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STUDIO
DI FATTIBILITA'
Sviluppo
di un Prodotto Innovativo nel Campo dei Rivestimenti Antivegetativi
Marini
PROPOSTA
di PROGRAMMA di LAVORO
conformemente al
capitolato di cui all'avviso pubblicato dal Parco Scientifico e
Tecnologico della Liguria ScpA in data 22.04.2005, relativo alla misura
3.7, sottomisura D, Docup Ob.2 2000-2006 della Commissione Europea
"Diffusione
e trasferimento dell'innovazione"
PROPONENTE
Dr.
Fabrizio Parodi – Studio di Consulenza e Laboratorio Ricerche &
Sviluppo
-
Genova -
data
di presentazione della proposta: 3
giugno 2005
1.
Obiettivi del Programma e
Piano di Lavoro Proposto
1.1
Premessa
Il settore
navale mercantile e militare e quello della nautica da diporto sono da
una decina di anni alla ricerca "affannosa" di prodotti
vernicianti antivegetativi e anti-attrito (antifouling) in grado
di rispondere ad una nuova e assai critica combinazione di requisiti di
efficacia, durabilità, eco-compatibilità e costo in sostituzione dei
ben noti prodotti tradizionali e di grande efficacia, basati su potenti
biocidi o combinazioni sinergiche di biocidi, per la loro tossicità
sull'ambiente marino già banditi dall'uso (contenenti TBT) o di futura
e/o prevedibile limitazione o esclusione (contenenti diversi
organo-composti dello stagno, ossido rameoso e altri composti rameosi,
rame metallico o sue leghe micro-granulari o in polvere, svariati
biocidi organici sintetici, ecc.), e in tutti i casi di efficacia
temporale limitata dalla progressiva perdita in acqua di biocida o
sistema biocida attivo.
La
letteratura tecnica di svariati produttori industriali qualificati a
livello mondiale e la documentazione brevettuale nel settore delle
vernici marine evidenziano a tutt'oggi una gamma di prodotti commerciali
utilizzabili o rivendicati come vernici antivegetative autenticamente o
dichiaratamente eco-compatibili complessivamente relativamente ristretta,
e generalmente ancora affetti da diversificate, intrinseche ed evidenti
carenze prestazionali e/o di durabilità.
Per le
diverse tipologie di prodotto, possono essere menzionate tali
limitazioni funzionali, con alcune citazioni brevettuali significative,
come nello schema sotto riportato.
-
Vernici autoleviganti (o
idro-erodibili).
Nella generalità di questi prodotti vengono sfruttati la
progressiva auto-demolizione chimica e il rilascio graduale in acqua del
coating attraverso la lenta idrolisi di aggruppamenti chimici
idroliticamente e biologicamente aggredibili in ambiente acquoso, e in
particolare nelle acque marine di superficie e poco profonde, aventi non
trascurabile alcalinità (pH compreso nell'intervallo 8.0 – 8.5 nelle acque oceaniche dai circoli polari
all'equatore e nelle
acque Mediterranee): esteri di acidi carbossilici, esteri fosforici,
fosfonici e fosfinici, ammidi, ecc..
Esempi brevettuali: GB
2218708, JP 6016972, JP
8199094. Carenza
prestazionale essenziale intrinseca della tipologia di prodotti:
durata del coating antivegetativo breve e difficilmente
prevedibile/controllabile in funzione della variabilità delle
condizioni ambientali marine e del regime di lavoro.
-
Vernici contenenti biocidi organici non dannosi (o rivendicati
come non dannosi) per l'ambiente marino, gradualmente e più o meno
velocemente rilasciati in acqua. Numerosi
esempi brevettuali: US
5116407, US 5439511 e US 5439512, US 6046194, US 6365066, US 6627675, WO
03/039256; JP 59004663, JP 63316707 e JP 10330309 (con biocidi di
origine naturale), ecc. Principale limite funzionale dell'intera tipologia:
perdita di efficacia del coating progressiva e a regime
difficilmente prevedibile come nel caso delle vernici autoleviganti.
Implicazioni igieniche e ambientali:
eco-effetti marini a lungo termine ignoti o poco noti;
rischi/danni potenziali per la salute degli operatori in fase di
manipolazione, applicazione/rimozione delle vernici.
-
Vernici "ibride"
autoleviganti/rilascianti specie
chimiche antifouling non specificamente biocide, attraverso
processi graduali di idrolisi in acqua marina.
Esempi brevettuali: EP
830430, JP 1190605, US 2003/0225230.
Limiti funzionali: simili a quelli delle vernici autoleviganti (a).
-
Vernici chimicamente e
bio-inerti a bassa tensione superficiale (idro-
e fouling-repellenti) gommose di natura polisilossanica più o meno
complessa, comprendenti prodotti finali reticolati ibridi di tipo IPN
derivanti da componenti reattivi multifunzionali epossidici, (met)acrilici,
vinilici, ecc. Esempi
brevettuali: JP 5051424, JP
6220361, JP 6228467, US 5331074, US 6271309, US 2004/0006190; JP 2002-053797 e WO 03/027124 [co-poli(met)acrilati con
catene laterali polidimetilsilossaniche].
Pregi tipici della categoria:
perfetta eco-compatibilità, buona-ottima efficacia antifouling,
costo ragionevole, ottima resistenza idrolitica.
Carenze prestazionali generali:
scarsa-molto scarsa adesività a tutti i substrati di
applicazione, ridotta-molto ridotta resistenza meccanica e
all'abrasione,
con conseguente facile deteriorabilità e asportabilità del coating (modesta
durabilità).
-
Vernici chimicamente e
bio-inerti a bassissima tensione
superficiale (super-idro- e –fouling-repellenti) di diversificata
natura polimerica, parzialmente fluorurati.
Prodotti antesignani, di impiego ancora attuale e relativamente
soddisfacente: sistemi di leganti polimerici diversi, includenti sostenute
frazioni volumetriche di fluoropolimeri (PTFE, FEP, ETFE, ecc.) in forma
particellare finemente dispersa, associati ad agenti antivegetativi
diversi, come ossido rameoso (ad es., US 4895881);
caratteristiche salienti e limiti funzionali: buona efficacia, modesta durabilità a causa di scarsa
coesività e modesta adesività del coating alla generalità dei
substrati. Omo- e co-polimeri
ad alto peso molecolare portanti aggruppamenti chimici e/o catene
laterali fluoroalchiliche. Esempi:
co-poli(met)acrilati portanti catene laterali
perfluoro-alchiliche o –ossialchileniche legate attraverso gruppi
estere o uretano (EP 1378526), polivinilesteri e poliuretani
parzialmente fluorurati, ecc., tutti aventi strutture chimiche
complessivamente facilmente alterabili in ambiente acquoso, e
specialmente in quello marino alcalino, a causa dell'intrinseca
instabilità idrolitica degli aggruppamenti chimici estere, uretano,
ammide, ecc. Copolimeri di
natura poliossietilenica, contenenti o portanti gruppi o sequenze
fluoroalchiliche (JP 6248222), idroliticamente stabili ma caratterizzati
da modestissima resistenza meccanica e abrasiva.
Complessivamente, escludendo dal presente
contesto progettuale le intere categorie di prodotti di tipo
autolevigante, contenenti biocidi e di tipo ibrido di cui ai precedenti
punti a), b) e c), la piena rispondenza tecnico-economica di vernici
antivegetative agli attuali e futuri requisiti di bio- ed eco-compatibilità
risiede nei coating polimerici idrofobici di tipo siliconico e
fluorurati d) ed e), purché rispondente alla seguente combinazione di
requisiti fondamentali e critici, attualmente non soddisfatta, o
soddisfatta in misura molto modesta, dai prodotti commercialmente
disponibili o rivendicati:
-
totale insensibilità e inalterabilità idrolitica (specie di
fronte all'attacco idrolitico alcalino delle acque marine);
-
forte idrofobicità della superficie dei coating esposta
all'acqua, e tale da non consentire lo stabile "ancoraggio"
superficiale dei diversi bio-organismi e da permettere la loro agevole e
rapida rimozione da parte del flusso liquido radente gli scafi in
navigazione, e comunque mediante tecniche "morbide" di
asportazione meccanica (rapida idropulitura in bacino o dopo alaggio
degli scafi, ovvero anche in darsena o bacino portuale mediante pulitura
meccanica con mezzi non abrasivi);
-
sostenuta adesività alla varietà dei possibili substrati di
applicazione (diversi tipi di scafo:
metallico, metallico già verniciato con vernici antivegetative
commerciali, in vetroresina, ed eventualmente in legno);
-
buona resistenza meccanica e scarsa abradibilità del coating.
1.2
Obiettivi del Programma
In conformità alle specifiche poste a
capitolato, e al di là di esse, il presente programma di studio di
fattibilità propone lo sviluppo di un sistema chimico innovativo per
verniciature antivegetative e anti-attrito (antifouling) per
carene di navi e imbarcazioni, avente le seguenti caratteristiche.
-
Prodotto filmogeno organico liquido, totalmente atossico e non-nocivo
per l'ambiente;
-
Efficace in virtù della elevata idrofobicità superficiale delle
pellicole polimeriche derivanti dalla sua filmazione e auto-polimerizzazione
sui substrati di destinazione (carene metalliche pulite o già ricoperte
da vernici marine convenzionali) e privo di costituenti propri o di
additivi aggiuntivi aventi nota o rivendicata attività biocida;
-
Monocomponente;
-
Prodotto in dispersione acquosa (anziché in solvente organico o
miscele di solventi organici, come la totalità delle vernici
antivegetative marine commerciali eccettuati alcuni sistemi siliconici
liquidi in massa) e pertanto privo di ogni pericolosità connessa
all'infiammabilità propria, e all'esplosività delle miscele con aria
dei vapori, dei solventi organici volatili non clorurati, nonché degli
effetti potenzialmente o certamente dannosi per la salute e/o per
l'ambiente connessi in generale all'emissione in atmosfera dei vapori di
tutti i solventi organici volatili (clorurati e non clorurati) e alla
loro inspirazione da parte degli operatori durante le operazioni di
verniciatura (specie nelle usuali verniciature a spruzzo);
-
In grado di generare coating polimerici con superficie esposta
all'aria (e successivamente all'acqua) fortemente idrofobica e adesivi
sia su superfici metalliche pulite che fosfatate o sottoposte ad altri
trattamenti anti-corrosione, nonché/ovvero su pre-esistenti strati di
vernici marine convenzionali, e pertanto opzionalmente idoneo in
quest'ultimo caso per verniciature antifouling di navi e imbarcazioni
non implicanti la preventiva rimozione dei preesistenti coating
antivegetativi convenzionali;
-
In grado di produrre coating polimerici intrinsecamente (e non
grazie ad additivi protettori ausiliari) perfettamente chimicamente
resistenti e inalterabili da tutti i punti vista in termini di
caratteristiche chimico-fisiche e fisico-meccaniche all'aggressione
idrolitica, sia da parte dell'acqua marina direttamente agente sulle
superfici esposte delle carene, che attraverso attacchi subdoli
dall'interno (cioè sul fronte dell'interfaccia tra coating e carena).
Il
presente programma di lavoro ha come obiettivi la progettazione, lo
sviluppo su scala laboratorio e la positiva verifica di rispondenza
applicativa e funzionale (attraverso test normati di invecchiamento) di
innovative dispersioni acquose stabili di oligomeri/bassi polimeri
parzialmente fluorurati chimicamente reattivi, capaci di auto-polimerizzare
spontaneamente, e opzionalmente polimerizzare e reticolare, quando stese
in strato sottile su superfici ad alta o media tensione superficiale (superfici
metalliche, minerali, polimeriche polari) e ivi lasciate essiccare
all'aria a temperatura ambiente, generando film polimerici con
superficie esposta fortemente idrofobica e aderenti al substrato.
I nuovi oligomeri reattivi parzialmente
fluorurati e i prodotti polimerici derivanti dalla loro auto-polimerizzazione
(e opzionale reticolazione) saranno caratterizzati dall'assenza di
qualsiasi aggruppamento chimico idroliticamente degradabile (come esteri,
ammidi, immidi, uretani, ecc.) e tali pertanto da garantire una loro
prolungata inalterabilità in tutti gli ambienti idroliticamente
aggressivi, come quello marino in particolare.
Le dispersioni acquose-obiettivo saranno prive di solventi
organici, ovvero, se necessari o significativamente migliorativi delle
performance finali dei coating risultanti o della loro stesa e adesione
su alcuni substrati di applicazione, conterranno modesti quantitativi di
solventi organici non tossici a modesta volatilità come coadiuvanti di
filmazione e/o adesivizzazione ai substrati stessi.
1.3
Piano di Lavoro
durata complessiva del
programma di lavoro: 12
mesi
Fase A : Fase di Studio Preliminare
| Azione A.1 |
|
Analisi brevettuale e documentale (tecnico-scientifica e di
mercato) della situazione mondiale inerente la tematica del programma.
|
|
|
|
| Azione A.2 |
|
Progettazione molecolare computazionale dei prodotti-obiettivo. |
Fase
B :
Fase di Ricerca
Preparazione, caratterizzazione chimico-fisica e
caratterizzazione applicativa/funzionale preliminare di campioni dei
prodotti-obiettivo
| Azione B.1 |
|
Sintesi chimiche e preparazioni di micro-campioni di una rosa dei
prodotti-obiettivo progettati.
|
|
|
|
| Azione B.2 |
|
Preparazione di provini di coating polimerici in condizioni e su
substrati rappresentativi. Caratterizzazione
chimico-fisica dei coating e caratterizzazione funzionale preliminare
dei provini. |
|
|
|
| Azione B.3 |
|
Ottimizzazioni costitutive molecolari computazionali e
aggiustamenti formulativi. Preparazioni
chimiche e caratterizzazioni suppletive.
Definizione di un prodotto innovativo ottimale destinato alla
successiva Fase di Sperimentazione. |
Fase C :
Fase di Sperimentazione
Produzione di macro-campioni di laboratorio del prodotto-obiettivo
innovativo ottimale selezionato, relativa caratterizzazione applicativa
e funzionale approfondita.
| Azione
C.1 |
|
Sintesi chimica e preparazione di macro-campioni su scala-kg o
multi-kg del prodotto-obiettivo innovativo ottimale selezionato.
|
|
|
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| Azione
C.2 |
|
Prove di applicazione
del(dei) macro-campione(i) del
prodotto-obiettivo sperimentale in verniciature di diversi substrati. Caratterizzazione
funzionale del nuovo coating protettivo a breve e lungo termine.
|
Fase D : Fase di Analisi Pre-Industriale
| Azione
D.1 |
|
Qualificazione e quantificazione del mercato potenziale di
assorbimento del nuovo prodotto.
|
|
|
|
| Azione
D.2 |
|
Analisi tecnico-economica del procedimento di sintesi chimica e
preparazione del nuovo prodotto-obiettivo, e prospezione dei relativi
processi e costi industriali di produzione. |
|
|
|
| Azione
D.3 |
|
Analisi tecnico-economica del bilancio
costi/vantaggi per
applicazioni-modello del nuovo prodotto. |
1.4
Tempificazione del Programma di Lavoro
Diagramma di Gantt del Programma, suddiviso per Fasi di
Attività e Azioni
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1.5
Descrizione di Dettaglio del Programma di Lavoro
durata complessiva del
programma di lavoro: 12
mesi
| Fase A |
Fase di Studio Preliminare |
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| Azione A.1 |
|
Analisi brevettuale e documentale (tecnico-scientifica e di
mercato) della situazione mondiale inerente la tematica del programma.
|
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Integrazione e
completamento dell'analisi brevettuale e documentale mondiale dello
stato dell'arte tecnico-scientifico, dello scenario economico e degli
aspetti normativi relativi all'intero settore dei trattamenti
superficiali e delle vernici antivegetative e anti-attrito per navi e
imbarcazioni.
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| Azione A.2 |
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Progettazione molecolare computazionale dei prodotti-obiettivo.
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Modellazione molecolare e
calcolo previsionale delle proprietà chimico-fisiche dei
prodotti-obiettivo (precursori oligomerici o basso-polimerici reattivi e
prodotti polimerici finali derivanti dalla loro auto-polimerizzazione): modellazioni molecolari quanto-meccaniche semi-empiriche;
simulazioni delle dinamiche molecolari isoterme a temperature =
265 - 325 K attraverso routine di meccanica molecolare e/o dinamiche
molecolari di Langevin; analisi
conformazionale delle strutture macromolecolari previste; analisi e
quantificazione della dipolarità/difilia media delle macromolecole e di
singole unità strutturali dei prodotti macromolecolari-obiettivo alle
temperature di impiego previste (265 -
325 K); mappatura 3D del potenziale elettrostatico delle strutture
macromolecolari previste; calcolo
previsionale empirico di alcune proprietà QSAR e QSPR dei precursori
oligomerici/basso-polimerici reattivi e dei prodotti polimerici finali;
analisi previsionale della termodinamica di polimerizzazione dei
sistemi oligomerici/basso-polimerici reattivi progettati; previsione computazionale della solubilità/dispersibilità
in ambiente acquoso dei precursori oligomerici/basso-polimerici reattivi
progettati, attraverso simulazioni dell'idratazione e micellizzazione in
ambiente acquoso con modelli quanto-meccanici semi-empirici multi-molecolari.
|
| Fase B |
Fase di Ricerca |
|
Preparazione, caratterizzazione chimico-fisica e
caratterizzazione applicativa & funzionale preliminare di campioni dei
prodotti-obiettivo |
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| Azione
B.1 |
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Sintesi chimiche e preparazioni di micro-campioni di una rosa dei
prodotti-obiettivo progettati.
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Sintesi chimiche di una serie di
micro-campioni di laboratorio (su scala 25 -
100 g) di alcuni oligomeri/bassi-polimeri reattivi parzialmente
fluorurati derivanti dalle attività di progettazione e analisi
previsionale molecolare dell'Azione A.2.
Preparazione di micro-campioni dei relativi sistemi in
dispersione acquosa. Esame
microscopico/micrografico ottico delle dispersioni.
Valutazioni della loro stabilità (alla diluizione, alle
variazioni di pH, di fronte ad elettroliti).
Analisi FT-IR della chimica e della cinetica di auto-polimerizzazione
dei sistemi in dispersione acquosa in fase di filmazione ed essiccazione.
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| Azione
B.2 |
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Preparazione
di provini di coating polimerici in condizioni e su substrati
rappresentativi. Caratterizzazione
chimico-fisica dei coating e caratterizzazione funzionale preliminare
dei provini.
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Stesa, filmazione, essiccazione e auto-polimerizzazione di
pellicole polimeriche dei campioni di sistemi in dispersione acquosa
derivanti dalle attività dell'Azione B.1 in condizioni termiche e
igrometriche controllate su diversi substrati piani rappresentativi:
acciaio al carbonio e alluminio puliti, acciaio o alluminio pre-verniciati
con 2 vernici marine antivegetative commerciali convenzionali di
riferimento, laminato in vetro-resina convenzionale standard per
costruzioni nautiche. Caratterizzazione
micro-morfologica e chimico-fisica superficiale dei coating sperimentali: i) analisi FT-IR in riflessione totale attenuata;
ii) ispezione stereomicrografica
dello stato della superficie dei coating (in luce visibile
radente, UV, visibile e/o UV dopo trattamenti con traccianti coloranti
e/o UV-fluorescenti); iii) analisi
della termodinamica superficiale dei coating attraverso misure di angolo
di contatto J
con serie di liquidi a tensione superficiale nota; iv) determinazione di:
tensione superficiale critica estrapolata sec. Zisman, tensione
superficiale sec. Elton e tensione superficiale del solido estrapolata
secondo l'espressione:  v)
esame
micrografico ottico
a forti rapporti di ingrandimento di sezioni trasversali sottili dei
film polimerici stesi su diversi substrati.
Valutazioni preliminari empiriche dell'adesività dei coating
sperimentali ai diversi substrati ed esame micrografico ottico delle
zone di distacco.
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| Azione B.3 |
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Ottimizzazioni costitutive molecolari computazionali e
aggiustamenti formulativi. Preparazioni
chimiche e caratterizzazioni suppletive.
Definizione di un prodotto innovativo ottimale destinato alla
successiva Fase di Sperimentazione.
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Aggiustamenti
modellistici computazionali della struttura molecolare dei sistemi di
oligomeri/bassi polimeri reattivi, aggiustamenti formulativi e
preparativi sperimentali supplementari (attraverso sintesi chimiche e
preparazioni su scala micro-campione) delle relative dispersioni acquose,
e caratterizzazioni chimico-fisiche dei coating ottenibili, sulla scorta
delle risultanze del complesso di attività della precedente Azione B.2. Scelta di un sistema reattivo e relativa dispersione acquosa
come candidato ottimale del prodotto-obiettivo innovativo da destinare
alla successiva Fase di Sperimentazione C.
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| Fase
C |
Fase di Sperimentazione. |
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Produzione di macro-campioni di laboratorio del prodotto-obiettivo
innovativo ottimale selezionato, relativa caratterizzazione applicativa
e funzionale approfondita. |
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| Azione
C.1 |
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Sintesi chimica e preparazione di macro-campioni su scala-kg o
multi-kg del prodotto-obiettivo innovativo ottimale selezionato
|
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|
Sintesi chimica
del sistema selezionato di oligomeri/bassi polimeri parzialmente
fluorurati e preparazione della relativa dispersione acquosa in
quantitativi dell'ordine minimo di 0.5 – 1 kg di prodotto
secco, in reattore cilindrico da laboratorio di capacità 1 - 2.5 litri in condizioni accuratamente monitorate.
Controllo e comparazione delle caratteristiche chimiche,
fisiche e chimico-fisiche del prodotto con il(i) precedente(i)
micro-campione(i) delle Azioni B.1, B.2 e B.3.
Eventuali reiterazioni della sintesi chimica e/o della
preparazione della dispersione acquosa secondo necessità in
casi dubbi o di esito insoddisfacente.
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| Azione
C.2 |
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Prove di applicazione del(dei) macro-campione(i) del
prodotto-obiettivo sperimentale in verniciature di diversi substrati.
Caratterizzazione funzionale del nuovo coating protettivo a breve
e lungo termine.
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|
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Prove di verniciatura (stesa, filmazione, essiccazione e auto-polimerizzazione
della dispersione acquosa sperimentale) su lastre piane di una varietà
ristretta di substrati di destinazione (acciaio al carbonio, acciaio al
carbonio pre-rivestito con una vernice antivegetativa rappresentativa
commerciale standard, laminato in vetroresina) con il(i) macro-campione(i)
del prodotto-obiettivo sperimentale proveniente dalle attività
preparative della precedente Azione C.1.
Esecuzione dei seguenti test funzionali e di durabilità dei
provini di coating su lastre secondo normative ufficiali di prova,
presso e a cura di un laboratorio certificato nel settore dei prodotti
vernicianti:
-
resa pratica della vernice (consumo in peso o volume di vernice
per superficie unitaria correttamente ricoperta) [ISO 7254];
-
adesione al substrato [ASTM D4541];
-
resistenza alla nebbia salina (
>
o = 1000 ore ) [ASTM B117], e valutazioni degli effetti post-trattamento;
-
resistenza all'immersione in acqua marina, satura di ossigeno
(480 ore a 40°C) [ISO 2812-2], con valutazioni degli
effetti post-trattamento.
Esecuzione di test di
mantenimento di lastre di prova (coating parziale a zone di comparazione
su acciaio al carbonio e su un laminato di vetroresina standard per
nautica appositamente realizzato con componenti di fonte nota e
preventivamente caratterizzato analiticamente e micrograficamente in
laboratorio) in immersione prolungata in acqua marina in bacino portuale
(>
o = 3 mesi). Ispezione degli sviluppi dei bio-depositi sulle lastre.
Prove pratiche di asportazione mediante idropulitura standard.
Comparazione incrociata degli effetti del nuovo coating sui due
diversi substrati e con i substrati non rivestiti.
Relativa documentazione fotografica e micrografica dello stato
delle superfici pre- e post-prova di immersione, e pre- e post-idropulitura.
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| Fase
D |
Fase di Analisi
Pre-Industriale. |
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| Azione
D.1 |
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Qualificazione e quantificazione del mercato potenziale di
assorbimento del nuovo prodotto.
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|
Dimensionamento previsionale del mercato potenzialmente
interessato all'impiego del nuovo prodotto-obiettivo, con riferimento
alle normative vigenti e di prossima attuazione e ai prodotti
commerciali noti di categoria pari o confrontabile, e comunque o
potenzialmente competitivi (vernici antivegetative chimicamente e bio-inerti,
e antivegetative con bio-inibitori attivi non tossici o rivendicati tali).
Analisi del mercato di potenziale applicabilità del nuovo
prodotto in comparti industriali con esigenze di protezione
antivegetativa affini a quello navale e nautico primario di destinazione:
boe galleggianti, tubazioni sommerse, piattaforme di perforazione
petrolifera, draghe portuali e fluviali, ecc.
Analisi di mercato basata sui dati tecnico-economici derivanti
dal lavoro di ricerca brevettuale e documentale dell'Azione A.1.
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| Azione
D.2 |
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Analisi tecnico-economica del procedimento di sintesi chimica e
preparazione del nuovo prodotto-obiettivo, e prospezione dei relativi
processi e costi industriali di produzione.
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Analisi tecnico-economica del procedimento di sintesi chimica e
preparazione della dispersione acquosa del nuovo prodotto-obiettivo,
sulla base dei dati delle attività preparative dei macro-campioni di
laboratorio dell'Azione C.1. Definizione, dimensionamento e progettazione di massima di un
impianto chimico idoneo per produzione del nuovo prodotto.
Analisi dei costi materie prime (in lotti pilota e industriali) e
di produzione del nuovo prodotto. Definizione
dell'intervallo di costo effettivo prevedibile del nuovo prodotto.
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| Azione D.3 |
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Analisi tecnico-economica del bilancio
costi/vantaggi per
applicazioni-modello del nuovo prodotto.
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Simulazione
applicativa del nuovo prodotto per un caso-modello di verniciatura
antivegetativa di un'imbarcazione rappresentativa di impiego mercantile.
Calcolo dei costi complessivi di verniciatura (prodotto +
manodopera) sulla base dei dati di resa pratica e di costo del nuovo
prodotto, rispettivamente derivanti dalle Azioni C.2 e D.2. Calcolo previsionale della durabilità del nuovo coating
attraverso i dati sperimentali delle attività dell'Azione C.2.
Calcolo previsionale modellistico matematico dei vantaggi
idrodinamici ed energetici ottenibili dall'imbarcazione nel caso-modello
attraverso l'adozione del nuovo coating antivegetativo (per es. sec. Eur. Pat. Appl. EP 1484700).
Calcolo dei
costi complessivi di manutenzione per un periodo di esercizio di
riferimento. Comparazione
dei costi complessivi rappresentativi (costi di rimessa in bacino o
alaggio + puliture carena + riverniciature + costi energetici di
propulsione) per la medesima imbarcazione di riferimento del
caso-modello con verniciature antivegetative convenzionali e
nell'ipotesi di adozione del nuovo prodotto.
Calcolo complessivo del bilancio costi/vantaggi nel caso di
applicazione del nuovo prodotto di verniciatura antivegetativa e con
vernici antivegetative convenzionali. Comparazione
e calcolo del differenziale costi/benefici derivante dall'ipotetica
adozione del nuovo prodotto.
|
2.
Costi del Programma di
Lavoro
Tabella
1
Prospetto
Generale dei Costi del Programma
|
voci di spesa
|
importi
di spesa, IVA 20% inclusa (in migliaia di Euro)
|
TOTALI
intero
programma
|
|
Fase
di Attività
|
|
Fase
A
|
Fase
B
|
Fase
C
|
Fase
D
|
|
|
|
Personale interno (1)
|
|
|
|
|
|
|
libero professionista titolare
|
10,59
|
29,84
|
13,50
|
16,36
|
70,29
|
|
altro personale
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
Personale esterno (1)
|
-
|
-
|
0,96
|
1,92
|
2,88
|
|
Prestazioni esterne (2)
|
-
|
-
|
8,60
|
-
|
8,60
|
|
Materiali di consumo
|
-
|
3,80
|
2,80
|
-
|
6,60
|
|
Spese generali
|
|
|
|
|
|
|
canoni di locazione immobiliare +
utenze
|
1,19
|
3,35
|
1,52
|
1,84
|
7,90
|
|
|
|
TOTALI
|
11,78
|
36,99
|
27,38
|
20,12
|
96,27
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(1) vedi dettaglio costi unitari e impegni di personale interno
ed esterno in Tabella 2a
(2) vedi dettaglio costi "prestazioni esterne" in
Tabella 2b
|
Tabella
2a
Dettaglio
Costi e Impegni di Personale Interno e Personale Esterno
|
|
Giornate
Lavorative/uomo
|
|
Fase
di Attività
|
TOTALI
intero
programma
|
|
Fase
A
|
Fase
B
|
Fase
C
|
Fase
D
|
|
|
|
Personale interno
|
|
|
|
|
|
|
libero professionista titolare
costo uomo/giornata (IVA inclusa)
= Euro 481,43
|
22
|
62
|
28
|
34
|
146
|
|
Personale esterno
|
|
|
|
|
|
|
consulenti esterni
costo uomo/giornata (IVA inclusa)
= Euro 481,43
|
-
|
-
|
2
|
4
|
6
|
|
|
|
TOTALI
|
22
|
62
|
30
|
38
|
152
|
|
|
|
|
|
|
|
Tabella
2b
Prestazioni
Esterne
Caratterizzazioni
funzionali del nuovo coating a breve e lungo termine presso e a cura di
un laboratorio certificato nel settore dei prodotti vernicianti
Dettaglio
Impegni di Personale e Costi (in migliaia di Euro)
|
|
Giornate
Lavorative / Costo (IVA 20% inclusa)
|
|
Fase
di Attività
|
TOTALI
intero
programma
|
|
voce di spesa
|
costo
uomo/giornata
in
Euro
(IVA
inclusa)
|
Fase
A
|
Fase
B
|
Fase
C
|
Fase
D
|
|
|
|
Personale
|
|
|
|
|
|
|
|
ricercatore
tecnico di laboratorio
operatore tecnico
|
316,80
240,00
170,48
|
-
-
-
|
-
-
-
|
14,2
/ 4,50
4,7
/ 1,13
7,9
/ 1,35
|
-
-
-
|
4,50
1,13
1,35
|
|
Materiali di consumo
|
|
-
|
-
|
0,84
|
|
0,84
|
|
Spese generali
|
|
-
|
-
|
0,78
|
-
|
0,78
|
|
|
|
|
TOTALI
|
-
|
-
|
8,60
|
-
|
8,60
|
3. Credenziali
Tecnico-Scientifiche del Soggetto Candidato allo Svolgimento del
Programma: Studio
di Consulenza e Laboratorio R&S Dr. F. Parodi
vedi website: http://users.iol.it/fgparodi/
3.1 Competenze e Attività dello Studio di Consulenza e Laboratorio
R&S Dr. F. Parodi
Il Dr. Fabrizio Parodi, titolare dello
Studio omonimo, esercita l'attività di libero professionista chimico
industriale a partire dall'aprile 2000, dopo 24 anni di attività
dipendente di Ricerca & Sviluppo nei campi della chimica e del
processing dei materiali polimerici e compositi e della chimica organica
fine, prestata in Italia e all'estero in posizioni di crescente
responsabilità da ricercatore a capo-laboratorio, a group leader, a
dirigente industriale Direttore R&S, presso diversi grandi gruppi
industriali nazionali e internazionali:
Gruppo Montedison (Vitrofil SpA); 3M Company [Italia e USA];
Gruppo Vetrotex-Saint Gobain [Italia e Francia]; EniChem SpA
[Italia] ed EniChem Americas Inc. [USA];
Gruppo Saiag (Saiag SpA e Saiag Industrie Srl).
Dopo un
anno di attività di consulenza industriale indipendente, il Dr. Parodi
ha allestito a Milano nel maggio 2001 un proprio laboratorio chimico di
ricerca, modernamente e ben equipaggiato per lo sviluppo di prodotti
polimerici, additivi chimici e catalizzatori innovativi, nonché per
lavori di modellazione molecolare e di chimica-fisica computazionale, di
impiego sistematico come strumento di progettazione e accelerazione
dell'attività di ricerca sperimentale.
Dal suo allestimento a Milano, il
laboratorio del Dr. Parodi fornisce i seguenti servizi professionali (vedi
indice alla pagina web http://users.iol.it/fgparodi/fap_2-en.html,
e pagine da essa raggiungibili tramite i link attivi ivi
presenti):
-
servizi di Ricerca & Sviluppo a contratto su plastiche,
resine, gomme e relativi compound specializzati, catalizzatori omogenei
di reazione;
-
servizi di Ricerca & Sviluppo a contratto su chemicals
specializzati (suscettori, agenti reticolanti e catalizzatori), processi
e dispositivi dedicati per processing di materiali polimerici a
microonde;
-
servizi di modellazione molecolare, chimica e chimica-fisica
computazionale;
-
servizi di analisi e controllo-qualità (analisi di prodotti
polimerici; analisi e
caratterizzazione di additivi e ausiliari per prodotti polimerici,
manufatti e semilavorati in materiale polimerico;
deformulazione e riformulazione di composizioni polimeriche
complesse).
3.1a
Competenze tecnico-scientifiche e gestionali del Dr. F. Parodi.
I campi di particolare
competenza di R&S comprendono:
sintesi e proprietà di polimeri (poliuretani, polimeri complessi
da isocianati, polisolfoni, omo- e co-poliolefine modificate,
copoliesteri aromatici, ecc.); sintesi,
catalizzatori, agenti reticolanti, curing e applicazioni delle resine
termoindurenti (in particolare, speciali e ad alte prestazioni);
chimica-fisica delle fibre di vetro e dei materiali compositi a
matrice polimerica; chimica
e processing degli elastomeri reticolati e termoplastici;
sintesi organiche e catalisi omogenea di reazione (chimica degli
epossidi, degli isocianati, dei composti azotati e fosforati quaternari,
sintesi di Grignard e Friedel-Crafts, ecc.);
processing a microonde e a radiofrequenza dei materiali
polimerici
Nel corso della propria carriera, il Dr. F. Parodi ha organizzato,
presentato e gestito come project leader svariati programmi bi- o
triennali di R&S multi-partner con sostenuti budget di spesa e
investimenti di 2 - 5 M Euro ("progetti IMI", BRITE-EURAM e
"Legge 46").
3.1b
Competenze tecnico-scientifiche del Dr. F. Parodi
di specifica attinenza alla tematica della presente proposta di
programma di lavoro: circa
12 anni di R&S sulla preparazione, chimica-fisica e applicazioni dei
coating e dei film sottili polimerici, delle emulsioni, micro-emulsioni
e colloidi polimerici e oligomerici, e dei promotori fisici e chimici di
adesione per interfacce polimero-metallo,
polimero-substrati
minerali diversi e polimero-polimero
(Gruppo Montedison, 3M, Vetrotex-Saint Gobain);
un anno di ricerca sulla chimica e fisica dei coating polimerici
anti-frizione e anti-abrasivi, iper-idrofobici e non (portanti unità
strutturali fluorurate o di tipo terpenico) (3M);
ricerche su additivi innovativi fluorurati e siliconici con
effetti auto-distaccanti per resine termoindurenti e idro-repellenti,
anti-frizione o ossigeno-protettori per mescole di gomma (Gruppo Saiag;
laboratorio R&S Dr. F. Parodi);
circa 18 anni di esperienze diversificate di ricerca, sviluppo
tecnologie di fabbricazione e applicazioni nel campo dei materiali
compositi strutturali e semi-strutturali a matrice termoindurente (in
particolare per costruzioni nautiche e marine off-shore,
industriali e per automezzi), delle resine termoindurenti e dei gel-coat
per i medesimi materiali (Gruppo Montedison, EniChem).
Ordini Professionali di
appartenenza:
· Ordine dei Chimici della
Liguria, n° di iscrizione all'Albo 1080
[www.chimici.it]
· Association of Consulting Chemists & Chemical Engineers (USA), member n° 897
[www.chemconsult.org]
3.2
Principali Commesse di Ricerca & Sviluppo Acquisite e
Programmi di Lavoro Interamente Svolti da parte dello Studio di
Consulenza e Laboratorio R&S Dr. F. Parodi, dall'inizio attività.
-
"Progettazione
e Sviluppo di Elastomeri Poliolefinici Termoplastici TPV Proprietari"
(Italia) - periodo di attuazione : 2000-2002.
-
"Ricerca e Sviluppo di Composizioni Poliolefiniche
Termoplastiche Rapidamente Riscaldabili e Lavorabili Meccanicamente
sotto Stiro in Continuo sotto Irradiazione
a Microonde" (Italia)
- periodo
di attuazione : 2001-2003.
-
"Ricerca e Sviluppo per Progettazione di un Dispositivo
Industriale Specializzato per l'Essiccazione Dinamica Rapida in Continuo
di Polimeri Termoplastici Granulari o Frammentati mediante Trattamenti
di Potenza a Microonde"
(Italia) -
periodo di attuazione : 2002-2003.
-
"Ricerca e Sviluppo Applicativo e Industriale di Additivi
Speciali per la Vulcanizzazione Rapida in Continuo di Mescole di Gomma
Bianche in Tunnel di Trattamento UHF" (Italia)
- periodo
di attuazione : 2003-2005.
3.3 Commesse Minori di Consulenza, R&S e Analisi su Tematiche
Diverse
Tematiche:
liquidi ionici (Italia); elastomeri
poliuretanici in massa e in soluzione (Italia);
coating polimerici poli-fluorurati e cloro-fluorurati (multinazionale);
gomme siliconiche (Italia); resine
termoindurenti convenzionali e speciali (Italia, USA, Canada);
adesivi poliuretanici in dispersione acquosa (Italia); film polimerici metallizzati (Italia); mescole ferro- e
ferri-magnetiche e conduttive di gomma (Olanda);
polimerizzazioni e curing di materie plastiche e gomme mediante
trattamenti a microonde, a radiofrequenza, electron-beam e UV (Italia);
materiali polimerici insonorizzanti e antifiamma (Italia);
espansi poliolefinici (Italia);
procedimenti
e dispositivi di trattamento a microonde e a radiofrequenza dei prodotti
tessili (Italia); mescole di gomma per impieghi alimentari, elastomeri
clorurati e mescole antifiamma per cavi elettrici (Italia);
progettazione di due impianti chimici di produzione poliuretani
in massa, soluzione e dispersione acquosa (Italia);
materiali ceramici ultra-duri per altissime temperature (Italia).
3.4 Accordi Sottoscritti di Cooperazione:
India (2005 -); USA
(2005 -); Italia
(2005 -).
Tematica: Resine
Termoindurenti Speciali e Proprietarie dello Studio Dr. F. Parodi.
4.
Struttura Operativa del
Soggetto Candidato allo Svolgimento del Programma:
Studio di Consulenza e Laboratorio R&S Dr. F. Parodi
Studio e Sede Legale (Domicilio Fiscale): ........................
Laboratorio R&S (Sede Operativa):
.....................................
Locali Laboratorio Chimico + Camera oscura
+ Ufficio + e Servizi per 250 m2 complessivi,
interamente climatizzati con 5 unità di climatizzazione indipendenti a
pompa di calore Toshiba DC-Hybrid Inverter.
Arredi
Tecnici, Cappe di Aspirazione, Rete di distribuzione di Argon e altre Dotazioni
del Laboratorio : ..............................
Principali
Apparecchiature, Accessori e Prodotti Chimici
-
Quattro
postazioni
attrezzate fisse di sintesi chimica ..............................
-
Impiantino
di distillazione frazionata ..............................
-
Evaporatore
rotante Büchi a vetreria verticale, con corredo ..............................
-
Camera
termostatica Heraeus ..............................
-
Forni
a microonde attrezzati ..............................
-
Attrezzatura per analisi cromatografiche TLC ..............................
-
Dotazione di vetreria, riscaldatori elettrici e accessori
standard di laboratorio per preparazioni e analisi chimiche,
distillazioni, estrazioni, filtrazioni sotto vuoto, ecc. ..............................
-
Reagentario comprendente solventi organici, prodotti chimici
organici e inorganici per analisi e sintesi, nonché gas puri per
sintesi in lecture bottles, per un totale di 552 voci di
inventario, in armadi aspirati di sicurezza, omologati per prodotti
infiammabili e per chemicals
tossico-nocivi ..............................
-
Demineralizzatore monocolonna a resine miste, con conduttimetro digitale in linea, .............................
Strumentazioni,
Software e Risorse Documentali Proprie
-
Bilance
tecniche e analitiche Mettler-Toledo ..............................
-
Spettrometro FT-IR Thermo-Nicolet
Avatar 370 E.S.P. 8000 -
400 cm-1, + accessorio per analisi in riflessione
totale attenuata Smart MIRAcle HATR a singola riflessione a cristallo
ZnSe, + corredo per analisi in trasmissione (pastigliatrice e
pressa da 10 ton per KBr pellets, finestre e celle in NaCl e KBr,
ecc.), banche-dati FT-IR commerciali e proprietarie.
-
Stereomicroscopio zoom, con epi- e trans-illuminatori ..............................
-
Microscopio ottico trinoculare,
con corredo obiettivi-oculari
40´
¸
1600´,
sistema di osservazione in luce polarizzata, oculare a reticolo
micrometrico, ecc. ..............................
-
Microcamera digitale .............................. , con software di acquisizione, elaborazione e analisi delle
immagini ..............................
-
Misuratore/registratore digitale portatile di temperatura Testo
GmbH, con corredo di termosonde di precisione di vario tipo
..............................
-
Pacchetti software di modellazione molecolare e chimica
computazionale .............................., operativi in parallelo su PC Pentium IV - 2 GHz sotto sistema operativo
Windows XP Professional e su server Pentium IV - 3.2 GHz sotto s.o.
Windows 2000 Professional [http://users.iol.it/fgparodi/fap_2d-en.html]
-
Biblioteca
tecnico-scientifica propria, comprendente oltre 300 volumi di chimica organica, generale & analitica, scienza
& processing delle materie plastiche, resine e gomme, fisica &
chimica-fisica, scienza & tecnologia dei materiali, enciclopedie,
manuali, atti di convegni e periodici scientifici
[ catalogo dei titoli principali alla pagina web http://users.iol.it/fgparodi/fap_8b-en.html
].
-
Equipaggiamento
fotografico Nikon e Leitz ..............................
Principali
Attrezzature di Ufficio (Laboratorio di Arenzano + Studio di Genova):
PC server, PC fissi e portatili, stampanti laser e inkjet A4 e A3, scanner, ecc.
..............................
5. Composizione
del Gruppo di Lavoro
La
presente proposta prevede l'esecuzione dell'intero programma di lavoro a
cura della struttura operativa del proponente (Studio di Consulenza e
Laboratorio R&S Dr. F. Parodi), con collaborazioni minori su
commesse di lavoro: i) di
consulenza professionale esterna per le Fasi di Attività C e D;
ii) di prestazioni esterne di testing secondo normative ufficiali
di prova del prodotto-obiettivo innovativo sperimentale oggetto del
programma da parte di un laboratorio certificato nel settore
qualificazione dei prodotti vernicianti (nell'ambito della Fase di
Attività C).
Lo Studio
di Consulenza e Laboratorio R&S Dr. F. Parodi non ha dipendenti
fissi. Secondo i programmi
e gli impegni, si avvale della collaborazione del Dr.
R. Alessio per la gestione di pratiche contrattuali/legali e
attività di segreteria, e di collaborazioni scientifiche a termine per
specifiche attività sperimentali.
Curriculum
professionale del Dr. Fabrizio Parodi, comprendente elenco dei brevetti,
pubblicazioni scientifiche, seminari, lezioni, conferenze, report
tecnici e
pubblicazioni web, alle pagg. ...............
del presente documento, e alle
seguenti pagine web: http://users.iol.it/fgparodi/fap_3-en.html
, http://users.iol.it/fgparodi/fap_4-en.html
e http://users.iol.it/fgparodi/fap_4a-en.html
.
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