Fibre vegetali per imbarcazioni – resine termoindurenti sostituibili a base di lino. Design ed innovazione sostenibile per la tecnologia navale
Imbarcazioni ecosostenibili
La tecnologia alla base del progetto Northern Light Composites mira a risolvere uno dei problemi del settore nautico: le barche in vetroresina abbandonate alla fine della loro vita che giacciono nei cantieri, nei porti o nelle campagne. «Grazie a fibre naturali e resine ecosostenibili, il nostro obiettivo è rivoluzionare il settore della nautica da diporto con innovazioni tecnologiche, riutilizzo delle materie prime e riduzione degli sprechi», racconta Andrea Paduano, PhD in materiali sostenibili e direttore tecnico della startup, fondata nel 2019 insieme ad altri due i soci: Piernicola Paoletti, Capo dell’ufficio finanziario, Fabio Bignolini, Ufficiale capo operazioni. «Al posto delle fibre di vetro – continua – che non sono riutilizzabili o riciclabili una volta nella resina, abbiamo deciso di utilizzare fibre a base biologica e ridurre la nostra impronta di carbonio. L’innovazione risiede nell’aver brevettato anche una resina non termoindurente ma una resina termoplastica, che permette il riciclo della resina stessa a fine utilizzo dell’imbarcazione».
Lino e canapa per imbarcazioni da regata
L’intento è di replicare le stesse qualità prestazionali delle imbarcazioni tradizionali, e dove possibile apportare migliorie, attraverso la ricerca. La tecnologia avanzata ha condotto all’accoppiamento di vari materiali che non erano mai stati uniti prima, e sono al momento oggetto di brevetto. Il lino è una delle fibre vegetali selezionate che formano il nuovo materiale composito ideato per le realizzazioni delle imbarcazioni, dallo studio e dalla prototipazione della start up. All’interno di un ventaglio di materiali tra cui inizialmente è stata valutata la canapa, si è poi passati al lino. Per le caratteristiche di derivazione naturale, di resistenza, di meccanica e di sostenibilità, il lino risulta essere a basso impatto ambientale per la sua produzione ed è riciclabile. Il lino selezionato dall’impresa arriva da coltivazioni francesi.
Le barche di Northern Light Composites
Tre sono le prime imbarcazioni progettate, di diverse misure e destinazioni di utilizzo: un primo gommone riciclabile per le scuole di vela e per chi muove i primi passi in regata di giovani velisti, una versione rinnovata del classico Optimist, ovvero Ecoprimus. È costruito con la tecnologia originale nlcomp della start up con fibre naturali al cento per cento e rCore, che è il core riciclabile usato. La lunghezza è di 2,42metri. La sfida intrapresa successivamente alla messa in acqua della prima e più recente è un’imbarcazione da regata, più lunga della precedente e di 7,69 metri: «Lo scafo e la coperta sono realizzati in sandwich composito. Tessuti in fibra di lino e unidirezionali (UD) e anima riciclabile in PET sono infusi sottovuoto per ottenere il miglior rapporto rigidità-leggerezza. Il metodo di costruzione della barca è un sistema in tre fasi con l’obiettivo di garantire la migliore qualità e leggerezza dei compositi. Anche le strutture interne e le appendici sono realizzate con tessuti biassiali di lino infuso e UD. Il vano motore elettrico fa parte della disposizione strutturale ed è situato nel pozzetto», sottolinea Alessandro Pera, Ingegnere Strutturista.
Anche la forma dello scafo contribuisce alla resa delle prestazioni: «Utilizzare materiali eco-compatibili aggiunge uno stimolo alla progettazione di uno yacht da regata che non ha solo bisogno di navigare ma è anche necessario per funzionare bene e poter vincere eventuali regate. Il processo di progettazione ha richiesto più collegamenti tra i vari reparti di progettazione. La caratteristica forma sfrutta l’utilizzo di spigoli per ridurre gli elementi strutturali e quindi l’incollaggio secondario che risulta complesso nell’utilizzo di questi materiali. Nella parte anteriore dello scafo, la lombata funge anche da paraspruzzi che impedisce immersioni profonde del muso consentendo al contempo entrate fini», evidenzia Matteo Polli, vincitore mondiale ORC 2015-2016 (IY9.98) e 2019 (IY11.98) e fondatore di Northern Light Composites.
Il primo prototipo è in programmazione per il varo questa estate, «solo in mare si possono verificare gli studi e le prestazioni raggiunte; ed essere pronti anche ad esempio per la possibile partecipazione all’edizione 2021 de la Barcolana, la storica regata velica internazionale che si tiene ogni anno nel Golfo di Trieste la seconda domenica di ottobre», come racconta Andrea Paduano. La terza tipologia di imbarcazione in progettazione dal team, come prossimo prototipo sarà l’ecofoiler in studio e realizzazione previsti per il prossimo anno 2021-2022. La nuova imbarcazione si ispira ai monoscafi foil AC75 dell’America’s Cup. La piccola deriva volante di 3,80 metri di lunghezza è disegnata da Matteo Polli, che ha già firmato le linee d’acqua di ‘ecoracer769’, con la collaborazione di Matteo Ledri, CFD engineer, con esperienze in tre campagne di Coppa America (Artemis Racing, BAR e Luna Rossa Challenge).
Canapa e lino: caratteristiche e somiglianze
Il lino è risultata essere la miglior scelta in termini di caratteristiche meccaniche e di sostenibilità per la realizzazione della nuova tecnologia di materiale composito, la scelta iniziale era caduta nella valutazione della canapa per le caratteristiche di resistenza, per la lunghezza della fibra e per la sostenibilità della produzione naturale, la selezione non è stata concretizzabile per la scarsità della reperibilità della materia prima necessaria per realizzare le diverse sperimentazioni necessarie e per le successive produzioni. Il lino è considerato il miglior sostituto affine alla canapa, per le sue simili caratteristiche. Per la produzione del materiale composito serve un particolare tipo di tessuto, differente da quello utilizzato in ambito di abbigliamento, unidirezionali e bidirezionali, per rispondere alle regole di dinamica dei materiali devono lavorare come struttura e meccanica. Servono fibre di conseguenza continue senza ingombri e blocchi. La scelta finale risulta essere un binomio di scelte prestazionali e di fattibilità concrete date dalla reperibilità e costanza delle forniture. Al momento attuale, la start up non ha studi completi sull’efficienza di differenti materiali e fibre, rappresentano possibili ed eventuali sviluppi futuri.
La natura della start up innovativa, le partnership di ricerca
La scelta di indirizzo è stata nella direzione di costruire imbarcazioni non da crociera ma da regata per rispondere alle leggi più esigenti della meccanica per questo utilizzo e per il raggiungimento dei diversi standard prestazionali necessari. I primi prototipi nascono per validare la tecnologia che Northern Light Composites sta realizzando, e finalizzando.
«Come startup innovativa, siamo votati per natura alla ricerca costante e alla verifica con la realizzazione di prototipi in ottica evolutiva, abbiamo raggiunto attualmente, dopo i primi anni quella che definiamo, una buona tecnologia. La scelta dei materiali e dei partner produttivi e del design sono gli ambiti che ci hanno visto e ci vedono coinvolti. Il materiale composito, ad esempio, ha impiegato energie nella ricerca in collaborazione anche con alcuni istituti universitari come l’Università di Trieste, di Southampton, dell’Oregon, l’Elettra di Trieste. Realtà che hanno contribuito alla scelta delle migliori fibre. Sono numerose le partnership con diverse aziende produttrici delle diverse parti di componistica, come ad esempio il produttore della resina, e i produttori delle materie prime, in un’ottica di verticalizzazione del progetto imprenditoriale di filiere consolidate. L’obiettivo finale è sviluppare un concept nuovo di tipologie di imbarcazioni sostenibili che possano poi trovare partner per la realizzazione e produzione in grande scala per consumer. Attualmente costruiamo per commessa», spiega Andrea Paduano.
La stima di costo di una barca costruita con queste tecnologie di sostenibilità, secondo i dati attuali, risulta essere più cara del dieci percento rispetto alla tecnologia tradizionale. I contesti di utilizzo della tecnologia sviluppata vanno oltre lo specifico mondo navale, si estendono come potenziali utilizzi anche in altri ambiti come l’aeronautica e l’automotive.
Piernicola Paoletti
Capo dell’ufficio finanziario
Sailor, Cofondatore del Northern Light Sailing Team,
Campione Italiano ORC
Fabio Bignolini
Ufficiale capo operazioni
Sailor, Cofondatore del Northern Light Sailing Team,
Campione Europeo e 2x Italiano ORC,
Direttore Sportivo Barcolana 2019
Andrea Paduano
Founder e Direttore Tecnico
Marinaio, studente di dottorato uniPD,
vincitore 1001 Vele
