L'IMPIANTO DI RISCALDAMENTO A PARETE

L'IMPIANTO DI RISCALDAMENTO A PARETE

Qualche concetto di fisica:
Scambio termico per irraggiamento

Con scambio termico per irraggiamento si intende il trasporto di energia sotto forma di calore tramite onde elettromagnetiche.
Perché avvenga la trasmissione del calore tra due corpi non è necessaria la presenza di un mezzo trasmissivo interposto, come avveniva per la conduzione o la convezione, ma la si può ottenere anche attraverso il vuoto.
Spettro delle radiazioni
Lo spettro delle radiazioni elettromagnetiche è molto ampio e si estende dalle onde hertziane ( limite inferiore ~102 Hz ) ai raggi che hanno frequenze superiori a 1018 Hz.
Lo spettro è convenzionalmente suddiviso in una successione di bande, di cui è fornita una descrizione in seguito, le cui separazioni non sono nette e gli intervalli possono avere zone di sovrapposizione, come accade per esempio alle alte frequenze tra raggi X e raggi 

 
Spettro delle radiazioni
Le onde hertziane furono scoperte da Hertz, e si trovano alle maggiori lunghezza d’onda ed alle frequenze più basse.
Le onde radio sono utilizzate in prevalenza nelle trasmissioni radio ed, in particolare, per la telefonia cellulare.
Per quanto riguarda l’intervallo di frequenza si parte da poche migliaia di hertz ( le cosiddette onde radio lunghe ), fino ad arrivare a 1.8 ÷ 2 GHz, in applicazioni di telefonia cellulare, a cui corrispondono lunghezza d’onda di valore poco inferiore al metro.
Le microonde sono utilizzate in prevalenza nelle applicazioni termiche, per esempio nei forni a microonde, oppure per comunicazioni e sistemi radar.
Il campo delle microonde parte da qualche decina di GHz, fino a 1011 Hz, con lunghezza d’onda che arrivano fino al millimetro.
Le radiazioni infrarosse sono prodotte da corpi caldi, in cui gli atomi vengono eccitati tramite gli urti causati dall’agitazione termica. Se assorbiti da una molecola i quanti hanno un’energia sufficiente a provocare un moto vibrazionale, che si traduce in un aumento di temperatura.
L’emissione infrarossa è utilizzata in medicina per terapie fisiche e, nella ricerca, per lo studio dei livelli energetici vibrazionali delle molecole.
Il campo della luce visibile è molto stretto rispetto all’intero spettro delle radiazioni, seppure sia molto importante per gli organismi viventi, poiché l’occhio della maggior parte di essi è sensibile a queste radiazioni.
Il sole è la più importante sorgente di luce visibile; l’energia elettromagnetica ha origine dall’agitazione termica degli atomi che si trovano sulla superficie ad una temperatura di 6000K.

Colori della luce visibile:

Colore f ( 1014 Hz ) l ( 10-6 m )
Rosso 3.85 – 4.82 0.780 – 0.622
Arancione 4.82 – 5.03 0.622 – 0.597
Giallo 5.03 – 5.20 0.597 – 0.577
Verde 5.20 – 6.10 0.577 – 0.492
Azzurro 6.10 – 6.59 0.492 – 0.455
Violetto 6.59 – 7.89 0.455 – 0.380
Le principali sorgenti di onde ultraviolette sono: il sole, i fulmini ( seppure per breve tempo ) e l’arco delle saldatrici elettriche.
Una parte notevole delle radiazioni ultraviolette prodotte dal sole sono assorbite dall’atmosfera, provocando la reazione di formazione dell’ozono O­3. Tale assorbimento è fondamentale per la vita sulla terra, in quanto questa radiazione in grandi quantità risulta letale. È noto a tutti il problema dell’assottigliamento dello strato di ozono dovuto principalmente ai clorofluorocarburi ( CFC ).
Tanto più i raggi ultravioletti sono ad alta frequenza, tanto più sono dannosi per gli esseri viventi; non tanto perché aumenta il loro potere penetrante nei tessuti, tanto più perché si avvicina a valori di lunghezza d’onda che mandano in risonanza i legami molecolari, portandoli alla rottura.
Il principale utilizzo delle radiazioni ultraviolette è la sterilizzazione.
Il loro principale utilizzo è in campo medico. Il loro potere penetrante è molto elevato, tanto da poter attraversare il corpo umano ed arrivare agli organi interni. L’assorbimento dei raggi X è differente nei tessuti del corpo umano e soprattutto nelle ossa; il flusso di raggi X che attraversa il corpo è quindi diverso in corrispondenza del tessuto attraversato e una lastra fotografica viene più o meno impressionata.
Grazie alla loro grande quantità di energia, i fotoni X sono in grado di distruggere i tessuti.

Raggi Gamma

Queste radiazioni sono tipiche dei raggi cosmici, ma non arrivano fino alla superficie terrestre perché filtrati prima dall’atmosfera.
Sono inoltre estremamente dannose per le cellule umane, in quanto portano alla rottura delle strutture molecolari. Una prolungata esposizione ai raggi dovuta a reazione nucleare, può essere letale anche se è basso il trasporto di energia.
Le radiazioni ultraviolette, raggi X e raggi sono dette radiazioni ionizzanti, poiché anche con piccole dosi di energia, sono in grado di rompere i legami molecolari e di ricombinarli. Per queste onde non deve essere trascurato l’effetto termico, ma è predominante l’effetto dannoso sugli esseri viventi.
Gli aspetti termici sono maggiormente considerati nel campo delle microonde, infrarosso e visibile, mentre per le onde radio questo aspetto è quasi trascurato. A basse frequenze invece il campo magnetico diventa predominante rispetto al trasporto di energia.