FireMat: ecco l’innovazione nei materiali compositi

Le finalità di trasferimento tecnologico di FireMat prevedono la realizzazione di alcuni dimostratori tecnologici (parete ventilata antifuoco; cofano elicottero; tubo di scarico elicottero) per dare evidenza alla capacità innovativa e alla applicabilità degli strumenti sviluppati

L’obiettivo del progetto FireMat (FIRE resistant MATerials and composites, cofinanziato dalle Regione Emilia-Romagna, nell’ambito del Programma POR-FESR 2014-2020) è sviluppare materiali antifuoco per l’alleggerimento a incrementata sostenibilità ambientale, seguendo le indicazioni di end user (ossia consumatori finali) industriali in regione (Aliva, Tampieri Energie, Curti Costruzioni Meccaniche e Bucci Composites). FireMat prevede quindi la realizzazione di tre dimostratori tecnologici per dare evidenza della capacità innovativa: parete ventilata antifuoco; cofano elicottero; tubo di scarico elicottero. Per finalizzare tutto ciò, le attività necessarie nell’ordine consistono nello sviluppo di materiali, nella qualifica e modellazione per l’applicazione, nella costruzione di dimostratori in scala rappresentativa di quella reale. 

I partner sono cinque, ENEA TEMAF (coordinatore), CNR-ISTEC, CertiMaC e Romagna Tech, tutti e quattro con una sede operativa a Faenza e il Consorzio MUSP di Piacenza.

Progetto FireMat: il percorso

Il progetto FireMat è orientato alla ricerca sperimentale e applicativa: la fase di raccolta dei dati relativi alle proprietà meccaniche dei materiali, necessari alla modellazione, si può considerare praticamente conclusa, e quest’ultima sarà usata come strumento di supporto per la progettazione e per la realizzazione dei dimostratori tecnologici. L’obiettivo perseguito è di realizzare componenti prototipali (fase 1) che possano essere adattati al successivo trasferimento industriale dei processi produttivi (fase 2). Per garantire il completamento di entrambe le fasi, parallelamente allo sviluppo dei materiali, sono state formulate diverse soluzioni di compositi a seconda dell’applicazione.

I dimostratori tecnologici

Nello specifico, per la realizzazione della parete ventilata, ENEA ha realizzato un feltro coibente, prodotto da materie prime seconde, da utilizzare come elemento isolante e resistente al fuoco. Il feltro è stato successivamente combinato con un elemento con valenza estetica e di rinforzo strutturale (gres porcellanato). Per il cofano dell’elicottero ENEA ha invece sviluppato un sandwich ibrido di composito e alluminio di riciclo, con alta resistenza meccanica e al fuoco, che si è dimostrato in grado di soddisfare le specifiche richieste dall’applicazione aeronautica. Per quel che riguarda il tubo di scarico, il leading partner è stato ISTEC-CNR che ha elaborato un composito in tessuti di carbonio, idealmente derivanti da processi di recupero, associati a polimeri totalmente inorganici.

Questi materiali (geopolimeri), di natura ceramica e ottenuti da reazioni di attivazione alcalina, hanno un bassissimo peso specifico (poco superiore a quello dell’acqua) e sono completamente ignifughi e resistenti alle alte temperature. La possibilità di lavorare in continuo fino a 800° C e il peculiare processo di produzione, del tutto analogo a quello impiagato per i classici FRP (Fiber Reinforced Polymers), rendono questi materiali particolarmente adatti per la produzione di componenti soggetti a elevati stress termici, come gli scarichi.

I vantaggi dei materiali

Tutte le soluzioni adottate ottengono il migliore risultato per la riduzione dei pesi e delle emissioni, oltre a una efficace azione per la sostenibilità ambientale. CertiMaC ha guidato la caratterizzazione (svolta sperimentalmente insieme ad ENEA TEMAF), svolgendo prove che simulano le condizioni di incendio e di esercizio (invecchiamento accelerato mediante gelo-disgelo e nebbia salina). MUSP ha supportato la modellazione meccanica di tutti i sistemi.

L’analisi strutturale dei componenti è stata perfezionata e dimensionata in base alle caratteristiche dei materiali e alle proposte degli end users. I compositi sono materiali ortotropi (ossia caratterizzati da proprietà meccaniche o termiche uniche e indipendenti) e la loro progettazione strutturale deve tenere conto delle varie condizioni di carico previste.

elicottero elettrico
Elicottero Zefhir, sviluppato dalla Curti Costruzioni Meccaniche, azienda partner del progetto FireMat

Ciò ha consentito di prevedere il comportamento meccanico del componente “cofano elicottero”, in base alle specifiche tecniche (disegni CAD) fornite da Curti. Nel caso “parete ventilata”, MUSP ha modellato, secondo le indicazioni di ALIVA, un pannello di dimensione un metro per un metro, vincolato alla parete, in funzione dell’“involucro coibente”.

Il ruolo delle aziende e dei partner 

Le imprese hanno costantemente supportato i partner durante il progetto, mettendo a disposizione gli impianti di produzione, le specifiche tecniche e le informazioni utili a individuare l’esistenza di un mercato di riferimento.

Romagna Tech si occupa della diffusione delle attività e dei risultati del progetto, che ha partecipato anche al concorso “L’Europa è QUI” per raccontare quanto fin qui realizzato grazie ai Fondi europei.

Si può sapere di più sul progetto guardando il video che ha partecipato a l’EUROPA è QUI

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