I cavi resistenti al fuoco sono un'ancora di salvezza per garantire la connettività elettrica in edifici e impianti industriali in condizioni estreme. Sebbene le loro eccezionali prestazioni antincendio siano fondamentali, l'ingresso di umidità rappresenta un rischio nascosto ma frequente che può compromettere gravemente le prestazioni elettriche, la durabilità a lungo termine e persino portare al cedimento della loro funzione di protezione antincendio. In qualità di esperti profondamente radicati nel campo dei materiali per cavi, ONE WORLD è consapevole che la prevenzione dell'umidità nei cavi è un problema sistemico che abbraccia l'intera catena, dalla selezione dei materiali del nucleo, come composti isolanti e composti di guaina, all'installazione, alla costruzione e alla manutenzione continua. Questo articolo condurrà un'analisi approfondita dei fattori di ingresso dell'umidità, partendo dalle caratteristiche dei materiali del nucleo come LSZH, XLPE e ossido di magnesio.
1. Ontologia dei cavi: materiali e struttura del nucleo come fondamento della prevenzione dell'umidità
La resistenza all'umidità di un cavo ignifugo è determinata fondamentalmente dalle proprietà e dalla progettazione sinergica dei materiali che compongono il nucleo del cavo.
Conduttore: i conduttori in rame o alluminio ad alta purezza sono chimicamente stabili. Tuttavia, la penetrazione di umidità può innescare una corrosione elettrochimica persistente, con conseguente riduzione della sezione trasversale del conduttore, aumento della resistenza e, di conseguenza, potenziale rischio di surriscaldamento locale.
Strato isolante: la barriera fondamentale contro l'umidità
Composti isolanti minerali inorganici (ad esempio, ossido di magnesio, mica): materiali come l'ossido di magnesio e la mica sono intrinsecamente incombustibili e resistenti alle alte temperature. Tuttavia, la struttura microscopica delle loro lamine in polvere o nastro di mica contiene fessure intrinseche che possono facilmente trasformarsi in canali di diffusione del vapore acqueo. Pertanto, i cavi che utilizzano tali composti isolanti (ad esempio, cavi a isolamento minerale) devono essere dotati di una guaina metallica continua (ad esempio, un tubo di rame) per ottenere una tenuta ermetica. Se questa guaina metallica viene danneggiata durante la produzione o l'installazione, l'ingresso di umidità nel mezzo isolante come l'ossido di magnesio causerà una forte diminuzione della sua resistività di isolamento.
Composti isolanti polimerici (ad esempio, XLPE): la resistenza all'umidità diPolietilene reticolato (XLPE)deriva dalla struttura reticolare tridimensionale che si forma durante il processo di reticolazione. Questa struttura aumenta significativamente la densità del polimero, bloccando efficacemente la penetrazione delle molecole d'acqua. I compound isolanti in XLPE di alta qualità presentano un assorbimento d'acqua molto basso (tipicamente <0,1%). Al contrario, l'XLPE di qualità inferiore o invecchiato con difetti può formare canali di assorbimento dell'umidità a causa della rottura della catena molecolare, con conseguente degrado permanente delle prestazioni isolanti.
Guaina: la prima linea di difesa contro l'ambiente
Composto per guaina a bassa emissione di fumi e zero alogeni (LSZH): La resistenza all'umidità e all'idrolisi dei materiali LSZH dipendono direttamente dalla progettazione della formulazione e dalla compatibilità tra la matrice polimerica (ad esempio, poliolefina) e i riempitivi di idrossido inorganico (ad esempio, idrossido di alluminio, idrossido di magnesio). Un composto di rivestimento LSZH di alta qualità deve, oltre a garantire proprietà ignifughe, garantire un basso assorbimento d'acqua e un'eccellente resistenza all'idrolisi a lungo termine attraverso meticolosi processi di formulazione per garantire prestazioni protettive stabili in ambienti umidi o con accumulo di acqua.
Guaina metallica (ad esempio, nastro composito alluminio-plastica): in quanto classica barriera radiale contro l'umidità, l'efficacia del nastro composito alluminio-plastica dipende fortemente dalla tecnologia di lavorazione e sigillatura in corrispondenza della sovrapposizione longitudinale. Se la sigillatura con adesivo hot-melt in questa giunzione è discontinua o difettosa, l'integrità dell'intera barriera risulta significativamente compromessa.
2. Installazione e costruzione: il test sul campo per il sistema di protezione dei materiali
Oltre l'80% dei casi di infiltrazione di umidità nei cavi si verifica durante la fase di installazione e costruzione. La qualità della costruzione determina direttamente se la resistenza intrinseca del cavo all'umidità può essere sfruttata appieno.
Controllo ambientale inadeguato: la posa, il taglio e la giunzione dei cavi in ambienti con umidità relativa superiore all'85% provoca la rapida condensazione del vapore acqueo presente nell'aria sui tagli dei cavi e sulle superfici esposte dei composti isolanti e dei materiali di riempimento. Per i cavi con isolamento minerale in ossido di magnesio, il tempo di esposizione deve essere rigorosamente limitato; in caso contrario, la polvere di ossido di magnesio assorbirà rapidamente l'umidità dall'aria.
Difetti nella tecnologia di tenuta e nei materiali ausiliari:
Giunti e terminazioni: i tubi termoretraibili, le terminazioni termoretraibili a freddo o i sigillanti colati utilizzati in questo caso sono i collegamenti più critici nel sistema di protezione dall'umidità. Se questi materiali sigillanti hanno una forza di restringimento insufficiente, un'adesione inadeguata al composto di rivestimento del cavo (ad esempio, LSZH) o una scarsa resistenza all'invecchiamento intrinseco, diventano immediatamente scorciatoie per l'ingresso del vapore acqueo.
Condotte e canaline portacavi: dopo l'installazione del cavo, se le estremità delle condotte non vengono sigillate ermeticamente con stucco o sigillante professionale ignifugo, la condotta diventa una "tombaia" che accumula umidità o addirittura acqua stagnante, erodendo cronicamente la guaina esterna del cavo.
Danni meccanici: piegare oltre il raggio di curvatura minimo durante l'installazione, tirare con utensili affilati o bordi taglienti lungo il percorso di posa può causare graffi invisibili, ammaccature o micro-crepe sulla guaina LSZH o sul nastro composito alluminio-plastica, compromettendone permanentemente l'integrità di tenuta.
3. Funzionamento, manutenzione e ambiente: durata del materiale in condizioni di servizio a lungo termine
Dopo la messa in servizio di un cavo, la sua resistenza all'umidità dipende dalla durevolezza dei materiali del cavo sottoposti a stress ambientali a lungo termine.
Sviste di manutenzione:
Una sigillatura non corretta o danni alle coperture delle trincee/pozzetti per cavi consentono l'ingresso diretto di acqua piovana e condensa. L'immersione prolungata mette a dura prova i limiti di resistenza all'idrolisi del composto di rivestimento LSZH.
La mancata istituzione di un regime di ispezione periodica impedisce la tempestiva individuazione e sostituzione di sigillanti, tubi termoretraibili e altri materiali di tenuta invecchiati e screpolati.
Effetti dell'invecchiamento dello stress ambientale sui materiali:
Cicli di temperatura: le differenze di temperatura diurne e stagionali causano un "effetto respirazione" all'interno del cavo. Questa sollecitazione ciclica, che agisce a lungo termine su materiali polimerici come XLPE e LSZH, può indurre difetti di micro-fatica, creando le condizioni per la permeazione dell'umidità.
Corrosione chimica: in terreni acidi/alcalini o in ambienti industriali contenenti sostanze corrosive, sia le catene polimeriche della guaina LSZH sia le guaine metalliche possono subire attacchi chimici, con conseguente polverizzazione del materiale, perforazione e perdita della funzione protettiva.
Conclusione e raccomandazioni
La prevenzione dell'umidità nei cavi resistenti al fuoco è un progetto sistematico che richiede un coordinamento multidimensionale dall'interno verso l'esterno. Inizia con i materiali del nucleo del cavo, come i composti isolanti XLPE con una struttura reticolata densa, i composti di guaina LSZH scientificamente formulati e resistenti all'idrolisi e i sistemi di isolamento in ossido di magnesio che si basano su guaine metalliche per una tenuta assoluta. Si realizza attraverso una costruzione standardizzata e l'applicazione rigorosa di materiali ausiliari come sigillanti e guaine termoretraibili. E, in ultima analisi, dipende dalla gestione della manutenzione predittiva.
Pertanto, l'approvvigionamento di prodotti realizzati con materiali per cavi ad alte prestazioni (ad esempio, LSZH, XLPE, ossido di magnesio di alta qualità) e caratterizzati da una struttura robusta è fondamentale per garantire la resistenza all'umidità durante l'intero ciclo di vita di un cavo. Una profonda comprensione e il rispetto delle proprietà fisiche e chimiche di ciascun materiale per cavi sono il punto di partenza per identificare, valutare e prevenire efficacemente i rischi di infiltrazione di umidità.
Data di pubblicazione: 27-11-2025