Soluzioni Strutturali per la Sostenibilità Ambientale di Barche in Legno

Over recent years, the importance of implementing greener and sustainable solutions merged with the basic principles of life cycle assessment has exponentially grown in each industrial sector. In this framework, boatbuilding is no exception, since it represents a significant source of environmental pollution due to the massive production involved. Furthermore, boatbuilding itself plays a strategic role as innovation carrier and can assist in chasing the aim of innovating technology processes also in the shipbuilding sector. In particular, in order to pursue the green achievements involving materials, it is clear that the fibre-reinforced composites commonly used for boat constructions present disadvantages related to their environmental impact and disposal procedures. On the other hand, the extreme importance of ensuring robustness and durability, combined with a good weight/resistance ratio, is another key factor when choosing the most proper material. As a result, innovative alternatives able to combine both sustainability and strength capacity must be identified. In this framework, construction technologies based on wood such as strip-planking represent promising solutions, as they merge the use of a natural-grown material and the possibility of attaining refined and strong structures. However, they imply wood bonding through conventional epoxy adhesives; therefore, to increase the global eco-friendliness of the final product, innovative bio-based adhesives must be investigated. Moreover, it is to consider that adhesive joints generally are weak spots in structures, so the selection of adhesives must be based also on their effective bonding performances. In the present research, the validation for structural use of two bio-based adhesives coupled with wood essences commonly used in boatbuilding is presented. Firstly, in order to obtain results regarding mechanical performances, an experimental campaign aimed at testing wood specimens glued with bio-based adhesives was carried out. The experimental tests were funded with the Innovation Voucher Scheme of the Interreg ADRION BLUE_BOOST project. Secondly, a FEM-based methodology was set up and applied to specimen’s models by using the data present in the technical datasheets of both bio-based adhesives and wood essences. Both the experimental and numerical approaches shown the suitability of bio-based adhesives for bonded wooden structures, and laid the basis for the next research developments in order to attain a greater sustainability in boatbuilding.

Negli anni recenti, l’importanza di implementare soluzioni più verdi e sostenibili, unita ai principi base del life cycle assessment, è cresciuta esponenzialmente in ogni settore industriale. In questo contesto, la cantieristica nautica non fa eccezione, dal momento che rappresenta una significativa fonte di inquinamento ambientale a causa della grande produzione coinvolta. In aggiunta, la cantieristica nautica stessa gioca un ruolo strategico come portatore di innovazione e può supportare lo scopo di innovare processi tecnologici anche nel settore della cantieristica navale. In particolare, per ottenere i traguardi verdi che riguardano i materiali, è chiaro come i compositi fibro-rinforzati comunemente usati per la costruzione di imbarcazioni presentino svantaggi legati al loro impatto ambientale e alle procedure di smaltimento. D’altro canto, l’estrema importanza di assicurare robustezza e durabilità, combinata con un buon rapporto peso/resistenza, è un altro fattore chiave per la scelta del materiale più appropriato. Di conseguenza, alternative innovative in grado di combinare sia sostenibilità che capacità di resistenza devono essere identificate. In questo contesto, le tecnologie di costruzione basate sul legno come lo strip-planking rappresentano soluzioni promettenti, dato che uniscono sia l’utilizzo di un materiale dalla crescita naturale che la possibilità di ottenere strutture rifinite e robuste. Tuttavia, queste implicano l’adesione del legno attraverso adesivi epossidici convenzionali; quindi, per incrementare l’eco-friendliness del prodotto finale, devono essere investigati adesivi bio-based innovativi. Inoltre, è fondamentale considerare che i giunti adesivi sono solitamente punti deboli delle strutture, perciò la selezione degli adesivi deve essere basata anche sulle loro effettive capacità di incollaggio. Nella presente ricerca è presentata la validazione per l’uso strutturale di due adesivi bio-based accoppiati con essenze di legno comunemente utilizzate nella cantieristica nautica. In primo luogo, è stata effettuata una campagna sperimentale mirata a testare provini in legno incollato con adesivi bio-based per ottenere risultati sulle loro performance meccaniche. I test sperimentali sono stati finanziati con un Innovation Voucher del progetto Interreg ADRION BLUE_BOOST. Secondariamente, una metodologia basata sul metodo agli elementi finiti è stata messa a punto e applicata ai modelli dei provini sfruttando i dati presenti nelle schede tecniche degli adesivi bio-based e delle essenze di legno. Sia l’approccio sperimentale che quello numerico hanno mostrato l’adeguatezza degli adesivi bio-based per strutture in legno incollato, e hanno posto le basi per i prossimi sviluppi della ricerca mirata a ottenere una maggiore sostenibilità nelle costruzioni nautiche.