Cosa sono i moti convettivi
Scientificamente i moti convettivi sono quelle correnti di liquido o di gas che permettono al liquido o al gas in questione di raggiungere la stessa temperatura in tutti i suoi punti.
Il classico esperimento utilizzato da sempre per spiegare il principio dei moti convettivi e la sua geometria è quello della pentola d'acqua messa sul fuoco.
In pratica, se sottoposte a un aumento di temperatura, le molecole di acqua che si trovano più vicine al fondo metallico della pentola, aumentano la loro velocità. In questo modo la parte di liquido posta sul fondo, riscaldandosi, si dilata e aumenta quindi di volume, diventando più leggera.
Secondo il principio di Archimede, la parte di liquido in questione, ovvero quella più calda, sale verso l'alto perché più leggera, lasciando così il posto alla parte di acqua fredda che scende a sua volta verso il fondo della pentola, riattivando nuovamente il meccanismo.
Questo movimento di particelle prende il nome di moto convettivo e geometricamente ha una forma che va da quella circolare a quella ellittica.
Quanto detto per il liquido nella pentola vale anche per l'aria all'interno delle nostre abitazioni e tanti sono i casi in cui si parla di moti convettivi dell'aria che sicuramente contribuiscono a raggiungere il livello di comfort ideale in un ambiente.
Moti convettivi in architettura
I moti convettivi erano già noti nell'architettura antica di tipo spontaneo, dove si preferiva realizzare ambienti con copertura a volta anziché piana perché, dal punto di vista della ventilazione interna, la volta favorisce i moti convettivi dei flussi d'aria, riducendo il senso di stagnazione.
Strutturalmente, un altro artificio architettonico che coinvolge i moti convettivi è il muro di trombe.
Si tratta di una parete di un ambiente esposta a sud e completamente dipinta di un colore scuro, alla quale viene accostata un paretina realizzata in vetro che ha la funzione di captare la radiazione solare e intrappolarla al suo interno, creando il famoso effetto serra.
L'elemento murario presenta delle aperture nell'estremità superiore e inferiore e funge da muro di accumulo del calore.
Infatti, attraverso le aperture superiori del muro, l'aria calda più leggera entra nell'ambiente, lo riscalda e poi seguendo i moti convettivi, quando si raffredda esce dalle aperture inferiori.
Questa stessa aria poi si riscalda nuovamente e il circolo continua.
Considerando invece l'impiantistica di una casa, gli elementi che sfruttano i moti convettivi per il loro funzionamento sono i classici radiatori o termosifoni la cui funzione è proprio quella di riscaldare l'ambiente in cui sono collocati attraverso il movimento dell'aria e quindi i moti convettivi.
I radiatori per contatto riscaldano l'aria all'interno dell'ambiente e innescano i moti convettivi, in questo modo l'aria riscaldandosi diventa più leggera e tende a salire verso l'alto seguendo un movimento simile a una circonferenza.
La continua circolazione dell'aria garantisce così una generale sensazione di comfort all'interno dell'ambiente.
La circolazione dell'aria diffonde il calore ma nello stesso tempo trasporta polveri e acari, apportando fastidi a chi vive in quell'ambiente. Questo è uno dei motivi per cui oggi al sistema di termosifoni si predilige spesso il sistema di riscaldamento a pavimento da questo punto di vista più salutare.
Passando in copertura, i moti convettivi sono l'elemento base del funzionamento del tetto ventilato.
Infatti, la presenza di una intercapedine di aria tra il manto di tegole e la struttura del tetto favorisce una circolazione d'aria continua.
In estate l'aria presente nell'intercapedine si riscalda per effetto delle radiazioni solari. La differenza di temperatura crea delle correnti ascensionali che portano l'aria calda a fuoriuscire dal colmo del tetto, mentre quella più fresca entra dalle aperture di gronda.
Questo effetto è importante, se si tiene conte che in estate le tegole possono raggiungere una temperatura superficiale di 70° – 80° C.
In inverno invece, la differenza di temperatura tra interno ed esterno genera la formazione di vapore acqueo che tende a uscire attraverso l'involucro dell'edificio, determinando l'effetto della condensazione per la presenza di strati di coibentazione.
In questo caso, la presenza dell'intercapedine ventilata favorisce lo smaltimento del vapore acqueo e migliora la distribuzione del calore interno.
Ecco come un semplice principio fisico, se utilizzato in modo corretto, può favorire il benessere delle persone che abitano in una casa dotata di tutti questi sistemi innovativi.
Secondo il principio di Archimede, la parte di liquido in questione, ovvero quella più calda, sale verso l'alto perché più leggera, lasciando così il posto alla parte di acqua fredda che scende a sua volta verso il fondo della pentola, riattivando nuovamente il meccanismo.
I radiatori per contatto riscaldano l'aria all'interno dell'ambiente e innescano i moti convettivi, in questo modo l'aria riscaldandosi diventa più leggera e tende a salire verso l'alto seguendo un movimento simile a una circonferenza.
In estate l'aria presente nell'intercapedine si riscalda per effetto delle radiazioni solari. La differenza di temperatura crea delle correnti ascensionali che portano l'aria calda a fuoriuscire dal colmo del tetto, mentre quella più fresca entra dalle aperture di gronda.
