Olzi: materiali innovativi e tradizionali per nuovi processi energetici

Direttore dell'Istituto per la Tecnologia dei Materiali e dei Processi Energetici (TEMPE)

L'Istituto per la Tecnologia del Materiali Metallici non Tradizionali, che è stato assorbito dal TEMPE e del quale Lei è stato fino ad ora direttore, opera in un settore di grande interesse e ricco di potenzialità. Quali sono le attività principali?

L'Istituto svolge un tipo di ricerca che copre un campo d'azione molto vasto poiché, oltre ad occuparsi di materiali innovativi, studia anche applicazioni nuove di materiali tradizionali. È il caso dell'oro, noto sin dall'antichità, del quale noi stiamo studiando leghe particolari che garantiscono, anche in un oro ad alta caratura, una durezza tale da renderlo utilizzabile per la fabbricazione di manufatti.

L'ITM si dedica poi alla produzione e alla caratterizzazione di materiali superconduttori; i ricercatori dell'Istituto possiedono ad esempio il know how per produrre superconduttori in lega Niobio-Titanio, la cui produzione era fino ad ora monopolio della Teledyne Wah Chang, un'industria dell'Oregon (USA).

Oltre ai materiali per superconduttività, per i quali abbiamo accordi di collaborazione con il CERN di Ginevra, l'Istituto studia i materiali a memoria di forma, quelli cioè che portati ad una certa temperatura assumono una forma precedentemente memorizzata.

Le leghe studiate sono quelle costituite da Nichel e Titanio e vengono utilizzate prevalentemente in campo biomedicale: diffuso è il loro impiego in ortodonzia per la fabbricazione di apparecchiature ortodontiche, per la quali viene sfruttata la loro pseudoelasticità, o in campo chirurgico.

Recentemente poi, grazie all'uso di questi materiali, l'Istituto ha potuto dare il proprio contributo agli studi in corso per la realizzazione della fusione termonucleare controllata.

Due ricercatori dell'ITM, il dottor Stefano Besseghini e il dottor Ausonio Tuissi, utilizzando l'esperienza acquisita sui materiali a memoria di forma, hanno creato un dispositivo che, una volta superati i test, dovrebbe entrare a far parte della macchina per la fusione, JET (U.K.).

Tengo a precisare che questo tipo di studi viene condotto nella sezione distaccata di Lecco, che si occupa di materiali innovativi.

L'ITM nel suo complesso è diviso in tre reparti: quello di Lecco, appunto, che si occupa dei materiali innovativi; un altro reparto dedicato a ricerche sul comportamento corrosionistico ed uno dedicato al comportamento meccanico dei materiali.

Per quanto riguarda il secondo settore, l'obiettivo è quello di approfondire le conoscenze relative al comportamento alla corrosione di leghe metalliche, tanto innovative quanto tradizionali, per determinarne con precisione i limiti di impiego in applicazioni avanzate o in ambienti aggressivi. Vengono studiati, ad esempio, gli acciai utilizzati per la costruzione di pozzi petroliferi soggetti a corrosione a causa delle temperature elevate o i materiali per le protesi.

Un altro campo di azione è costituito dal comportamento dei materiali da impiegarsi in ambienti industriali clorurati e marini; attività che viene svolta nel laboratorio di Bonassola, in provincia di La Spezia, un centro nel quale si svolgono ricerche davvero interessanti.

Tra le problematiche affrontate nel laboratorio vi sono quelle legate all'acqua di mare in sistemi chiusi ed in sistemi aperti.

Nel primo caso si sono studiati gli scambiatori di calore che presentano problemi di insediamento di microorganismi (fouling) e, quindi, di aumento della perdita di carico nelle tubazioni, di diminuzione di scambio termico e di insorgenza di problemi corrosivi. Si è studiata una soluzione poco inquinante che consiste nella variazione del pH del mare da 8,3 a 6,3-6,5; una modifica in grado di inibire la crescita del fouling nelle tubazioni.

Nel secondo è stato preso in considerazione l'insediamento sulla parte esterna delle imbarcazioni di micro e macroorganismi. Gli studi hanno permesso di evidenziare che per proteggere la carene delle navi dal fouling se ne può evitare l'insediamento per via elettrochimica mediante una microelettrolisi in corrispondenza della superficie esposta, non usando così vernici antivegetative, un sistema attualmente utilizzato, che richiede però molta manutenzione e che produce inquinamento del mare.

L'altro reparto, trasferitosi attualmente nella nuova sede della Bicocca a Milano, studia le proprietà meccaniche ad elevata temperatura di superleghe di Nichel per applicazioni terrestri ed aeronautiche e di leghe strutturali per impianti per la produzione di energia.

L'Istituto è in un momento di trasformazione; mi può spiegare meglio cosa sta avvenendo e quali conseguenze avranno le modifiche in corso sull'attività?

Il Comitato Nazionale per le Ricerche Tecnologiche e l'Innovazione del CNR, da cui l'ITM dipendeva, nel tentativo di ottimizzare i risultati degli Istituti ad esso afferenti e per ridurre la parcellizzazione all'interno del CNR, ha stabilito di unificare l'ITM e l'Istituto per Ricerche sulla Propulsione e sull'Energetica (CNPM).

Si tratta, è evidente, di due Organi che svolgono ricerche piuttosto diverse ma dalla cui unione può nascere una forte massa critica, oltre che stimoli per studi nuovi e per risultati di grande valore. Il nuovo Organo prenderà il nome di Istituto per la Tecnologia dei Materiali e dei Processi Energetici (TEMPE).

La ricerca sarà orientata all'innovazione dei sistemi e dei processi energetici e particolare interesse sarà riservato ai materiali intelligenti, ai materiali per applicazioni in condizioni estreme, ai sistemi di combustione di interesse nel campo della propulsione e dell'energetica.

Questa unificazione ha già cominciato a dare risultati. Nell'ambito di un accordo stipulato con il Ministero della Difesa, il TEMPE ha posto le basi per una collaborazione con la Marina Militare di La Spezia, interessata, per la sua flotta, sia alle ricerche per le soluzione antifouling, prerogativa dell'ex ITM, sia a quelle sui propellenti per razzi, campo d'azione dell'ex CNPM.

Qual è il rapporto con la realtà produttiva locale?

L'ITM ha fatto proprio l'obbiettivo istituzionale del CNR che consiste nel promuovere il trasferimento e la diffusione dei risultati e del kow how nel settore industriale. Ed è questo il motivo per cui ha distaccato una parte dell'attività a Lecco, una zona ricca di piccole e medie imprese volte prevalentemente alla meccanica e alla metallurgia.

Nel '90, inoltre, è stato stipulato un accordo tra il CNR, il Comune di Lecco e il Centro Innovazione Lecco (CIL), associazione che ha tra i promotori gli enti pubblici territoriali della zona, la Camera di Commercio e le Associazioni imprenditoriali.

Il Comune della cittadina lombarda ha messo a disposizione la sede, il CIL partecipa all'acquisizione delle apparecchiature; l'Istituto, invece, mette a disposizione degli imprenditori le conoscenze sui materiali innovativi e ne favorisce il trasferimento alle Piccole e Medie Imprese attraverso uno "sportello tecnologico".

Questa iniziativa ha già dato risultati: alcune imprese locali si sono rivolte a noi chiedendoci consulenze e collaborazioni. L'Istituto collabora con l'impresa Vassena nello sviluppo di filiere speciali per la lavorazione di materiali metallici non tradizionali, con speciale attenzione ai materiali a memoria di forma. Utilizzando questi ultimi per la ditta Leuci, che realizza lampade, stiamo esplorando la possibilità di innovare il prodotto.

Su incarico del Primo Aghificio Italiano stiamo svolgendo ricerche per ottimizzare i processi produttivi ed innovare il prodotto; alla ditta Guerini abbiamo invece offerto la nostra consulenza per sviluppare il processo fusorio delle leghe per protesi dentali. Collaborazioni sono in corso anche per la Cognitex di Imola, per la quale stiamo sviluppando attuatori a memoria di forma, e con la ABB Ricerca spa di Milano, con cui lavoriamo nel campo della ricerca e sviluppo su materiali innovativi.

Recentemente, poi, nella sede lecchese del TEMPE il CIL ha promosso la costituzione di DemoTECH, un centro di servizi per la dimostrazione e l'applicazione di nuove tecnologie nel settore dell'automazione industriale.

In uno spazio espositivo di circa 500 metri quadri sono resi disponibili macchinari e tecnologie che permettono di riprodurre le condizioni industriali di impiego di particolari linee di produzione. In tal modo le aziende avranno la possibilità di avvicinare la nuova tecnologia e, supportate dalle competenze offerte dai ricercatori del CNR, verificarne direttamente l'applicabilità ai propri casi.

La tecnologia scelta per dare inizio a questa nuova iniziativa è stata il laser ed, in particolare, le applicazioni del laser che presentano maggiori ricadute in termini di trasferimento tecnologico, ossia la saldatura, le applicazioni speciali di taglio, la micromeccanica, i trattamenti termici e i rivestimenti. n