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Sicurezza in movimento: l’evoluzione delle mescole anti-fiamma nel settore ferroviario
Nel settore del trasporto su ferro, la gestione del rischio incendio non è solo una priorità tecnica, ma un obbligo normativo imprescindibile. Dalle guarnizioni dei finestrini ai rivestimenti dei cavi, ogni componente polimerico deve essere progettato per proteggere la vita dei passeggeri.
Ma cosa rende una mescola davvero "sicura" in ambito ferrotranviario? A differenza di altri settori industriali, nel ferroviario non basta che un materiale sia autoestinguente. La vera sfida risiede nel controllo dei prodotti della combustione.
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In caso di incendio, i pericoli principali sono tre: la propagazione della fiamma, ovvero la velocità con cui il fuoco si muove lungo i materiali; l’opacità dei fumi, in quanto fumi densi impediscono ai passeggeri di vedere le uscite di emergenza e ai soccorritori di intervenire; infine, la tossicità dei gas: infatti, la combustione di polimeri tradizionali può rilasciare gas tossici (come alogeni o monossido di carbonio) letali che risultano più pericolosi delle fiamme stesse.
Per tutte queste motivazioni, dal 2013 l'Europa ha uniformato i requisiti attraverso la norma EN 45545-2. Questa normativa classifica i materiali in base al loro utilizzo e al livello di rischio del veicolo (Hazard Level - HL), determinato dal tipo di servizio (es. treno passeggeri, merci) e dall'infrastruttura (es. tunnel). La classe HL1 è la classe con rischio minore, in cui rientrano i veicoli che circolano all'aperto; la classe HL2 è la classe di rischio medio, in cui rientrano i treni regionali e le metropolitane; mentre la classe di maggiore rischio, ovvero HL3, riguarda i treni che percorrono tunnel lunghi o che presentano vagoni letto.
Le mescole moderne devono quindi essere formulate per soddisfare specifici set di requisiti (R1, R22, R23, ecc.) che misurano l'indice di ossigeno (LOI), la densità dei fumi e l'indice di tossicità.
Per rispondere a questi requisiti, la ricerca e sviluppo si è concentrata sulle mescole LSZH (Low Smoke Zero Halogen) e HFFR (Halogen Free Flame Retardant). I formulatori utilizzano additivi specifici per ottenere prestazioni elevate senza compromettere le proprietà meccaniche: l’idrossido di Alluminio (ATH) o Magnesio (MDH), che rilasciano molecole d'acqua durante la combustione, raffreddando il materiale e diluiscono i gas infiammabili; i sistemi intumescenti, ovvero sostanze che quando sono esposte al calore, si gonfiano creando uno strato carbonioso protettivo che isola il cuore del componente dalla fiamma; infine, tipicamente si aggiungono polimeri di base come EVA, PE o gomme speciali (come silicone o EPDM) che sono in grado di resistere a condizioni estreme.
Le mescole anti-fiamma trovano applicazione in ogni angolo del convoglio: si possono trovare nei cavi di isolamento e nelle guaine termorestringenti dei sistemi elettrici, nei profili dei finestrini,, guarnizioni per porte e nei soffietti di interconnessione; si trovano nei supporti antivibranti e nei componenti del sottocassa.
In generale, vengono utilizzate mescole in silicone o in EPDM o in cloroprene (CR): sebbene entrambi possano essere certificati EN 45545-2, le loro proprietà intrinseche li rendono adatti a scopi molto diversi.
Il silicone, è un materiale intrinsecamente autoestinguente: infatti, grazie alla sua struttura chimica a base di silicio (non carbonio), quando brucia produce una cenere bianca di silice non conduttiva e fumi bianchi molto trasparenti e poco tossici. Raggiunge facilmente la classe HL3 (massimo rischio). Mantiene la sua elasticità in un range di temperature da -60°C a +200°C (con punte di 250°C). È ideale per componenti vicini ai motori, sistemi frenanti o per treni che operano in climi estremi. Ma il silicone è un materiale più "fragile". Ha una resistenza alla lacerazione e all'abrasione inferiore rispetto alle mescole sintetiche, quindi se viene tagliato accidentalmente, la lacerazione tende a propagarsi facilmente.
Per quanto riguarda le mescole sintetiche, come EPDM o CR: la loro base polimerica è infiammabile, quindi per renderle "anti-fiamma", devono essere caricate con massicce dosi di additivi (come ATH o MDH). Questo le rende conformi alla norma, ma spesso faticano a superare i test di opacità dei fumi per la classe HL3 se lo spessore del componente è elevato. Una mescola EPDM presenta un range di temperature più limitato, tipicamente da -40°C a +120°C/150°C. Oltre queste temperature, il materiale tende a indurirsi e a perdere la capacità di tenuta (compression set). L’EPDM è però un materiale estremamente robusto, che offre un'eccellente resistenza meccanica, all'abrasione e allo strappo. Per questo è il materiale preferito per i profili esterni delle porte, i soffietti tra le carrozze e tutte le parti soggette a calpestio o urti.
In base alla "missione" del componente si potrà scegliere fra una mescola siliconica o una mescola sintentica.
Qualsiasi sia la scelta del materiale, l’evoluzione delle mescole anti-fiamma è un percorso continuo verso materiali più leggeri, duraturi e, soprattutto, sicuri. Scegliere un partner esperto nella formulazione secondo la EN 45545-2 non è solo una scelta di conformità, ma un investimento nella sicurezza collettiva.