Marlic: il progetto per economia circolare e materiali compositi

Pubblicato il 2 maggio 2022

Presso il Chemistry Interdisciplinary Project (ChIP), innovativo Centro di Ricerca dell’Università di Camerino, si è tenuta il 20 aprile l’Assemblea Plenaria del progetto Marlic, co-finanziato dalla Regione Marche.

La giornata è stata aperta dai saluti del Rettore dell’Università di Camerino, il Prof. Claudio Pettinari, che ha ribadito l’importanza della Piattaforma Collaborativa Marlic proprio per le ricerche che porta avanti, così importanti per il tessuto imprenditoriale della Regione Marche. Enti di ricerca e Aziende partner hanno poi presentato i risultati raggiunti dopo circa 20 mesi dall’inizio delle attività.

La Piattaforma regionale Next Generation Composite Materials è una piattaforma collaborativa sul tema della manifattura sostenibile, eco sostenibilità di prodotti e processi per i nuovi materiali e de manufacturing.

Il Progetto Marlic – Marche Applied Research Laboratory for Innovative Composites è cofinanziato dalla Regione Marche attraverso il Por Marche Fesr 2014/2020 asse 1 – os2 – azione 2.1.1 – sostegno allo sviluppo di piattaforme tecnologiche di ricerca collaborativa negli ambiti della specializzazione.

Sono 27 i Partners coinvolti: HP Composites (capofila), Delta, Linset, 3P Engineering, Teknochim, F.lli Guzzini, Eta Blades, Nano-Tech, Ubaldi, Scatolificio TS, Prefiniti Simon, Save as, Maila’s, Nuova Simonelli, Diamonte, Carnj, Elantas, Simeg Marmi, Scatolificio Sios, Rock and River, Albertani, CNR, Enea, Università di Camerino, Università degli Studi di Urbino, Università Politecnica Delle Marche, Fondazione Cluster Marche.

La durata del progetto è di 30 mesi nel periodo 2020-2023.

Ecco i progetti presentati durante l’assemblea plenaria.

Bio-Based Materials

Contesto

Il settore dei materiali compositi sta affrontando da tempo la sfida dell’utilizzo di materiali innovativi e sostenibili nella logica della circolarità dell’uso delle risorse. L’esigenza di affrontare tale sfida nasce dalla necessità di aumentare l’efficienza globale delle risorse disponibili e dei processi produttivi, in linea con quanto previsto dalla strategia per la Smart Specialisation: “Ecosostenibilità di prodotti e processi per i nuovi Materiali”.

Problema

Il principale problema nella definizione di materiali compositi di derivazione “bio-based”, è quello di essere capaci di sostituire i tradizionali prodotti di derivazione fossile mantenendo però le stesse performance ed essendo meno energivori lungo tutto il ciclo di vita. Ulteriore problema è rappresentato dall’ingente quantitativo di scarto di biomasse inutilizzate che attualmente risultano essere critiche in termini d’impatto ambientale e costi d’impresa.

Soluzione

Il progetto prevede lo sviluppo di nuovi materiali compositi sostenibili e innovativi attraverso l’utilizzo e lo sfruttamento di materie prime di scarto o di derivazione naturale. L’uso efficace di tali materie sarà reso possibile attraverso la creazione di una filiera della conoscenza che partendo dallo studio delle materie prime/seconde sarà in grado di giungere alla progettazione e realizzazione di prodotti innovativi.

Risultati Attesi

La messa a punto di un approccio di filiera permetterà di sfruttare materie bio o di scarto per la creazione di materiali compositi e/o biomateriali. In particolare, si prevede di: mappare e caratterizzare dal punto di vista chimico-fisico e reologico le materie prime/seconde disponibili; definire le migliori procedure per i processi d’estrazione, separazione e sintesi per la creazione di biomateriali e materiali compositi bio; progettare formulati per nuovi materiali innovativi con descrizione dei relativi processi di funzionalizzazione e additivazione; sviluppare nuovi componenti da realizzare in versione “green” con relative specifiche di progettazione e messa a punto dei processi produttivi; sviluppare materiali che efficientino la gestione del fine vita dei componenti.

De manufacturing

Contesto

Qualsiasi azienda che produce beni genera dei sottoprodotti come scarti e sfridi di lavorazione, e genera dei prodotti di fine vita. Gli scarti sono differenti per tipologia di produzione, per natura e per costo di smaltimento. Il composito è il più complesso dei materiali poiché costituito da componenti di natura diversa, spesso difficilmente separabili e recuperabili.

Problema

Ogni anno tali scarti aumentano di volume e il loro costo di smaltimento risulta sempre maggiore, come maggiore è la difficoltà delle aziende e delle discariche di stoccarli, trasformarli e recuperarli. Questa problematica genera la necessità di diminuire le quantità di scarti prodotte, di riutilizzarle come materia prima seconda e di smaltire solo la quota che non riesce a trovare collocazione nel recupero.

Soluzione

Progettazione innovativa mediante applicazione di metodologie e strumenti di DFD – Design for Demanufacturing e DFR – Design for Recycling che utilizzi materie prime facilmente recuperabili, che impieghi materiali riciclati e che individui processi ecocompatibili. Dopo l’individuazione delle tipologie e delle quantità di scarti/sfridi di prodotto e delle loro caratteristiche, gli scarti diventeranno, dopo adeguato trattamento, risorsa per altre produzioni oppure materia prima seconda per la stessa produzione. Saranno identificate le migliori tecnologie di recupero/trasformazione e valutato il loro impatto ambientale.

Risultati Attesi

Attraverso la definizione di metodologie di progettazione innovativa, di nuove possibilità di impiego del materiale recuperato, della realizzazione di componenti prototipali, tutto il know-how acquisito sarà condiviso da tutti i partner del progetto e dei centri di ricerca. Si avrà una completa caratterizzazione dei componenti pilota realizzati con i materiali di recupero per valutare il loro impiego in campi di applicazione trasversali al mondo produttivo marchigiano.

Laboratorio

Oltre ai due sotto-progetti, nell’ambito della Piattaforma Marlic, è prevista la realizzazione di un Laboratorio che permetterà di portare avanti una serie di attività e servizi come prove strutturali e morfologiche basate sul riconoscimento di specifici gruppi chimici; attività di ricerca e sviluppo; analisi e testing; supporto alle aziende e attività di formazione e orientamento.

I soggetti coinvolti per la gestione del Laboratorio di ricerca, che sarà fisicamente collocato a Camerino, sono 14: l’Università Politecnica delle Marche, l’Università di Camerino, l’Enea, il CNR, HP Composites, Delta, Diamonte, Eta, F.lli Guzzini, Linset & Co., Maila’s, Nano-Tech, 3P Engineering e Teknochim. Ciascuno metterà a disposizione della struttura le proprie capacità specifiche e acquisterà attrezzature che permetteranno al Laboratorio di strutturarsi e di offrire i servizi al mercato.

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