Quanti micron servono per ottenere R 60?”

È una delle domande più frequenti quando si deve proteggere una struttura in acciaio con un rivestimento intumescente.

Sembra una richiesta precisa. In realtà, mancano quasi tutti i dati necessari per rispondere.

R 60 indica il tempo per il quale un elemento deve mantenere la capacità portante richiesta nelle condizioni previste dal progetto. Non corrisponde a uno spessore universale da applicare indistintamente su travi, colonne e profili metallici.

La stessa vernice può richiedere spessori molto diversi su due elementi apparentemente simili. Cambiano il fattore di sezione, la temperatura critica, il tipo di profilo, i lati esposti e le condizioni reali di installazione.

Per questo non esiste un numero di micron valido per ogni R 60.

Lo spessore non parte dal barattolo.

Parte dalla struttura.

R 60 non è una quantità di vernice

Quando un prodotto viene presentato come adatto a protezioni R 30, R 60 o R 90, è facile interpretare queste indicazioni come proprietà fisse del rivestimento.

Ma la classe richiesta non appartiene alla vernice da sola.

Riguarda l’elemento protetto e la sua capacità di mantenere la funzione portante per un determinato periodo durante l’esposizione al fuoco.

Il prodotto viene valutato per essere impiegato entro condizioni precise. La prestazione finale dipende però dal profilo sul quale viene applicato, dallo spessore previsto per quel profilo e dalla corretta esecuzione dell’intero ciclo.

La stessa vernice può raggiungere R 60 con uno spessore su una trave massiccia e richiederne uno superiore su un elemento più snello. In alcuni casi, una determinata combinazione tra sezione, temperatura critica e durata richiesta potrebbe perfino non rientrare nel campo coperto dal sistema scelto.

Dire “questa vernice arriva a R 60” significa quindi semplificare troppo.

La formulazione più corretta sarebbe:

questo sistema può contribuire a proteggere determinati elementi fino a R 60, purché vengano rispettati i parametri e gli spessori indicati nella relativa documentazione tecnica.

Nel nostro approfondimento sulle vernici intumescenti per acciaio abbiamo già visto che la protezione al fuoco nasce dalla coerenza tra struttura, ciclo e applicazione. Lo spessore è il punto in cui questa coerenza diventa misurabile.

Il fattore di sezione cambia tutto

Uno dei dati più importanti per determinare lo spessore intumescente è il fattore di sezione.

In termini semplici, esprime il rapporto tra la superficie attraverso cui il calore entra nell’elemento e la quantità di acciaio che deve essere riscaldata.

Un profilo con molta superficie esposta rispetto alla propria massa tende a scaldarsi rapidamente.

Un elemento più massiccio, con più acciaio dietro una superficie relativamente contenuta, aumenta invece di temperatura più lentamente.

Questo spiega perché due travi della stessa altezza possano richiedere spessori diversi. Una può avere flange e anima più consistenti. L’altra può essere più leggera e sottile, offrendo al calore una superficie elevata rispetto alla propria massa.

All’occhio possono sembrare simili.

Dal punto di vista termico non lo sono.

Più rapidamente il profilo tende a scaldarsi, maggiore può essere la protezione necessaria per evitare che raggiunga la temperatura critica prima del tempo previsto.

Il fattore di sezione trasforma quindi la domanda “quanti micron servono?” in una domanda molto più concreta:

quanto velocemente si riscalda questo elemento?

Anche i lati esposti modificano il risultato

La stessa sezione può comportarsi diversamente in base al numero di lati esposti al calore.

Una colonna isolata può ricevere calore lungo tutto il proprio perimetro. Una trave collegata a un solaio può essere esposta principalmente su tre lati. Un profilo inserito vicino a pareti, pannelli o altri elementi può avere una configurazione ancora differente.

Non basta quindi conoscere la sigla del profilo.

Bisogna conoscere come sarà installato.

Questo diventa particolarmente importante quando il progetto cambia durante il cantiere. Una trave prevista in una determinata configurazione può essere montata diversamente. Un rivestimento che avrebbe limitato l’esposizione può essere eliminato. Una colonna può rimanere libera invece di essere inglobata in un altro elemento.

Il profilo è lo stesso.

Ma non è più la stessa condizione termica.

Se cambia l’esposizione, lo spessore già definito potrebbe non essere più coerente.

L’intumescente non lavora sulla prima versione del disegno.

Lavora sulla struttura realmente costruita.

La temperatura critica non è un valore universale

Un altro parametro decisivo è la temperatura critica dell’acciaio.

Non rappresenta una temperatura unica oltre la quale qualsiasi struttura perde improvvisamente la propria funzione. È il limite associato alla capacità di quello specifico elemento di sostenere i carichi previsti durante l’incendio.

Una trave molto sollecitata ha generalmente meno margine prima di raggiungere la condizione critica. Un elemento utilizzato a una percentuale inferiore della propria capacità può tollerare temperature più elevate.

Questo significa che anche due profili identici, installati nello stesso edificio e richiesti entrambi come R 60, potrebbero necessitare di spessori differenti.

Una temperatura critica più bassa impone di mantenere l’acciaio più freddo.

Il rivestimento deve quindi rallentare maggiormente il trasferimento del calore.

La temperatura critica non dovrebbe essere scelta per abitudine, copiata da una vecchia commessa o dedotta dal prodotto disponibile.

Deve derivare dalla valutazione strutturale.

Se il dato di partenza è approssimativo, anche uno spessore applicato con grande precisione può essere tecnicamente sbagliato.

Le tabelle di spessore appartengono al singolo sistema

Una volta definiti classe richiesta, fattore di sezione, temperatura critica, tipo di profilo e lati esposti, lo spessore viene individuato attraverso la documentazione tecnica del sistema scelto.

Non esiste però una tabella universale valida per tutte le vernici intumescenti.

Ogni prodotto è stato formulato, testato e valutato secondo caratteristiche proprie. Due rivestimenti possono richiedere spessori differenti sulla stessa struttura e per la stessa prestazione.

Questo non significa necessariamente che uno dei due sia migliore.

Possono cambiare la tecnologia, l’efficienza termica, i limiti applicativi, le tipologie di sezione considerate e il campo coperto dalla valutazione.

Per questo non è possibile prendere la tabella di un prodotto e utilizzarla per un altro.

Non basta neppure trovare la riga “R 60” e scegliere il valore più vicino. Bisogna verificare che la tabella si riferisca al corretto tipo di profilo, alla temperatura critica prevista e alla configurazione realmente presente.

Il numero dei micron ha significato soltanto all’interno del sistema dal quale è stato ricavato.

Fuori da quel contesto è soltanto un numero.

Profili aperti e sezioni cave non sono intercambiabili

IPE, HEA, HEB, colonne, tubolari circolari e sezioni rettangolari cave non vengono necessariamente gestiti con gli stessi dati.

Un profilo aperto presenta anima, flange e angoli interni. Una sezione cava ha invece una superficie continua e una diversa distribuzione della massa.

Anche durante l’applicazione il comportamento cambia. Sugli angoli interni di un profilo aperto il prodotto può accumularsi. Sulle superfici curve o continue può essere più facile mantenere un movimento regolare, ma resta necessario garantire uniformità su tutto il perimetro.

Il prodotto deve essere valutato per il tipo di sezione sul quale verrà utilizzato.

Il fatto che una vernice disponga di dati per profili aperti non significa automaticamente che le stesse tabelle possano essere applicate alle sezioni cave.

Prima di parlare di spessore bisogna quindi chiedersi se quella combinazione tra prodotto, profilo e prestazione sia effettivamente prevista.

Spessore umido e spessore secco sono due dati diversi

Lo spessore richiesto dal progetto viene normalmente espresso come DFT, Dry Film Thickness: lo spessore del film secco dopo l’evaporazione della parte volatile e il completamento dell’essiccazione.

Durante l’applicazione, però, il prodotto è ancora umido.

La misura rilevata in quel momento è il WFT, Wet Film Thickness.

I due valori non coincidono.

Quando il prodotto asciuga, perde acqua o solvente e il film si riduce. Il rapporto tra spessore umido e secco dipende dal contenuto di solidi in volume della specifica vernice.

Non esiste quindi un moltiplicatore valido per ogni intumescente.

Il dato corretto deve essere ricavato dalla scheda tecnica del prodotto utilizzato.

Il controllo del WFT durante l’applicazione permette di capire se ogni passata sta depositando una quantità coerente. Aiuta a correggere immediatamente il movimento della pompa, la velocità dell’operatore e la quantità applicata.

Il controllo definitivo resta però quello del film secco.

Il WFT guida il lavoro.

Il DFT verifica il risultato.

Confondere le due misure può portare a credere che lo spessore previsto sia stato raggiunto, per poi scoprire che il film finale è insufficiente.

Una passata più carica non significa una protezione migliore

Quando il progetto richiede spessori importanti, la soluzione apparentemente più rapida è depositare molto materiale in una singola passata.

Ma aumentare il carico non significa necessariamente velocizzare il lavoro.

Ogni prodotto presenta limiti applicativi e quantità massime consigliate per strato. Se il film viene caricato eccessivamente, la superficie può asciugare mentre gli strati interni rimangono ancora umidi.

Possono comparire colature, fessurazioni, accumuli, tempi di essiccazione molto lunghi o difetti che emergono soltanto dopo la ricopertura.

Il problema è particolarmente evidente negli angoli interni, nelle saldature e nelle zone dove l’aria circola meno.

Raggiungere il DFT previsto significa costruire progressivamente lo spessore nel modo indicato dal sistema.

Non significa depositare la maggiore quantità possibile nel minor tempo possibile.

L’intumescente non deve soltanto esserci.

Deve anche asciugare e strutturarsi correttamente.

Più prodotto non corregge un progetto incompleto

Esiste anche una seconda scorciatoia: quando non si conosce lo spessore preciso, applicare un po’ più materiale “per sicurezza”.

La logica sembra prudente.

In realtà non risolve nulla.

Uno spessore aggiuntivo non compensa la mancanza del fattore di sezione, della temperatura critica o della verifica sul tipo di profilo.

Non estende automaticamente il campo coperto dalla valutazione tecnica e non trasforma una scelta generica in una soluzione documentabile.

Può invece aumentare consumi, costi, numero di passate e tempi di essiccazione, senza fornire una prestazione realmente verificabile.

Nella protezione passiva dal fuoco, “di più” non significa sempre “meglio”.

Significa soltanto più materiale, se non sappiamo perché lo stiamo applicando.

Il primer va distinto dall’intumescente

Quando si misura una struttura già primerizzata, lo spessimetro rileva tutto ciò che si trova tra il supporto metallico e la sonda.

La lettura può quindi comprendere primer e intumescente.

Ma lo spessore indicato nelle tabelle riguarda il rivestimento reattivo.

Per questo è importante misurare e registrare lo spessore del primer prima dell’applicazione dell’intumescente. Solo così sarà possibile distinguere il contributo dei diversi strati nel controllo finale.

Se il primer non è stato misurato, il valore complessivo può essere fuorviante.

Lo strumento può indicare uno spessore apparentemente corretto, mentre una parte appartiene al fondo anticorrosivo.

Il controllo non dovrebbe quindi iniziare quando l’applicazione è conclusa.

Deve accompagnare l’intero ciclo.

Anche la scelta del primer deve essere verificata prima di procedere: come abbiamo spiegato nella guida Epossidico vs poliuretanico nei cicli protettivi, la qualità del singolo prodotto non garantisce da sola la compatibilità del sistema. Nel caso dell’intumescenza, il primer deve rientrare nelle condizioni previste per il rivestimento reattivo scelto.

Controllare durante l’applicazione evita correzioni costose

Aspettare che l’intera carpenteria sia asciutta prima di misurare lo spessore significa scoprire gli errori quando correggerli è più difficile.

Controllare il WFT durante ogni passata permette invece di individuare subito aree leggere, accumuli o differenze tra le varie superfici.

L’operatore può correggere la tecnica, regolare la deposizione e prestare maggiore attenzione a flange, anime, spigoli, saldature e nodi complessi.

Queste zone non ricevono automaticamente la stessa quantità di prodotto delle superfici piane e facilmente raggiungibili.

Il controllo in corso d’opera non sostituisce il DFT finale.

Lo rende più prevedibile.

Trasforma la misurazione da verifica conclusiva a strumento di gestione del lavoro.

Il DFT va misurato dopo un’essiccazione adeguata

Il film deve aver raggiunto uno stato sufficientemente stabile prima di essere controllato.

Un rivestimento ancora morbido può deformarsi sotto la sonda, restituire valori instabili o sembrare più spesso di quanto sarà dopo la completa essiccazione.

I tempi non dipendono soltanto dal numero di ore trascorse.

Contano temperatura, umidità, ventilazione, quantità applicata e numero di passate.

Le zone con accumuli o minore circolazione d’aria possono asciugare più lentamente rispetto alle superfici esterne.

Per questo il controllo non dovrebbe essere programmato secondo una scadenza generica.

Deve rispettare i tempi e le condizioni indicati per il sistema utilizzato.

Misurare troppo presto può produrre un valore.

Non necessariamente un valore attendibile.

La media può nascondere un sottospessore

Una struttura non è protetta soltanto perché la media delle misurazioni raggiunge il valore previsto.

Una media corretta può nascondere aree molto cariche e altre insufficienti.

Se una flangia presenta un forte sovraspessore e l’anima è troppo sottile, il risultato matematico può sembrare accettabile.

Ma durante un incendio le due zone non si compensano.

Il calore non trasferisce parte del rivestimento da dove ce n’è troppo a dove ne manca.

Le misure devono quindi essere distribuite sulle diverse facce e lungo l’elemento. Quando emerge un valore basso, occorre verificare l’area circostante per capire se si tratta di un punto isolato o di una zona più estesa.

Il principio è lo stesso approfondito nell’articolo Micron dichiarati vs micron reali nelle vernici: la quantità prevista su carta non coincide automaticamente con quella realmente presente su ogni parte della struttura.

Nel caso dell’intumescenza, però, la disuniformità non riguarda soltanto durata ed estetica.

Coinvolge direttamente una prestazione di sicurezza.

Lo spessimetro non sceglie i punti corretti

Avere uno strumento calibrato è indispensabile.

Ma lo strumento non sostituisce il metodo.

Lo spessimetro restituisce il valore nel punto in cui viene appoggiato. Non sa se quel punto rappresenta l’intero elemento, se è stato scelto perché facilmente raggiungibile o se si stanno evitando le aree più difficili.

Un controllo credibile deve seguire la geometria della struttura.

Su un profilo aperto bisogna considerare anima, facce interne ed esterne delle flange e zone vicine ai collegamenti. Sugli elementi cavi le letture devono coprire le diverse superfici. Sugli elementi lunghi è necessario distribuire le misure lungo l’intera estensione.

Il problema non è raccogliere il maggior numero possibile di dati.

È raccogliere dati rappresentativi.

Cento misure concentrate sulla stessa superficie facilmente accessibile possono essere meno utili di un numero inferiore di letture distribuite correttamente.

Ogni elemento deve essere riconoscibile nella documentazione

Un rapporto contenente soltanto medie generali perde gran parte della propria utilità.

Le misure devono poter essere collegate agli elementi reali della struttura.

Bisogna sapere quale trave è stata controllata, quale profilo presenta, quale spessore era previsto, quali superfici sono state misurate e dove sono state rilevate eventuali carenze.

Questo è particolarmente importante perché, nello stesso edificio, elementi differenti possono richiedere spessori diversi pur appartenendo alla stessa classe R.

Se R 60 non corrisponde allo stesso numero di micron su tutta la carpenteria, neppure il controllo può trattare tutti gli elementi come se fossero uguali.

La tracciabilità serve a dimostrare il rapporto tra progetto e applicazione.

Serve anche in futuro, quando la struttura verrà modificata, ispezionata o sottoposta a manutenzione.

Una tabella incompleta produce preventivi inaffidabili

Lo spessore incide direttamente sulla quantità di prodotto necessaria.

La quantità incide sul costo del materiale, sul numero di passate, sui tempi di essiccazione, sulla manodopera e sull’organizzazione del cantiere.

Preparare un preventivo conoscendo soltanto i metri quadrati e la classe R richiesta significa partire da informazioni insufficienti.

Due strutture con la stessa superficie possono avere consumi molto diversi.

Una carpenteria composta da profili massicci può richiedere spessori inferiori rispetto a una struttura con molti elementi snelli. Possono inoltre cambiare temperatura critica, lati esposti e complessità geometrica.

Un prezzo molto basso può derivare da uno spessore ipotizzato in modo troppo favorevole.

Un prezzo molto alto può invece nascondere un sovradimensionamento generico.

Per una stima attendibile servono almeno l’elenco dei profili, le condizioni di esposizione, i dati strutturali disponibili e gli spessori ricavati dal sistema scelto.

Non è un eccesso di burocrazia.

È ciò che evita di scoprire il costo reale quando il lavoro è già iniziato.

Il consumo teorico non coincide con quello di cantiere

Anche dopo aver definito correttamente il DFT, il consumo teorico non coincide perfettamente con il materiale che verrà utilizzato.

Esistono perdite dovute a spruzzatura, overspray, geometria dei profili, residui negli impianti e difficoltà applicative.

Una superficie ampia e regolare permette un’applicazione più efficiente. Una struttura ricca di nodi, irrigidimenti, piastre e collegamenti richiede più movimenti e genera maggiore dispersione.

Questo non cambia lo spessore nominale.

Cambia la quantità necessaria per ottenerlo realmente.

Confondere consumo teorico e consumo operativo può portare a ordinare troppo poco prodotto o a interpretare come spreco ciò che dipende dalla complessità della struttura.

Il fabbisogno non deriva soltanto dai micron.

Deriva dal modo in cui quei micron devono essere distribuiti sul manufatto reale.

Il sottospessore va corretto prima del topcoat

Quando una zona insufficiente viene individuata prima della finitura, il ripristino è generalmente più semplice.

È possibile verificare lo stato del film e aggiungere il rivestimento intumescente necessario secondo le indicazioni del sistema.

Se il problema emerge dopo il topcoat, la correzione può diventare più complessa. Bisogna valutare l’adesione dei nuovi strati e la compatibilità con la finitura già applicata. In alcuni casi potrebbe essere necessario rimuovere localmente il topcoat prima di ripristinare l’intumescente.

La finitura non dovrebbe coprire un’incertezza.

Dovrebbe essere applicata soltanto dopo aver verificato la conformità dello strato reattivo.

Questo conferma un principio già emerso nel precedente articolo: primer, intumescente e topcoat non sono fasi indipendenti, ma parti dello stesso ciclo di protezione al fuoco dell’acciaio.

Il numero corretto nasce da dati corretti

Lo spessore finale è l’ultimo passaggio di una catena.

Prima vengono la classe richiesta, la valutazione strutturale, la temperatura critica, il fattore di sezione, i lati esposti, il tipo di profilo e la scelta di un sistema il cui campo d’impiego comprenda quella configurazione.

Solo dopo si arriva alla tabella di spessore.

Poi vengono applicazione, controlli, correzioni e documentazione.

Se uno dei dati iniziali è sbagliato, misurare il rivestimento con grande precisione non rende corretto il progetto.

Si può applicare esattamente lo spessore sbagliato.

Per questo calcolo e controllo applicativo non possono essere separati.

Il progetto stabilisce quanto rivestimento serve.

Il cantiere deve dimostrare che quello spessore è stato raggiunto nel modo corretto.

Conclusione

R 60 non corrisponde a un numero fisso di micron.

Corrisponde a una prestazione che deve essere raggiunta su una struttura specifica.

Il fattore di sezione determina quanto rapidamente il profilo tende a scaldarsi. La temperatura critica definisce il limite compatibile con la capacità portante richiesta. I lati esposti e la geometria modificano il trasferimento termico. La documentazione del sistema collega questi dati allo spessore necessario.

Dopo il calcolo resta il cantiere.

Lo spessore umido deve guidare l’applicazione. Lo spessore secco deve essere controllato dopo un’essiccazione adeguata. Le misure devono essere distribuite sui singoli elementi, distinguendo l’intumescente dal primer ed evitando che una media apparentemente corretta nasconda zone insufficienti.

Il valore corretto non è quello già usato su un’altra trave.

Non è quello scelto per prudenza.

Non è quello che rende più facile chiudere il preventivo.

È quello previsto per quella combinazione tra struttura, requisito e sistema.

La domanda corretta non è quindi:

“Quanti micron servono per R 60?”

È:

“Quali dati servono per determinare lo spessore R 60 di questa struttura?”

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