L’Etfe è un fluoropolimero, ovvero un polimero (una macromolecola costituita da una catena di molecole uguali), che contiene atomi di fluoro.

La molecola di base è l’Etene, il più semplice degli alcheni, idrocarburi insaturi aventi un doppio legame covalente tra due atomi di carbonio. La sua formula chimica è C2H4.

Nei paesi industrializzati, la principale fonte di produzione dell’etene oggi è costituita dal cracking del gas naturale, del petrolio, dell'etano e di altri idrocarburi superiori e dal suo isolamento dai gas ottenuti dalla raffinazione del petrolio.

La Germania, con 2,9 milioni di tonnellate (1989) è il più grande produttore europeo di etene, seguita dalla Francia (2,5 milioni di tonnellate) e dal Regno Unito (1,9 milioni di tonnellate).

La principale caratteristica dei polimeri fluorurati, e in particolare dell’Etfe, risiede nel fatto che gran parte dei legami chimici presenti è di tipo C-F (Carbonio-Fluoro), uno dei legami covalenti a più alta energia.

Ne consegue che le molecole sono molto stabili, in grado di sopportare alti livelli di sollecitazione termica ed aggressione chimica, più di quanto riescano altri polimeri. Di contro, il loro costo spazia in un intervallo di valori molto ampio, dalle decine di migliaia di lire a qualche milione per chilogrammo. Ciò spiega perché le applicazioni dei fluoropolimeri sono ancora molto limitate: questi materiali, infatti, sono utilizzati quando nessun altro polimero è in grado di soddisfare requisiti applicativi di severità da alta fino ad estrema.

Inoltre le tecnologie produttive dei fluoropolimeri non sono alla portata di un qualsiasi operatore; solo un ristretto gruppo di società è in grado di cimentarsi nella chimica del fluoro, ove è richiesta una tecnologia di produzione avanzata. I principali attori del settore oggi sono Dyneon, DuPont, e le giapponese Asahi Glas e Daikin.

Le possibili applicazioni di questo materiale, date le sue straordinarie proprietà sono molto ampie: rivestimenti di cisterne o tubi, isolamento di cavi, per supporti elettronici, celle di impianti fotovoltaici, come isolante acustico, in applicazioni aerospaziali e per l’industria automobilistica.

Dagli anni ‘80 viene utilizzato anche in architettura, perché permette la creazione di involucri totalmente permeabili alla luce e ai raggi UV.

In particolare il suo peso estremamente basso (350g/mq), la sua alta permeabilità alla luce, la sua elevata resistenza chimica agli acidi e agli alcali, la sua completa riciclabilità, lo rendono un materiale molto valido, anche dal punto di vista economico.

Oggi sono stati realizzati circa duecento edifici, principalmente in Europa, nei quali l’Etfe è utilizzato come elemento di copertura nel tetto o come componente delle pareti verticali esterne.

Attualmente vengono realizzati circa una decina di progetti all’anno significativi come dimensione e importanza.

l peso della membrana  è tra 300 e 1500 g/mq.

Caratteristiche:

L’Etfe è totalmente permeabile ai raggi UV: già da tempo questa sua proprietà viene utilizzata per edifici adibiti a serre e zoo.

Infatti è possibile progettare spazi coperti, che mantengano però le condizioni di illuminazione degli spazi aperti, favorendo quindi la crescita delle piante e la vita degli animali 

Inoltre i raggi UV permettono la crescita  e il mantenimento dell’erba nei campi sportivi, e questo rende l’Etfe un materiale vantaggioso per la realizzazione degli stadi.

Numerosi test portati avanti su campioni di materiali prelevati da vecchie strutture a membrana, confermano inoltre la durabilità di questa proprietà del materiale.

L’Etfe, a differenza di altre membrane in architettura, è prodotto direttamente per estrusione, non è il risultato di una tessitura.

La mancanza del rinforzo dato da trama e ordito, rende quindi la resistenza del materiale di molto inferiore rispetto a quella di altri prodotti: il carico massimo che uno strato di Etfe di spessore pari a 250 micron può sopportare è di circa 3/5 kN/m.

Questo aspetto limita la luce massima dei cuscini e delle tensostrutture in Etfe, a meno di una struttura di rinforzo.

L’Etfe ha invece una buona resistenza a trazione: piccole rotture possono essere riparate facilmente con uno speciale foglio adesivo applicato direttamente, senza bisogno di smontare la struttura.

La trasparenza dell’Etfe è pari al 95% per un irraggiamento che va dai 400 ai 600 Nm, ovvero lo spettro della luce visibile, con una percentuale di luce diffusa pari al 12% e di luce diretta pari all’88%.

Un involucro costituito da tre strati (strato superiore di 200 micron, strato intermedio di 100 micron, strato inferiore i 200 micron), porta il livello di luce trasmessa con incidenza verticale al 70%; questo valore è ottimale per il comfort di persone, animali o piante.

Diversi tipi di stampa sulla membrana possono variare di molto la trasmissione dei raggi solari, per esempio limitando il passaggio dei raggi UV. Questo permette di progettare edifici efficienti dal punto di vista energetico e del benessere termico degli utenti.

La pellicola può anche essere prodotta direttamente con una tinta, che mantiene una certa traslucenza, variando il colore della luce trasmessa e ampliando le possibilità estetiche e progettuali.

Isolamento termico e acustico

L’utilizzo di membrane in Etfe, come tensostrutture o come elementi pneumatici, garantisce un certo livello d’isolamento termico, che può essere incrementato grazie all’aggiunta d’altri strati di materiale.

E’ possibile utilizzare materiali isolanti, riducendo la trasparenza dell’involucro, nel caso di tensostrutture; oppure nel caso di elementi pneumatici è possibile inserire strati aggiuntivi di Etfe che creano camere d’aria separate.

Utilizzando strutture con membrane multistrato però bisogna fare molta attenzione agli elementi di fissaggio, in modo da evitare spifferi o ponti termici.

Un elemento di connessione infatti è costituito normalmente d diverse parti separate termicamente.

La stampa dello strato esterno della membrana, può ridurre l’energia entrante dei raggi solari, garantendo quindi un riparo dall’eccessivo calore.

Bisogna tenere conto anche del problema della condensa, che può essere evitato utilizzando un ulteriore strato inferiore isolante, che eviti che il cuscino entra a contatto con l’aria umida.

Un sistema di drenaggio deve essere predisposto anche all’interno del cuscino, per far defluire l’acqua che si crea con la condensa all’interno dei due strati.

Inoltre è fondamentale che l’aria immessa nel cuscino sia stata sottoposta ad un trattamento preliminare che l’abbia resa totalmente secca.

L’Etfe è un materiale elastico, a differenza, per esempio, del vetro, quindi i rumori prodotti all’interno dei locali non vengono riflessi, evitando fastidiosi fenomeni di riverbero o eco.

Questo garantisce un maggiore comfort acustico per gli utenti, soprattutto nel caso di coperture a cupola o tendenzialmente sferiche, per le quali l’effetto di riverbero dell’involucro verso i fuochi geometrici, porta ad amplificare molto i rumori.

Per incrementare invece l’isolamento da rumori esterni, è possibile inserire ulteriori strati di Etfe all’interno del cuscino, oppure strati di materiale isolante, che possono però ridurre la trasparenza dell’involucro.

Comportamento al fuoco

L’Etfe è un materiale a bassa infiammabilità, nella categoria B1 secondo la DIN 4102;  in caso d’incendio, quando i gas raggiungono la temperatura di circa 200°C, la membrana diventa più morbida, e se è in tensione a causa della pressione dell’aria interna al cuscino, il foglio si buca, lasciando uscire i gas.

Questo evita che si concentrino gas tossici all’interno dell’edificio, e che la temperatura salga ulteriormente, cosa che potrebbe provocare danni alla struttura portante.

Ad una temperatura di 275°C, la membrana si scioglie, ma non lascia cadere gocce di materiale incandescente; inoltre tende a non far propagare l’incendio, grazie ad una proprietà speciale dei composti del fluoro.

Durabilità, pulibilità e manutenzione

L’Etfe è una delle molecole organiche più stabili che siano state prodotte.

Se utilizzata in condizioni normali, la durata di vita garantita è di 20 anni (dati Hightex).

E’ un materiale auto-pulente, grazie alla sua particolare composizione chimica, e mantiene totalmente la sua trasparenza.

Lo sporco che si può accumulare viene normalmente portato via dall’acqua piovana, se gli elementi di connessione sono progettati correttamente. In aree poco piovose, o dove è richiesta una particolare pulizia della superficie, è possibile utilizzare detergenti ecologici tradizionali.

La membrana non necessita di particolare manutenzione.

In ogni caso è consigliata un’ispezione regolare della superficie, per evitare eventuali danni dovuti ad oggetti appuntiti.

In questo caso comunque è facilmente riparabile con speciali fogli adesivi.

Sosteniblità ambientale

La membrana di Etfe è riciclabile al 100%.

Inoltre la membrana ha una massa davvero minima, dovuta al fatto che essa è estremamente sottile: 500 mq di involucro a doppio strato di Etfe per esempio, hanno una massa di circa 0.15 mq.

Il processo di produzione dell’Etfe è a base d’acqua, non richiede l’utilizzo di solventi chimici, né di derivati del petrolio, e rispetta il Trattato di Montreal, cioè non rientra nei materiali che danneggiano lo strato di ozono dell’atmosfera.

CREDITS