STORIA DI SUCCESSO DEL CLIENTE
Test di resistenza al fuoco e ingegneria della sicurezza antincendio
Il calorimetro a cono TCC 918 di NETZSCH TAURUS in uso presso l'Università di Tecnologia di Luleå, Svezia
Questa è la storia di successo di un clienteRhoda Afriyie Mensah, ricercatrice post-dottoratoarcpresso la divisione di Ingegneria Strutturale e Antincendio, Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e delle Risorse Naturali, della Luleå University of Technology (LTU) in Svezia. Parla dell'uso del Calorimetro a cono TCC 918 e delle sue esclusive variazioni di programmazione del flusso di calore per tutta la durata del test, che sono state fondamentali per i progetti di prova di resistenza al fuoco presso la LTU e che hanno portato allo sviluppo di approcci innovativi nel campo dell'ingegneria della sicurezza antincendio.
„Descriverei le vostre soluzioni e i vostri servizi come efficaci. Il calorimetro a cono è particolarmente impressionante per la sua capacità di simulare vari scenari di incendio e per la sua facilità d'uso. Inoltre, l'assistenza clienti tempestiva del vostro team aggiunge un valore considerevole al vostro prodotto.“
Informazioni sulla Luleå University of Technology
LaLuleå University of Technology (LTU) si trova nel nord della Svezia, a Luleå, nella contea di Norrbotten. La LTU è rinomata per le sue ricerche all'avanguardiaarce per i suoi programmi di istruzione innovativi. Attualmente ha un fatturato annuo di 2,0 miliardi di corone svedesi, 1.500 dipendenti e 17.900 studenti. Con un'attenzione particolare alla sostenibilità, all'ingegneria e alla tecnologia, promuove un ambiente di apprendimento dinamico che incoraggia la collaborazione e il pensiero critico. L'università dispone di strutture moderne e di forti legami con l'industria che assicurano agli studenti esperienze pratiche e competenze essenziali per il successo.
Uno dei programmi educativi di nicchia della LTU è il programma di Ingegneria della Protezione Antincendio (FPE), diretto dal Prof. Michael Försth. Il programma FPE della LTU offre una laurea e un master. Il programma fa parte del Dipartimento di Ingegneria civile, ambientale e delle risorse naturali e della Divisione di Ingegneria strutturale e antincendio. Si concentra sull'applicazione dei principi scientifici e ingegneristici per proteggere le persone, i beni e i loro ambienti dai rischi di incendio e fumo.
Il programma di studi comprende sia corsi teorici che attività pratiche di laboratorio, utilizzando strutture come il laboratorio di ingegneria antincendio. Questo laboratorio è ben attrezzato con strumenti avanzati come un calorimetro a cono, un calorimetro di combustione su microscala (MCC), un tester per l'indice di ossigeno limitante (LOI) e un forno da fuoco specializzato, Fire Protection Engineering Laboratory.
Tra questi strumenti, il calorimetro a cono e il tester LOI sono stati acquistati da NETZSCH TAURUS Instruments GmbH. Questi strumenti sono fondamentali per studiare il trasferimento di calore e l'infiammabilità dei materiali, fornendo agli studenti un'esperienza pratica nella valutazione della dinamica del fuoco e della risposta di diversi materiali al fuoco.
Rhoda, potresti presentarti, la tua università e i campi di applicazione/ricercaarch?
arcSono Rhoda Afriyie Mensah, ricercatrice post-dottorato presso la Luleå University of Technology (LTU) in Svezia. Ho conseguito il dottorato di ricerca in Ingegneria meccanica presso la Nanjing University of Science and Technology in Cina, dove ho ricercatoarcl'applicazione dell'intelligenza artificiale nell'analisi termica e nell'infiammabilità dei materiali. Nel 2021 ho iniziato i miei studi post-dottorato presso il gruppo di ingegneria antincendio della divisione di ingegneria strutturale e antincendio della LTU. La mia ricercaarch si concentra sulla valutazione del comportamento al fuoco dei materiali e sull'incorporazione di ritardanti di fiamma nei materiali per renderli meno infiammabili. Per le mie ricerchearch ho utilizzato diversi strumenti di prova del fuoco, tra cui il calorimetro a cono e il calorimetro di combustione su microscala. Tra i miei compiti c'è anche l'insegnamento del corso di trasferimento di calore per gli studenti di ingegneria antincendio e la gestione del laboratorio di ingegneria antincendio.
Da quando esiste la collaborazione con NETZSCH e quali erano le sfide specifiche della vostra divisione prima di utilizzare le nostre soluzioni?
La collaborazione è iniziata nell'agosto 2022. Prima di implementare il calorimetro a conoNETZSCH TCC 918, il laboratorio di ingegneria antincendio ha dovuto affrontare sfide significative con il nostro vecchio calorimetro a cono. Il dispositivo aveva una camera di combustione aperta, che comportava il rischio di esposizione alle fiamme e al calore per gli utenti. Inoltre, il vecchio modello utilizzava la Drierite, un essiccante contenente sostanze chimiche tossiche. Abbiamo cercato una soluzione che risolvesse questi problemi, migliorando al contempo la nostra capacità di condurre studi sul comportamento degli incendi in modo efficace. Il TCC 918 offre una camera di combustione chiusa più sicura ed elimina la necessità di sostanze tossiche, risolvendo così le nostre preoccupazioni.
Perché avete scelto NETZSCH? In che modo le nostre soluzioni hanno contribuito a risolvere queste sfide?
arcAbbiamo scelto NETZSCH per la sua reputazione di fornitore di apparecchiature per l'analisi termica affidabili e di alta qualità, adatte agli ambienti educativi e di ricerca. Il modello TCC 918 offre caratteristiche di sicurezza avanzate, tra cui una camera di combustione chiusa che riduce i rischi precedenti, e un software di facile utilizzo, essenziale per un apprendimento efficace.
Il TCC 918 di NETZSCH ha risposto efficacemente alle nostre sfide fornendo un sistema calorimetrico più sicuro e avanzato. La camera di combustione chiusa ha ridotto significativamente i rischi di esposizione alle fiamme e al calore, garantendo un ambiente più sicuro per il nostro personale. L'eliminazione di sostanze tossiche come la Drierite nel processo sperimentale ha ulteriormente migliorato la sicurezza. Inoltre, il software di facile utilizzo del TCC 918 ha migliorato la facilità di conduzione degli esperimenti e di analisi dei dati, facilitando un'esperienza più produttiva e formativa. Questa soluzione non solo ha risolto i nostri problemi di sicurezza, ma ha anche elevato la qualità e la portata delle nostre capacità di ricercaarch.
Rhoda, potrebbe dirci qualcosa di più sulla sua applicazione specifica?
Dalla sua installazione presso la Luleå University of Technology, il calorimetro a cono NETZSCH TCC 918 è stato ampiamente utilizzato per esplorare le proprietà di reazione al fuoco di una vasta gamma di materiali. Ad esempio, abbiamo utilizzato con successo questa apparecchiatura avanzata per studiare l'infiammabilità e i comportamenti di combustione di materiali come legno, plastica, tessuti, compositi, biochar, varie piante e persino cemento. Questo ci ha permesso di raccogliere dati critici sul comportamento di questi materiali in caso di incendio, contribuendo in modo significativo alla nostra ricercaarch nell'ingegneria della sicurezza antincendio e aiutando a sviluppare applicazioni di materiali più sicuri e strategie di prevenzione degli incendi nell'industria delle costruzioni e dei materiali.
Vi preghiamo di entrare nel dettaglio e di spiegare la vostra analisi e i risultati delle misurazioni.
Il grafico seguente presenta i tassi di rilascio di calore (kW/m²) di vari materiali nel corso del tempo (secondi) misurati dal nostro strumento NETZSCH TAURUS TCC 918. Ecco la ripartizione delle etichette:
Neat WG (Neat Wheat Gluten): Questa linea (nera) mostra il tasso di rilascio di calore del glutine di grano puro stampato senza additivi. Presenta un forte picco iniziale, raggiungendo oltre 700 kW/m², per poi diminuire rapidamente e stabilizzarsi vicino allo zero, indicando una combustione rapida.
BC_APP_WG_COMP (Biochar-Ammonium Polyphosphate Wheat Gluten Composite): Questa linea (rossa) rappresenta un composto di glutine di grano, biochar e polifosfato di ammonio, un ritardante di fiamma. Mostra un tasso di rilascio di calore molto più basso e graduale, con un picco di circa 150 kW/m² e un lento assottigliamento, il che suggerisce che l'aggiunta di biochar e polifosfato di ammonio riduce significativamente l'infiammabilità e il picco di rilascio di calore del glutine di grano del 74%.
BC_Lanosol_WG_COMP (Biochar-Lanosol Wheat Gluten Composite): La linea (blu) indica un composto di glutine di grano, biochar e Lanosol, un ritardante di fiamma. Come il BC_APP_WG_COMP, anche questo composito mostra un picco di rilascio di calore ridotto del 14% rispetto al glutine di grano puro. Il picco è più alto rispetto al BC_APP_WG_COMP, ma rimane significativamente più basso rispetto al Neat WG, indicando un efficace ritardo di fiamma.
Le curve mostrano anche che l'aggiunta di lanosol e biochar ha migliorato leggermente il tempo di accensione del WG puro, mentre APP e biochar hanno migliorato significativamente il tempo di accensione.
Nel complesso, i grafici illustrano l'efficacia dei diversi additivi (biochar con polifosfato di ammonio e lanosol) nel ridurre il tasso di rilascio di calore e il tempo di accensione del glutine di frumento quando esposto al fuoco, il che è importante per migliorare la sicurezza antincendio dei materiali prodotti con glutine di frumento.
Ci sono state caratteristiche speciali del dispositivo di prova del fuoco che sono state particolarmente utili per la vostra applicazione specifica?
Il calorimetro a cono TCC 918 possiede una capacità unica, fondamentale per i nostri progetti di test di resistenza al fuoco. A differenza dei tradizionali test di reazione al fuoco, in cui i campioni sono sottoposti a un flusso di calore costante, il TCC 918 consente di programmare le variazioni del flusso di calore per tutta la durata del test. Questa caratteristica ci ha permesso di implementare e simulare con precisione diverse curve di incendio, tra cui la curva di incendio standard e le curve parametriche. Inserendo le equazioni di queste curve nel sistema, abbiamo potuto regolare dinamicamente i parametri per rispecchiare le condizioni che queste curve rappresentano.
Questa funzionalità avanzata è stata determinante per esporre efficacemente campioni di calcestruzzo di vario spessore a curve di temperatura standard e specializzate. Il team della Luleå University of Technology ha sfruttato questa funzione per condurre test completi di resistenza al fuoco, migliorando la comprensione del comportamento dei materiali in diverse condizioni di incendio. Questa adattabilità e precisione rendono il TCC 918 uno strumento prezioso nella nostra continua ricercaarch nel campo della sicurezza antincendio.
Come avete utilizzato i risultati ottenuti per migliorare la vostra ricercaarch, il controllo qualità, lo sviluppo o la produzione?
Il calorimetro a cono ci ha permesso di sottoporre i materiali alla curva standard ISO 834 e alle curve parametriche, in scala small, fondamentali per valutare la resistenza al fuoco dei materiali da costruzione. Il suo sistema di controllo è stato in grado di aderire a questa curva fino al limite massimo di temperatura di 1000°C, coprendo i requisiti della maggior parte dei test sui materiali. Questa caratteristica si è rivelata particolarmente preziosa per sostenere l'obiettivo di uno dei nostri progetti di ridurre le dimensioni dei test a scopo di screening. La versatilità del calorimetro a cono ha migliorato i nostri processi di prova, aiutandoci a rendere i test di resistenza al fuoco di screening più accessibili e convenienti. Questa capacità è in linea con l'obiettivo a lungo termine del nostro progetto di ampliare la disponibilità di test di resistenza al fuoco, particolarmente vantaggiosi per la valutazione di nuovi materiali e tecnologie nel settore delle costruzioni.
Che impatto ha avuto l'utilizzo delle nostre soluzioni o i risultati delle analisi sulla vostra attività? Avete ottenuto risparmi o efficienze significative?
Sì, grazie all'utilizzo del calorimetro a cono otterremo notevoli risparmi ed efficienze rispetto ai tradizionali test di resistenza al fuoco. Tradizionalmente, questi test richiedono campioni molto large, ma con il calorimetro a cono sono sufficienti campioni di 100 x 100 mm con uno spessore massimo di 50 mm. Questa riduzione delle dimensioni dei campioni riduce significativamente la quantità di materiale utilizzato e, di conseguenza, i costi complessivi dei test. Inoltre, il consumo energetico del calorimetro a cono è molto più basso di quello di un forno large, tipicamente utilizzato nei test di resistenza al fuoco. Questo non solo si traduce in un risparmio energetico diretto, ma contribuisce anche a un processo di prova più sostenibile, riducendo al minimo l'impatto ambientale. Queste efficienze renderanno le prove di resistenza al fuoco più accessibili e convenienti, allineandosi ai nostri obiettivi di migliorare la disponibilità delle prove e ridurre i costi operativi. Tuttavia, è necessario sottolineare che si tratta di prove in scala small a scopo orientativo e di screening. Per la classificazione degli elementi costruttivi, sono necessarie prove in forno in scala large.
Le nostre soluzioni hanno contribuito a migliorare la qualità dei vostri prodotti o a ottimizzare i vostri flussi di lavoro?
Sì, l'uso del calorimetro a cono ha migliorato significativamente la qualità dei nostri processi di prova del fuoco, che a sua volta ha migliorato la qualità dei materiali e dei prodotti valutati. La precisione e l'adattabilità del calorimetro a cono ci hanno permesso di condurre analisi più accurate e dettagliate dei materiali in varie condizioni di incendio. Questa maggiore capacità di analisi ci ha permesso di ottimizzare le composizioni e i trattamenti dei materiali per una migliore resistenza al fuoco, portando allo sviluppo di materiali più sicuri e affidabili.
Il TCC 918 ha ottimizzato in modo significativo i nostri flussi di lavoro, riducendo il carico di lavoro dei nostri dipendenti, in particolare nel contesto educativo e di ricercaarch dell'università. L'efficienza e la facilità d'uso hanno permesso di velocizzare l'impostazione e l'esecuzione degli esperimenti, il che è ideale per i laboratori degli studenti, dove il tempo e la facilità d'uso sono importanti. Gli studenti hanno potuto condurre più test in un periodo di tempo più breve, migliorando la loro esperienza di apprendimento grazie a un maggiore tempo a disposizione con l'apparecchiatura e a risultati immediati per l'analisi. Per i progetti di ricercaarch, la natura intelligente del calorimetro a cono garantisce che le ricerchearcpossano eseguire più test con meno tempo di preparazione, portando a cicli di ricercaarch più efficienti e a una progressione più rapida dalle ipotesi alle conclusioni. L'introduzione del nuovo calorimetro a cono nel nostro laboratorio ha migliorato la produttività, consentendo una gestione più efficace del tempo e riducendo l'impegno manuale necessario per l'allestimento e la conduzione delle prove al fuoco.
Siete riusciti a ottenere nuovearcintuizioni o ne è scaturito uno sviluppo completamente nuovo?
Sì, l'uso del calorimetro a cono ci ha permesso di ottenere nuovearcconoscenze e ha persino portato allo sviluppo di approcci innovativi nel campo dell'ingegneria della sicurezza antincendio. La precisione e la flessibilità del dispositivo nella simulazione di vari scenari di incendio ci ha permesso di studiare a fondo il comportamento al fuoco di diversi materiali, compresi quelli che non sono tipicamente inclusi nei test antincendio standard, come il biochar. Ciò ha aperto nuove strade per la comprensione del modo in cui i materiali bruciano e interagiscono in condizioni di incendio. Un progresso significativo è lo sviluppo di formulazioni di materiali ignifughi. Osservando il comportamento di diversi materiali compositi nei test antincendio controllati, le nostre ricerchearcsono state in grado di modificare le composizioni dei materiali per aumentarne la resistenza al calore. Queste intuizioni hanno contribuito anche al campo più ampio della sicurezza antincendio. Inoltre, il calorimetro ha facilitato le collaborazioni interdisciplinari, combinando le conoscenze dei dipartimenti di chimica, scienza del legno e ingegneria della sicurezza antincendio di altre istituzioni per esplorare l'infiammabilità dei materiali. Questo approccio collaborativo non solo ha ampliato la portata della nostra ricercaarch ma ne ha anche aumentato l'impatto.
Avete avuto anche voi esperienze con il nostro servizio di assistenza clienti?
La nostra esperienza con il vostro supporto e servizio clienti è stata eccezionalmente positiva, in particolare grazie al contributo del team di esperti di NETZSCH TAURUS Instruments. Le loro risposte rapide e competenti sono state fondamentali per garantire che il nostro utilizzo del calorimetro a cono sia efficace ed efficiente. Ogni volta che abbiamo incontrato problemi tecnici durante la messa in funzione o abbiamo avuto domande sull'apparecchiatura, il team di NETZSCH Taurus ci ha fornito un supporto rapido e accurato, riducendo significativamente i tempi di inattività e migliorando la nostra produttività complessiva. La loro esperienza non solo ci ha aiutato nella manutenzione ordinaria e nella risoluzione dei problemi, ma anche nell'ottimizzazione dell'uso del calorimetro per le nostre specifiche esigenze di ricercaarch. Apprezziamo molto la loro dedizione e professionalità, che hanno migliorato notevolmente la nostra esperienza e la nostra soddisfazione per i vostri servizi.
Ci sono altre sfide che vorrebbe sottoporci per il futuro?
In prospettiva, siamo entusiasti di approfondire la collaborazione con il vostro team, concentrandoci sui test antincendio dei materiali avanzati e sullo sviluppo di materiali ecologici e resistenti al fuoco che potrebbero ridefinire gli standard del settore. Prevediamo anche la necessità di tecnologie avanzate nelle apparecchiature, come l'aggiunta di una telecamera per ottenere misurazioni in situ in tempo reale. Inoltre, vediamo un grande valore nell'espansione dei programmi di formazione e dei workshop per garantire che il nostro team possa sfruttare appieno le capacità in evoluzione delle vostre attrezzature. Questa collaborazione continua non solo migliorerà le nostre capacità di ricercaarch ma contribuirà anche a significativi progressi nelle tecnologie di sicurezza antincendio.
Grazie!
Rhoda, grazie mille per questa intervista, per l'emozionante visione del suo lavoro e per le parole positive! Non vediamo l'ora di accompagnarla in futuro, con l'aiuto dei nostri dispositivi di analisi, nel percorso di verifica avanzata del fuoco dei materiali e nello sviluppo di materiali ecologici e resistenti al fuoco.
