Pannelli isolanti PIR o PUR: qual è la differenza?

1. PIR e PUR: ciò che hanno in comune

Sia il PIR (poliisocianurato) sia il PUR rigido (poliuretano) sono schiume rigide a celle chiuse, ottenute dalla reazione tra un poliolo e un isocianato (in genere MDI polimerico). Entrambi sono i materiali isolanti dominanti nei pannelli sandwich con paramenti metallici per celle frigorifere, involucri edilizi e coperture. Entrambi garantiscono una bassa conducibilità termica, perché trattengono nelle celle chiuse un gas espandente a bassa conducibilità.

Le differenze nascono da come viene bilanciata la chimica, e queste piccole differenze si traducono, a livello di pannello, in un comportamento termico e al fuoco sensibilmente diverso.

2. Chimica: la differenza nell'indice isocianico

Entrambi i sistemi impiegano poliolo e isocianato. La variabile decisiva è l'indice isocianico, cioè il rapporto tra i gruppi isocianato e i gruppi ossidrilici presenti nella formulazione:

• PUR: indice isocianico tipicamente vicino alla stechiometria (da circa 100 a 120). Tutti i gruppi isocianato reagiscono con gli ossidrili del poliolo e formano legami uretanici. Il polimero è una rete uretanica.
• PIR: indice isocianico molto più alto (tipicamente da 180 a 350 e oltre). Con l'isocianato in eccesso, i gruppi in sovrappiù trimerizzano in presenza di catalizzatori di trimerizzazione e formano anelli isocianurici termicamente stabili. Il polimero è un ibrido di uretano e isocianurato.

Gli anelli isocianurici sono aromatici e molto stabili al calore. È questa singola modifica chimica a conferire al PIR il suo comportamento al fuoco superiore.

3. Prestazioni termiche

I valori tipici di conducibilità termica del settore (valori lambda, λ) sono riportati di seguito come indicazioni generali; le prestazioni reali dipendono dalla formulazione specifica, dall'agente espandente, dalla densità e dallo spessore del pannello:

• PUR rigido: λ tipico da 0,022 a 0,028 W/(m·K), a seconda della formulazione e dell'agente espandente.
• PIR: λ tipico da 0,022 a 0,027 W/(m·K). Spesso leggermente migliore del PUR nel valore dopo invecchiamento a lungo termine, grazie alla maggiore resistenza alla diffusione del gas alle temperature elevate.

In pratica, PIR e PUR ad alte prestazioni si sovrappongono in larga misura nella conducibilità termica iniziale. Il vantaggio del PIR emerge nelle prestazioni a lungo termine dopo l'invecchiamento e alle temperature di esercizio elevate, dove la sua maggiore stabilità termica contrasta la diffusione del gas e il degrado delle pareti cellulari che nel corso della vita utile fanno salire gradualmente il λ del PUR.

4. Comportamento al fuoco

È sul comportamento al fuoco che PIR e PUR si differenziano più nettamente. Gli anelli isocianurici aromatici del PIR garantiscono una maggiore stabilità termica e uno strato carbonioso (char) resistente al fuoco che il PUR non forma nella stessa misura.

Il confronto riportato su Materials (MDPI, 2026) mostra che le schiume PIR presentano:

• Una riduzione di circa il 50% del picco di velocità di rilascio del calore rispetto al PUR.
• Una resa in residuo carbonioso che passa da circa il 3% a oltre il 22% in peso: lo strato carbonioso protegge il materiale sottostante dal proseguire della combustione.
• Il picco principale di degradazione termica spostato di circa 55 °C verso l'alto, il che significa che il PIR resiste più a lungo alla decomposizione provocata dal fuoco.

Nella classificazione europea di reazione al fuoco (EN 13501-1), i sistemi PIR per pannelli ben formulati possono raggiungere le classi B-s2,d0 o anche B-s1,d0, contro le classi E o D-s3,d0 di molti sistemi PUR standard. Nei progetti in cui il regolamento edilizio o l'assicurazione richiedono una classe al fuoco superiore (edifici di grande altezza, magazzini frigoriferi in zone industriali, impianti di trasformazione alimentare), il PIR è spesso l'unica opzione della famiglia dei poliuretani in grado di soddisfare i requisiti.

Precisazione importante: sia le schiume PIR sia quelle PUR, quando bruciano, liberano gas tossici (tra cui acido cianidrico e CO). I miglioramenti di classe al fuoco riguardano la resistenza all'innesco e la propagazione della fiamma, ma non eliminano la tossicità della combustione. La progettazione antincendio degli edifici deve considerare ventilazione, vie di fuga e sistemi di spegnimento attivi, oltre alla scelta del materiale.

5. Differenze di lavorazione

Dal punto di vista della linea per pannelli, il PIR è più impegnativo da produrre rispetto al PUR:

• Reattività più elevata: l'alto indice isocianico del PIR e i catalizzatori di trimerizzazione rendono la reazione più rapida e più esotermica. Velocità di linea e controllo della temperatura contano di più.
• Compromesso sulla fragilità: il PIR fortemente trimerizzato è più fragile del PUR. Formulazione e additivi bilanciano il comportamento al fuoco con la robustezza in fase di movimentazione.
• Aspetti di adesione: la chimica del PIR può influire sull'adesione a determinati paramenti; alcuni produttori di pannelli gestiscono linee dedicate al PIR o usano primer modificati.

6. Confronto diretto

7. Quando scegliere l'uno o l'altro

Scegliete il PUR quando:

• Si tratta di una cella frigorifera standard o di un involucro edilizio commerciale in cui la classe al fuoco E o D è accettabile.
• Il costo è il fattore principale e l'applicazione non comporta requisiti avanzati di classe al fuoco.
• La robustezza del pannello alla movimentazione è importante (il PUR è meno fragile).

Scegliete il PIR quando:

• Il regolamento edilizio o l'assicurazione richiedono la classe di reazione al fuoco B (o un equivalente locale più severo).
• Si tratta di edifici di grande altezza, ospedali, impianti di trasformazione alimentare o magazzini frigoriferi industriali in zone regolamentate.
• È fondamentale una lunga vita utile con prestazioni termiche stabili (il PIR invecchia meglio).
• L'intervallo della temperatura di esercizio è più ampio (il PIR resiste meglio al degrado termico).

In pratica, la maggior parte dei produttori di pannelli offre entrambi. La scelta è un calcolo specifico per ogni progetto, che mette in relazione requisito di classe al fuoco, obiettivo di prestazione termica, costo e ambiente di esercizio a cui il pannello è destinato.