MATERIALI COMPOSITI MULTIFUNZIONALI PER IL MONITORAGGIO E IL RINFORZO STRUTTURALE (BIM-22)
Monitorare una struttura in fase di esercizio è un aspetto molto importante in quanto permette di controllarne, in tempo reale e in continuo, il reale stato di salute. Pertanto, oltre ad evitare l’incremento dell’entità di un eventuale danno presente sulla struttura, causato da dissesti statici o da un sopraggiunto carico agente, il monitoraggio strutturale garantisce la possibilità di attuare all’occorrenza un piano straordinario di intervento, qualora necessario, e di ridurre i normali costi di manutenzione in esercizio.
I sistemi tradizionali di monitoraggio prevedono sia l’utilizzo di strumenti di misura desueti sia la necessità della presenza di un operatore che effettui ispezioni visive periodiche. In alternativa a questi, CETMA è in grado di offrire sistemi che utilizzano tecnologie versatili, con elevata risoluzione spaziale, esenti da fenomeni di interferenza elettromagnetica e dalla soggettività dell’operatore, durevoli nel tempo, di facile installazione e applicabili sia su strutture in calcestruzzo armato che su strutture in muratura. I sistemi multifunzionali offerti riguardano l’insieme dei vari dispositivi smart (Smart Patch, Smart Textile, Smart Rebar), unitamente alla rete di cablaggio e alle relative centraline optoelettroniche di acquisizione. Oltre a monitorare lo stato deformativo, fessurativo e termico di una struttura, tali dispositivi possono essere progettati anche come rinforzo, locale o distribuito, in interventi di rinforzo e/o di adeguamento statico e/o sismico.
La soluzione tecnologica può essere applicata ai settori civile, aeronautico e aerospaziale.
DISPOSITIVI ANTISISMICI CON LEGHE A MEMORIA DI FORMA E BREVETTO EUROPEO EP 11008881.2 (BIM-28)
Durante un sisma le strutture spingenti (archi o volte) e gli impalcati da ponte sono soggetti a movimenti ed accelerazioni tali da causare danneggiamenti differenziali che possono portare al collasso di entrambe le strutture.
Le leghe a memoria di forma possiedono una proprietà unica nel suo genere, nota come superelasticità (o pseudoelasticità) capace di dissipare notevoli quantità di energia deformativa attraverso cicli isteretici nel piano sforzo-deformazione. Il risultato di tali cicli è una deformazione residua nulla, o pari a zero, che può essere d’aiuto nel corso di eventi sismici per garantire la dissipazione dell’energia deformativa assicurando il riposizionamento degli elementi nella configurazione pre-sisma.
CETMA è in grado di progettare ed applicare ritegni da ponte e dispositivi a base di SMA per la protezione sia di strutture spingenti sia di impalcati da ponte. E’ altresì titolare del Brevetto Europeo EP 11008881.2.
Il dispositivo per strutture spingenti è stato ideato per essere installato in serie con le tradizionali catene metalliche che normalmente vengono utilizzate per rinforzare le strutture spingenti assorbendone la spinta orizzontale. Il dispositivo, può essere progettato, a seconda della zona di intervento, per contrapporsi sia alle azioni derivanti dal sisma sia alle dilatazioni termiche a cui sono soggette le catene metalliche che fanno variare notevolmente l’equilibrio di forze presenti nella struttura.
Il know-how posseduto riguarda le varie proprietà di smorzamento possedute da differenti leghe come il Nitinol (NiTi) e altre a base di rame (NiTiCu).
La tecnologia può essere applicata al settore delle infrastrutture, per la protezione in caso di sisma, e al settore dei beni culturali (strutture spingenti in muratura) o per la protezione del patrimonio edilizio esistente.
RINFORZI ATTIVI A BASE DI LEGHE A MEMORIA DI FORMA PER L’EDILIZIA (BIM-31)
Il rinforzo di elementi compressi (confinamento) in muratura o in calcestruzzo armato permette di aumentarne la resistenza a compressione e la duttilità. I rinforzi a base di FRP (Fiber Reinforced Polymers) utilizzati nel settore civile si comportano come sistemi passivi intervenendo solo per deformazioni successive all’installazione del rinforzo.
Utilizzando il know-how acquisito sulle Leghe a Memoria di Forma (SMA, Shape Memory Alloy) CETMA ha ideato un sistema che permette di mettere in trazione il rinforzo durante la polimerizzazione della matrice, impartendo all’elemento rinforzato un benefico strato di compressione radiale che genera un incremento della resistenza ultima, della duttilità e, nel caso di elementi in muratura, anche della rigidezza.
Per ottenere tale risultato viene sfruttata una delle proprietà delle leghe a memoria di forma, una particolare lega metallica principalmente costituita da Nichel e Titanio in parti uguali, capace di “ricordare la propria forma” anche dopo l’applicazione di una deformazione plastica al superamento di una temperatura caratteristica. Se il recupero della deformazione è impedito, all’interno della lega si genera una notevole forza; tale forza, applicata alle estremità di un tessuto di rinforzo impregnato di resina, permette di mettere in trazione tale tessuto fino alla completa reticolazione della matrice.
Gli aspetti critici del sistema consistono nella selezione dei materiali idonei (resina, lega e tipo di rinforzo) e nella messa in opera e nella cura di tale sistema. CETMA possiede il know-how per individuare le soluzioni più efficaci. Questa tipologia di rinforzo può essere proposta in particolari situazioni, anche di pericolo, perché in grado di ripristinare la rigidezza e la resistenza di elementi compressi fessurati o danneggiati da eventi sismici.
Il CETMA è quindi in grado di progettare ed applicare rinforzi strutturali di tipo “attivo” a base di FRP e Leghe a Memoria di Forma (SMA) su elementi compressi in muratura e calcestruzzo armato.
TECNOLOGIA DI PRODUZIONE DI BARRE PULTRUSE CON COMPOSITO SENSORIZZATE, BREVETTO EUROPEO EP 15425072.4 (BIM-37)
La messa a punto e la realizzazione di profili pultrusi sensorizzati permettono di ottenere elementi in materiale composito che, oltre alla funzione di resistenza che sono chiamati ad assolvere e per la quale sono stati progettati, hanno il valore aggiunto di garantire il monitoraggio (in termini di deformazione, temperatura e/o stati tensionali) dell’elemento strutturale su cui vengono applicati. Si tratta fondamentalmente di profili pultrusi da utilizzare come rinforzo a taglio e a flessione di travi in calcestruzzo armato e di paramenti murari, al di sopra dei quali vengono applicati tramite tecnica NSM (Near Surface Mounted).
Il procedimento oggetto di invenzione riguarda l’inglobamento di sensori o attuatori nell’ambito di una linea di produzione tradizionale di componenti pultrusi, cosiddetta “in serie continua”.
Il ritrovato può essere applicato al settore delle costruzioni.
PROCEDIMENTO INNOVATIVO PER LA REALIZZAZIONE DI UN’IMBARCAZIONE DA DIPORTO, BREVETTO N. 0001344797 (BIM-42)
Il Brevetto riguarda il processo per la realizzazione di un’imbarcazione da diporto realizzata con materiali compositi strutturali a matrice termoplastica, rinforzati con fibre continue a partire da preforme e con tecnologie che:
- sono facilmente automatizzabili,
- riducono le emissioni in atmosfera di sostanze nocive,
- adottano materiali riciclabili
- consentono la realizzare componenti con elevate proprietà all’impatto.
Il ritrovato interessa il settore della nautica.
CONTAINER CARGO PER AEREO IN MATERIALE TESSILE, LEGGERO E RESISTENTE ALLE ESPLOSIONI E RELATIVO METODO DI PRODUZIONE, BREVETTO EUROPEO N. EP 2 492 217 B1, (BIM-45)
Il Brevetto riguarda un contenitore per bagagli in materiali avanzati, compositi e tessuti tecnici, per il settore aeronautico, in grado di resistere all’esplosione di un ordigno nascosto all’interno di un bagaglio caricato in stiva.
Il dispositivo consente di incrementare il livello di sicurezza a bordo di un aereo mediante l’impiego di materiali leggeri e flessibili.
L’invenzione può essere applicata ai settori aeronautico, trasporti, edilizia, minerario.
Il know-how di CETMA consente, inoltre, di offrire consulenza riguardo all’utilizzo dei tessuti tecnici in contesti dove sono richiesti requisiti di flessibilità, leggerezza e resistenza strutturale.