Riassunto analitico
Lo studio eseguito nel corso di questa tesi fa parte di un progetto nazionale MISE, più ampio, dal titolo: “Fabbricazione di piastrelle ceramiche ad alta efficienza energetica e secondo criteri di sostenibilità, attraverso l’adozione di un innovativo protocollo di Life Cycle Management” che vede la collaborazione di più aziende oltre che dell’Università di Modena e Reggio Emilia.
Obiettivo generale del progetto è una innovazione di prodotto in termini di sostenibilità di processi e prodotti esistenti, attraverso il “ri-uso” di scarti di lavorazione, l’impiego di materie prime fornite con sistemi di trasporto a basso impatto ambientale, additivi e di materiali per la decorazione (smalti ed inchiostri) e realizzazione di un nuovo prodotto ceramico avente le caratteristiche di alta riflettenza alla luce solare per la realizzazione di edifici che presentino requisiti di elevata efficienza energetica.
Il presente lavoro di tesi è stato suddiviso in parti al fine di perseguire due obiettivi previsti dal progetto.
Nel primo studio partendo da un impasto ceramico contenente scarti di lavorazione (ca. 8wt%) e materie prime di provenienza nazionale (ca. 40wt%) si è studiata la miscela di fluidificante da introdurre al fine di ottenere una barbottina con caratteristiche reologiche, di scorrevolezza, di residuo al setaccio e granulometriche analoghe alle barbottine tradizionali ma con densità maggiori. L’aumento di densità ha lo scopo di ottenere un risparmio energetico nel processo di atomizzazione quindi una maggior produttività. Questo studio è stato pianificato mediante l’utilizzo di tecniche di disegno sperimentale (DoE) che consentono di progettare nel modo più efficiente possibile il tipo ed il numero di prove sperimentali necessarie per ottenere la massima informazione possibile dal sistema in studio.
Per quanto concerne il secondo punto oggetto di questa tesi, sono stati analizzati inchiostri aventi proprietà cool roof e cool colors. Il fenomeno dell’isola di calore urbana consiste in un aumento delle temperature nelle aree urbane rispetto alle aree rurali adiacenti. È un problema risentito soprattutto nel periodo estivo per le elevate temperature all’interno degli edifici, causa un aumento della domanda di energia elettrica per gli impianti di condizionamento. Un metodo per sopperire a questo problema, consiste nell’utilizzo di materiali cool roof, e cool colors, che presentano un’elevata riflettanza solare ed un’elevata emissività termica. Questi materiali permettono di limitare l’assorbimento di calore all’interno degli edifici limitando la domanda di energia elettrica. In questo studio sono stati analizzati 8 inchiostri, 4 colorati e 4 bianchi, stampati mediante ink-jet su substrati ingobbiati e successivamente ricoperti da uno smalto matt. Per uno studio più completo i campioni sono stati stampati con due metodi differenti: binario e scala di grigio. I campioni sono stati caratterizzati mediante analisi di riflettanza solare, analisi dei parametri L* a* b*, rugosimetria, microscopia ottica, analisi granulometrica, analisi SEM ed analisi chimica a dispersione d’energia EDS, analisi microstrutturale. È stato notato che i campioni stampati in binario presentano una riflettanza maggiore rispetto a quelli stampati in scala di grigio, mentre quelli stampati in scala di grigio presentano una resa di colore migliore rispetto ai campioni stampati in binario.
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