I materiali FRP: pregi e caratteristiche

È noto e ampiamente dimostrato che accoppiando materiali tra loro differenti si ottengono prodotti che hanno caratteristiche migliori e più performanti. Grazie alle loro importanti proprietà, i materiali compositi rinforzati con fibre sono, attualmente, molto utilizzati per potenziare la struttura di edifici esistenti, per costruire infrastrutture, per realizzare serramenti e facciate.

I materiali FRP

Con l’espressione materiali FRP (Fiber Reinforced Polymer), o materiali fibrorinforzati, ci si riferisce a elementi compositi realizzati con fibre che si caratterizzano per l’alta resistenza meccanica o per un elevato modulo elastico.
Quelle più comuni e maggiormente utilizzate sono le:

• fibre di vetro
• fibre di carbonio
• fibre di aramide

tutte sono costituite da filamenti continui e sottili che fanno in modo che siano disponibili in varie forme.
Prima di essere utilizzate le fibre devono essere lavorate e trasformate o in tessuti o in pultrusi. Nel primo caso le fibre vengono trasformate in tessuti utilizzando macchinari molto simili a quelli adoperati per la lavorazione di tessuti tessili; nel secondo caso, cioè per ottenere la trasformazione delle fibre in pultrusi, si procede con la pultrusione, un processo di estrusione che permette che le fibre vengano tirate affinché siano perfettamente allineate per essere combinate con una matrice polimerica.

Le proprietà dei materiali fibrorinforzati

I materiali fibrorinforzati si caratterizzano per proprietà particolari che li rendono perfetti per alcune lavorazioni, in particolare il loro uso è raccomandato in contesti ambientali in cui si richiedono alte prestazioni strutturali e resistenza ad agenti chimici o naturali.
Le fibre FRP fanno in modo che i materiali fibrorinforzati siano:

• resistenti alle sostanze chimiche o aggressive;
• caratterizzati da una elevata resistenza meccanica;
• leggeri e, di conseguenza, pratici da movimentare;
• stabili e strutturalmente resistenti;
• ignifughi;
• ottimi isolanti termici ed elettrici;
• esenti da interventi di manutenzione;
• resistenti alla ruggine e alla corrosione.

Settori di applicazione dei materiali FRP

Grazie a queste loro proprietà i prodotti realizzati con materiali FRP hanno ambiti di applicazione vari e diversificati. In particolare sono utilizzati nei settori:

• elettrico ed energetico, poiché sono ottimi isolanti;
• delle costruzioni, poiché hanno importanti proprietà strutturali e, essendo resistenti alla ruggine, possono essere utilizzati in presenza di falde acquifere;
• edile, poiché grazie alle proprietà di isolanti termici possono essere utilizzati nella realizzazione di serramenti e facciate;
• industriale, poiché sono resistenti alle sostanze chimiche e alle alte temperature;
• trasporti e mobilità, sia per la realizzazione delle infrastrutture che per la realizzazione delle parti esterne dei treni, poiché hanno bassi costi di manutenzione e garantiscono una lunga durata nel tempo.

I settori di utilizzo dei prodotti fibrorinforzati sono in forte crescita: la ricerca, cui come Saimex collaboriamo attivamente, da una parte, mette a disposizione del mercato nuovi ritrovati e, dall’altra, sperimenta soluzioni innovative e proprietà supplementari. Continua a seguirci per conoscere tutte le novità e i ritrovati di questo settore.

Saimex s.r.l., azienda con sede a Seregno, in provincia  di Monza e Brianza, fornisce servizi integrativi quali progettazione e consulenza riguardo al processo di pultrusione. Inoltre, siamo costantemente coinvolti in attività di ricerca tecnica e componentistica, al fine di testare la qualità dei profili pultrusi per determinarne l’efficienza in determinati contesti produttivi. Una tale politica di sperimentazione è attuabile attraverso la  collaborazione con università italiane, tra le quali il Politecnico di Milano e lo IUAV di Venezia, e straniere, come il Politecnico di Shangai, sviluppando prodotti innovativi come il profilo a doppia flangia.

In dettaglio, ci avvaliamo di un personale composto da ingegneri civile altamente specializzato, formati per progettare profili pultrusi in vetroresina, definiti in ogni minimo dettaglio, con la finalità primaria di soddisfare l’ampia gamma di esigenze caratterizzanti i progetti dei committenti. Nel contempo, abbiamo messo in pratica un servizio di consulenza, altamente strutturato, tendente a definire e individuare la tipologia di profili pultrosi maggiormente adatti al settore lavorativo in cui si voglia intervenire, e in base anche alle caratteristiche di tenuta o di isolamento termico o elettrico che devono esibire. La  professionalità propria dell’azienda brianzola, unita a un’esperienza maturata nel corso di molti anni, ci ha consentito di valutare e soddisfare le richieste provenienti da differenti ambiti produttivi, che spaziano da quello petrolchimico a quello edile, passando per quello dei trasporti e relativo alla realizzazione di serramenti e di facciate ventilate e continue.

Nei nostri centri di ricerca, sono analizzati costantemente i materiali compositi arricchiti con fibra di vetro o di carbonio e il processo di pultrusione, al fine di definirli in base ai benefici che apportano e alle qualità che li caratterizzano. La nostra missione da perseguire continuamente è chiara, ossia, quella di migliorare i contesti produttivi nei quali i costituenti che trattiamo vengono a inserirsi attivamente. Numerosi gli studi e le pubblicazioni effettuati dal nostro staff riguardo alle applicazioni dei profili pultrusi strutturali, con giornate di studio dedicate esclusivamente ad essi.

Attraverso la nostra rete di distribuzione, copriamo tutta l’Italia e l’Europa, in caso di partecipazione a progetti di collaborazione da stringere con Enti stranieri, anche in contesti extraeuropei. La dinamicità del nostro team ci permette di entrare in contatto con realtà geograficamente distanti, in merito ad attività sperimentali che, spesso, si tramutano in vere e proprie applicazioni pratiche. Tra le più riuscite, va citata la collaborazione avviata con l’AnsaldoBreda in merito ai lavori di realizzazione della metropolitana di Los Angeles.

L’innovazione e la sperimentazione apportate da parte di Saimex s.r.l. ai processi di pultrusione e ai profili in vetroresina rappresenta il vero punto di forza nella metodologia produttiva attuata dall’azienda di Seregno, e tendente, nel contempo, ad ampliare la gamma di conoscenze in merito a tale metodologia.

Saimex s.r.l. è un’azienda con a Seregno, in provincia di Monza e Brianza, attiva nella realizzazione di profili pultrosi strutturali ad alta e media portata e barre in materiali compositi costituiti da rese organiche e rinforzate con fibre vetro o di carbonio. Una tale unione di costituenti consentono di poter esibire qualità superiori che li rendono particolarmente performanti per essere applicati in differenti contesti produttivi, in alternativa ai modelli tradizionali. Il processo di pultrusione che attuiamo permette di ottenere una varietà di profili che vanno a costituire il nostro ampio catalogo di proposte, e di essere adattato a seconda delle esigenze del committente. Tuttavia, l’azienda brianzola è anche attiva nella produzione di altri costituenti da impiegare in differenti applicazioni e contesti produttivi.

Palancole in resina

Il catalogo di soluzioni innovative di Saimex è davvero ampio e comprende anche la realizzazione di palancole in resina, le quali stanno sostituendo in maniera capillare quelle tradizionali. Tali elementi sono molto importanti nelle costruzioni, per le funzioni di sostegno e contenimento che devono garantire.

Ideate e prodotte secondo standard progettuali più innovative, lavorazioni del genere permettono di ottenere ottime peculiarità performative e di tenuta, con l’indubbio vantaggio di essere molto leggere, anche a contatto con l’acqua.  Noi di Saimex siamo pienamente consapevoli dei benefici apportati da tali costituenti, e questo è uno dei motivi per il quale, abbiamo stretto una collaborazione con l’università IUAV di Venezia in merito alla realizzazione di uno studio in cui vengono elencate le qualità funzionali della palancole pultruse in fibra di vetro, tra le quali il minor peso delle palancole in vetroresina, sino a 5 volte in meno rispetto a quelle in acciaio. I vantaggi sono un abbattimento dei costi di trasporti. Inoltre, i materiali compositi in fibra e carbonio presentano delle capacità anti-corrosione anche a contatto con l’acqua.

Tra le applicazioni ideali di tale tipologia di palancole, ci sono quelle edili e le infrastrutture e le nostre palancole fanno anche parte del sistema MOSE di Venezia. Inoltre, abbiamo sviluppato due diversi modelli: Palancola Heavy Duty che può essere infissa anche oltre i 12 mt., e presenta le medesime caratteristiche di quelle in acciaio, e la Palancola Light Duty, la quale può essere infissa sino a 6 mt., e sostituisce quelle in legno e in PVC, creando barriere estetiche.

 Ipe doppia flangia

Siamo attivi nella produzione di un profilo in vetroresina in doppia flangia, che sviluppa in maniera estremamente efficace le caratteristiche proprie di un profilo pultruso strutturale. Presenta una sagoma a doppia t che migliora l’elasticità, rendendolo stabile anche quando sottoposto a torsione, e conseguentemente particolarmente adatto per grandi strutture.

Le applicazioni di tali elementi sono numerose e diversificate e comprendono, oltre  ai settori edili, dei trasporti, anche quello chimico-fisico e dei serramenti e facciate con la proposta di prodotti come il sistema pavimento isoldeck, grigliati, mancorrente e battipiede e pannelli tetto e gonna.

Saimex s.r.l., azienda con sede a Seregno, in provincia di Monza e Brianza, specializzata nella produzione di profili pultrusi strutturali ad alta e media portata. Componenti del genere, ormai, rappresentano la soluzione più ideale e conveniente rispetto all’acciaio e sono preferibili ad esso per alcuni determinati contesti industriali. In dettaglio, tale metodologia si basa su un processo di lavorazione continuo di materiali compositi rafforzati con fibre di vetro o carbonio e consistente nell’estrusione di profili a sezione costante e complessa a traino in continuo con polimerizzazione in stampo chiuso, ottenendo profilati che, in alcuni campi di applicazione, forniscono maggiori garanzie di quelli realizzati in acciaio e in acciaio inox. I benefici ricavabili sono diversi, tra i quali, la personalizzazione e, successivamente, la ripetibilità e la riproducibilità di ogni manufatto. Inoltre, il dispendio di energia, nonostante la lentezza del processo di produzione e lavorazione, risulta essere inferiore rispetto a quello necessario per produrre gli stessi profilati in alluminio.

La lunga attività ed expertise specifiche maturate nel settore del processo di pultrusione hanno consentito alla ditta brianzola di contraddistinguersi in merito all’impiego di elementi strutturali all’avanguardia, i quali offrono standard performativi e di resistenza superiori a quelle generalmente fornite dai materiali di tipo tradizionale. Ci avvaliamo di uno staff di ingegneri civili, attivi nei nostri centri di sperimentazione innovativi, altamente competenti e specializzati nella ricerca sui materiali compositi e in grado di poter elaborare e offrire le soluzioni più innovative tendenti a:
 

• migliorare le performance delle barre pultruse, dei profili, delle palancole, delle IPE doppia flangia e dei pannelli Desksystem Plank che produciamo;
• individuare e testare nuovi materiali compositi e nuove fibre;
• sperimentare le caratteristiche dei materiali e a testarne le soglie di resistenza

 
Una tale ampiezza di proposte ci ha consentito di stringere collaborazioni e partnership con diverse aziende, nazionali e internazionali che operano nel settore dei trasporti e della mobilità in cerca di prodotti che possono innalzare il livello di affidabilità e sicurezza per i propri mezzi e treni, come quello assicurata dalle parti di pultruso in fibra di vetro, con anche la garanzia di un isolamento elettrico, e con quelle edili riguardo alla fornitura di facciate ventilate e facciate continue, le quali assicurano un isolamento termico.

Parallelamente all’ampiezza delle nostre offerte, siamo riusciti consolidare la nostra posizione, oltrepassando i confini nazionali, facendoci conoscere e apprezzare in nazioni come gli Stati Uniti, attraverso la fornitura di componenti per l’assemblaggio ai treni per la metropolitana di Los Angeles.

Tuttavia, la missione di Saimex s.r.l riguarda anche la divulgazione capillare in ambito accademico dei risultati derivanti dalla propria attività di ricerca.

La qualità delle nostre soluzioni ha da subito intercettato il gradimento di un numero crescente di clienti che decidono di rivolgersi a noi, i quali ci riconoscono professionalità e serietà nelle metodologie di lavorazione adottate.

Ormai da tempo i profili pultrusi hanno iniziato a essere utilizzati in ambito edilizio, ma anche per realizzare infrastrutture legate al settore petrolifero e ferroviario. Hanno sostituito l’acciaio in quanto lo superano sia per quanto riguarda la durata nel tempo, ma anche per tutto quello che concerne la leggerezza, l’estetica e la facilità di gestione in cantiere. A tal proposito è bene specificare qualcosa in merito alle modalità di taglio dei profili pultrusi.

Quando si lavora in cantiere e si ha la necessità di maneggiare un profilo pultruso tagliandolo o forandolo, il riferimento da considerare sono le lame diamantate. Data questa doverosa premessa, una specificazione fondamentale per chi vuole capire in che modo è possibile gestire i profili pultrusi a livello pratico e sfruttare tutti i loro vantaggi rispetto all’acciaio, possiamo entrare nel dettaglio di altre specificazioni tecniche, ricordando che i profili pultrusi non possono essere né piegati né curvati.

Con un sigma a trazione corrispondente a 240Mpa, i profili pultrusi possono essere progettati con specifici programmi di calcolo, partendo sempre dai dati relativi alla ortotropia. Da ricordare quando ci si informa sulle caratteristiche tecniche dei profili pultrusi e sulle modalità di taglio è la loro resistenza in caso di ricorso alle lame diamantate. A tal proposito è possibile chiamare in causa un dato corrispondente a 3000 Mpa.

Il pultruso è a tutti gli effetti un materiale fragile ma capace di resistere a temperature estreme. In questo caso è possibile parlare di un range compreso tra – 40°C e +180°C. Se poi si tiene presente pure l’isolamento termico, una peculiarità che ha determinato il successo dei profili pultrusi rispetto all’acciaio, si può avere un quadro davvero completo della rivoluzione che il pultruso ha portato in molti ambiti, con vantaggi notevoli sia per il lavoro dei progettisti, sia per l’utilizzatore finale che affronta costi minori, sia per l’ambiente.

Il settore petrolifero è un campo dove è possibile mettere in primo piano delle innovazioni tecniche molto interessanti, superando a livello qualitativo i materiali tradizionali che sono ormai superati dal punto di vista delle performance qualitative e della durata.

Come è possibile innovare da questo punto di vista? Ricorrere ai profili pultrusi e ai grigliati in vetroresina è una valida soluzione al proposito. Parlare del loro ruolo nell’ambito del settore petrolifero significa considerare un aspetto fondamentale per quanto riguarda la sostenibilità delle realizzazioni ingegneristiche navali che, da quando i profili pultrusi e i grigliati in vetroresina hanno cominciato ad avere successo sul mercato, sono stati interessati da una svolta per quanto riguarda la resistenza agli agenti corrosivi, la leggerezza, l’agio di movimentazione in cantiere e la resistenza agli agenti corrosivi.

Per entrare nel dettaglio è utile ricordare che i grigliati in vetroresina sono particolarmente adatti non solo alle piattaforme petrolifere, ma anche agli impianti di desalinizzazione. Questi casi sono legati a situazioni in cui l’eccessiva influenza degli agenti corrosivi rende difficile se non impossibile il ricorso a materiali metallici.

I grigliati pultrusi in fibra di vetro diventano quindi una soluzione molto valida per ovviare a tale ostacolo e per risparmiare notevolmente dal punto di vista dei costi di manutenzione, il che implica un’ottimizzazione generale della spesa.

Quando si ha a che fare con portate particolarmente alte – in generale superiori a 2000 kg – è necessario chiamare in causa dei grigliati pultrusi la cui composizione è caratterizzata da una percentuale di fibra di vetro pari o superiore al 70%.

In questo caso si possono apprezzare vantaggi non solo dal punto di vista della resistenza, ma anche per quanto concerne la movimentazione, decisamente più agevole rispetto a quanto, invece, si può riscontrare quando si ha a che fare con materiali di natura metallica.