Effetti dell'esposizione ad ambiente salino sulle prestazioni dei parabordi marini

Marine fenders are essential devices for the safety of port infrastructure and their primary objective is to absorb the kinetic energy of mooring operations, limiting the forces transmitted to the hull. The marine environment is known for its aggressiveness towards many materials, causing physical and chemical degradation that can alter performance over time. The objective of the experimental campaign covered in this thesis is to analyze the effects of exposure to the saline environment on 300mm height conical fenders, studying the physical degradation and performance variation in terms of maximum force and dissipated energy. The research was conducted at the Material Testing Laboratory of Politecnico di Milano on two specimens kpt in a saline solution for 8 month, and the results were compared with a reference sample stored ant the same temperature and not exposed to the solution. Constant speed tests were carried out to quantify the performance of the devices over time, and the data obtained was used to construct mathematical models describing the performance decay. Visual inspections, carried out at regular intervals, identified critical issues in the corrosion of steel elements inside the fender support structures, highlighting the need to inspect the devices during routine maintenance. The results show an average reduction in maximum force and dissipated energy of approximately 10% in both immersed samples and the reference sample, suggesting that the saline environment, during the period observed, does not affect the overall performance. The thesis also proposed an analytical model for analyzing the various phases of the response and how they evolve over time. Using this model it was possible to attribute the reduction in performance to a variation in the mechanical characteristics of the rubber and not to a change in the geometric response.

I parabordi navali sono dispositivi fondamentali per la sicurezza delle infrastrutture portuali e sono adibiti all'assorbimento dell'energia cinetica delle operazioni di ormeggio, limitando le forze trasmesse allo scafo. L'ambiente marino è noto per la sua aggressività nei confronti di numerosi materiali, provocando fenomeni di degrado fisico e chimico che possono alterare le prestazioni nel tempo. L'obiettivo dell'analisi sperimentale oggetto di questa tesi è analizzare gli effetti dell'esposizione all'ambiente salino su parabordi conici con altezza 300mm, studiando il degrado fisico e la variazione di prestazioni in termini di forza massima e di energia dissipata. La ricerca è stata condotta presso il Laboratorio Prove Materiali del Politecnico di Milano su due campioni immersi in soluzione salina per 8 mesi, e i risultati sono stati confrontati con un campione di riferimento conservato alla stessa temperatura e non esposto alla soluzione. Sono state effettuate prove a velocità costante per quantificare le prestazioni dei dispositivi nel tempo, e i dati così ottenuti sono stati utilizzati per la costruzione di modelli matematici che ne descrivessero il decadimento prestazionale. Le ispezioni visive, effettuate ad intervalli regolari, hanno individuato delle criticità nella corrosione degli elementi in acciaio interni alle strutture di supporto dei parabordi, sottolineando la necessità di ispezionare i dispositivi durante la loro manutenzione ordinaria. I risultati mostrano una riduzione media della forza massima e dell’energia dissipata pari a circa il 10% sia nei campioni immersi sia nel campione di riferimento, suggerendo che l’ambiente salino, nel periodo osservato, non influenzi in modo rilevante le prestazioni complessive. L'elaborato di tesi propone, inoltre, un modello analitico per analizzare le varie fasi della risposta e come queste evolvono nel tempo. Utilizzando questo modello è stato possibile attribuire la riduzione delle prestazioni ad una variazione delle caratteristiche meccaniche della gomma e non ad un cambiamento nella risposta geometrica.