di isolamento termico, in quanto prodotti da costruzione e stabilmente presenti all’interno dell’involucro edilizio, rientrano nella casistica delle regole previste dall’Unione europea per la commercializzazione dei prodotti da costruzione.

Ad oggi è in vigore il Regolamento 305/11, che ha sostituito la Direttiva 89/106 come documento europeo di riferimento sulla commercializzazione dei Prodotti da Costruzione. Nella realizzazione dell’edificio devono essere garantiti specifici requisiti prestazionali e di sicurezza, ricorrendo a prodotti conformi rispetto a quanto previsto da specifiche norme armonizzate. La norma di prodotto per l’XPS è la UNI EN 13164 “Isolanti termici per edilizia – Prodotti di polistirene espanso estruso ottenuti in fabbrica– Specificazione”.

In particolare, è la Dichiarazione di Prestazione (DoP) è il documento che riporta le prestazioni del prodotto da costruzione, valutate in base alla norma armonizzata di riferimento per quel prodotto. La DoP è obbligatoria quando un prodotto è coperto da una norma europea armonizzata o da una valutazione tecnica europea (ETA) rilasciata per quel prodotto.

Conduttività termica dichiarata e di progetto

Nella marcatura CE dei materiali isolanti è presente il valore di conduttività dichiarata λD calcolato a partire dal λ90/90 con le dovute approssimazioni previste. Il valore λ90/90 è rappresentativo del 90% della produzione con una confidenza del 90%. In accordo con le norme di prodotto e le norme di riferimento per la valutazione della conduttività termica in laboratorio, per esempio la norma UNI EN 12667, i prodotti isolanti vengono testati a 10 °C di temperatura media, cioè con una differenza applicata alle facce dei campioni di ΔT = 20°C. Il progettista prima di procedere con i calcoli per le verifiche termiche deve conoscere (o poter ipotizzare) le condizioni di esercizio del materiale e confrontarle con quelle utilizzate per la misura del valore di conduttività termica fornito dal produttore. Se le condizioni di temperatura e umidità sono differenti deve modificare il valore dichiarato e trasformarlo in valore di progetto.

Nel 2017 è nato il Gruppo di lavoro ANIT- XPS con lo scopo di analizzare, studiare, approfondire e spiegare tutte le caratteristiche del polistirene espanso estruso. I materiali isolanti spesso vengono utilizzati nella maniera errata proprio per una mancata conoscenza da parte del professionista delle proprietà e peculiaretà.

Del gruppo fanno parte le Aziende associate ANIT Ediltec, Soprema e Ursa che con i loro esperti potranno rispondere a tutte le domande su questo materiale.

Sul sito ANIT è presente una sezione dedicata a questo tema che riporta in sintesi tutta l’attività e dal quale è possibile scaricare i capitoli singoli della Guida nonchè il documento completo.

La GUIDA XPS completa si può anche scaricare dalla sezione Manuali del sito.

FAQ Polistirene estruso

Il polistirene estruso è impermeabile all’acqua?

Definire l’XPS impermeabile non è del tutto corretto. In ogni caso, è vero che la sua capacità di assorbimento d’acqua è estremamente ridotta, anche dopo immersioni prolungate. Questo lo rende adatto ad applicazioni in cui è richiesto che stia a contatto con l’umidità, come nel caso di terreni bagnati.

Dove si utilizza il polistirene estruso in edilizia?

L’XPS ha diverse applicazioni in edilizia, principalmente connesse alle sue capacità termoisolanti. Ad esempio, viene impiegato in corrispondenza di fondazioni, pareti controterra, pavimenti e coperture piane, comprese quelle rovesce o verdi.

Trova applicazione anche in massetti industriali, tetti isolati e sistemi a cappotto. È indicato ogni volta che servono isolamento termico, resistenza meccanica e stabilità dimensionale.

Il polistirene estruso è adatto all’isolamento dei tetti?

L’XPS è ideale per isolare le coperture, al di là della tecnologia costruttiva utilizzata. Si presta per l’uso sia in tetti piani, che inclinati, rovesci o verdi. Mantiene stabili le prestazioni nel tempo anche in presenza di umidità o sbalzi termici e la sua leggerezza e durabilità lo rendono particolarmente efficace in questi contesti.

Quali sono i vantaggi dell’XPS rispetto ad altri isolanti?

L’XPS combina isolamento termico elevato, bassissimo assorbimento d’acqua, stabilità dimensionale e resistenza a compressione. Rispetto a EPS o lana minerale, mantiene le prestazioni anche in condizioni di umidità e sotto carico. La sua struttura a celle chiuse riduce la migrazione del vapore e la convezione interna. È durevole, leggero e versatile, adatto a molte applicazioni edilizie critiche.

Il polistirene estruso è resistente alla compressione?

L’XPS offre ottima resistenza a compressione, con caratteristiche che variano in base alla tipologia dei prodotti. La sua struttura cellulare chiusa distribuisce i carichi uniformemente ed è, quindi, idoneo ad applicazioni anche al di sotto di pavimenti, massetti e fondazioni. Mantiene stabilità anche sotto carichi permanenti nel tempo.

Il polistirene estruso è isolante anche dal punto di vista acustico?

L’XPS è principalmente utilizzato per l’isolamento termico. La sua capacità di isolamento acustico è inferiore rispetto ad altri materiali, come lana minerale o sughero. La struttura a celle chiuse può contribuire in parte all’attenuazione acustica, ma non è la scelta corretta per un buon isolamento acustico.

Il polistirene estruso è riciclabile?

L’XPS può essere riciclato e trasformato in nuovi pannelli o in granuli per altre applicazioni industriali. Tuttavia, essendo derivato da polistirene vergine, il riciclo dipende dalla raccolta e separazione dei rifiuti. La sua lunga vita utile riduce comunque l’impatto ambientale complessivo.

Polistirene o polistirolo sono la stessa cosa?

Il materiale è lo stesso (polistirene), ma cambiano i processi di produzione (espanso → EPS, estruso → XPS), che creano materiali con proprietà molto diverse. E’ un materiale che ha tantissimi nomi: nella quotidianità facciamo riferimento al polistirene chiamandolo polistirolo, ma di fatto stiamo parlando dello stesso polimero termoplastico.

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Articolo aggiornato – Prima pubblicazione 2017

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