SOMAIN SOTTOSISTEMI E MATERIALI INNOVATIVI PER LA GESTIONE INTEGRATA DEL CICLO DI VITA DELLE UNITÀ DA DIPORTO

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Irma Nicoletti
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1 SOMAIN SOTTOSISTEMI E MATERIALI INNOVATIVI PER LA GESTIONE INTEGRATA DEL CICLO DI VITA DELLE UNITÀ DA DIPORTO

2 A cura di: Prof. Ing. S. zanelli Componenti del gruppo di ricerca

3 Fonoassorbenti per l assorbimento del rumore Poliuretano espanso flessibile a celle aperte Smorzanti per smorzare le vibrazioni Gomme Fono impedenti per impedire la trasmissione del rumore Piombo Pannelli di rivestimento vani motori 1

le vibrazioni Gomme Fono impedenti per impedire la

4 Resistenti per la solidità della struttura Legno compensato Antincendio per impedire la propagazione della fiamma Componenti antifiamma nella matrice polimerica Isolante termico per non trasmettere il calore Materiali a bassa conducibilità termica Pannelli di rivestimento vani motori 2

matrice polimerica Isolante termico per non trasmettere il calore

5 Prodotti della combustione (incendio) non tossici Materiali smaltibili e riciclabili a fine vita Pannelli di rivestimento vani motori 3

6 Materiale A (tipo «Fibrall 30 FP» in uso) Materiale A (tipo «Fibrall 30 FP» in uso) Materiale A (tipo «Fibrall 30 FP» in uso) Pannelli compositi

7 Test di diffusione di fiamma con pannello radiante ASTM E 162: Standard Test Method for Surface Flammability of Materials Using a Radiant Heat Energy Source Consente di definire le caratteristiche di ignizione e di diffusione del fronte del fuoco di un materiale sottoposto all azione di una fiamma in presenza di calore radiante Analisi Termogravimetrica (TGA) Questa tecnica prevede la misura della variazione di peso di un campione soggetto a un aumento controllato della temperatura o mantenuto costantemente ad una temperatura prefissata. Prove di qualificazione 1

di una fiamma in presenza di calore radiante Analisi Termogravimetrica (TGA) Questa tecnica prevede la misura della variazione di peso di un

8 Analisi FT-IR del gas in uscita dalla TGA La prova è servita per monitorare i fumi sviluppati dai diversi materiali mediante interfaccia IR che ha permesso un analisi qualitativa dei fumi e l eventuale presenza di componenti tossiche. Life Cycle Assessment Comparazione degli aspetti ambientali legati al ciclo di vita delle due tipologie di pannello fonoisolanti analizzate. Prove di qualificazione 2

eventuale presenza di componenti tossiche.

9 Principio di funzionamento L apparecchiatura si compone di: un pannello radiante alimentato a GPL; una piccola fiamma per l innesco della fiamma sul provino. Le temperature registrate sono: T sulla superficie del pannello tramite pirometro; T dei fumi sviluppati attraverso delle termocoppie. Permette di: Valutare il minimo flusso termico e il minimo tempo necessari per l ignizione del materiale Determinare la velocità di propagazione della fiamma sulla superficie Ricavare l indice di diffusione di fiamma (Is) e l inerzia termica del materiale Test di diffusione di fiamma con pannello radiante

Permette di: Valutare il minimo flusso termico e il minimo tempo necessari per l ignizione del materiale Determinare la velocità di propagazione

10 C 40.0 C Materiale A (tipo «FIBRALL 30 FP»)

11 Materiale A (tipo «FIBRALL 30 FP»)

12 C 40.0 C Materiale B (tipo «FIBRALL 16»)

13 Materiale B (tipo «FIBRALL 16»)

14 C 40.0 C Materiale C (fibra di basalto e lana di roccia)

15 Materiale C (fibra di basalto e lana di roccia)

16 ( * ) "Indice di pannello radiante" (Radiant panel index, ASTM E162 11) Il materiale B non sembra adatto all impiego prefissato Sia il materiale A che il materiale C hanno un ottimo comportamento in caso di incendio Il materiale A presenta un peso specifico nettamente inferiore rispetto al materiale C Riassunto risultati e conclusioni

materiale C hanno un ottimo comportamento in caso di incendio Il materiale A

17 cuscini termoisolanti protettivi Needle-punched mat in commercio Sostituzione della lana di roccia con un materiale non infiammabile più isolante termicamente e acusticamente Costruzione di una sacca in tessuto di fibra di basalto da riempire con materiali isolanti non infiammabili Ricoprendo con uno strato di alluminio la superficie del tessuto di basalto esposta al calore radiante in caso di incendio Possibili miglioramenti per il prodotto innovativo

di basalto da riempire con materiali isolanti non infiammabili Ricoprendo con uno strato di alluminio la

18 !"#$%"#&"'()*#+,-'%)*-(&%+.'/)%'-'&%)'0-1)%)#.'2+&)%-+,-' forte sviluppo di componenti quali CO, CO2 e altre componenti organiche non completamente combuste (nitrili, etc..), riconoscibili dal picco registrato tra cm-1 dall analisi IR. Analisi FT-IR del gas in uscita dalla TGA

19 I materiali attualmente utilizzati per la realizzazione di pannelli per l isolamento acustico per locali macchine di imbarcazioni sono generalmente di tipo organico: poliuretani e gomme. Questo tipo di materiali comporta lo sviluppo di fumi in caso di incendio. Un analisi qualitativa preliminare dei materiali a base poliuretanica, con XRF ha evidenziato in particolare in questi prodotti la presenza di fosforo e cloro. Una combustione in un ambiente poco ventilato comporta lo sviluppo di componenti tossiche quali HCN e CO e lo sviluppo di componenti organiche complesse non completamente combuste. Le analisi termogravimetriche hanno messo in evidenza un forte sviluppo di sostanze quali CO e organici incombusti (in particolare nitrili). L uso di materiali inorganici, quali la lana di roccia, non da luogo a sviluppo di fumi di nessun tipo in quanto completamente inerti a queste temperature. Riassunto risultati e conclusioni

Un analisi qualitativa preliminare dei materiali a base poliuretanica, con XRF ha evidenziato in particolare in questi prodotti la presenza di fosforo e cloro.

20 Sono stati analizzati 2 scenari: 1.ciclo di vita del Materiale A (Fibrall 30 FP) L unità funzionale dello scenario è 1 pannello di 1 m2 di superficie. Tale pannello è prodotto assemblando tessuto di fibra di vetro laminato con alluminio, EPDM, poliuretano espanso flessibile, per un totale di 4.93 kg di peso. 3.ciclo di vita del Materiale C (fibra di basalto e lana di roccia BCP) L unità funzionale dello scenario è 1 pannello di 1 m2 di superficie. Tale pannello è prodotto assemblando tessuto di fibra di basalto laminato con alluminio, EPDM, lana di roccia, per un totale di 6.82 kg di peso. Life Cycle Assessment

21 Il Materiale C (fibra di basalto e lana di roccia) è un prodotto che può competere a livello ambientale con il prodotto commerciale Materiale A (Fibrall 30 FP). Material C permette vantaggi ambientali derivanti da: 1.sostituzione della fibra di vetro con fibra di basalto: la fibra di basalto viene prodotta direttamente a partire da materie prime estratte, ovvero da roccia basaltica, mentre la fibra di vetro richiede materie prime derivanti da processi chimici a monte, come ad esempio soda (carbonato di sodio) e borato. 2.sostituzione del poliuretano con lana di roccia: nella fase di smaltimento del prodotto in discarica a fine vita, il poliuretano è un prodotto degradabile, che tende quindi a rilasciare inquinanti in aria, in acqua e nel terreno, mentre la lana di roccia è un prodotto inerte che non produce sostanziali carichi ambientali. Riassunto risultati e conclusioni

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