Isolamento

Biologia

I. batterico In batteriologia, tecnica per l’allestimento di colture pure, formate cioè da un solo tipo di batterio, utilizzando i cosiddetti terreni elettivi. I. biologico (o riproduttivo) La condizione per cui gruppi di individui di una specie animale o di vegetale sono isolati, ossia non hanno più la possibilità di incrociarsi con altri gruppi vicini. In biologia evoluzionistica, i meccanismi di i. riproduttivo sono le caratteristiche biologiche, intrinseche degli organismi, che impediscono il flusso genico tra popolazioni effettivamente o potenzialmente simpatriche. L’instaurarsi di meccanismi (o barriere) di i. riproduttivo costituisce un momento cruciale dei processi di speciazione: essi consentono la formazione di nuove specie garantendo un’evoluzione indipendente delle popolazioni e la creazione e il mantenimento in ognuna di esse di complessi genici coadattati. Anche l’i. geografico (o spaziale) può svolgere un ruolo determinante nella speciazione (in particolare in quella allopatrica), ma non essendo una proprietà biologica, non è considerato un meccanismo di i. riproduttivo.

Si distinguono meccanismi di i. pre-copula e post-copula. In genere le specie sono isolate da più meccanismi di i. riproduttivo, che intervengono successivamente. I meccanismi post-copula sono considerati un sottoprodotto della divergenza genetica, determinando un i. solo parziale e consentendo la formazione di ibridi che competono con gli altri individui della popolazione, e che possono accoppiarsi con femmine fertili impedendo loro, se monogame, di avere discendenza. L’origine e l’evoluzione dei meccanismi pre-copula, che permettono in genere un i. molto efficiente, annullando o riducendo moltissimo il numero di ibridi, sono invece molto controverse. Sono state proposte varie ipotesi: a) insorgere accidentale di tali meccanismi come sottoprodotto della divergenza genetica; b) origine per azione diretta della selezione naturale, quando le popolazioni vengono a contatto; c) una combinazione delle prime due ipotesi, per cui i meccanismi pre-copula insorgerebbero accidentalmente per poi venire perfezionati, in simpatria, dalla selezione; d) origine come conseguenza di rimaneggiamenti notevoli del patrimonio genetico che si possono realizzare in popolazioni ridotte a pochissimi individui. Tali ipotesi potrebbero avere tutte una loro validità, a seconda del processo di speciazione implicato nei vari casi (➔ speciazione).

Storia

Splendido i. Espressione (splendid isolation) che designa l’atteggiamento isolazionistico prevalso in Gran Bretagna dopo la morte di H.J.T. Palmerston (1865) e durato fino all’inizio del Novecento. La politica perseguita in quegli anni, specie durante i ministeri Gladstone e Disraeli, diede la prevalenza ai problemi interni e coloniali su quelli della politica internazionale attiva.

Tecnica

Tecnica mediante la quale si può ostacolare in modo più o meno completo il passaggio di energia sonora, elettromagnetica o di calore attraverso una parete (i. acustico, i. elettromagnetico, i. termico), oppure di correnti elettriche tra conduttori a diverso potenziale (i. elettrico). In particolare, i. acustico è la grandezza fisica che misura la proprietà di un ambiente di non trasmettere a un ambiente adiacente le sue modificazioni sonore, definita come la differenza di livello di pressione sonora tra i due ambienti.

Il materiale usato per ottenere l’i. è detto isolante.

I. acustico

In linea teorica l’i. acustico può ottenersi o per riflessione, usando cioè materiali dotati di forte potere riflettente, o per assorbimento, usando cioè materiali capaci di assorbire fortemente l’energia delle onde sonore su di essi incidenti. In pratica, si segue generalmente questa seconda via, onde gli isolanti acustici sono spesso chiamati anche assorbenti acustici e sono essenzialmente qualificati dal fattore di assorbimento, cioè dal rapporto fra l’energia assorbita e quella incidente (➔ assorbimento). Qualora sia necessario realizzare un maggiore isolamento (cabine telefoniche, sale macchine, ascensori ecc.) si provvede alla costruzione di doppie pareti allo scopo di ottenere intercapedini d’aria quanto più è possibile indipendenti e prive di collegamenti trasversali, e si evita la trasmissione di sollecitazioni alle strutture portanti mediante l’interposizione di uno strato di materiali smorzanti, quali agglomerati a base di sughero, tessuti impregnati d’asfalto e compressi, fibre vegetali ecc.

I. elettrico

Isolante elettrico è ogni materiale che abbia conducibilità elettrica molto piccola o, in altre parole, resistività molto elevata. Le caratteristiche principali sono: a) la costante dielettrica relativa, l’angolo di perdita, la rigidità dielettrica, grandezze direttamente legate ai fenomeni di polarizzazione dielettrica che avvengono negli isolanti sotto l’azione di un campo elettrico esterno; un isolante è tanto migliore quanto più alta è la rigidità dielettrica, e quanto minore è l’angolo di perdita; b) la resistività di massa, definita come la resistività dell’isolante quando si possa considerare infinitamente grande la resistività superficiale; c) la resistività superficiale, definita come la resistenza misurata applicando due elettrodi sottili a distanza convenzionale sulla superficie dell’isolante; d) il comportamento rispetto a variazioni di temperatura e di umidità; e) le caratteristiche tecnologiche, come, per es., la lavorabilità, la resistenza meccanica, la resistenza ad agenti corrosivi. Molto vasta è la gamma dei materiali polimerici impiegati per l’i. elettrico. Tra le resine termoplastiche, il materiale base più utilizzato è il polietilene. Per aumentarne la resistenza alla temperatura è stato sviluppato il polietilene reticolato (XLPE, cross-linked poly-ethylene), impiegato fino a temperature di 90 °C e molto utilizzato nella costruzione di cavi a media e alta tensione. Per queste applicazioni è usato anche un copolimero etilene-propilene (EPR) che ha il vantaggio di una maggiore resistenza alla tensione; il maggior valore delle perdite dielettriche ne impedisce però l’applicazione alle tensioni più elevate. Tra gli isolanti termoplastici impiegati in forma di film il polipropilene (PP) è usato per condensatori di potenza, sia impregnato (per rifasamento) sia a secco (condensatori in film metallico). Per i condensatori sono molto usati anche i policarbonati e il polietilentereftalato (PET) con costante dielettrica relativa elevata (maggiore di 3), impiegato anche nell’isolamento degli avvolgimenti nei motori. Un’importante resina isolante è infine il politetrafluoroetilene (PTFE, nome commerciale teflon), caratterizzato da un’elevatissima resistenza alla temperatura. Le resine termoplastiche sono alla base anche degli smalti per l’i. dei conduttori; molto utilizzate sono le resine viniliche, poliesteri e, per smalti usati a elevata temperatura, le resine immidiche (per es., il kapton). Infine, si devono ricordare i siliconi, che hanno una resistenza alla temperatura molto superiore a quella dei materiali organici, ma che presentano, oltre al costo elevato, l’inconveniente di proprietà meccaniche piuttosto scarse; elastomeri siliconici sono utilizzati per l’i. dei cavi e liquidi siliconici per i trasformatori.

I. termico

Il problema dell’i. termico interessa molti rami della tecnica, ma assume particolare importanza nel caso di macchine e apparecchi industriali e delle tubazioni che li collegano, perché le perdite di calore per dispersione termica verso l’ambiente esterno possono diminuire notevolmente il rendimento termico dell’impianto. Per l’i. termico si adottano due diversi metodi: o la creazione di intercapedini d’aria ottenute con l’adozione di doppie strutture o il rivestimento con materiali isolanti. Gli isolanti termici, oltre ai generici requisiti di una facile applicabilità e di un costo basso o comunque conveniente in relazione alle prestazioni, sono caratterizzati da un basso coefficiente di conduttività termica e da una bassa densità (per limitare le sollecitazioni meccaniche che insorgono nelle apparecchiature cui è applicato l’isolamento termico). Pertanto sono costituiti da materiali leggeri e porosi con numerose e minutissime cavità piene di aria (cui compete un bassissimo valore del coefficiente di conduttività termica: 0,02 W/m °C). Sono adoperati polistirene e poliuretano espansi; impasti di cemento e pietra pomice; materiali incoerenti, come scorie, segatura ecc. Per l’i. termico di tubazioni e apparecchi contenenti fluidi a temperatura inferiore a quella ambiente (per es., in impianti frigoriferi) è particolarmente indicato, malgrado il costo elevato, l’impiego del sughero che, a differenza di altri isolanti, è impermeabile al vapore acqueo: si evita in tal modo la formazione di ghiaccio dentro le cavità interne che darebbe altrimenti luogo ad aumento del coefficiente di conduttività termica (con conseguente diminuzione delle proprietà isolanti) e a pericolo di alterazione strutturale del materiale.

Nell’edilizia, pannelli strutturali con proprietà isolanti possono essere adoperati sia come elementi sottotegola per tetti nuovi sia per l’i. termico di vecchie coperture. Sono composti da profilati metallici portanti lastre di poliuretano ricoperte da un sottile involucro impermeabile d’alluminio goffrato. Tali pannelli costituiscono un appoggio per la copertura definitiva, garantiscono un buon i. termico del fabbricato che ricoprono e offrono anche un buon sostegno per un’eventuale necessità di calpestio.