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Anno 2017 Numero 1-2

Tecnica
gennaio - febbraio 2017

Materiali fonoassorbenti: la ricerca, le applicazioni

Un'ampia attività tecnica e sperimentale si è sviluppata, negli ultimi anni, in tema di materiali innovativi per i rivestimenti e le coperture delle cabine e delle parti meccaniche. Molte le soluzioni già applicabili alla produzione industriale, che comprendono anche biomateriali e tessuti in grado di ridurre considerevolmente la rumorosità delle macchine, garantendo maggiore comfort e sicurezza agli operatori

I macchinari per il settore agricolo puntano su efficienza, affidabilità e flessibilità, e le soluzioni materiali e tecnologiche intelligenti sono quelle che, supportate da un’adeguata progettazione, consentono di migliorare sensibilmente il set di prestazioni delle macchine, senza imporre modifiche dimensionali e alterazioni funzionali. I severi parametri per la tutela ambientale definiti dalla normativa europea hanno conseguenze positive: imponendo una riduzione delle emissioni nocive delle macchine, e conseguentemente dei consumi, gli standard in materia di emissioni determinano non solamente un impatto ambientale contenuto, ma anche un incremento del comfort operativo. Al contempo, incentivi per l’acquisto di macchinari agricoli, stanziati dal Ministero delle Politiche Agricole e affidati all’INAIL, mirano a incoraggiare la scelta di macchine aventi caratteristiche di efficienza, eco-compatibilità e sicurezza. Tra questi fattori chiave, è possibile considerare la sicurezza l’elemento che maggiormente influisce sulla definizione dei requisiti che i prodotti devono saper soddisfare con successo. In particolare, l’esposizione all’inquinamento acustico derivante dall’inevitabile emissione acustica ambientale delle macchine ed attrezzature è un tema particolarmente significativo: anche se in modo non continuativo, essendo le lavorazioni periodiche e discontinue, le attrezzature e le macchine utilizzate nel settore agricolo espongono gli operatori a livelli di rumore elevati, che comportano il rischio di disturbi di tipo sia auditivo (sordità, ipoacusia da rumore), sia extra auditivo (quali ipertensione, nervosismo, ansia, insonnia, iperacidità di stomaco).

Sia che si tratti di tipologie di macchine agricole semoventi o trainate di medie e grandi dimensioni, sia di macchine da terra, attrezzature per la manutenzione di frutteti, vigneti, spazi verdi e impianti sportivi, per la lavorazione del legno, da neve o da fienagione, la riduzione del rumore rappresenta un problema che necessita di risposte efficaci e mirate.

Un livello fonometrico interno particolarmente ridotto rende significativamente più confortevole una cabina, consentendo una permanenza a bordo operativa prolungata, mentre il contenimento di quello esterno i veicoli meno impattante per tutti gli operatori, oltre che per la fauna.

Svariate tipologie di materiali avanzati ed eco-sostenibili sono in grado di rispondere miratamente ed efficientemente alle esigenze di fonoriduzione del comparto agricolo. Un ciclo virtuoso che fa sì che proprio materiali direttamente derivanti da questo settore, nello specifico prodotti secondari e scarti agricoli altrimenti destinati alla dismissione, siano utilizzati per la realizzazione dei pannelli fonoassorbenti in materiale biocomposito MC# 6968-04. Una combinazione di foglie e fibre naturali viene applicata su pannelli rigidi, per aumentarne le proprietà di assorbimento e attenuazione del suono. I pannelli sono completamente biodegradabili e presentano una superficie decorativa costituita da fibre aggregate per mezzo di un legante esente da pesticidi, plastificanti e solventi. I costituenti naturali conferiscono al materiale una profumazione caratteristica, variabile a seconda del tipo di piante utilizzate. La superficie dei pannelli viene sottoposta a formatura in condizioni di temperatura e pressione elevate e quindi incollata sulla strato base per mezzo di un adesivo a base di amido modificato. Il supporto in fibra di legno è costituito da MDF, un materiale dotato di resistenza intrinseca al fuoco, e presenta sulla superficie fessure (sezione aperta inferiore al 9%) e aree traforate (sezione aperta inferiore al 44%).

È in costante crescita il numero di soluzioni materiali con contenuti riciclati di varia origine e natura, sia post-industriali, sia post-consumo, come i sottili (1,3 mm) fogli fonoassorbenti lisci e flessibili in fibra di poliestere riciclato MC# 7211-01. Si tratta di fogli termoformabili a densità dedicata, prodotti attraverso un processo innovativo di calibratura e fusione per calore con bottiglie in PET riciclate e interamente riciclabili alla fine del ciclo di vita in aree provviste di infrastrutture per riciclaggio dei materiali tessili. La stratificazione di fibra compressa fornisce una superficie all’apparenza compatta, ma in realtà finemente strutturata e dotata di una porosità specifica, in grado di assorbire le onde sonore, impedendone efficacemente la riflessione. La flessibilità dei fogli permette la realizzazione di strutture non lineari e soddisfa esigenze progettuali sia estetiche sia funzionali. La stampa sublimatica consente di personalizzare e decorare la superficie, e permette la realizzazione di stampe in alta risoluzione.

Materie di riciclo di origine naturale come il sughero sono particolarmente indicate per la realizzazione di pannelli ed elementi stampati in materiali compositi. MC# 7485-01 presenta valide caratteristiche di isolamento acustico e termico. Il sughero è un materiale dotato di intrinseche proprietà antimicrobiche, ipoallergeniche, antistatiche e bassoemissive, inoltre questo composito è facilmente colorabile anche con colori vivaci.

Ai prodotti rigidi e semirigidi si affiancano tipologie alternative, come il foglio fonoassorbente flessibile MC# 5771-01, versatile e resistente, avente uno spessore di poco più di 3 mm. Si tratta di una membrana brevettata costituita da gomma naturale, le cui prestazioni sono state testate esclusivamente da enti indipendenti, quali Riverbank Acoustical Laboratories, NGC Testing Services e Intertek ETL/Semko. È impermeabile e resistente a muffe e funghi, oltre che altamente resistente ai raggi UV. Un solo strato è in grado di assorbire fino a 30 dB, a seconda delle frequenze. Dove necessario, il prodotto può essere completato attraverso l’utilizzo di un sigillante fonoassorbente.

I prodotti autoconformanti, quali paste, espansi e rivestimenti, consentono un’applicazione mirata e diretta sui substrati e sono particolarmente indicati per il conferimento, anche selettivo, di caratteristiche di fonoassorbenza a parti esistenti, anche aventi morfologie complesse. Un esempio particolarmente interessante, in quanto utilizzabile per il rivestimento di materiali non porosi, inclusi acciaio inossidabile, ferro galvanizzato, alluminio e materiali plastici compositi rinforzati, è il rivestimento viscoelastico fonoriducente MC# 5580-03: si tratta di un prodotto brevettato, costituito da resina acrilica e lattice modificati, silicato di magnesio, carbonato di calcio e mica. Consente una riduzione dei suoni da 6 dB a 20 dB, è facilmente applicabile a spazzola, a rullo, con pistola ad aria o spruzzatore senza aria e asciuga in meno di 20 minuti. È atossico, solubile in acqua, ad emissione di COV (VOC) ultrabassa (<30 g/l), ininfiammabile (in base allo standard FMVSS302 relativo all’infiammabilità dei materiali utilizzati per gli abitacoli di veicoli a motore) e soddisfa pienamente i requisiti della direttiva RoHS (Restriction of Hazardous Substances) dell’Unione Europea.

Prodotti tessili leggeri, ma altamente efficienti, come il tessuto traslucido MC# 6827-03, presentano ottime caratteristiche di fonoassorbenza su un’ampia gamma di frequenze. Questi materiali conformi ai più rigidi standard europei abbinano bassa infiammabilità, conferita dalla fibra con cui sono realizzati, poliestere Trevira® CS, e un coefficiente di assorbimento pari a 0,81 e 0,71 - 800 e 5.000 Hz rispettivamente.

Offrono eccellenti caratteristiche di leggerezza, oltre che di resistenza al graffio, anche i pannelli fonoassorbenti MC# 7661-01, costituiti da un composito fibrorinforzato che deve le sue proprietà fonoriducenti, adattabili a frequenze specifiche, proprio alle fibre di poliestere altamente compresse con cui è prodotto. Questi fogli, disponibili in una varietà di spessori, gradi di durezza e colorazioni, sono resistenti all’acqua e all’olio, esenti da odori e non generano polveri durante le operazioni di taglio e trasformazione, inoltre possono essere facilmente rivestiti con tessuti, fogli o pellicole, e modellati su misura in forme tridimensionali.

Un’ulteriore proprietà molto apprezzata, ma non offerta dalla maggior parte dei prodotti fonoassorbenti, è la trasparenza, che aumenta la visibilità. Il processo brevettato di incisione selettiva di lastre polimeriche altamente durevoli MC# 7607-01 rende fonoassorbenti pannelli in acrilico o PETG trasparenti e altrimenti intrinsecamente fonoriflettenti. I microtagli sono praticati attraverso una tecnologia laser brevettata, e i tracciati di taglio sono studiati per il conferimento di proprietà fonoassorbenti, per la riduzione dei rumori indesiderati negli ambienti interni. Forzando la frizione dell’aria tra queste fenditure, la superficie trasforma le onde sonore in calore, senza la necessità di ricorrere a materiali in fibre porose.

Per ottimizzarne la prestazione fonoassorbente, le lastre, che possono essere personalizzate con stampe, loghi o segnaletica, devono rivestire il 30-50% di una superficie verticale o orizzontale.


Ricerca e applicazioni industriali: la “connexion” ad EIMA International

Migliori prestazioni delle macchine agricole, più sicurezza e più comfort per gli operatori. Questi gli obiettivi che persegue la ricerca sui nuovi materiali per la componentistica delle attrezzature agricole emersi nel corso dell’incontro sul tema “Nuovi materiali per la componentistica” promosso dalla rivista Mondo Macchina/Machinery World in collaborazione con Comacomp e Material Connexion, e svoltosi l’11 novembre scorso a Bologna nell’ambito di EIMA International. Dalla riduzione del rumore e delle vibrazioni in cabina, fino a bracci in grado di sopportare carichi sempre maggiori e rivestimenti per motori che migliorano le prestazioni e riducono le emissioni, passando per composti che dissipano il calore e fungono da isolanti termici – è stato illustrato nel corso dell’incontro – sono tantissimi i campi di applicazione della ricerca sui nuovi materiali. A spiegarlo nel dettaglio è stata Claudia Reder, ricercatrice senior di Mcx (Material Connexion), società nata negli Usa nel 1997, che nel 2002 ha aperto una sede anche a Milano. “Mcx è un centro internazionale di ricerca – ha spiegato Claudia Reder – ma è anche un network di relazioni per mettere in contatto chi cerca un materiale con chi lo produce. Nella sua ‘materiateca’ sono catalogati oltre settemila materiali diversi, con la descrizione delle caratteristiche e dei possibili utilizzi”. Tra l’altro si tratta di una ricerca che incontra la sostenibilità ambientale – è stato sottolineato nel corso dell’incontro - perché molti dei nuovi composti derivano da scarti delle lavorazioni agricole, inoltre, le macchine silenziose non spaventano gli animali. “L’esigenza di macchine con particolari caratteristiche di efficienza ed ergonomia è molto sentita soprattutto dove ci sono grandi superfici coltivate – ha spiegato Alessandro Malavolti, presidente di Comacomp – come ad esempio nel Sud e Centro America, nel Nord Europa, in Australia e in alcuni Paesi dell’ex Unione Sovietica. Qui le macchine hanno raggiunto dimensioni e un livello di complessità tecnica ormai difficilmente superabili, e quello che si cerca è il miglioramento delle prestazioni proprio attraverso la ricerca su materiali innovativi che consentano un ulteriore salto di qualità”. “In Italia – ha concluso Malavolti – ci sono tante piccole aziende d’eccellenza che stanno investendo in questo settore”.

di Micol Costi

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