Basotect vs lana di roccia: coefficiente di assorbimento, bassi e reazione al fuoco a confronto diretto

Entrambi i materiali sono assorbitori porosi. Il suono mette in movimento l’aria nei pori aperti, sulle pareti dei pori nasce attrito viscoso e una parte dell’energia sonora si trasforma in calore. Quanto bene funzioni dipende essenzialmente da tre grandezze: la resistività al flusso d’aria del materiale (la resistenza al flusso riferita allo spessore), lo spessore dello strato e la distanza dalla parete rigida.

La resistività al flusso (unità Pa s/m2, in passato Ns/m4 o Rayl/m) è la grandezza singola più importante. In “Acoustic Absorbers and Diffusers” Cox e D’Antonio indicano un intervallo favorevole da circa 5.000 a 50.000 Pa s/m2 per un assorbitore poroso posto liberamente davanti alla parete. Praticamente equivalente è la regola pratica secondo cui il prodotto tra resistività al flusso e spessore (sigma per d) centra l’ottimo intorno a 1.000 Pa s/m. Entrambe sono approssimazioni, non un limite netto. Se il valore è inferiore, il suono penetra facilmente ma viene frenato troppo poco. Se è nettamente superiore, in superficie si crea un salto di impedenza e una parte del suono viene riflessa prima di entrare nel materiale.

Il Basotect, con circa 10.000 Pa s/m2, si colloca al margine inferiore di questa finestra; la lana di roccia delle consuete densità acustiche (da 40 a 60 kg/m3) sta nettamente sopra, per lo più oltre 15.000 Pa s/m2. I valori esatti dipendono dal prodotto e dalla densità e si disperdono più di quanto suggeriscano numeri fissi: per il Basotect si misurano grosso modo da 8.000 a 15.000 Pa s/m2, per la lana minerale di queste densità circa da 10.000 a 40.000 Pa s/m2. Da questa differenza deriva il comportamento nei bassi.

Un primo orientamento lo dà il modello empirico di Delany-Bazley. Calcola impedenza caratteristica e costante di propagazione dal solo rapporto f/sigma, ma è stato ricavato su materiali isolanti fibrosi con porosità vicina a 1 ed è valido all’incirca per 0,01 < f/sigma < 1,0. Per schiume come il Basotect è solo un’approssimazione. Fisicamente più precisi sono i modelli a più parametri come Johnson-Champoux-Allard, che tengono conto anche di porosità, tortuosità e lunghezze caratteristiche. Per la pratica basta il messaggio essenziale: resistività al flusso e spessore fissano insieme la curva di assorbimento.

Il Basotect G+ è una schiuma di resina melamminica a celle aperte con densità di 9 ±1,5 kg/m3 (EN ISO 845) e conducibilità termica di circa 0,035 W/mK a 10 °C. Quanto alla temperatura, il valore spesso citato di 240 °C è un picco di breve durata. In esercizio continuo il campo di impiego si colloca piuttosto tra circa 150 e 200 °C. La densità molto bassa è la ragione del peso ridotto e, insieme, della bassa resistività al flusso.

Dal punto di vista acustico il Basotect mostra il tipico profilo delle schiume: debole alle basse frequenze, molto forte alle medie e alte. Per 50 mm direttamente a parete, i valori misurati pubblicati secondo UNI EN ISO 354 si collocano grosso modo a αs da 0,15 a 0,20 (125 Hz), da 0,5 a 0,6 (250 Hz), circa 0,95 (500 Hz) e da 0,9 a 1,0 da 1000 Hz in su. Sono valori indicativi; le cifre concrete dipendono da prodotto, lotto e configurazione di prova. A 25 mm calano soprattutto le bande inferiori, e l’assorbitore diventa davvero efficace solo sopra circa 1000 Hz. L’NRC secondo ASTM C423 per le lastre da 50 mm di vecchia generazione è intorno a 0,95.

La regola pratica alla base è la condizione del quarto di lunghezza d’onda: un assorbitore poroso diventa efficace (αs oltre 0,5) dove il suo spessore corrisponde a circa un quarto della lunghezza d’onda. A 50 mm questo limite si colloca, a calcolo, intorno a 1715 Hz (c = 343 m/s); per effetto della resistività al flusso finita, un assorbimento utile inizia un po’ più in basso. Questo non cambia il fatto che 125 e 250 Hz siano quasi irraggiungibili con lastre di schiuma sottili. Chi vuole centrare i 125 Hz con il solo assorbimento poroso ha bisogno di una profondità di materiale dell’ordine di 60 fino a 70 cm (lambda/4 per 125 Hz è circa 0,69 m), cosa che nella pratica si risolve con una distanza dalla parete anziché con uno spessore massiccio.

Importante per l’interpretazione: le misure in camera riverberante secondo ISO 354 danno regolarmente valori sopra 1,0 per la diffrazione ai bordi del campione. Per l’attribuzione a una classe di assorbimento acustico (da A a E) si forma il valore a numero singolo αw secondo UNI EN ISO 11654, accostando la curva di riferimento a passi di 0,05 ai valori pratici αp (ottave da 250 a 4000 Hz) finché la somma degli scostamenti sfavorevoli non supera 0,10. Le lastre di Basotect da 50 mm raggiungono così la classe A o una classe B alta, a seconda della configurazione e della distanza dalla parete.

La lana di roccia in qualità acustica si colloca tipicamente tra 40 e 60 kg/m3. Un set di dati ISO 354 pubblicato per 50 mm di lana di roccia (60 kg/m3) direttamente su supporto massiccio dà αs 0,11 (125 Hz), 0,60 (250 Hz), 0,96 (500 Hz), 0,94 (1000 Hz), 0,92 (2000 Hz), 0,82 (4000 Hz). Una variante più leggera da 33 kg/m3 raggiunge in 50 mm 0,15 (125 Hz), 0,60 (250 Hz), 0,90 (500 Hz) e al di sopra resta tra 0,85 e 0,90. Sono set di dati esemplificativi di prodotti concreti; altri prodotti della stessa densità si disperdono, soprattutto a 125 Hz e alle alte frequenze.

Due punti qui non sono ovvi. Primo: una densità maggiore non significa automaticamente più assorbimento. Non appena la resistività al flusso sale oltre l’ottimo, l’assorbimento alle basse frequenze può calare leggermente, perché il salto di impedenza in superficie riflette prima. Per questo le densità medie (circa da 40 a 60 kg/m3) nei bassi vanno spesso meglio delle lastre molto dense da 90 kg/m3. L’effetto è reale, ma moderato. Secondo: lo spessore decide più della densità. 100 mm di lana di roccia (33 kg/m3) portano il valore a 250 Hz da circa 0,60 a circa 0,90 fino a 0,95 e producono così il salto decisivo nelle medio-basse che nessuna lastra da 50 mm riesce a fare. Raddoppiare lo spessore sposta l’assorbimento efficace di circa un’ottava verso il basso.

Nel confronto diretto a 50 mm, lana di roccia e Basotect sono molto vicini da 500 Hz in su, entrambi vicini a 0,9 fino a 1,0. La differenza nasce nelle due bande più basse.

Il punto centrale di questo confronto: a parità di spessore, Basotect e lana di roccia si comportano in modo praticamente identico alle alte frequenze, non alle basse. Esiste una frequenza di transizione al di sotto della quale la lana di roccia supera la schiuma melamminica. Secondo i dati pubblicati a 50 mm, questa frequenza di crossover si colloca nell’intervallo tra circa 250 e 500 Hz. È una forchetta ragionevole, non un punto fisso; la sua posizione dipende dai prodotti concreti e dalla resistività al flusso.

La ragione è la resistività al flusso. Alle basse frequenze la lunghezza d’onda è grande rispetto allo spessore dello strato: il materiale vede solo una piccola frazione dell’onda. In questo campo è solo l’attrito a stabilire quanta energia resta intrappolata. Il Basotect, con circa 10.000 Pa s/m2, frena troppo poco l’aria che oscilla lentamente; la lana di roccia, con il suo valore più alto, centra meglio l’ottimo e ricava di più dallo stesso spessore. Sopra la frequenza di crossover questo non conta più, perché lì entrambi i materiali assorbono comunque quasi tutto il suono.

Conseguenza pratica: chi ha a disposizione 50 mm e combatte problemi di intelligibilità del parlato o di riverbero alle medie e alte frequenze (ufficio, prime riflessioni in studio, soffitto) ottiene risultati ugualmente buoni con entrambi i materiali e può decidere in base a peso, reazione al fuoco ed estetica. Chi deve colpire le medio-basse o i bassi (modi della stanza, sala per batteria, rumore di macchine a bassa frequenza) vince con la lana di roccia a parità di spessore, oppure con la schiuma deve compensare con più spessore totale e una distanza dalla parete. Un’intercapedine d’aria dietro l’assorbitore sposta l’assorbimento efficace di entrambi i materiali verso frequenze più basse, perché l’assorbitore si trova allora più vicino al massimo della velocità delle particelle, dove l’attrito rende di più. Questo migliora sensibilmente il Basotect, ma a parità di profondità totale chiude raramente del tutto il divario con la lana di roccia.

Nel comportamento al fuoco la differenza è netta. La lana di roccia è incombustibile e raggiunge la massima Euroclasse, la A1, secondo EN 13501-1: fonde solo sopra circa 1000 °C, non contribuisce all’incendio e non produce fumo apprezzabile. La classificazione A1 vale per il prodotto in pura lana minerale. Con un legante organico o un rivestimento la classe può cambiare, ad esempio in A2. Il Basotect, in quanto termoindurente, è difficilmente infiammabile con C-s2,d0 secondo EN 13501-1 (attestato da un certificato di prova Müller-BBM) ovvero B1 secondo DIN 4102 (classificazione tedesca). Non fonde e non gocciola, ma carbonizza; sviluppa però un po’ di fumo (s2) e in esercizio continuo è impiegabile solo fino a temperature comprese tra circa 150 e 200 °C. Per applicazioni con requisiti antincendio severi (vie di fuga, luoghi di riunione di grande altezza, industria con proiezione di scintille) l’A1 è spesso obbligatoria e la lana di roccia è quindi la scelta obbligata.

Sul peso il quadro si ribalta. Il Basotect, con 9 kg/m3, pesa solo circa un quinto o un sesto di una lana di roccia da 50 a 60 kg/m3. Una lastra da 50 mm pesa circa 0,45 kg al metro quadrato invece che da 2,5 a 3 kg (9 kg/m3 per 0,05 m di spessore, contro da 50 a 60 kg/m3 per 0,05 m). Per baffle sospesi, vele acustiche di grande superficie e montaggio su supporti delicati è un vero vantaggio, spesso senza sottostruttura.

Dal punto di vista igienico il Basotect è privo di fibre. Nel taglio con una lama affilata si produce pochissima polvere, non prude e in esercizio non rilascia fibre minerali, il che lo rende pratico per applicazioni a vista e aree sensibili. La lana di roccia durante la lavorazione rilascia fibre e polvere che possono irritare meccanicamente pelle e vie respiratorie; per questo viene per lo più installata incapsulata o rivestita con un velo e lavorata con misure di protezione. Per inquadrare il timore di cancerogenicità spesso citato: la lana minerale che soddisfa i criteri della Nota Q ed è certificata tramite EUCEB (in Germania di fatto dal 2000) è esclusa dalla classificazione come cancerogena. La IARC classifica le moderne fibre biosolubili nel Gruppo 3 (non classificabile quanto alla cancerogenicità), mentre le fibre più vecchie, biopersistenti, rientrano nel Gruppo 2B (possibilmente cancerogeno). La vecchia critica alle fibre riguarda il materiale precedente a questo cambiamento.

La lana di roccia è la scelta migliore quando la protezione antincendio richiede l’A1, quando contano le medio-basse o i bassi con spessore totale limitato, o quando l’assorbitore scompare comunque dietro un rivestimento, un tessuto acustico o un pannello forato. Costa meno al metro quadrato ed è disponibile in molti spessori.

Il Basotect è la scelta migliore in caso di problemi di peso (vele acustiche, baffle, fissaggi leggeri), di requisiti di assenza di fibre, di elementi fresati a vista e quando il materiale deve restare esposto. Acusticamente gioca la sua forza alle medie e alte frequenze, cioè dove si decidono intelligibilità del parlato e tempo di riverberazione in uffici e sale riunioni.

La sintesi onesta: alle alte frequenze i due sono intercambiabili. Nei bassi vince la lana di roccia a parità di spessore. Su peso e assenza di fibre vince il Basotect. Sulla reazione al fuoco vince la lana di roccia. Chi vuole confrontare i valori αs reali di prodotti concreti dovrebbe guardare i rapporti di prova ISO 354 per banda di frequenza invece della prosa dei produttori, perché configurazione, densità e distanza dalla parete spostano la curva più del tipo di materiale in sé.