Il ticchettio di un impianto termico

I tubi metallici dell’acqua dei termosifoni durante l’accensione e lo spegnimento degli impianti di riscaldamento degli edifici subiscono dilatazioni e contrazioni termiche.

Il ticchettio o picchiettio è una serie di colpi metallici, che iniziano poco dopo l’accensione, diventano sempre più rapidi e aumentano d’intensità.

Il ticchettio avviene anche durante lo spegnimento.

Un tipico caso è il tubo dell’acqua bloccato dalla malta, perché non adeguatamente ricoperto con strati isolanti. Il tubo, non potendosi dilatare, aumenta il suo stato di sforzo fino a forzare il vincolo della malta. Allora la dilatazione si scarica di colpo, producendo il caratteristico colpo, che sembra un colpo di martellino sul termosifone. Il tubo nella nuova posizione è nuovamente bloccato e il ciclo rincomincia.

Il problema dell’intervento è che il punto del blocco della tubatura non è localizzabile e non rimane che smurare la tubazione partendo dal termosifone da cui sembra di avvertire di più il suono.

Quando le tubazioni vengono murate occorre ricoprirle con uno strato di materiale che le isoli dalla malta. In passato si usavano i sacchi del cemento e oggi esistono materiali specifici. In questo modo le tubazioni all’accensione del riscaldamento si dilatano, cioè si allungano, liberamente perché possono scorrere sullo strato di materiale isolante. Al contrario quando si raffreddano le tubazioni si accorciano.

Però quando manca l’isolamento dalla malta, le tubazioni possono formare con la muratura un’unica massa rigida che ne impedisce il libero allungarsi e accorciarsi. Quando la dilatazione è impedita la tubazione aumenta violentemente il suo stato di sforzo a compressione fino a quando l’aumento di energia elastica supera l’attrito tra la tubazione e la malta. A questo punto la dilatazione si libera e si arresta nella nuova posizione dove, nuovamente, non potendosi dilatare aumenta lo sforzo, poi si libera di colpo, nuovamente si arresta e così via. Ad ogni ciclo si produce un forte impulso di vibrazioni nella tubazione.

Il problema dell’intervento è che il punto del blocco della tubatura spesso è difficilmente localizzabile, neanche muovendosi nel locale prestando la massima attenzione, né girando la testa, né accostando l’orecchio al muro. Non rimane che smurare la tubazione.

Quando si è trovato il punto che blocca la tubazione, occorre eliminarlo, rivestire la tubazione con isolante e anche inserire nella tubazione stessa dei giunti di dilatazione.

Normalmente le accensioni e gli spegnimenti della caldaia del riscaldamento avvengono più volte al giorno e il ticchettio può prodursi ad ogni accensione e spegnimento. Di regola il ticchettio maggiore si produce durante l’accensione al mattino presto, quando le tubazioni sono alla temperatura minima della notte e quindi le dilatazioni sono maggiori.

Allo spegnimento le contrazioni avvengono con cessione naturale di calore dall’acqua alle tubazioni metalliche e da queste alle murature e all’aria. La durata del transitorio termico è determinata soltanto dalle caratteristiche termiche (di capacità termica e di convezione, conduzione e irraggiamento) delle strutture murarie e di tutti gli elementi dell’impianto di riscaldamento, perché non avviene alcuna sottrazione forzata di calore. Invece le dilatazioni all’accensione avvengono perché l’acqua subisce il riscaldamento forzato della combustione nella caldaia, anche se contemporaneamente continua la cessione naturale di calore.

A parità di escursione termica dell’acqua il transitorio dell’accensione è più breve del transitorio dello spegnimento. Questo significa che le dilatazioni all’accensione avvengono in tempi più brevi rispetto alle contrazioni dello spegnimento, cioè il ticchettio delle dilatazioni è maggiore di quello delle contrazioni.

Ho realizzato un dispositivo che ho chiamato ticchettometro, visibile nell’immagine sottostante. Esso rileva le vibrazioni tramite due accelerometri analogici, che trasmettono il segnale elettrico ad una scheda elettronica che accende un led rosso ad ogni evento vibratorio, cioè ad ogni ticchettio (in realtà il mio apparecchio esegue una comparazione tra due accelerometri).