Tecnologie all’infrarosso per la sicurezza degli aeromobili

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Sicurezza ed efficienza sono frutto in Alitalia di scelte strategiche, che si traducono sia in un impegno quotidiano, continuo e meticoloso, da parte di tecnici molto qualificati, sia nell’uso di strumenti di diagnosi e controllo basati sulle tecnologie più evolute.

Una delle strutture con il compito di gestire queste problematiche è la Quality & Inspection, all’interno della quale è inserito il settore NDT (Non-Destructive Testing), che ha sede presso l’Aeroporto Leonardo da Vinci di Roma-Fiumicino.

Giancarlo Spera, responsabile della Sezione Ingegneria NDT, ci guida alla scoperta di questo universo di conoscenza e di esperienza.

Dai metalli ai nuovi materiali
con più elevate prestazioni
Focalizziamo l’attenzione in particolare sui materiali con i quali sono costruite le strutture portanti e di manovra, la carlinga e molte parti interne dell’aeromobile.

In passato tali materiali erano essenzialmente metallici, mentre recentemente si è andato via via estendendo l’impiego al loro posto di materiali compositi di nuova generazione.

Si tratta soprattutto di pannelli a base di fibre di carbonio o di vetro, in versione monolitica oppure preparati come un sandwich, costituiti cioè da un nido d’ape centrale in nomex o alluminio, rivestito esternamente da lamine di fibre di carbonio, di vetro o lamiere di alluminio.

Questi nuovi materiali hanno a loro favore un peso decisamente inferiore (che si traduce in minori consumi e in minor costo di esercizio del velivolo), una maggiore resistenza alle sollecitazioni e agli stress più comuni (che consente di aumentare le prestazioni e la portata di carico) e, nel caso dei radomes costruiti in glass fiber, una buona trasparenza alle onde radio (ideale per la protezione del radar, situato sulla parte anteriore della fusoliera).

Tali strutture sono però estremamente vulnerabili a ogni tipo di urto o di impatto, e si sa ancora relativamente poco sul loro comportamento con il procedere dell’invecchiamento.

Per fare qualche esempio, i nuovi materiali sono normalmente utilizzati nella costruzione delle seguenti parti dell’aeromobile: superfici alari quali flaps, slats, spoilers, ailerons, stabilizzatori verticali e orizzontali, cappotte dei motori, cappotte dei carrelli, radomes, interni della cabina, sia su aeromobili Airbus sia sui Boeing.

È inoltre allo studio la costruzione di paratie di pressurizzazione in carbon fiber monolitiche sugli aeromobili Airbus A-380.

Gli effetti
delle condizioni
di stress e delle sollecitazioni
di esercizio
Dal momento in cui un aeromobile viene inserito nella flotta Alitalia e inizia la sua normale attività, si avvia in parallelo il monitoraggio da parte dei tecnici dell’azienda, con l’obiettivo di verificare la costante integrità dei materiali costruttivi, accertando che in essi non sorgano o si manifestino difetti tali da generare livelli di rischio superiori alle soglie predefinite di sicurezza.

Va ricordato al proposito che in un aeromobile in esercizio i materiali costruttivi sono soggetti a stress eccezionali, dovuti a molteplici fattori.

In primis alle forti sollecitazioni tipiche delle fasi di decollo e di atterraggio, ma anche alle condizioni climatico-ambientali (corrosione nelle zone marine provocata dalla salsedine; erosione nelle aree desertiche per l’azione della sabbia) o agli straordinari sbalzi di temperatura tra la pista dell’aeroporto (dove si può arrivare facilmente ai 40-50 °C nelle zone tropicali) e la quota di crociera di circa 8.

000/10.

000 metri, in cui si registrano mediamente 50 °C sotto zero.

I danneggiamenti e i difetti più comunemente rilevabili nei materiali costruttivi a seguito delle sollecitazioni descritte, sono dunque essenzialmente corrosione, erosione e crinature nel caso di materiali metallici; delaminazioni (cioè le separazioni tra gli strati del medesimo materiale) e scollamenti (cioè il distacco tra componenti diverse) nel caso dei nuovi materiali compositi, siano essi monolitici o in versione sandwich.

Per i sandwich vanno aggiunte anche le infiltrazioni di acqua o di altri liquidi, particolarmente pericolose perché in quota, a meno 50 ° C, creano formazioni di ghiaccio con conseguente aumento di volume, innescando un meccanismo che inesorabilmente tende ad ampliare l’area danneggiata con ripercussioni sulle prestazioni del materiale facilmente immaginabili.

Ispezioni con
metodi di esame
non distruttivo
«Il monitoraggio delle condizioni dei materiali degli aeromobili – dice Giancarlo Spera – viene effettuato da tecnici Alitalia certificati in accordo con la normativa americana AIA NAS 410, utilizzando metodi di ispezione non distruttiva (cioè che non danneggiano assolutamente il materiale controllato) i più importanti dei quali sono:
– visual testing (soprattutto endoscopia);
– raggi x e raggi g;
– correnti indotte;
– ultrasuoni;
– liquidi penetranti;
– particelle magnetiche;
– termografia (rilevamento a raggi infrarossi).

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