Trasporto del gas

Il rame è un materiale "storico" per il trasporto del gas e la sua diffusione è dovuta alla sicurezza e affidabilità del tubo e dei suoi raccordi. Ecco perchè è così diffuso in applicazioni civili, ospedaliere e industriali.

La sua installazione è regolata dalle norme UNI 7129 e UNI 11528, che indicano quale tipo di tubo di rame va posato e quali raccordi sono permessi:

  • tubo di rame a norma UNI EN 1057;
  • raccordi a norma UNI EN 1254-1, -2, -4 e -5, e a norma UNI 11065.

Il tubo di rame può essere messo a vista, sotto traccia, interrato (con protezione conforme alla UNI 10823), in alloggiamenti tecnici o manufatti orizzontali a cieli aperto.

Di seguito sono riportate brevemente le caratteristiche che rendono il rame  adatto per gli impianti del gas.

Impermeabilità ai gas.

Il rame, grazie alla sua natura metallica, non è permeabile ai gas: significa che il gas trasportato non attraversa la parete del tubo per disperdersi all’esterno, e viceversa.

Questa proprietà non è in realtà così scontata: se ad esempio prendiamo il caso degli impianti di riscaldamento, l’installazione di tubazioni in materiali permeabili ai gas ha causato “l’entrata” indesiderata di ossigeno e quindi la corrosione di parti ferrose (come caldaie e giranti di pompe).

Resistenza agli agenti atmosferici.

Il rame non invecchia, cioè non subisce la degradazione delle sue caratteristiche meccaniche ad opera dell’azione combinata di luce, ossigeno e temperatura. Per questo si può installare all’esterno senza la necessità di strutture appositamente realizzate tipo canalette chiuse (o grigliate con guaina) per proteggerlo dai raggi U.V. Inoltre non infragilisce neppure alle basse temperature.

La sua resistenza è confermata anche dai tetti, le gronde ed i pluviali in rame, abituati a sfidare gli elementi atmosferici per decenni o addirittura secoli senza problemi. Al massimo, l’unica variazione è cromatica: il rame esposto all’aria si ossida e diventa scuro, formando una patina protettiva per il metallo sottostante.

Resistenza al fuoco e al calore

Il rame fonde a 1083°C, non brucia (vedi anche box 1) e non emette fumi tossici se esposto alle fiamme. La sua resistenza al calore è testata da chiunque compia brasature, quando investe il tubo e il raccordo con la fiamma di un cannello.

E' molto significativo leggere il paragrafo 6 della EN 1057 del 2006, che recepisce i requisiti essenziali della Direttiva Prodotti da Costruzione, in merito alle caratteristiche del materiale:

  • Punto 6.1 (“Sicurezza in caso d’incendio – Reazione al fuoco”): Il rame è un materiale non infiammabile – classe A1 - , che pertanto “non ha bisogno di essere testato alla reazione al fuoco”;
  • Punto 6.2 (“Proprietà alle alte temperature”): le sue proprietà meccaniche non vengono ridotte significativamente dalle alte temperature e fino a 120°C  “non è necessario includere lo stress massimo ammissibile nei calcoli della pressione”;
  • Punto 6.3 (“Saldabilità”): il rame Cu-DHP (cioè quello con cui si fanno i tubi, puro al 99,90%) può essere saldato, ottenendo “strutture forti e omogenee”.

Resistenza alla pressione

Il tubo di rame resiste a pressioni elevatissime. La pressione di scoppio di una tubazione è proporzionale al suo spessore, alla sua resistenza meccanica e all’inverso del suo diametro; possiamo esprimere quanto appena scritto sopra attraverso una formula semplificata:

P = 2,04  *r * s / de

dove:

  • P è la pressione misurata in MPa,
  • s è lo spessore di parete in mm,
  • de il diametro esterno in mm,
  • r è la sollecitazione a trazione in N/mm2.

Per un tubo 12x1mm ricotto (r=220N/mm2) la pressione di scoppio è 37,4 Mpa, corrispondenti a 374 bar (o, nel linguaggio comune, atm) nel caso di stato fisico ricotto, il meno resistente! Come è noto, un impianto non deve funzionare osservando la pressione di scoppio, bensì la massima pressione ammissibile di esercizio: per la “vecchia” UNI 7773-1 è 2/3 del carico di deformazione permanente (nel tubo in esame, 78 atm). Questi alti valori significano che col rame si rispettano tutti i limiti di sicurezza, anche i più severi.

Anche i raccordi possono resistere ben oltre le massime pressioni di esercizio indicate dalle norme: in prove di scoppio compiute in laboratorio su tubi uniti per brasatura dolce e forte, si è arrivati fino al cedimento meccanico del tubo senza che la giunzione si sfilasse o perdesse!

Il tubo di rame “tiene”, e bene.

Compatibilità con i gas combustibili.

Il rame è compatibile con i combustibili più comuni, come il metano e il GPL.

La nuova norma EN 1057 (2006)

Nel 2006 è stata pubblicata (in inglese) la nuova edizione della UNI EN 1057, la quale però non introduce modifiche alle caratteristiche tecniche del tubo prodotto secondo la “vecchia” norma. La novità principale (potremmo dire unica) è il fatto che la nuova norma è “armonizzata”: questo significa che la sua osservanza conferisce la “presunzione di conformità” a requisiti obbligatori contenuti in due particolari Direttive dell’Unione Europea, quella sui Prodotti da Costruzione (CPD) e quella sugli apparecchi a pressione (PED).

La PED (97/23/CE) riguarda le attrezzature a pressione e gli insiemi la cui pressione massima ammissibile è superiore ai 0,5 bar. La CPD (89/106/CEE) si riferisce ai quei prodotti destinati ad essere incorporati permanentemente in opere di costruzione. Bene, tra i requisiti essenziali richiesti dalla CPD (e quindi rispettati dal tubo di rame) ci sono,oltre alla già citata sicurezza in caso d’incendio, anche: sicurezza, resistenza meccanica, salvaguardia dell’igiene, risparmio energetico e durata economicamente adeguata.

Sicurezza, resistenza meccanica, sicurezza in caso d’incendio: ecco un’altra conferma della qualità e affidabilità del tubo di rame per il trasporto del gas.

Lavorabilità ed installazione

Il rame, pur essendo un metallo con le elevate caratteristiche di resistenza meccanica descritte in precedenza, è malleabile e può essere curvato e lavorato in maniera relativamente semplice. L’installatore ha anche la facoltà di scegliere il tipo di raccordo che preferisce, senza altro vincolo che il rispetto delle norme di installazione: allo stato attuale, per il gas domestico sono previsti i raccordi a brasare, a compressione e a pressare (UNI 7129-1).

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L'articolo "Il trasporto di gas combustibile: utilizzo 'sicuro' del tubo di rame" è stato pubblicato su GT n. 8 del 2007
24/10/2014