SERIE I: Fibre + Colla d’Ossa

7.3 DALLA FUNZIONE ALLA RICET - -TA: DEFINIZIONE DEL MIX DESIGN IN

7. Valutazione delle caratteristiche acustiche

186

L’approccio utilizzato fino a questo punto consiste nel partire dal rapporto fra fibra e colla e la relativa “ricetta”, da cui ricavare poi densità, impermeabilità, porosità, resistività al flusso e le performance acustiche appena elaborate. Ciò comporta che una qualsiasi variazione della ricetta iniziale porterebbe a una variazione dei rispettivi parametri.

Come evidenziato, nell’ultima valutazione acustica, tramite un determinato processo, è stato possibile un confronto diretto tra le diverse serie uniformando l’altezza e la den-sità. Il confronto è stato quindi eseguito fra materiali a diverse densità prestabilite e non più fra i provini sperimentali realizzati fisica-mente, i quali non potevano essere confron-tati direttamente per via delle diverse carat-teristiche.

Sorge però una domanda spontanea: questi nuovi prodotti, con densità prestabilite, a quale ricetta fanno riferimento? Per rispon-dere a tale domanda è stato sviluppato un ragionamento in grado di fornire la ricetta base, per ogni singola serie, tenendo con-stanti tutte le altre variabili.

Come sottolineato, per le serie B, C, F, I, M, N, la densità è stata controllata attraver-so il rapporto fibra-collante: all’aumentare del collante aumenta la densità. Nel caso di questi provini non è stata esercitata alcuna

pressione durante la loro realizzazione, se non quella minima per compattare il pannel-lo. Dunque, tale variabile viene considerata una costante. La variabile pressione, per di-minuire il rapporto, viene considerata come una potenzialità di sviluppo futuro per TECA panel.

Si è quindi deciso di sviluppare dei grafici per ogni serie, in grado di mettere in rapporto la densità dei provini analizzati sull’asse del-le ascisse, e il rispettivo rapporto fibre-colla sull’asse delle ordinate (figure dalla 42 alla 45). Emerge una tendenza, diversa per ogni serie, della quale è stato possibile ottenere la rispettiva funzione. In particolare sono state usate le tendenze lineari ed esponen-ziali (specificate per ogni analisi): in base alla composizione del grafico è stata utiliz-zata la funzione che permettesse il risultato più congruo rispetto ai dati di base. Grazie a questa funzione è stato possibile ricavare, in base alle densità prestabilite di 100, 200, 300, 400 Kg/m3, il rispettivo quantitativo di colla e di conseguenza il rapporto per ogni densità, per ogni serie.

Questo risultato è fondamentale, poiché, at-traverso le diverse funzioni, è possibile otte-nere il rapporto fibra-colla per produrre un campione con la densità richiesta. Inoltre, attraverso le funzioni citate nel precedente

7.3 DALLA FUNZIONE ALLA RICET

paragrafo, è possibile ricavare anche le per-formance acustiche in base alla densità vo-luta, senza realizzare ulteriori campioni ed effettuare misure di resistività. Ovviamente questo è valido tenendo gli altri parametri costanti.

Si prenda per esempio la serie B (figura 42), dove è stata ricavata la seguente funzione li-neare:

y = 0,0089x - 0,6359

sarà sufficiente sostituire al termine x i valori di densità ricercati per ottenere il rispettivo quantitativo di colla y, e quindi il rapporto fibra-collante da applicare nella ricetta per ottenere quella specifica densità.

Questo concetto è stato applicato anche per la serie A ove la densità è stata controllata grazie alla pressione esercitata sui provini.

Dunque, in questo caso, il rapporto tra fibre e polimeri viene mantenuto costante e sarà da ricercare la ricetta che fornisca la pressio-ne da applicare in base alla densità voluta, come emerge dalla figura 41.

Come emerso nel precedente paragrafo, in base all’esperienza maturata in fase di spe-rimentazione, sotto al rapporto fibra-colla di 1:1 il campione non presenta la rigidità mi-nima prevista, e in alcuni casi nemmeno una adeguata coesione fra le fibre. Come risulta

dall’elaborazione, i campioni con una densi-tà minore di 200 Kg/m3, richiedono un rap-porto più basso, per il quale non risulta pos-sibile la loro composizione. Uniche eccezioni sono la serie B, e la serie A: quest’ultima per via del differente processo ha le potenzialità per scendere a basse densità. Sarà compito della sperimentazione successiva analizzare queste problematiche.

Nelle pagine seguenti verranno mostrati i grafici formulati per ogni singola serie, met-tendo in evidenza la funzione ricavata da essi. Inoltre verranno mostrate le relative ta-belle elaborate, in cui è riportato il rapporto, o la pressione nella serie A, e quindi la nuova ricetta (figure dalla 40 alla 45), per ottenere le densità prescelte nel paragrafo 7.2.

7. Valutazione delle caratteristiche acustiche

188

SERIE A: Fibre + Polimeri

SERIE C: Fibre + Colla Amido di Riso SERIE B: Fibre + Colla Amido di Mais

densità Kg/m3

densità Kg/m3

densità Kg/m3 pressione Kg/m2rapporto fibra-collarapporto fibra-colla

y = 3,9378x - 401,42

0,0 50,0 100,0 150,0 200,0 250,0 300,0

-200 -100 0 100 200 300 400 500 600 700 800

y = 0,0158x - 3,4366

0,0 100,0 200,0 300,0 400,0 500,0

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5

Serie C

y = 0,0089x - 0,6359

0,0 50,0 100,0 150,0 200,0 250,0 300,0 350,0

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

Serie B

Campione Kg/m2

A014 0 75,2 Kg/m3 100,0 f esp.

A017 70 169,1 Kg/m3 200,0 f lineare

A019 250 176,6 Kg/m3 300,0 f lineare

A020 700 245,9 Kg/m4 400,0 f lineare

Densità

Campione Rapporto Rapporto

C004 1 ÷ 1 270,3 Kg/m3 100,0 Kg/m3 1 ÷ 0,4 f esp.

C005 1 ÷ 1,5 347,2 Kg/m3 200,0 Kg/m3 1 ÷ 0,7 f esp.

C007 1 ÷ 3 386,1 Kg/m3 300,0 Kg/m3 1 ÷ 1,3 f lineare

400,0 Kg/m3 ~ 1 ÷ 3 f lineare

Densità Densità

Campione Rapporto Rapporto

B005 1 ÷ 1 176,1 Kg/m3 100,0 Kg/m3 1 ÷ 0,3 f lineare

B007 1 ÷ 1,5 289,6 Kg/m3 200,0 Kg/m3 1 ÷ 1,1 f lineare

B009 1 ÷ 2,5 312,2 Kg/m3 300,0 Kg/m3 1 ÷ 2 f lineare

400,0 Kg/m3 1 ÷ 3 f lineare

Densità Densità

Kg/m2

75,2 100,0 Kg/m3 45 f esp.

169,1 200,0 Kg/m3 386 f lineare

176,6 300,0 Kg/m3 770 f lineare

245,9 400,0 Kg/m3 1.100 f lineare

Densità

Campione Rapporto Rapporto

C004 1 ÷ 1 270,3 Kg/m3 100,0 Kg/m3 1 ÷ 0,4 f esp.

C005 1 ÷ 1,5 347,2 Kg/m3 200,0 Kg/m3 1 ÷ 0,7 f esp.

C007 1 ÷ 3 386,1 Kg/m3 300,0 Kg/m3 1 ÷ 1,3 f lineare

400,0 Kg/m3 ~ 1 ÷ 3 f lineare

Densità Densità

Campione Rapporto Rapporto

B005 1 ÷ 1 176,1 Kg/m3 100,0 Kg/m3 1 ÷ 0,3 f lineare

B007 1 ÷ 1,5 289,6 Kg/m3 200,0 Kg/m3 1 ÷ 1,1 f lineare

B009 1 ÷ 2,5 312,2 Kg/m3 300,0 Kg/m3 1 ÷ 2 f lineare

400,0 Kg/m3 1 ÷ 3 f lineare

Densità Densità

Figura 41: Elaborazione del mix design in funzione della densità selezionata, serie A.

Figura 42: Elaborazione del mix design in funzione della densità selezionata, serie B.

Figura 43: Elaborazione del mix design in funzione della densità selezionata, serie C.

y = 3,9378x - 401,42 y = 0,0809e0,0396x

y = 0,0158x - 3,4366 y = 0,0843e0,0089x

y = 0,0089x - 0,6359

densità Kg/m3

SERIE I: Fibre + Colla d’Ossa

SERIE M: Fibre + Colla Creartec

densità Kg/m3

rapporto fibra-collarapporto fibra-colla

y = 0,0044x - 0,1673

0,0 100,0 200,0 300,0 400,0 500,0 600,0

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Serie I

y = 0,0046x - 0,2603

0,0 100,0 200,0 300,0 400,0 500,0

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6

Serie M

Campione Rapporto Rapporto

I003 1 ÷ 1 289,9 Kg/m3 100,0 Kg/m3 1 ÷ 0,3 f lineare

I004 1 ÷ 1,5 346,6 Kg/m3 200,0 Kg/m3 1 ÷ 0,7 f lineare

I005 1 ÷ 2 502,2 Kg/m3 300,0 Kg/m3 1 ÷ 1,15 f lineare

400,0 Kg/m3 1 ÷ 1,6 f lineare

Densità Densità

Campione Rapporto Rapporto

M002 1 ÷ 1 275,3 Kg/m3 100,0 Kg/m3 1 ÷ 0,2 f lineare

M003 1 ÷ 1,5 384,6 Kg/m3 200,0 Kg/m3 1 ÷ 0,6 f lineare

300,0 Kg/m3 1 ÷ 1,1 f lineare 400,0 Kg/m3 1 ÷ 1,55 f lineare

Densità Densità

Campione Rapporto Rapporto

I003 1 ÷ 1 289,9 Kg/m3 100,0 Kg/m3 1 ÷ 0,3 f lineare

I004 1 ÷ 1,5 346,6 Kg/m3 200,0 Kg/m3 1 ÷ 0,7 f lineare

I005 1 ÷ 2 502,2 Kg/m3 300,0 Kg/m3 1 ÷ 1,15 f lineare

400,0 Kg/m3 1 ÷ 1,6 f lineare

Densità Densità

Campione Rapporto Rapporto

M002 1 ÷ 1 275,3 Kg/m3 100,0 Kg/m3 1 ÷ 0,2 f lineare

M003 1 ÷ 1,5 384,6 Kg/m3 200,0 Kg/m3 1 ÷ 0,6 f lineare

300,0 Kg/m3 1 ÷ 1,1 f lineare 400,0 Kg/m3 1 ÷ 1,55 f lineare

Densità Densità

Figura 44: Elaborazione del mix design in funzione della densità selezionata, serie I.

Figura 45: Elaborazione del mix design in funzione della densità selezionata, serie M.

y = 0,0044x - 0,1673

y = 0,0046x - 0,2603

7. Valutazione delle caratteristiche acustiche

190

In questa fase terminale dello sviluppo acu-stico e della relativa sperimentazione, non verranno riportati i singoli risultati, poiché essi sono stati esposti in modo approfondito all’interno di questo capitolo in relazione a delle considerazioni, variabili, ipotesi e suc-cessive elaborazioni da comprendere inte-gralmente, per la lettura di tali esiti.

Viene rappresentato nella figura 46 il flow chart riassuntivo delle principali fasi, elabo-razioni e risultati emersi in questo capitolo, al fine di rendere più agevole la comprensio-ne del percorso e dei processi affrontati per determinare una caratterizzazione acustica dei campioni composti.

Un’importante conferma qui raggiunta, ri-guarda le proprietà dei provini realizzati, in-fatti, i risultati, asseriscono la letteratura in questo ambito. Si fa riferimento all’aumen-to della resistività al flusso al crescere della densità, e a una diminuzione della porosità e della permeabilità. Questa dimostrazione ha portato a un altro risultato di rilievo: in segui-to a delle modellazioni matematiche, basate su delle funzioni e delle modellazioni acusti-che, è possibile ricavare la resistività al flusso e di conseguenza le performance acustiche, per ogni specifica serie (e quindi per ogni singolo mix design) a qualsiasi densità desi-derata, escludendo la produzione di ulteriori

campioni e analisi attraverso lo strumento.

Inoltre, attraverso un’ulteriore modellazione matematica, è possibile ricavare la “ricetta”

per queste nuove densità ottenute, per le quali, altrimenti, non si conoscerebbe il rap-porto fibra colla corretto, o la pressione nel caso della serie A.

Le performance acustiche sviluppate, sulla base dei campioni realizzati e analizzati, ri-sultano confermare le aspettative. Gli anda-menti acustici rispecchiano generalmente per tutte le serie quelli tipici della lana: bassi coefficienti di assorbimento alle basse fre-quenze per poi crescere in modo graduale e costante alle alte frequenze dove, in base alle diverse densità, si arriva a coefficienti di assorbimento pari a 1. Questo significa che la lana contenuta nei provini, nonostante la presenza di sostanze collanti, esprime il suo massimo potenziale acustico.

Questo risultato permette di confermare che a parità di densità i risultati tendono ad avere andamenti paragonabili e dunque po-tenziali funzioni coincidenti. La motivazione per la quale le funzioni utilizzate in questo capitolo risultano diverse per ogni serie (va-ria il coefficiente angolare), deriva dall’ele-vata quantità di collante utilizzato nei cam-pioni con densità maggiori; si ricorda come la densità venisse controllata per mezzo del rapporto fibra-colla. Si ipotizza che nel caso

7.4 CONCLUSIONI E OSSERVAZIONI

In document TECA panel, Textile Experimental Composite Acoustic. Analisi, progetto e sviluppo di pannelli fonoassorbenti per l'ambiente interno a base di scarti tessili. = TECA panel, Textile Experimental Composite Acoustic. Analysis, project and development of (Page 186-190)