ENEA presenta il nuovo materiale ceramico composito rinforzato con fibra di basalto
Si chiama ‘BasKer’ (basalto+ceramico) ed è un nuovo materiale ceramico composito rinforzato con fibra di basalto, utile per tubi di scarico, paracalore, pannelli e porte parafuoco per applicazioni nei settori trasporti, edilizia, aerospazio, militare e sportivo. Leggerezza, coibentazione, resistenza alle alte temperature e al fuoco lo contraddistinguono rispetto ad altri materiali tradizionali. Completano il suo identikit, sicurezza, sostenibilità (perché ottenuto sfruttando rifiuti industriali), economicità – grazie a costi di produzione paragonabili a quelli dei compositi polimerici – ed efficienza – dovuta alla maggiore leggerezza dei veicoli, con conseguente riduzione di consumi e impatto ambientale.
“I compositi polimerici sono materiali utili per l’alleggerimento dei veicoli ma non possono essere applicati nelle zone con alte temperature, come quelle vicine al motore a combustione interna o a rischio incendio, come le batterie”, ha evidenziato Claudio Mingazzini del Centro ENEA di Faenza. “Per queste applicazioni, come anche per tubi di scarico e porte antifuoco, l’introduzione di un materiale inorganico rinforzato con basalto rappresenta una soluzione ottimale in grado di garantire alleggerimento, prestazioni e sicurezza”.
Il BasKer è stato prodotto a partire da un “Prepreg Preceramico”, un tipo di semilavorato preimpregnato di polimero, formato e successivamente convertito in ceramica fibrorinforzata grazie a un trattamento termico di pirolisi a 700°C.
Durante i test funzionali, a fronte di una densità inferiore a 2g/cm3 e costi di produzione paragonabili, e in prospettiva inferiori, a quelli di un composito polimerico tradizionale, il nuovo materiale ha mantenuto la sua forma con capacità termostrutturale fino a 600-800°C e ha dimostrato resistenza alla fiamma e capacità di isolamento termico fino a 1200°C.
Oltre a BasKer, nell’ambito del progetto sono stati sviluppati impianti pilota per la fabbricazione di semilavorati (prepreg) e componenti, e in particolare una linea pilota di pirolisi e una di pressatura a caldo, per una produzione su larga scala più veloce ed economica rispetto all’autoclave; dimostratori quali paracalore, tubi di scarico e pannelli coibenti resistenti al fuoco. C’è di più. Grazie al progetto sono stati anche qualificati componenti e sono state gettate le basi per uno studio LCA (Life Cycle Assessement) del processo e delle soluzioni a fine-vita.
“Sebbene il processo di produzione basato sulla pirolisi sia intrinsecamente energivoro, le caratteristiche di questi compositi li rendono in grado di contenere i consumi energetici ed incrementare la sicurezza in tutta una serie di applicazioni nei settori trasporti e costruzioni, e ciò fa ben sperare relativamente ad un trasferimento, in breve tempo, alla produzione industriale”, ha concluso Claudio Mingazzini.
BasKer è stato sviluppato dal progetto EEE-CFCC (Evoluzione Economicamente ed Ecologicamente sostenibile di Compositi Fibrorinforzati a matrice Ceramica in forma Complessa) coordinato dall’ENEA, finanziato dalla Regione Emilia-Romagna POR FESR 2014-2020, cui partecipano anche altri centri di ricerca della Rete dell’Alta Tecnologia dell’Emilia Romagna, come CNR-ISTEC, CERTIMAC, CIRI MAM (Università di Bologna), l’agenzia ROMAGNA TECH (ex CENTURIA) ed industrie quali, CURTI Costruzioni Meccaniche S.p.A., Riba Composites srl, Tampieri Energie ed EDILTECO Group.
I risultati sono disponibili a questo link.