Controllo non distruttivo mediante analisi delle vibrazioni di materiali compositi impiegati nella nautica da diporto

L’utilizzo di materiali compositi fibro-rinforzati (FRP) continua a trovare numerose applicazioni in vari settori: automobilistico, aerospaziale, navale e nautico. In particolare, l’impiego di fibre di vetro in matrice poliestere, permette di ottenere un materiale composito di facile realizzazione, basso costo e con un buon rapporto tra le caratteristiche meccaniche e il peso. Questi materiali compositi mostrano, in genere, un elevato grado di resistenza alla corrosione ed elevati indici di durezza che li rendono particolarmente adatti sia all’impiego in campo navale che nella nautica da diporto. Per contro, è noto che i materiali compositi possono sviluppare una moltitudine di difetti come conseguenza di una non corretta messa in opera o per effetto di danneggiamenti legati all’esercizio dell’imbarcazione. La verifica non distruttiva dello stato di danneggiamento del materiale risulta pertanto critica ai fini della sicurezza della navigazione. Il presente lavoro si propone di studiare la possibilità di caratterizzare, qualitativamente e quantitativamente, l’entità del danno attraverso la misura dei parametri modali della struttura in esame. L’approccio utilizzato, basato sulla vibrometria laser Doppler (LDV), richiede l’individuazione di una segnatura vibrazionale “tipica” della struttura considerata, e la valutazione dell’effetto di modifiche alla struttura sulla risposta vibrazionale. Allo scopo di dimostrarne l’applicabilità e di verificarne i limiti, la tecnica proposta è stata testata su provini di semplice geometria realizzati in materiale composito a base di resina poliestere rinforzata con tessuti in fibra di vetro S-glass. I provini sono stati fabbricati utilizzando due differenti tecniche: lay-up manuale e infusione sottovuoto (VIP), di largo impiego nella nautica da diporto. Sono stati realizzati provini sia integri sia con la presenza di un difetto di caratteristiche geometriche note, in modo tale da riprodurre una macro delaminazione. I risultati riportati nel lavoro hanno fornito importanti indicazioni, utili ai fini dell’ottimizzazione della tecnica d’indagine proposta e della sua possibile applicazione su grande scala per la verifica delle carene d’imbarcazioni in vetroresina.