Il restauro del Palazzo Vecchio a Firenze ha incluso interventi significativi per migliorare l’efficienza energetica e preservare il patrimonio storico dell’edificio.

Questo progetto fa parte di un programma più ampio di riqualificazione energetica della città, realizzato in collaborazione con Engie, con un investimento di circa 20 milioni di euro.

Restauro di Palazzo Vecchio a Firenze, innovazione e tradizione: l’importanza dell’efficienza energetica

L’edilizia italiana, datata in gran parte agli anni ’50-’80, necessita di un profondo rinnovamento. Oltre il 70% degli immobili supera i cinquant’anni, presentando sistemi costruttivi ormai superati. Per evitare la perdita di valore e contribuire alla rigenerazione urbana, è indispensabile riqualificare questo patrimonio.

Progettisti e tecnici sono chiamati a coniugare restauro e innovazione, garantendo il mantenimento delle caratteristiche estetiche e architettoniche e migliorando al contempo l’efficienza energetica e la sicurezza.

Il restauro di Palazzo Vecchio a Firenze integra tecniche di riqualificazione ed efficientamento energetico, essenziali per preservare il valore storico e architettonico degli edifici. Interventi come l’installazione di lampade LED e pannelli solari migliorano la sostenibilità, contribuendo alla rigenerazione urbana e alla riduzione del consumo energetico Vediamo nello specifico quali gli interventi, i materiali impiegati e la mano d’opera che si è resa necessaria per questa importante opera di restauro.

Interventi Specifici

Gli interventi su Palazzo Vecchio hanno incluso la sostituzione di oltre 3.000 lampade tradizionali con tecnologia a LED e l’installazione di impianti fotovoltaici. Questi miglioramenti mirano a ridurre del 30% i consumi di energia termica e del 23% quelli di energia elettrica, con una riduzione complessiva di oltre 45.000 tonnellate di CO2.

Materiali Utilizzati

• LED e Fotovoltaico: Sostituzione delle lampade e installazione di pannelli solari.
• Materiali Tradizionali e Moderni: Uso di calce e pigmenti naturali combinati con tecniche moderne di consolidamento per le superfici lapidee e gli affreschi.
• Legno e Metalli: Revisione dei materiali ferrosi e lignei originali per migliorare la resilienza sismica.

Tecniche di Restauro

• Diagnostica Avanzata: Utilizzo di tecnologie di imaging per identificare aree di degrado non visibili.
• Consolidamento e Pulitura: Applicazione di malte a base di calce e metodi non invasivi di pulitura delle superfici.
• Efficientamento Energetico: Isolamento termico delle strutture e installazione di sistemi di climatizzazione moderni.

Personale Specializzato

Esperti Coinvolti

• Restauratori di Affreschi e Superfici Lapidee: Hanno utilizzato tecniche tradizionali combinate con tecnologie moderne per preservare e ripristinare le opere d’arte e le strutture storiche
• Tecnici e Operai Specializzati: Coinvolti in lavori di consolidamento strutturale e prevenzione incendi, lavorando su travi di legno originarie e altre strutture storiche.
• Esperti in Efficienza Energetica: Ingegneri e tecnici specializzati nell’ottimizzazione delle energie rinnovabili e nella riduzione dei consumi energetici.
• Artigiani e Restauratori dell’Opificio delle Pietre Dure: Hanno fornito supervisione e manodopera specializzata per lavori di restauro conservativo.
• Architetti e Ingegneri: Responsabili della direzione dei lavori, garantendo che ogni intervento fosse conforme agli standard di conservazione e sicurezza.

Collaborazione e Supervisione

Questi professionisti hanno lavorato in sinergia per assicurare che il restauro fosse eseguito nel rispetto delle tecniche tradizionali e delle moderne esigenze di efficienza energetica, contribuendo a una gestione più sostenibile del patrimonio culturale di Palazzo Vecchio.

Fonti:

Comune di Firenze

Salone dell’Arte e del Restauro di Firenze

Artribune

Geosmart Magazine

Capitolo 1: Fondamenti della Solidificazione dei Metalli

Introduzione alla solidificazione dei metalli

La solidificazione dei metalli è un processo fondamentale della metallurgia, durante il quale un metallo liquido si trasforma in solido. Questo avviene quando la temperatura del metallo scende al di sotto del suo punto di fusione. Il modo in cui gli atomi si organizzano durante questo processo determina la microstruttura finale del materiale.

Durante la solidificazione, si formano nuclei di cristalli che crescono man mano che il calore viene dissipato. La velocità di raffreddamento e la composizione del metallo influenzano notevolmente la dimensione dei grani e la presenza di difetti interni come porosità o inclusioni.

I processi convenzionali spesso lasciano una struttura disomogenea, con grani grossi o segregazione chimica. Ciò può compromettere le proprietà meccaniche del materiale finale, come resistenza e duttilità.

Per migliorare la qualità del metallo solidificato, la ricerca si è concentrata su metodi per controllare il processo a livello microscopico. Tra questi, spicca l’ultrasound-assisted solidification.

Tipi di solidificazione e morfologia dei grani

La solidificazione può avvenire in modi diversi: direzionale, equiazzata, o colonnare, a seconda del gradiente termico e della velocità di raffreddamento. La morfologia dei grani influisce su tutte le proprietà chiave del materiale.

• I grani equiassiali sono più desiderabili perché danno al materiale proprietà isotrope.
• I grani colonnari possono causare anisotropie meccaniche.
• Il passaggio da una struttura all’altra è influenzabile da stimoli esterni, come onde ultrasoniche.

Una sfida è controllare questo processo senza dover modificare drasticamente l’impianto produttivo.

Problemi comuni nella solidificazione tradizionale

I problemi principali della solidificazione convenzionale includono:

• Porosità da gas intrappolati
• Segregazione macroscopica di elementi in lega
• Formazione di difetti cristallografici
• Crescita preferenziale dei grani

Questi difetti richiedono lavorazioni successive, come trattamenti termici, che aumentano i costi.

Il potenziale delle tecnologie di supporto

Tecnologie come l’agitazione elettromagnetica o l’applicazione di ultrasuoni offrono nuovi strumenti per migliorare la qualità della solidificazione. Tra queste, l’ultrasound-assisted solidification (UAS) si distingue per efficienza, basso impatto energetico e applicabilità anche in ambienti industriali complessi.

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Capitolo 2: Principi dell’Ultrasound-Assisted Solidification (UAS)

Cosa sono gli ultrasuoni in metallurgia

Gli ultrasuoni sono onde meccaniche con frequenze superiori ai 20 kHz. In metallurgia, vengono introdotti nel metallo fuso tramite sonotrodi in titanio o altri materiali resistenti.

Quando queste onde viaggiano attraverso il liquido, creano un effetto di cavitazione acustica, generando microbolle che implodono violentemente, disturbando la crescita dei grani.

Questo processo stimola la nucleazione omogenea e interrompe la crescita direzionale indesiderata.

Effetti fisici della cavitazione acustica

La cavitazione causa:

• Shock locali fino a 1000 atm
• Microflussi turbolenti
• Incremento del numero di nuclei di cristallizzazione

Questi effetti portano a una raffinazione della grana e una distribuzione più omogenea degli elementi in lega.

Risultati sperimentali

Diversi studi hanno dimostrato l’efficacia della UAS. Ad esempio, uno studio su una lega di alluminio Al-Si ha mostrato una riduzione del diametro medio dei grani del 60% rispetto alla solidificazione convenzionale.

Parametro	Solidificazione convenzionale	Con ultrasuoni
Diametro medio dei grani	180 µm	72 µm
Porosità residua (%)	3,2%	0,8%
Tempo di raffreddamento	12 sec	10 sec

Fonte: Journal of Materials Processing Technology

Controllo dei difetti e omogeneità

L’applicazione ultrasonica riduce non solo la dimensione dei grani, ma anche:

• la porosità da idrogeno (soprattutto in alluminio)
• la segregazione macro di componenti in lega
• l’orientamento preferenziale della solidificazione

Tutto ciò rende i metalli trattati più adatti per componenti critici in aerospaziale, automobilistico e biomedicale.

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Capitolo 3: Tecniche di Applicazione Industriale

Apparecchiature e sonotrodi

Il cuore del sistema UAS è il sonotrodo, spesso realizzato in titanio o acciaio inox, in grado di trasmettere vibrazioni ad alta frequenza.

Il sonotrodo è collegato a un generatore di frequenze regolabili (tipicamente tra 20 e 40 kHz) e può essere immerso direttamente nel metallo liquido, oppure accoppiato tramite un medium secondario.

Parametri operativi critici

Per un’applicazione efficace servono:

• Frequenza: 20-40 kHz
• Potenza: 500-2000 W
• Tempo di esposizione: 10-30 sec
• Temperatura del bagno: mantenuta 50–100 °C sopra il punto di fusione

Parametro	Valore tipico
Frequenza	20–40 kHz
Ampiezza	10–25 µm
Energia specifica	100–500 J/g

Adattabilità ai processi esistenti

Uno dei maggiori vantaggi è la scalabilità: i sistemi a ultrasuoni possono essere integrati facilmente in linee esistenti per colata continua, colata in lingotti o fusione in forno.

Anche impianti di piccole dimensioni (fonderie artigianali o PMI) possono utilizzare sistemi portatili per trattamenti mirati.

Limiti tecnologici attuali

Tra le sfide da superare ci sono:

• l’usura dei sonotrodi
• la limitata penetrazione degli ultrasuoni in metalli densi
• la necessità di raffreddamento del generatore

La ricerca sta esplorando soluzioni con sonotrodi auto-raffreddanti o multi-punto per coprire volumi maggiori.

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Capitolo 4: Materiali e Leghe Trattabili

Leghe leggere (alluminio, magnesio)

Le leghe di alluminio sono tra le più trattate con UAS grazie alla loro reattività e diffusione industriale. Il trattamento migliora:

• resistenza a fatica
• saldabilità
• qualità delle superfici lavorate

Anche le leghe di magnesio, spesso usate in automotive, beneficiano di maggiore omogeneità e durezza.

Acciai e leghe ferrose

Gli acciai, a causa della loro alta densità e bassa trasparenza acustica, richiedono potenze superiori e sonotrodi resistenti all’usura. I risultati sono comunque promettenti per:

• acciai inossidabili
• acciai per utensili
• ghise sferoidali

Metalli preziosi e ad alta tecnologia

L’UAS è stato applicato con successo anche in:

• rame (raffinazione grana e riduzione porosità)
• argento e oro (omogeneità e riduzione microinclusioni)
• superleghe a base nichel (aerospaziale)

Nuove frontiere: metalli per stampa 3D

Le polveri metalliche prodotte con metodi assistiti da ultrasuoni mostrano miglior sfericità, purezza superiore e distribuzione granulometrica più stretta, ottimizzando i risultati nella manifattura additiva.

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Capitolo 5: Impatti Economici e Ambientali

Risparmio sui costi di post-trattamento

La miglior qualità dei lingotti solidificati riduce:

• necessità di ricottura
• rilavorazioni per difetti interni
• perdite da scarti

Questo porta a un risparmio diretto sui costi industriali fino al 15–25%.

Efficienza energetica

Il processo UAS, se ben ottimizzato, consuma meno energia complessiva rispetto ai trattamenti termici successivi.

Riduzione degli scarti

La riduzione dei difetti durante la solidificazione riduce i prodotti non conformi, con un impatto ambientale positivo in termini di:

• minore consumo di materie prime
• minore uso di energia per rifusioni
• minor impatto ambientale degli scarti metallici

Adattabilità per PMI

I sistemi UAS non richiedono grandi investimenti iniziali e possono essere modulati a seconda del volume produttivo, rendendoli ideali anche per piccole e medie imprese.

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Capitolo 6: Prospettive Future e Ricerca

Robotica e controllo automatico

Sistemi UAS con controllo robotizzato stanno permettendo di automatizzare l’applicazione ultrasonica in fasi precise del ciclo produttivo, aumentando la ripetibilità e la qualità.

Intelligenza artificiale per l’ottimizzazione

Algoritmi AI sono già in fase sperimentale per:

• regolare in tempo reale frequenza e potenza
• prevedere la morfologia dei grani
• adattare il trattamento alle leghe specifiche

UAS e leghe bio-compatibili

Nel settore biomedicale, UAS può essere usato per produrre impianti metallici personalizzati, più omogenei e privi di difetti critici.

Standardizzazione e normative

Si prevede che nei prossimi anni saranno introdotti standard ISO per la UAS, in modo da garantire tracciabilità e qualità industriale a livello globale.

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Domande e Risposte Frequenti (FAQ)

1. Cos’è l’ultrasound-assisted solidification?
   È una tecnica che utilizza onde ultrasoniche per influenzare il modo in cui un metallo fuso si solidifica, migliorandone la qualità strutturale.
2. Quali sono i principali benefici?
   Raffinazione della grana, riduzione dei difetti interni, miglior omogeneità compositiva, riduzione della porosità.
3. Quali metalli si possono trattare con UAS?
   Principalmente alluminio, magnesio, rame, acciai speciali e superleghe.
4. È una tecnologia costosa?
   No, è modulabile e applicabile anche a piccoli impianti, con ritorno economico interessante.
5. È già usata a livello industriale?
   Sì, in settori come aerospazio, automotive e biomedicale, anche se è ancora in fase di espansione.

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Curiosità

1. Il suono degli ultrasuoni non è percepibile dall’orecchio umano, ma può creare vibrazioni udibili nei macchinari.
2. Il primo uso industriale degli ultrasuoni risale agli anni ’50, ma solo recentemente si è iniziato a usarli sistematicamente in metallurgia.
3. Alcuni studi sperimentali cinesi stanno combinando ultrasuoni e microonde per trattare leghe in ambienti di microgravità.

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Conclusione

L’Ultrasound-Assisted Solidification rappresenta un’evoluzione significativa nei processi metallurgici, combinando efficienza, qualità e sostenibilità. Grazie a risultati concreti e applicazioni industriali già in corso, questa tecnologia si candida a diventare uno standard nei prossimi decenni, in particolare per settori dove ogni dettaglio nella microstruttura conta. Investire in ricerca e diffusione di questa tecnica può portare benefici enormi a imprese, lavoratori e ambiente.

Aziende e Fornitori di Tecnologie per la Solidificazione Assistita da Ultrasuoni

La solidificazione assistita da ultrasuoni (UAS) rappresenta una frontiera avanzata nella metallurgia, offrendo miglioramenti significativi nella microstruttura dei metalli. Diversi fornitori internazionali e italiani offrono soluzioni per integrare questa tecnologia sia in impianti esistenti che in nuove installazioni.

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Hielscher Ultrasonics GmbH (Germania)

Hielscher è un leader mondiale nella produzione di sistemi a ultrasuoni per applicazioni industriali. Offre soluzioni per la raffinazione dei metalli fusi, promuovendo la solidificazione non dendritica e migliorando la qualità delle fusioni. I loro sistemi possono essere integrati in processi esistenti o nuovi impianti.hielscher.com+1hielscher.com+1

🔗 Sito web: hielscher.com

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Klemi Contact Srl (Italia)

Klemi Contact, con sede in Italia, fornisce saldatrici a ultrasuoni per metalli, ideali per applicazioni che richiedono precisione e controllo. Le loro macchine sono adatte per la saldatura di lamine sottili e possono essere integrate in linee di produzione esistenti.Klemi Contact+1Klemi Contact+1

🔗 Sito web: klemi-contact.com

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Ro.Fa. S.a.s. Pulitura Metalli (Italia)

Situata a Padova, Ro.Fa. offre servizi di pulizia dei metalli tramite lavaggio a ultrasuoni, utilizzando macchinari di nuova generazione. Sebbene focalizzata sulla pulizia, la loro esperienza con gli ultrasuoni può essere utile per aziende interessate a esplorare applicazioni più avanzate.rofapuliturametalli.com

🔗 Sito web: rofapuliturametalli.com

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DS Pulitura Metalli (Italia)

Con sede a Brescia, DS Pulitura Metalli dispone di un impianto di lavaggio a ciclo chiuso con ultrasuoni, garantendo prodotti finali puliti e brillanti. La loro competenza nel trattamento dei metalli può essere un punto di partenza per implementare tecnologie UAS.dspuliturametalli.it+1rofapuliturametalli.com+1

🔗 Sito web: dspuliturametalli.it

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Breton SpA – Advanced Technologies (Italia)

Breton SpA offre macchine da taglio per metalli con tecnologia a ultrasuoni, utilizzate principalmente nel settore aeronautico. La loro esperienza nella lavorazione dei metalli con ultrasuoni può essere estesa alla solidificazione assistita.AeroExpo

🔗 Sito web: aeroexpo.online

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Studio Forma Srl (Italia)

Studio Forma si occupa della progettazione di impianti per la stabilizzazione e solidificazione dei rifiuti. Sebbene il focus sia diverso, la loro esperienza nella solidificazione può essere rilevante per applicazioni metallurgiche avanzate.studioforma.it

🔗 Sito web: studioforma.it

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Queste aziende rappresentano una selezione di fornitori e integratori di tecnologie a ultrasuoni applicabili alla solidificazione dei metalli. La scelta del partner giusto dipenderà dalle specifiche esigenze dell’impianto e dalle caratteristiche dei metalli trattati.

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Il progetto HS2, acronimo di High Speed 2, è un’importante infrastruttura ferroviaria in fase di sviluppo nel Regno Unito. Si tratta di una nuova linea ad alta velocità che collegherà Londra con le città del nord come Birmingham, Manchester e Leeds, con l’obiettivo di migliorare i collegamenti e ridurre i tempi di viaggio tra queste destinazioni.

Le accuse di frode e corruzione riguardanti l’HS2 sono emerse da un informatore anonimo che ha denunciato presunte irregolarità e comportamenti illeciti legati al progetto. Queste accuse hanno sollevato preoccupazioni sull’integrità e la trasparenza del processo di realizzazione dell’infrastruttura.

Il progetto HS2 è stato oggetto di dibattiti e controversie sin dall’inizio, a causa dei costi elevati e delle preoccupazioni ambientali legate alla costruzione della nuova linea ferroviaria. Le accuse di frode e corruzione rappresentano un ulteriore ostacolo per il completamento del progetto e sollevano interrogativi sulla gestione e la supervisione delle attività legate all’HS2.

È importante che le autorità competenti indaghino a fondo su queste accuse e assicurino che il progetto HS2 venga realizzato nel rispetto delle leggi e delle normative vigenti, garantendo trasparenza e correttezza in tutte le fasi di sviluppo e realizzazione dell’infrastruttura.

Resta da vedere come evolverà la situazione e quali saranno le conseguenze di queste accuse di frode e corruzione sull’HS2.

Guida pratica alla progettazione di un impianto catodico

Introduzione alla protezione catodica

Cos’è la protezione catodica?

La protezione catodica è una tecnica utilizzata per proteggere i metalli dalla corrosione, in particolare quelli esposti ad ambienti aggressivi come acqua di mare, suolo umido o atmosfere industriali. Questa tecnica consiste nell’applicare una corrente elettrica continua al metallo da proteggere, facendolo diventare il catodo di una cella elettrochimica. In questo modo, la corrosione viene ridotta o eliminata.

Storia e applicazioni

La protezione catodica è stata utilizzata per la prima volta nel 1824 da William Humphry Davy, che protesse le eliche delle navi britanniche dalla corrosione. Oggi, questa tecnica è ampiamente utilizzata in vari settori, tra cui:

• Petrolchimico
• Navale
• Edile
• Ferroviairo

Scienza e tecnologia dietro la protezione catodica

Principi elettrochimici

La protezione catodica si basa sui principi dell’elettrochimica. Quando due metalli diversi sono immersi in un elettrolita, si crea una differenza di potenziale elettrico tra di loro. Se il metallo da proteggere è collegato a un metallo più reattivo (anodo), la corrente elettrica fluisce dall’anodo al catodo, riducendo la corrosione del metallo protetto.

Tipi di protezione catodica

Esistono due tipi principali di protezione catodica:

• Protezione catodica galvanica: utilizza un anodo sacrificale più reattivo del metallo da proteggere
• Protezione catodica a corrente impressa: utilizza una fonte di alimentazione esterna per generare la corrente elettrica

Applicazioni pratiche e casi studio

Esecuzione di un impianto di protezione catodica

Un esempio di applicazione della protezione catodica è la protezione di una condotta petrolifera interrata. In questo caso, si può utilizzare un sistema a corrente impressa con anodi in titanio rivestito con ossidi metallici misti.

Casi studio

Caso	Settore	Tipo di protezione	Risultati
Protezione di condotta petrolifera	Petrolchimico	Corrente impressa	Riduzione della corrosione del 90%
Protezione di scafo nave	Navale	Galvanica	Allungamento della vita utile del 50%

Progettazione di un impianto di protezione catodica

Guida passo-passo

Per progettare un impianto di protezione catodica, seguire questi passaggi:

1. Valutazione del rischio di corrosione
2. Scelta del tipo di protezione catodica
3. Calcolo della corrente di protezione richiesta
4. Scelta degli anodi e del materiale
5. Installazione e manutenzione dell’impianto

Considerazioni pratiche

È importante considerare fattori come:

• Resistività del terreno
• pH dell’ambiente
• Temperatura
• Velocità dell’acqua (per applicazioni in acqua)

Sviluppi futuri e sinergie con altre tecnologie

Esperimenti e innovazioni

Recentemente, sono stati condotti esperimenti con anodi a base di grafene e nanomateriali, che promettono maggiore efficienza e durata.

Sinergie con altre tecnologie

La protezione catodica può essere combinata con altre tecnologie, come:

• Coatings protettivi
• Inibitori di corrosione
• Monitoraggio della corrosione

Riflessioni critiche e conclusioni

Analisi critica

La protezione catodica è una tecnica efficace per prevenire la corrosione, ma richiede una progettazione accurata e una manutenzione regolare.

Visione etica e ambientale

L’utilizzo della protezione catodica può contribuire a ridurre l’impatto ambientale della corrosione, prevenendo perdite di sostanze pericolose e prolungando la vita utile delle strutture.

Per approfondire

• NACE International
• ISO
• ASTM International

La presenza di Trocellen nella banca dati BIM permette ai progettisti e agli architetti di accedere facilmente alle informazioni tecniche e alle specifiche dei prodotti dell’azienda durante la fase di progettazione e costruzione di edifici. Questo facilita la scelta dei materiali e garantisce una maggiore precisione nella realizzazione dei progetti.

La scelta di Trocellen di investire nella creazione di oggetti BIM evidenzia l’impegno dell’azienda nell’innovazione e nella digitalizzazione del settore. Grazie a questa iniziativa, Trocellen si posiziona come un partner affidabile e all’avanguardia per i professionisti dell’edilizia e dell’architettura.

La collaborazione con software come Revit e ArchiCAD garantisce la compatibilità dei prodotti Trocellen con le piattaforme più utilizzate nel settore dell’edilizia, facilitando l’integrazione dei materiali dell’azienda nei progetti degli utenti.

Questa iniziativa conferma la volontà di Trocellen di offrire soluzioni sempre più innovative e di alta qualità per soddisfare le esigenze del mercato e supportare la realizzazione di progetti edilizi efficienti e sostenibili.