Soluzioni per la vibroassorbenza e l`isolamento acustico

Progetto realizzato con il contributo di
Soluzioni per la vibroassorbenza
e l’isolamento acustico
Come è noto dalla fisica, tutti i materiali presentano
una elasticità variabile e una perturbazione esterna ne
determina un moto oscillatorio, rispetto alla situazione di
equilibrio, producendo vibrazioni meccaniche.
Esse possono provocare danni all’oggetto che vibra
e alle persone che ne sono in contatto sulla base di alcuni
parametri: estensione della zona di contatto, frequenza della
vibrazione, direzione di propagazione, tempo di esposizione,
ecc.
Un’ulteriore conseguenza dei fenomeni oscillatori è
la dispersione di energia sotto forma di onda di pressione che
si propaga nell’aria.
Esse generano suoni o rumori a seconda che si tratti
di un fenomeno desiderato o meno. Il rumore provoca stress
e malattie: elevati livelli sonori causano danni permanenti
all’udito, mentre suoni indesiderati a bassi livelli possono
compromettere il benessere fisico e psichico.
Con l’utilizzo di materiali specifici e di nuove tecnologie
è possibile controllare, eliminare o limitare le vibrazioni di
oggetti, specialmente se associate alla produzione di rumori,
sia negli ambienti di lavoro che nei locali pubblici o domestici.
Per quanto riguarda lo smorzamento di oscillazioni, si
segnala un compound in polinorbonene in grado di assorbire
e dissipare l’energia legata alle vibrazioni.
Polinorbonene
© PST Galileo - Dicembre 2013
Il materiale è disponibile in diversi shores e può essere
fornito in lastre, in parti o in elementi stampati. Il materiale
fornisce inoltre un’eccellente riduzione dell’impatto, che lo
rende particolarmente interessante in applicazioni nel settore
sportivo per la realizzazione di protezioni morbide, leggere e
flessibili.
Se sono necessarie prestazioni meccaniche
significative, l’attenzione si sposta su una speciale gomma
vulcanizzata viscoelastica che, grazie alla sua formula speciale,
è in grado di fornire un elevato smorzamento per un ampio
range di frequenze e di mantenere inalterate le sue proprietà
in un intervallo ampio di temperature (da –40 °C a +120 °C).
Questo materiale trova applicazione in molti settori,
tra cui quello aerospaziale, dei trasporti e sportivo.
Degno di nota è anche una speciale schiuma con
proprietà reologiche dilatanti. Si tratta di un materiale
estremamente flessibile e conformabile se sollecitato a basse
velocità di deformazione; se la sollecitazione invece avviene
con alte velocità di deformazione, le molecole si riorganizzano
in strutture ordinate in grado di assorbire l’energia dell’urto.
Date le sue proprietà, il materiale risulta
particolarmente adatto nella produzione di componenti per
la protezione del corpo in tutti quei sport o attività nelle quali
è elevato il pericolo di traumi.
Schiuma non-newtoniana
Progetto realizzato con il contributo di
Recentemente è stato sviluppata una schiuma dalle
proprietà dilatanti da inserire nella struttura delle racchette da
squash, nelle cover di cellulari e cinturini di orologi nel settore
militare.
Vibrazioni e rumori possono essere anche collegati
a fenomeni di attrito che possono essere diminuiti mediante
opportuni trattamenti superficiali.
A tal proposito si evidenzia un nuovo rivestimento
superficiale in grado di depositare delle microsfere di
lubrificante all’interno di una soluzione acquosa. La superficie
rimane asciutta al tatto finché, in situazioni di sfregamento,
le microsfere si rompono rilasciando le microgocce d’olio che
permettono di ridurre l’attrito e, di conseguenza, aumentare la
vita del prodotto. Questo rivestimento viene applicato tramite
immersione, spruzzo o spalmatura, e l’essicazione avviene a
temperatura ambiente.
Per la riduzione d’attrito si può ricorrere anche ad un
rivestimento combinato, che unisce una finitura isotropica,
in grado di eliminare meccanicamente i picchi di rugosità
superficiale, con un deposito di spessore nanometrico di
bisolfuro di tungsteno, che copre la superficie riempiendo
gli avvallamenti che derivano dalla rugosità residua. Questo
trattamento presenta un’ottima resistenza al graffio, alla
delaminazione e un buon effetto lubrificante (coefficiente
0.04). Viene impiegato su ingranaggi, cuscinetti, pistoni, alberi
a camme, camicie di cilindri per l’industria automotive, eolica
e meccanica in generale.
Nel campo della lubrificazione tradizionale, esistono
soluzioni con maggiore caratteristiche di ecosostenibilità,
come gli olii lubrificanti derivati da risorse rinnovabili vegetali
applicabili sia a superfici in metallo che in plastica. Sono
atossici, biodegradabili e non contengono zinco e cloro.
Trattamento lubrificante con microsfere
© PST Galileo - Dicembre 2013
Questi materiali sono applicati per la lubrificazione di
dadi, bulloni, componenti scorrevoli, catene, ecc.
Una categoria di materiali che presenta elevate
proprietà di assorbimento delle vibrazioni è sicuramente
quella dei compositi in fibra di lino. Per questo motivo sono
stati utilizzati per la produzione di inserti auto di Citroen C4
Picasso e Mercedes M-Class, e in alcuni articoli sportivi come
racchette da tennis e sci, tramite pre-preg lino/carbonio o
lino/vetro.
Anche le nanotecnologie possono giocare un ruolo
importante nell’azione di attenuazione delle oscillazione e
isolamento acustico. Mediante tecniche di spinning è possibile
produrre nano-membrane polimeriche. Nate per il settore
ambientale per la filtrazione di gas e liquidi, per l’industria
chimica e nel settore biomedicale e farmaceutico, questi
materiali stanno trovando interessanti applicazioni anche nel
settore dell’edilizia. Inseriti come strato intermedio in pannelli
per il rivestimento di pareti, possono aumentare l’isolamento
acustico del 15-20%.
Si segnala inoltre un materiale presentato per la prima
volta ad una recente fiera di materiali per l’edilizia a Parigi.
Si tratta di un pannello alveolare in policarbonato,
con uno strato superficiale composto da sfere di vetro dal
diametro di 1 mm, che aumentano in maniera considerevole
l’isolamento termico e acustico e la resistenza del materiale
alla fiamma.
Viene inoltre notevolmente diminuito il fattore
solare, limitando quindi l’effetto serra. Questo materiale
trova applicazione nel settore delle costruzioni (pensiline in
parcheggi, coperture di pergole e tettoie, abbaini, ecc.).
Compositi in lino