Quando si predispone una linea da tracciare, come si decide se posare cavi scaldanti autoregolanti o a potenza costante? Le due tecnologie erogano il calore in modo differente, e ognuna offre caratteristiche operative che si conformano meglio a certi contesti. Anche se il mercato le presenta come alternative, queste opzioni rispondono a problemi progettuali lontani e spesso convivono nello stesso impianto con compiti distinti.
Noi di Parma ST offriamo una consulenza tecnica mirata e forniamo entrambe le tipologie di prodotto, indicando quale si adatta meglio alla situazione operativa di riferimento. Oggi mettiamo a confronto le due soluzioni, dal principio di lavoro ai vincoli di posa, fino alle applicazioni tipiche di ciascuna.
Il funzionamento dei cavi scaldanti autoregolanti
Per realizzare un tracciamento elettrico si ricorre di solito a un cavo scaldante autoregolante, cioè a un conduttore che si posa lungo la tubazione e la porta in temperatura dall’esterno, senza toccare il fluido che ci scorre dentro. È fatto di due fili di rame paralleli, tenuti separati da una mescola plastica caricata di grafite. È lei l’elemento attivo: la corrente la attraversa per passare da un filo all’altro, incontra resistenza e produce calore. Nelle schede tecniche la trovate sotto il nome di matrice polimerica semiconduttiva.
La particolarità sta nel fatto che l’energia prodotta viene adattata in autonomia alla temperatura. Al freddo il materiale si riduce, i passaggi per la corrente si moltiplicano e la potenza sale al massimo, mentre appena il tubo raggiunge il valore voluto la miscela si dilata, quelle vie si chiudono e l’erogazione cala fino quasi ad annullarsi. Succede in ogni singolo centimetro in modo indipendente, quindi la stessa linea può lavorare a pieno regime nel tratto esposto al vento e restare praticamente ferma pochi metri più avanti, dove la coibentazione è intatta. Ne derivano due comodità concrete: il conduttore si taglia a misura sul posto e si può sovrapporre a se stesso più volte senza che nascano punti caldi.
Potenza costante: circuitazione parallela e in serie
I cavi scaldanti a potenza costante funzionano secondo il principio contrario: fanno passare la soglia di corrente stabilita in fase di installazione e continuano a mantenere lo stesso regime a prescindere dalle condizioni, che il tubo sia freddo o già in temperatura. Il termostato o un limitatore monitorano la temperatura, staccando l’alimentazione quando la superficie arriva al valore impostato. Sotto la stessa etichetta commerciale, però, si trovano due modi diversi di costruire il circuito, e la differenza sta nel percorso che l’elettricità compie dentro al cavo.
La circuitazione parallela a zone
In questo caso i due fili di alimentazione portano corrente per tutta la lunghezza, mentre a produrre calore è un filo sottile avvolto attorno a loro, agganciato a intervalli regolari prima a uno e poi all’altro. Ogni tratto compreso fra due di questi punti diventa una zona scaldante che lavora per conto suo, un po’ come le lampadine di una ghirlanda dove se una si fulmina le altre restano accese. Per questo il cavo si può accorciare in cantiere, ma solo tagliando sul confine fra due zone, perché un taglio a metà zona la mette fuori uso, creando un tratto finale non scaldante (la cosiddetta “coda fredda”). In compenso non sopporta sovrapposizioni né incroci, e va posato in modo che la parte attiva non finisca dentro una valvola o un supporto. Le versioni a 400 V coprono tratte lunghe senza spezzare l’impianto su più partenze.
La circuitazione in serie e l’isolamento minerale
Nel circuito in serie, invece, l’elemento scaldante è uno solo e percorre l’intera linea da un capo all’altro, quindi basta un’interruzione in un punto qualsiasi perché smetta di funzionare. La misura si calcola a tavolino e si ordina in fabbrica, non è possibile accorciarlo o aumentarlo in loco, quindi va valutato con precisione in fase di progetto.
Le versioni con guaina in plastica reggono esposizioni fino a 260 °C, mentre quelle a isolamento minerale, dove il conduttore corre dentro un tubetto metallico riempito di polvere ceramica, tengono 550 °C e toccano i 700 °C nelle varianti saldate a laser.
Quale scegliere a seconda del progetto
I parametri che spostano davvero una decisione sono pochi, e riguardano quasi sempre la temperatura di esercizio, la forma della linea e il modo in cui si lavora in cantiere.
Quando si dimensiona l’impianto, spesso non si tiene conto di un passaggio delicato in fase di avvio: appena viene acceso da freddo, il cavo autoregolante lascia passare tutta la potenza che può e assorbe molto più del suo valore nominale. Questo è il picco, che in gergo si chiama corrente di spunto, e se la protezione a monte non ha la curva giusta scatta a ogni avviamento. L’altra famiglia di dispositivi non soffre di questo difetto, ma ne ha uno opposto, perché se il termostato non viene regolato accuratamente, il sistema continua a produrre calore anche quando non serve.
Le applicazioni tipiche dei cavi scaldanti autoregolanti
La tecnologia dà il meglio dove il percorso è irregolare e le temperature restano contenute. Il caso più comune è la protezione antigelo di tubazioni, serbatoi, grondaie e rampe, perché il circuito si accende solo quando il gelo lo richiede e si spegne da sé man mano che l’ambiente si riscalda.
Sullo stesso principio funziona il mantenimento della temperatura nelle reti di acqua calda sanitaria, dove le versioni dedicate erogano fra 7 e 12 W/m secondo il valore da tenere e sostituiscono il ricircolo con una linea posata direttamente sul tubo.
L’altro terreno favorevole sono le geometrie complicate. Valvole, flange, pompe e supporti obbligano a passaggi ravvicinati e a tornare indietro su un percorso già fatto, e poter sovrapporre il conduttore senza creare surriscaldamenti rende possibile un tracciamento elettrico che in linea retta non si potrebbe realizzare.
Gli impianti in cui servono cavi scaldanti a potenza costante
Sopra i 150 °C la scelta si restringe, perché a quelle temperature la mescola autoregolante non regge più. Gli stabilimenti chimici, petrolchimici e farmaceutici lavorano con fluidi che vanno tenuti ben più in alto, e lì la potenza costante resta l’unica strada. Vale lo stesso per gli impianti che trattano il bitume, dove il prodotto deve restare fluido dentro macchinari e condotte che raggiungono valori impossibili per qualsiasi plastica.
L’altro criterio da non sottovalutare è la lunghezza. Su tratte molto estese, come quelle delle linee che attraversano interi reparti, il collegamento in serie alimenta da una sola partenza quello che altrimenti richiederebbe più quadri e più protezioni, e questo semplifica parecchio l’impianto elettrico a monte.
Alla fine la decisione nasce dall’incrocio di pochi dati: le temperature di processo e di esposizione, lo sviluppo e la forma della linea, la classificazione dell’area, lo spessore della coibentazione e la potenza disponibile al quadro.
Nei cantieri che gestiamo capita di frequente che le due tecnologie convivano, con l’autoregolante sulle utenze antigelo e quella a zone sulle linee di processo. Verifichiamo ogni ramo con il software di calcolo del produttore prima della posa. Come Distributore Ufficiale e Autorizzato dei prodotti RAYCHEM, seguiamo il lavoro dalla valutazione iniziale al collaudo finale.
Vuoi capire quale soluzione regge le condizioni operative del tuo impianto? Contattaci e i nostri tecnici analizzeranno il caso insieme a te, fino al dimensionamento del circuito.