Quanti tipi di guarnizioni esistono, e come scegliere quella giusta

Le guarnizioni sono tra i componenti più sottovalutati di qualsiasi impianto, eppure la loro funzione è essenziale: senza di esse nessun sistema idraulico, meccanico o industriale potrebbe funzionare correttamente. Si trovano ovunque negli impianti di casa e a volte è indispensabile sostituirle, quindi sapere quali e quanti tipi di guarnizioni esistono - in base a materiale, forma, condizioni operative e tipo di tenuta - è il primo passo per scegliere quella adatta alle proprie esigenze.

A cosa servono le guarnizioni

Una guarnizione è un elemento di tenuta che impedisce la fuoriuscita di fluidi (liquidi o gas) tra due superfici accoppiate. Flange, valvole, raccordi, pompe, rubinetti: ogni punto di giunzione è un potenziale punto di perdita, e la guarnizione è ciò che lo rende a tenuta stagna. La sua efficacia dipende dalla capacità di riempire le micro-irregolarità tra le superfici, garantendo una barriera continua anche sotto pressione o a temperature elevate.

Quando una guarnizione si deteriora (per invecchiamento, calore eccessivo, pressione o semplicemente usura), le conseguenze possono andare da una piccola perdita d'acqua dal water sul pavimento, ad esempio, fino a danni strutturali importanti. Per questo motivo, nei rubinetti e miscelatori domestici si consiglia la sostituzione ogni 3-5 anni, mentre negli elettrodomestici almeno ogni 5 anni.

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Quanti tipi di guarnizioni esistono e come si classificano

Non esiste un numero fisso e universalmente condiviso di guarnizioni, poiché si classificano secondo criteri diversi: il tipo di tenuta, il materiale, la forma costruttiva e le condizioni di esercizio. La distinzione più importante, però, riguarda il movimento tra le parti da tenere insieme: 

• si parla di guarnizioni statiche quando lavorano tra superfici ferme (come due flange bullonate): l’obiettivo qui è di mantenere la compressione nel tempo, anche in presenza di cicli termici;
• invece sono guarnizioni dinamiche quando sono sottoposte a movimenti ripetuti, come accade nei pistoni, negli alberi rotanti o nella rubinetteria: in questo caso è importante che resistano ad attrito, calore e usura, che accelerano il deterioramento del materiale.

Le principali tipologie di guarnizioni da conoscere

All'interno di queste due grandi categorie si trovano numerose tipologie di guarnizioni, ognuna delle quali è stata sviluppata per funzionare al meglio in condizioni specifiche.

Guarnizioni in gomma (elastomeri)

Le guarnizioni realizzate in gomma (ossia in elastomeri) sono le più comuni in assoluto: la loro elasticità consente di compensare le imperfezioni delle superfici di contatto, garantendo una buona tenuta anche a pressioni moderate. Si tratta anche di guarnizioni economiche, facili da installare e disponibili in molte formulazioni diverse.

Tra le guarnizioni in gomma, le due varianti più usate in ambito industriale sono le guarnizioni EPDM e l'NBR le cui differenze tendono spesso a generare confusione:

• la gomma NBR (nitrilica) è la scelta ideale in presenza di oli minerali, carburanti e fluidi idraulici; resiste a temperature tra -40°C e +125°C ed è ampiamente usata in campo oleodinamico e automotive;
• la gomma EPDM (etilene-propilene-diene monomero), eccelle invece con acqua calda, vapore e agenti atmosferici, ma non è adatta al contatto con oli e idrocarburi; le guarnizioni EPDM nere a bassa pressione, ad esempio, sono perfette per raccordi in PVC e impianti di irrigazione.

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Guarnizioni in fibra

Le guarnizioni in fibra, spesso realizzate in fibra vulcanizzata o in composti misti con elastomeri, bilanciano resistenza meccanica e adattabilità. Sono riconoscibili anche dal colore, che in molti casi segue un codice standardizzato:

• il rosso scuro indica la fibra vulcanizzata (economica) per acqua e riscaldamento;
• il blu identifica le guarnizioni in fibra CNK con elastomero NBR per il gas;
• il verde è associato alle guarnizioni in fibra CNA per acqua, gas e idrocarburi;
• il nero è riservato alle guarnizioni in gomma morbida EPDM.

O-ring, le guarnizioni a forma di ciambella

Gli O-ring sono delle guarnizioni toroidali (ossia a forma di ciambella) assai diffuse per la loro versatilità: si utilizzano in applicazioni statiche e dinamiche, e a contatto con varie combinazioni di fluidi e temperature. Sono disciplinati dalla norma ISO 3601 e disponibili in vari materiali:

• NBR per oli e grassi minerali;
• EPDM per liquidi a base di glicole e acqua calda;
• FKM (fluoroelastomero) per alte temperature fino a 200°C. 

Guarnizioni metalliche e spirometalliche

Quando pressioni e temperature diventano estreme, le gomme non bastano: le guarnizioni metalliche, realizzate interamente in lega, garantiscono una resistenza meccanica elevata.

Le guarnizioni spirometalliche sono realizzate con un nastro metallico e del materiale di riempimento (grafite o PTFE), unendo robustezza e capacità di recupero elastico; sono regolate dallo standard ASME B16.20 e largamente usate in impianti petroliferi, chimici e centrali elettriche.

Paraoli e guarnizioni a labbro

Progettati per gli alberi di trasmissione e gli organi rotanti dei motori (come quelli usati per motoseghe e decespugliatori), i paraoli e le guarnizioni a labbro trattengono il lubrificante e impediscono l'ingresso di contaminanti.

Sono regolati dalle norme ISO 6194 e DIN 3760 e composti da una struttura elastomerica (NBR o FKM), uno o due labbri di tenuta, un rinforzo metallico e spesso una molla di contrasto. 

Quale guarnizione usare: scegliere il materiale giusto

La scelta della guarnizione giusta parte sempre dall'analisi del contesto in cui essa andrà a operare. In questo senso, i fattori da considerare sono:

• fluido: compatibilità chimica, rischio di rigonfiamento o permeazione;
• temperatura: sia quella continua che i picchi massimi;
• pressione: statica, pulsante o con shock;
• tipo di tenuta: statica o dinamica, con attenzione alla velocità di scorrimento;
• superfici di accoppiamento: rugose, piane, rigide.

Un errore comune consiste nello scegliere la guarnizione solo in base alle dimensioni, trascurando la compatibilità chimica: una guarnizione NBR a contatto con vapore o acqua calda si deteriora rapidamente; una EPDM in un circuito oleodinamico gonfia fino a perdere la tenuta. Incrociare materiale, geometria e condizioni di esercizio è l'unico modo per arrivare a una soluzione affidabile nel tempo.