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TECA panel

6.3 RISULTATI E CONCLUSIONI DELLA SPERIMENTAZIONE A

unica soluzione quella riguardante l’utilizzo di colle o di matrici rigide per conferire ag-gregazione e rigidezza alle fibre di lana. In generale tutte le serie sperimentate, in se-guito a una continua evoluzione del processo durante il work in progress del lavoro, hanno dato buoni risultati: attraverso differenti pro-porzioni fra le materie utilizzate, e con diver-se tecniche, è stato possibile raggiungere un mixdesign in grado di soddisfare le esigenze ricercate nella maggior parte delle serie.

Tuttavia, questo processo porta ad escludere delle serie, ed aggregarne altre, nei prossi-mi sviluppi. Tra queste troviamo gli scarti di poliestere, che ha fornito in assoluto il peg-giore risultato, non riuscendo a portare alla formazione di un provino. Non si esclude la possibilità di formare un pannello rigido con questo materiale, ma in questo progetto, e con le possibilità attuali, non è stato possi-bile.

La serie L, nella quale è stata sperimentata una colla idrorepellente a base di glicerina, non ha avuto buoni risultati. Nonostante sia-no stati composti diversi provini, con diverse percentuali di colla , essi risultano piuttosto fragili, e profondamente condizionati dall’u-midità atmosferica. A tal proposito risulta normale il condizionamento della lana all’u-midità, essendo un materiale animale e

quin-di igroscopico, ma in questo caso è la colla prodotta a subire un degrado in presenza di acqua: i provini infatti non risultano comple-tamente asciutti, sia valutando la loro massa sia semplicemente al tatto.

Un’altra serie che non verrà presa in consi-derazione, nonostante le ottime aspettative, come emerso nei grafici di Kiviat (paragrafo 5.1), è la serie E, quella realizzata con il PLA.

Esso risultava come un’alternativa sostenibi-le vincente, rispetto alla serie A, dove sono stati utilizzati dei polimeri termoindurenti di origine sintetica. Visti gli ottimi risultati emersi dalla serie A, l’obiettivo era quello di sostituire tali polimeri mantenendo in-variato il processo, generando però provini biodegradabili e di origine naturale. I risul-tati purtroppo non sono srisul-tati all’altezza delle aspettative: i provini risultano con un grado di coesione minimo, non idoneo a divenire dei pannelli fonoassorbenti. Per ovviare a tale problema è stata cercata una soluzione nella realizzazione di un base rigida in PLA per conferire supporto al campione, ma an-che in questo caso l’esito è stato il medesimo.

L’utilizzo del PLA (o di altri polimeri biodegra-dabili di origine naturale) rimane comunque la più valida alternativa ai polimeri termoin-durenti, questa però deve essere sviluppata attraverso altri processi e realtà, non ricon-ducibili al presente progetto.

6. Sperimentazione A

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Una tra le sperimentazioni che ha determi-nato i migliori risultati è proprio la serie A, come suggerivano gli studi di ricerca effet-tuati nel capitolo 3. Attraverso l’utilizzo dei polimeri e del loro punto di fusione diffe-rente dalle fibre, è stato possibile realizza-re molteplici campionaturealizza-re, variandone la densità. Quest’ultima è stata controllata, a differenza di tutte le altre campionature, at-traverso l’utilizzo di una pressione sui cam-pioni durante la fase di cottura, mantenendo costante il rapporto fra i due materiali, gra-zie a una aggregazione del tutto naturale fra polveri polimeriche e polveri di lana. Inoltre i provini realizzati in questo modo risultano completamente riciclati, con forti vantaggi a livello economico (valutando solo il costo delle materie prime e non del processo), resistenti all’acqua e all’umidità e con un processo di formazione piuttosto semplice.

Tuttavia, come emerso nel paragrafo 5.1, i campioni non presentano caratteristiche di biodegradabilità, per via dell’origine sinteti-ca dei polimeri, questo dovrebbe portare a un attento studio del ciclo di vita potenziale del prodotto. Questa tipologia verrà comun-que esplorata nei successivi capitoli poiché, come accennato, con altre possibilità, tali polimeri potrebbero essere sostituiti da poli-meri “bio”, i quali avrebbero come unico di-fetto un costo maggiore.

I campioni realizzati con colle derivanti dall’a-mido di mais e di riso, rispettivamente serie B e serie C, sono del tutto comparabili, sia nella lavorazione sia nei risultati. Solamente i test acustici potranno mettere in evidenza le differenze fra i due leganti. Tuttavia esisto-no delle divergenze, soprattutto legate alla provenienza della materia. L’amido di mais, dal quale la colla viene generata, è un pro-dotto commerciale, e quindi caratterizzato da un costo, seppur basso, da prendere in considerazione. L’amido di riso rappresenta invece uno scarto nella filiera del riso, quindi porterebbe alla realizzazione un pannello to-talmente riciclato, di origine naturale, biode-gradabile e vantaggioso economicamente.

Sebbene questo scarto non sia stato reso di-sponibile dalle aziende nelle tempistiche de-siderate, rappresenta la soluzione ottimale, a conferma di quanto emerso nel paragrafo 5.1.

La serie G, H e I, nelle quali sono stati rea-lizzati campioni con colle di origine animale, hanno dato risultati equivalenti e del tutto paragonabili. Tra di esse emerge come la col-la d’ossa abbia un potere adesivo maggiore rispetto alle altre due, permettendo la rea-lizzazione di campioni con densità e percen-tuali di colla più basse. Se confrontate con le altre colle, derivanti dall’amido e quelle commerciali, il potere collante risulta

net-tamente superiore. Anche in questo caso il prodotto derivante avrebbe caratteristiche di sostenibilità elevate, quali biodegradabi-lità e origine naturale. Presentano tuttavia alcune problematiche: una riferita al costo di acquisto, l’altra relativa ai lunghi tempi di preparazione della colla.

Al contrario, le colle commerciali utilizzate nelle serie F e M, sono direttamente appli-cabili, essendo vendute come colle pronte all’uso. Proprio per la loro tipologia, l’esse-re colle naturali vendute su larga scala, sono caratterizzate da prezzi nettamente elevati, con incidenze notevoli in una eventuale va-lutazione economica (in particolare la serie M).

La serie N, basata sul gesso, è stata una ini-ziativa non prevista, ma dato il suo largo impiego nell’edilizia e nell’acustica è stata sperimentata la sua fattibilità: il principale problema risulta il tempo di presa, che rende difficoltosa la realizzazione dei provini.

Comunemente a tutte le colle utilizzate il controllo della densità è avvenuto tramite l’aumento in percentuale della colla rispetto alle fibre di lana. Ad alte percentuali di colla, e quindi ad elevate densità, i campioni acqui-stano una maggiore rigidità, si ha inoltre una diminuzione del volume del provino e una

maggiore difficoltà nella realizzazione. Eleva-te quantità di colla, potrebbero comportare la chiusura dei pori e delle interconnessioni fra di essi, portando a un drastico calo, o ad-dirittura annullare, le performance acustiche tipiche dei materiali porosi. A basse percen-tuali di colla e di densità, la lana è in grado di far emergere le proprie caratteristiche acustiche, ma per preservarle non sempre è stato possibile realizzare un provino con un adeguata coesione. Infatti al di sotto di cer-te percentuali, in genere con un rapporto di 1:1 (in base alla colla utilizzata), la compo-sizione del campione non è stata possibile, oppure è stata considerata non idonea. Non si esclude la possibilità di scendere a quanti-tà di colla minori, introducendo la variabile della pressione.

Un problema comune a tutte le serie, ad esclusione della serie A, nella quale sono sta-ti usta-tilizzasta-ti dei polimeri, è la loro scarsa resi-stenza all’acqua e all’umidità, in riferimento alla colla. Infatti essendo tutte colle di origi-ne naturale e di conseguenza biodegradabili, presentano questo tipo di problematica, che dovrebbe essere analizzata e approfondita per capire il loro effettivo comportamento in ambienti soggetti ad elevata umidità. In alternativa il legante potrebbe essere svi-luppato chimicamente per poter migliorare questa caratteristica, per esempio attraverso

6. Sperimentazione A

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la reticolazione del pannello.

Si sottolinea come queste sperimentazioni siano valide per le dimensioni descritte, per-ciò per la realizzazione di un pannello, con formati maggiori potrebbero entrare in gio-co nuove variabili e le “ricette” descritte non essere più valide o potrebbero necessitare di un successivo perfezionamento.

Infine si ricorda che lo sviluppo di tale speri-mentazione, e in particolare la realizzazione degli 86 campioni, è nata con il fine di verifi-care la fattibilità, la coesione, le colle, le ma-trici, le differenze, i processi e le possibilità, per poi andare ad approfondire le proprietà acustiche in successione. Grazie al profondo controllo della fase realizzativa, ampiamente descritta e dettagliata, e grazie alla possibi-lità offerta dall’INRiM, una parte di questi campioni potrà essere testata alla resistività al flusso, e tramite modelli acustici sarà pos-sibile ricavare l’assorbimento alle varie fre-quenze (vedi capitolo 7).

E’ possibile concludere, sulla base di questa sperimentazione e delle precedenti ricerche, che i leganti potenzialmente più idonei al fine di produrre TECA panel, siano quelli a base polimerica (specialmente se i polimeri sintetici possono essere sostituiti con poli-meri di origine naturale), e quelli derivanti

dall’amido, in particolare quello di riso. Sola-mente con una valutazione acustica si potrà confermare o disdire questa conclusione, in cui i leganti citati verranno confrontati con una selezione delle altre serie.

Al fine di permettere un confronto diretto fra le serie realizzate, e non sulle colle (poiché per esse, al paragrafo 5.1, sono già stati re-alizzati dei confronti attraverso i diagrammi di Kiviat), dalle quali comunque dipendono, verranno riportate nella tabella riassuntiva 1, le rispettive caratteristiche e proprietà, nonché l’elenco delle serie utilizzate, al fine di rendere la lettura più semplice.

• Serie A: fibre Reda + scarti di polimeri termoindurenti

• Serie B: fibre Reda + colla di amido di mais

• Serie C: fibre Reda + colla di amido di riso

• Serie D: fibre Reda + tessuto in poliestere

• Serie E: fibre Reda + PLA

• Serie F: fibre Reda + colla “Coccoina”

• Serie G: fibre Reda + colla di coniglio “Li-beron”

• Serie H: fibre Reda + colla di pesce

• Serie I: fibre Reda + colla d’ossa “Zeus”

• Serie L: fibre Reda + colla idrorepellente a base di glicerina

• Serie M: fibre Reda + Colla naturale “Cre-artec eco-friendly”

• Serie N: fibre Reda + gesso scagliola

Tabella 1: Tabella riassuntiva delle caratteristiche per ogni serie sperimentata.

A B C D E F G H I L M N

100 % riciclato X X X

100 % naturale X X X X X X X X X X

Biodegradabile X X X X X X X X X

Rigidità X X X X X X X X X

Semplicità del

processo X X X

Resistenza

all'acqua X X

Sostenze tossiche Vantaggio

economico X X X

Costo elevato X X

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VALUTAZIONE DELLE