(da destra) NTU Assoc Prof Aravind Dasari, dottorando NTU dottor Sheik Anees e dottorando Dean Seah. Assoc Prof Aravind tiene in mano un pezzo di legno lamellare mentre il dottor Anees e il signor Seah tengono in mano legname non rivestito. Credito:NTU Singapore
Gli scienziati della Nanyang Technological University, Singapore (NTU Singapore) hanno inventato un rivestimento invisibile in grado di "ignifugare" il legno.
Con la popolarità del legname ingegnerizzato di massa in crescita nel settore edile, una delle maggiori sfide per il legno è la sua infiammabilità. Se non trattati, il legno o il legname possono bruciare e bruciare facilmente.
Ad esempio, nel Grande Incendio di Londra del 1666, gran parte del centro di Londra fu bruciata poiché il legname costituiva una parte importante nella costruzione di edifici. Oggi, la maggior parte degli edifici è costruita utilizzando una combinazione di acciaio, cemento e vetro, tutti relativamente meno suscettibili al fuoco.
Negli ultimi dieci anni, il legname ingegnerizzato di massa sta guadagnando popolarità grazie ai costi inferiori e alla costruzione più rapida, che vede un aumento della produttività fino al 35%. Se il legno viene raccolto da foreste gestite in modo sostenibile, ha anche un'impronta di carbonio inferiore rispetto agli edifici in acciaio o cemento.
Le pratiche attuali per proteggere l'interno degli edifici in legno dagli incendi richiedono l'uso di pannelli ignifughi (tipicamente, cartongesso e magnesia) o il legno deve essere rivestito con rivestimenti ignifughi simili a vernici, entrambi i quali nascondono il legno naturale grano di legno.
In confronto, il nuovo rivestimento invisibile sviluppato da NTU fa risplendere la bellezza naturale del legno e tuttavia può ancora fornire una barriera antifiamma quando "attivato" dal fuoco.
Inventato da un team guidato dal Professore Associato Aravind Dasari della NTU School of Materials Science and Engineering, questo rivestimento ignifugo ha uno spessore di soli 0,075 millimetri ed è altamente trasparente, rendendolo invisibile ad occhio nudo.
Quando viene riscaldato da una fiamma calda, si verificano una serie di complesse reazioni chimiche, che fanno sì che il rivestimento diventi un carbone che si espande fino a oltre 30 volte il suo spessore originale. Questo carbone impedisce al fuoco di bruciare il legno sottostante, come mostrato in un test di laboratorio accreditato.
"La maggior parte dei pannelli in legno o legno ha solo un rivestimento trasparente che li protegge dall'umidità, dalla corrosione degli agenti atmosferici, dalle termiti o dai parassiti e non sono progettati per resistere a temperature elevate. Pertanto, il legno può comunque bruciare molto rapidamente, soprattutto se non è protetto", ha spiegato Assoc Prof Dasari, esperto di materiali ignifughi.
"Nel nostro rivestimento, abbiamo utilizzato la tecnologia per bloccare determinati composti e interagire con la resina. Parteciperanno attivamente alle reazioni chimiche in modo sistematico se esposti a calore elevato, portando così alla formazione di carbone. Questo carbone è stato progettato per essere estremamente resistente al calore, isolando il legno sottostante dal calore elevato."
NTU Assoc Prof Aravind (a sinistra) con il dottorando Dean Seah, che esegue prove antincendio su legname in laboratorio. Credito:NTU Singapore
Il professor Louis Phee, vicepresidente della NTU (Innovazione e imprenditorialità), ha descritto questa innovazione come un passo avanti rivoluzionario per l'industria delle costruzioni in legno.
"Sfruttando i punti di forza di NTU nelle scienze dei materiali e nell'ingegneria, questo è un esempio di come la ricerca fondamentale può essere tradotta in applicazioni commerciali ad alto impatto, dato che il rivestimento invisibile migliora sia la sicurezza che l'estetica nelle costruzioni in legno con pochi o nessun inconveniente", ha affermato il prof. disse Phee.
"Innovazioni come questa sono ciò che NTU può offrire agli operatori del settore desiderosi di lavorare con noi per concedere in licenza, commercializzare e adattare tecnologie che possono essere utilizzate per creare prodotti unici che garantiranno competitività a Singapore nel mercato globale."
Il team NTU è ora in trattative per la licenza con diverse società. Venturer Timberwork sta esplorando attivamente l'uso di questo rivestimento innovativo per proteggere i suoi elementi in legno ingegnerizzati in massa in uno dei suoi progetti attuali.
Rafforzare la resistenza al fuoco del legno ingegnerizzato è fondamentale per espandere l'adozione di questa tecnologia in una parte più ampia dell'ambiente edificato, afferma Kevin Hill, amministratore delegato di Venturer.
Il legno non rivestito brucia e si rompe se esposto al fuoco, mentre il legno rivestito (a destra) ha uno strato di carbone che viene attivato dal fuoco e protegge il legno sottostante, impedendo al legno sottostante di bruciare. Credito:NTU Singapore
"In Venturer, come altre parti interessate nel settore delle costruzioni in legno massiccio, riteniamo che più nuovi progetti prenderanno in considerazione l'utilizzo di questa nuova tecnologia di rivestimento se la resistenza al fuoco può essere migliorata. Ha il potenziale per ridurre i costi e fare affidamento su altre soluzioni più costose, come come l'utilizzo di legname più spesso per aumentare gli strati carbonizzati, o l'incapsulamento del legno con pannelli di refrattario, il che nega la bellezza di questa tecnologia di costruzione sostenibile e produttiva."
Si prevede che questo nuovo rivestimento sarà molto richiesto dal settore edile, poiché gli edifici in legno devono soddisfare specifici codici antincendio per gli edifici stabiliti dalle autorità di regolamentazione.
Ci sono solo pochi prodotti in grado di fornire sia trasparenza che ignifugo disponibili sul mercato. Products which claim to have both properties currently are either extremely prohibitive in cost or are unable to pass international standards required for industrial use.
In industry-standard tests, such as the Single Burning Item tests conducted at a third-party accreditation laboratory, the made-in-NTU coating achieved the highest class possible. When exposed to a high-temperature flame, the coating generated very little smoke and is able to prevent the flames from spreading.
When the char is scraped off, the wood underneath is still intact, proving the efficiency of the coating to protect the wood.
PhD student Dean Seah, NTU Assoc Prof Aravind Dasari, and NTU PhD graduate Dr Sheik Anees, with mass engineered timber (coated on the right and uncoated on the left) in front of them. Credit:NTU Singapore
This is important as in a case of a fire, construction materials need to be fire retardant and relatively smoke-free to allow for the safe evacuation of occupants in a building.
The global fire-resistant coating industry is also expected to grow to US$1.06 billion market by 2029 in a recent report by Exactitude Consultancy. + Esplora ulteriormente
