F1: Nanoprom lancia la barriera termica in carbonio

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F1: Nanoprom lancia la barriera termica in carbonio
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I ricercatori di Gian Luca Falleti hanno sperimentato nel laboratorio della Nanoprom Chemicals un nuovo prodotto che permette di cambiare i concetti noti sulla protezione delle superfici da una fonte di calore. Grazie al Polysil Thermal Shield 2.8 sarà possibile abbattere la temperatura che si genera da una fiamma viva fino al 65%. Vedremo monoposto con radiatori più piccoli e abbigliamento ignifugo in grado di resistere più a lungo nelle fiamme?

In Formula 1 la Nanoprom si è fatta un nome grazie al Polysil, la nanotecnologia al silicio di colore nero che già nel 2014 era stata adottata da molti team per migliorare la trasmittanza termica del cerchio e aiutare a portare le gomme nelle giusta finestra di lavoro.

Da allora è passato un po’ di tempo, ma la dinamica azienda di Sassuolo si è evoluta e ha fatto grossi investimenti in campo della chimica, tanto che ora è pronta a rivoluzionare non solo il mondo dei Gran Premi con una soluzione destinata a far discutere molto.

I ricercatori di Gian Luca Falleti, infatti, hanno studiato nel laboratorio della Nanoprom Chemicals un nuovo prodotto destinato a cambiare i concetti noti fino a oggi sulla protezione delle superfici da una fonte di calore.

Grazie al Polysil Thermal Shield 2.8 oggi è possibile abbattere la temperatura che si genera da una fiamma viva fino al 65%, modificando gli approcci ai canoni di raffreddamento e di sicurezza in un campo sterminato di applicazioni.

Falleti ha lavorato sui materiali più difficili da trattare come le fibre composite di carbonio e di vetro, per non parlare anche di kevlar e nomex.

La fibra di carbonio sottoposta ad alta temperatura di solito perde le sue caratteristiche di grande rigidezza e si delamina. I dati sperimentali che stanno emergendo, invece, sono semplicemente strepitosi tant’è che la soluzione della Nanoprom sta ottenendo le omologazioni per l’uso in campo aerospaziale.

Impregnare il carbonio in profondità è una delle problematiche affrontate, dato che è difficile veicolare del materiale tra una fibra e l’altra. Attraverso un pre-trattamento con un processo messo a punto da Nanoprom, i tecnici sono riusciti a penetrare nelle fibre del carbonio con il loro prodotto, eliminando al 100% le resine epossidiche.

Che vantaggio ha dato? Avere una resistenza straordinaria alla fiamma impensabile fino a oggi.

“Una paratia in carbonio di 4 strati – spiega Gian Luca Falleti - ha una capacità di abbattere lo scambio termico del 65% e ha una resistenza di oltre 100 minuti alla fiamma diretta. La prima cosa che si è notata a livello sperimentale è stata la totale mancanza di fumo generata dal composto. Se la temperatura della fiamma è arrivata a quasi 700 gradi, sulla parete superiore della paratia in carbonio non si sono raggiunti i 300 gradi dopo mezz’ora di esposizione alla fonte di calore”.

In che modo avete ottenuto questi risultati in laboratorio?
“Dopo aver laminato il carbonio con la nostra resina al silicio dotata di alcuni legami che sono ovviamente top secret, l’abbiamo introdotto nella macchina al plasma e con l’alto vuoto abbiamo potuto eliminare ogni forma di solvente che, diversamente, potrebbe alimentare la fiamma e rendere poco efficace la nostra protezione”.

“Grazie a Plasmatech e ai nostri collaboratori siamo riusciti a ottenere un grande risultato non solo sul carbonio, ma anche sulla fibra di vetro che può raggiungere una tenuta strutturale importante. Con il Polysil Thermal Shield non si registra alcuna delaminazione del carbonio: la trama resta invariata, senza danni né pieghe delle fibre. Non solo ma non c’è alcuna propagazione di calore, per cui l’alta temperatura si limita all’area subito prospicente la fiamma, ma non si estende alla lamina”.

Test con foglio di carbonio trattato da Nanoprom ed esposto a fiamma viva: il calore di 700 gradi non si propaga

Test con foglio di carbonio trattato da Nanoprom ed esposto a fiamma viva: il calore di 700 gradi non si propaga

Avete svolto degli esperimenti anche con 2 strati di kevlar e 4 di nomex, 2 per parte a copertura e che risultati sono emersi?

“Che dopo 1 minuto la superficie sottoposta a fiamma diretta manteneva una temperatura di 40 gradi, che poi è salita solo a 80 gradi dopo 2 minuti e si è stabilizzata intorno ai 100 gradi allo scadere dei 3 minuti”.

Inevitabile pensare subito agli indumenti ignifughi dei piloti che solo grazie a un diverso trattamento potrebbero consentire tempi di soccorso molto più lunghi in caso di incidente senza che il conduttore riporti alcuna ustione dovuta alle fiamme o al calore!

Ma restando al campo della F1 verrebbe da pensare quanto potrebbero essere miniaturizzati i sistemi di raffreddamento della power unit, riducendo le masse radianti a vantaggio di una minore resistenza all’avanzamento e, quindi, una maggiore velocità di punta. Non solo, ma le paratie anticalore sono usate anche per “vestire” il motore termico e favorire una migliore fluidodinamica all’interno delle pance. Dunque oltre all’affidabilità si potrebbero cercare le prestazioni.

Un’altra zona sensibile è quella della batteria dell’ibrido: la famosa “valigetta” in carbonio che si trova sotto al serbatoio e al sedile del pilota potrebbe essere ancor meglio protetta e coibentata, visto che deve essere raffreddata. E, qui si apre subito un collegamento diretto con il mondo dell’automotive. Sarà interessante capire chi per primo saprà sfruttare questa nanotecnologia molto innovativa…

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Serie Formula 1
Autore Franco Nugnes