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Rame e leghe di rame, materiali
per il design
ing. Vincenzo Loconsolo

Facolt di Architettura L. Quaroni

Roma 27 novembre 2013
Istituto Italiano del Rame

E unassociazione senza scopo di lucro
per la promozione tecnica delle
applicazioni del rame e delle sue leghe e
la divulgazione scientifica delle
caratteristiche tecnologiche

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| Rame e leghe di rame, materiali per il design
Il rame e le sue leghe

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| Rame e leghe di rame, materiali per il design
Il rame e le sue leghe

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| Rame e leghe di rame, materiali per il design
Idrometallurgia del rame

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| Rame e leghe di rame, materiali per il design
Distribuzione geografica del rame
PRODUZIONE MINERARIA
Principali produttori: CILE, USA, CANADA,
AUSTRALIA, POLONIA

PRODUZIONE RAME RAFFINATO
Principali produttori: USA, CILE, GIAPPONE,
GERMANIA, BELGIO

PRODUZIONE SEMILAVORATI E GETTI
Principali produttori: CINA, USA, GIAPPONE,
GERMANIA, ITALIA, COREA

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| Rame e leghe di rame, materiali per il design
Il rame e le sue leghe

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| Rame e leghe di rame, materiali per il design
Il rame e le sue leghe

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| Rame e leghe di rame, materiali per il design
Il rame e le sue leghe

Cavi elettrici
e telefonici

Conduttori nudi

Filo di rame trafilato
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| Rame e leghe di rame, materiali per il design

Trolley
Il rame e le sue leghe

10 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Il rame e le sue leghe

11 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Il rame e le sue leghe

12 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Il rame e le sue leghe

13 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Il rame nellarchitettura sostenibile

Tubi per impianti:
riscaldamento
acqua potabile
gas e combustibili
liquidi
gas medicali
gas refrigeranti


14 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Il rame nellarchitettura sostenibile

Gronde
Pluviali
Coperture
Rivestimenti
Serramenti
Maniglie
Accessori

15 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Storia

Simboli alchemici
16 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Le propriet del rame e delle
leghe di rame
Propriet fisiche del rame

 Densit
 Punto di fusione
 Coeff.dilatazione termica

8,94*103 kg/m3
1083 属C
0,0000168 K-1

 Calore specifico a 20 属C
 Conduttivit termica
 Resistivit elettrica a 20 属C

385 J/kg
364 W/m*K
1,91*104 Wm

18 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Caratteristiche tecnologiche

 Intervallo di temp. di ricottura
250 - 650 属C
 Intervallo di temp. di distensione 200 - 250 属C
 Lavorabilit plastica a freddo
Ottima
 Lavorabilit plastica a caldo

19 | Rame e leghe di rame, materiali per il design

Buona
Propriet fisiche del rame

 Brasatura dolce
 Brasatura forte
 Saldatura ad arco (con gas inerte)

Ottima
Ottima
Ottima

 Saldobrasatura
 Saldatura ossiacetilenica

Buona
Buona

20 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Conduttivit termica
Metallo o lega Conduttivit Wm-1C-1
Argento
Rame
Oro
Alluminio
Bronzo
Ottone
Zinco
Nickel
Stagno
Acciaio
Titanio

420
364
299
210
58  65
70  116
110
58  65
64
29  105
16

21 | Rame e leghe di rame, materiali per il design

%
115
100
82
58
17
1932
30
17
18
829
5
Macchine di scambio termico

22 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Resistivit elettrica

Metallo o lega
Argento
Rame
Oro
Alluminio
Zinco
Ottone
Bronzo
Nickel
Stagno
Acciaio

Resistivit W mm2 m-1

Conduttivit %

0,0164
0,0173  0,0179
0,023  0,024
0,0276  0,033
0,06  0,07
0,06  0,08
0,05  0,1
0,078  0,11
0,11  0,12
0,10  0,25

107
100
75
58
27
25
23
19
15
10

23 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Resistivit elettrica

1 tonnellata di rame

8 tonnellate di rame

1 km di cavi in rame

190 km di cavi in rame

Duttilit, robustezza, resistenza al creep e alla corrosione
24 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Resistenza alla corrosione
Potenziale elettrochimico:
Cu2+ + 2e-

Cu

0,337 V

metallo nobile
OTTIMA RESISTENZA ALLA CORROSIONE
ATMOSFERICA, IN ACQUA DOLCE E CON
NUMEROSE ALTRE SOSTANZE
25 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Il rame e le sue leghe
Applicazioni marine

26 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Durabilt
Vicenza, Basilica Palladiana (1460) dal 1829 copertura in rame.

27 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Lavorabilt

Plastica

 Stampaggio
 Imbutitura
 Forgiatura
 Tornitura a lastra
 Martellatura
28 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Lavorabilt
 Pressocolata
 Getti da colata

29 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Lavorabilt
Alle macchine utensili
 fresatura
 tornitura
 foratura
 alesatura
 rettifica
≒

30 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
I colori del rame

31 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
La patina
Il rame reagisce allazione combinata di
ossigeno e umidit formando una pellicola
aderente, compatta e protettiva (passivazione)
Da qui, la sua resistenza alla corrosione che lo
rende praticamente eterno. Questa pellicola 竪
chiamata patina.

32 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
La patina
La velocit di formazione della patina dipende
da molti fattori: climatici, morfologici,
inquinamento atmosferico, ecc.
La composizione chimica e quindi il colore pu嘆
variare leggermente in funzione di condizioni
particolare (ad es. presenza di cloruri in
prossimit del mare)

33 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
I colori del rame

34 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Il rame e le sue leghe

35 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Il rame e le sue leghe

36 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Il rame e le sue leghe

37 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Monetazione

Giallo: Cu+Zn(20%)+Ni(5%)
Bianco:Cu+Ni(25%)
Cu+Al(5%)+Zn(5%)+Sn(1%)
Resistenza alla corrosione e agli urti,
lavorabilit, batteriostaticit, estetica, riciclabilit
38 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Trattamenti di finitura

Superficie di rame al microscopio
39 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Trattamenti di finitura

Trattamenti meccanici:
 pulizia meccanica
 spazzolatura
 sabbiatura

40 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Trattamenti di finitura

Trattamenti chimici:
 decapaggio
 lucidatura
 colorazione
 formazione della patina

41 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Trattamenti di finitura

Depositi metallici (elettrochimici):
 stagnatura
 nichelatura
 cromatura
 metalli preziosi
 rame su rame
 leghe su rame
42 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Trattamenti di finitura con vernici
Prodotti

Resistenza
allabrasione

Resistenza
chimica

Durabilit

Trasparenza

Durata della
trasparenza

Essicazione a temperatura ambiente
Nitrocellulosiche











Epossidiche











Acetato b. di cell.











Epossidiche











Poliuretaniche











Fluoropolimeriche











Essicazione a forno
Acriliche











Poliestere











 eccellente

 buono

43 | Rame e leghe di rame, materiali per il design

 mediocre
Il rame e le sue leghe

 rame (leghe con Cu > 99,40 %)

 rame bassolegato
 ottoni binari (Cu - Zn)
 ottoni ternari (al Pb)
 ottoni speciali
 ottoni leghe Cu - Zn

44 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Il rame e le sue leghe

 bronzi (Cu - Sn)
 bronzi allalluminio
 bronzi al silicio
 cupronickel (Cu - Ni)
 alpacche (Cu - Ni - Zn)

45 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Caratteristiche

46 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Durezza Vickers

47 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Ottoni

Effetto dello zinco:
 migliora le caratteristiche meccaniche
 diminuisce la temperatura di fusione
 diminuisce la densit
 diminuisce la lavorabilit a freddo

48 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Ottoni
OTTONI
OTTONI
BINARI

OTTONI
AL Pb

OTTONI
SPECIALI

LAVORAZIONE
MECCANICA
LAVORAZIONE
PRESSOCOLATA
PLASTICA
LEGHE
ANTIDEZINCIFICANTI
49 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Lavorazione degli ottoni
- Deformazione plastica:
 stampaggio a freddo (CuZn33)
 stampaggio a caldo (CuZn38Pb2)
- Per asportazione di truciolo (CuZn36Pb3)
- Getti (CuZn35Pb2Al):
 in sabbia
 in conchiglia
 pressocolata
50 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Ottoni binari

 0 < Zn < 33% : 留
 33 < Zn < 38% : 留+硫 ad alta T e 留 a T ambiente
 38 < Zn < 47% : 硫 ad alta T e 留+硫 a T ambiente
 47 < Zn : 硫 a tutte T; ma se > 42% non usate

51 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Ottoni alfa (0<Zn<33%)

 Ottima lavorazione plastica a freddo;
buona a caldo
 Quindi adatti per lavorazioni a freddo
(imbutitura e stampaggio)
 No tempra; possibile incrudimento

52 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Ottoni alfa (33<Zn<38%)

Ad alta T struttura cristallina 留+硫

ottima lavorabilit a caldo
A bassa T cresce la fase 留

buona lavorabilit a freddo
53 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Ottoni alfa + beta (38<Zn<42%)

Solo per lavorazioni a caldo.
Non si utilizzano leghe oltre il 42% di Zn
 Lamiere di grande spessore per piastre tubiere (CuZn40)
 Barre estruse a caldo (Zn 38-40%)

54 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Il rame e le sue leghe

Componenti

55 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Ottoni al piombo
Pb non forma soluzioni solide con Cu-Zn, si
distribuisce ai bordi dei grani.
2-3% di Pb migliora la lavorabilit: i trucioli
sono corti o polverosi e non impastano le
macchine utensili, che sono anche meno
usurate.
Migliori operazioni di finitura
56 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Influenza del truciolo

57 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
La forma del truciolo

a spillo
CuZn39Pb3

a ricciolibarrette

a barrette
CuZn38Pb2

CuZn36Pb3

spiraliformi

elicoidali

a nastro

CuZn37Pb0,5

CuZn37

CuZn15

58 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Indice di lavorabilit
Designazione
CuZn36Pb3
CuZn39Pb3
CuZn39Pb2
CuZn37Pb2
CuZn35Pb2
CuZn35Pb1

Cu
61
58
59
61
63
64

Zn
36
39
39
37
35
35

CuZn40
CuZn10

60
90

40
10

CuSn5Pb1
CuSn4

94
96

Cu-DHP

Pb
3
3
2
2
2
1

99,90

Sn

Indice di lavorabilit
100
100
90
80
75
70
40
25

1

59 | Rame e leghe di rame, materiali per il design

5
4

80
20
20
Ottoni speciali
 Manganese: resistenza alla corrosione
 Ferro: aumenta il carico di rottura
 Stagno: resistenza alla corrosione
 Alluminio: resistenza alla corrosione ed
abrasione (scambiatori con acqua
di mare ad alta velocit)
 Antimonio e Arsenico: inibiscono la
dezincificazione
60 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Bronzi

Effetto dello stagno
 aumenta la durezza
 aumenta la resistenza
 aumenta le propriet elastiche
 diminuisce la malleabilit e la duttilit
61 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Bronzi

BRONZI
LEGHE PER
SEMILAVORATI

LEGHE PER
GETTI

APPLICAZIONI
ELETTRICHE
MECCANICHE

APPLICAZIONI
MECCANICHE
ARTISTICHE

62 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Bronzi

0 < Sn < 16%
16 < Sn




fase 留
fase 留 + 粒

Leghe industriali: fino al 30% di stagno
fase 留 : duttile e malleabile
fase 粒 : dura e fragile
63 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Cupronickel

CUPRONICKEL
LAMINATI

TUBI PER
SCAMBIATORI

APPLICAZIONI
MARINE

CENTRALI
TERMOELETTRICHE

64 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Cupronickel

Effetto del nickel

 aumenta il carico di rottura
 aumenta la resistenza alla corrosione
 diminuisce le propriet fisiche
 propriet sbiancanti

65 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Leghe a memoria di forma

Tre famiglie di leghe
 CuZnAl
 CuAlNi
 CuAlMn
La prima 竪 la pi湛 utilizzata, generalmente una lega CuZn26Al4

66 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Brevi accenni in merito alla
corrosione
Scala di nobilit
(in ambiente marino)
 Oro
 Grafite
 Platino
 Leghe Ni-Cr-Mo
 Leghe Ni-Cr-Mo-Cu-Si
 Inox (316, 317)
 Inox (302, 304, 321)
 Argento
 Nichel
 Leghe Ni-Cr
 Bronzi al Ni e Al
68 | Rame e leghe di rame, materiali per il design

 Cupronickel 70/30
 Piombo
 Inox (420)
 Cupronickel 90/10
 Inox (410, 416)
 Bronzi al Si
 Bronzi al Mn
 Ottoni ammiragliato
 Ottoni all Al
 Rame
Season Cracking
Le leghe di rame (con 20-40 % di Zn) con tensioni
interne ne sono soggette in ambienti debolmente
corrosivi (es. residui ammoniacali)

Le tensioni possono essere applicate (per carichi
o per costruzione) o residue (dopo lavorazioni
plastiche).
Anche ambienti con mercurio, nitriti e nitrati.
Elementi come P, As, Mg, Te, Sn, Be, Mn
diminuirebbero la suscettibilit
69 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Dezincificazione
La dezincificazione 竪 una dissoluzione selettiva
dellottone, che perde lo zinco.
Si verifica in acque ricche di ossigeno e CO2, se le
acque sono calme o poco mosse.
Ottoni con meno del 15% di Zn esenti. Negli ottoni
alfa+beta viene attaccata prima la fase beta (pi湛
ricca in Zn).
Elementi come P, As, Sb anche in tracce inibiscono
la dezincificazione.
Lottone ammiragliato 竪 inibito con lo Sn (1%).
70 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Ottoni antidezincificazione

ottone
dezincificato
(? #*#!!!????)
71 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Leghe anti-dezincificazione

As
(min-max%)

CuZn20AlAs
CuZn28Sn1As
CuZn30As
CuZn32Pb2AsFeSi
CuZn36PbAs

0,02-0,06
0,02-0,06
0,02-0,06
0,03-0,08
0,02-0,15

72 | Rame e leghe di rame, materiali per il design

P
(max %)
0,01
0,01
0,01
-
Il rame, un materiale sostenibile
Caratteristiche intrinseche:
 materiale naturale,

 non altera il campo magnetico (amagnetico),
 non rilascia sostanze tossiche,

 ridotto contenuto energetico del metallo,
 ciclo produttivo a basso impatto ambientale,
 riciclabilit totale,

73 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Il rame, un materiale sostenibile
Caratteristiche tecnologiche:
 impedisce la proliferazione batterica,

 indispensabile per il risparmio energetico,
 insostituibile per le energie rinnovabili,

 resistente agli agenti atmosferici,
 quindi lunga vita utile

 protezione delledificio prolungata
74 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Il riciclo

(media anni 2003 - 2008)

Consumo di rame

1.158.100 t

(compreso contenuto delle leghe)

Import (di rame raffinato)

666.300 t

Di cui da riciclo (15 %)

99.900 t

Riciclo totale 1.158.100  (666.300  99.900) =

591.700 t

pari al 51,09 %
75 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Il riciclo: un esempio a Turku (Finlandia)
Palazzo degli
anni 60
ristrutturato:
usato gran
parte del
rame
originale.

76 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
La valutazione volontaria del rischio (VRA)

Promossa da:

European Copper Institute
Bruxelles

77 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
La valutazione volontaria del rischio (VRA)

Di cosa si tratta?
 Uno studio scientifico partito dallindustria del rame per valutare il
possibile rischio dellesposizione al rame per luomo e lambiente
 I risultati sono stati approvati dalla comunit scientifica e di
regolamentazione dellUE
 La prima industria in Europa ad avere completato una VRA prima
delle registrazioni REACH

Quando si 竪 svolta?
 Avviata nel 2000
 Sottoposta a revisione della Commissione europea nel 2005
 Processo di revisione completato nel 2008
78 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Garanzia di trasparenza
Chi ha coinvolto?
Consulenti esperti: hanno condotto la maggior parte delle
ricerche
Gruppi scientifici indipendenti di valutazione interpares: hanno
convalidato i risultati

Industria: ampia partecipazione per la valutazione e la raccolta
dei dati
Istituto Europeo del Rame (European Copper Institute - ECI): ha
coordinato le attivit, fungendo da project manager
79 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Garanzia di trasparenza
Chi ha coinvolto?
Italia: paese incaricato della revisione per conto della
Commissione Europea e degli Stati membri
Istituto Superiore di Sanit (ISS): verifica del processo, guida,
revisione dei risultati e controllo dellosservanza degli standard
dellUE
Comitato Scientifico sui Rischi Sanitari e Ambientali della
Commissione Europea: ha condotto una valutazione finale e
approvato i risultati

80 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Lindustria del rame opera con
responsabilit
Luso del rame 竪 in genere sicuro per lambiente
e la salute dei suoi cittadini
 VRA: ha riconosciuto che il rame 竪 una sostanza nutritiva
essenziale sia per luomo che per gli organismi viventi
 OMS: per gli adulti lapporto alimentare giornaliero 竪:
minimo 1 mg, massimo 11 mg

Il tipico apporto alimentare giornaliero di rame,
compreso tra 0,6 e 2,0 mg, evidenzia piuttosto
un rischio da carenza di rame
81 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
In sintesi i risultati della ricerca
Il rame non 竪 un materiale PBT (persistente, bio
accumulabile o tossico) n辿 CMR (cancerogeno,
mutageno o tossico per la riproduzione)
Sono stati identificati solo alcuni problemi locali in cui
potrebbero verificarsi dei rischi. Per questo lindustria del
rame ha predisposto un piano per la rilevazione della
riduzione del rischio.
www.iir.it/rame_e_salute/rame_e_salute8.asp
82 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Life cycle assessment

83 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Life cycle assessment
Lastra di rame: 1 m2, spessore 6/10 mm
Energy Consumption

0,14

GJ/m2

Global Warming Potential

10,6

kg CO族-equiv/m2

Acidification Potential

0,068

kg SO族-equiv/m2

Eutrophication Potential

0,004

kg PO族-equiv/m2

Ozone Depletion Potential

5,2 揃10-7

kg R11-equiv/m2

Photochem.l Ozone Creation Potential

0,004

kg Ethene-equiv/m2

N.B.: nel confronto con materiali differenti 竪 necessario
prendere in esame valori riferiti allunit di superficie
84 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Life cycle assessment

Tubo di rame: diametro 15 mm, spessore 1 mm
Energy Consumption

0,13

GJ/m

Global Warming Potential

0,93

kg CO族-equiv/m

Acidification Potential

0,0053

kg SO族-equiv/m

Eutrophication Potential

0,0003

kg PO族-equiv/m

Ozone Depletion Potential

5,15 揃10-8

kg R11-equiv/m

Photochem.l Ozone Creation Potential 0,00032

kg Ethene-equiv/m

N.B.: nel confronto con materiali differenti 竪 necessario
prendere in esame valori riferiti allunit di lunghezza
85 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Il rame, un materiale sostenibile

Valuation of comparative damage of LCA installations with copper
pipe (welded and pressed) and PEX-Al system. Ecoindicator 99
Valuation

Pressed
Welded

24.0

PE-X-Al

41.2

Results

16.8

Pts
30
25
20
15



Environmental Impact

Copper pipe pressed represents a
reduction of 59.26% of the
environmental impact over the
PEX-Al system
Copper pipe welded represents a
reduction of 41.71% of the
environmental impact over the
PEX-Al system

10

Heat losses
Are higher for the installation of PEX-Al system
for drinking water facilities during the 50-year
life of the housing


5
0
HH

EQ

R

86 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Il rame, un materiale sostenibile

Percentuale di
energia risparmiata
Alluminio
95
Rame
85
80
Plastica
74
Acciaio
Piombo
65
Carta
64
87 | Rame e leghe di rame, materiali per il design

Percentuale di riciclo
in Italia
Alluminio
40
Rame
45
33
Plastica (in Germania)
60
Acciaio
Piombo
-Carta
55
Il rame, un materiale sostenibile

Dichiarazione
ambientale di
prodotto (EPD):
informazioni sugli
aspetti ambientali di
un
prodotto/materiale.
Comprende anche la
LCA

88 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
La prevenzione contro la
contaminazioni delle superfici
Proliferazione batterica

90 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
La legionella pneumophila
Infezione da Legionella:
 la Febbre di Pontiac, simile allinfluenza (periodo di
incubazione di 24-48 ore), si manifesta in forma
acuta senza interessamento polmonare e si risolve
in 2-4 giorni.
 la legionellosi (periodo di incubazione variabile tra
2 e 10 giorni) si manifesta con interessamento
polmonare, spesso di notevole gravit (mortale al
40%)
91 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
La legionella pneumophila
Impianti critici (in ordine di importanza):
1 Impianti idrosanitari e idrici di emergenza
2 Piscine e fontane
3 Torri di raffreddamento
4 Impianti di condizionamento dellaria

92 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
La legionella pneumophila
Ricerca KIWA (2003)
Materiale

ATP

(pg/cm2)

Legionella
(UFC/cm2)

Rame

720

27

Acciaio Inox

820

560

1950

1700

PEX

pg = 10-12 g

ATP = Misura della quantit di biofilm, UFC = unit formanti colonie
93 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
La legionella pneumophila
Ricerca KIWA (2007)
Influence of the water
temperature on the
growth of Legionella in
a test piping
installation with
different piping
materials

94 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
La legionella pneumophila

Ricerca KIWA (2007)

2007
(*)

Temperature:

25属, 37属, 55属, 60属C

Lunghezza:

15 m

Materiali:

Cu, Pe-Xa, inox, PVC-c

(*) scelti secondo parametri olandesi

Ricerca finanziata da: CopperBenelux, Arnomij, UnetoVNI.

95 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
La legionella pneumophila
Ricerca KIWA (2007)
25属C

La legionella non rilevabile nei tubi di rame,
ma sopravvive nellacqua e nel biofilm degli altri
materiali

37属C

Concentrazioni di legionella tra 104 e 105 cfu/l

55属C

La legionella scompare completamente nei
tubi di rame, mentre subisce pochissime o
addirittura nessuna perdita negli altri materiali.

60属C

La legionella scompare in tutti i materiali

96 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
La legionella pneumophila

Ospedale
Mellino Mellini
Chiari (BS)

Distribuzione
dellacqua fredda e
calda (con ricircolo)
per gli usi sanitari

97 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
La legionella pneumophila
Ospedale S.
Raffaele

Dipartimento
materno-infantile
Milano
Progetto:
Polis Engineering s.r.l.

98 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
La legionella pneumophila

Policlinico del
Campus
BioMedico RomaTrigoria

Distribuzione
dellacqua fredda e
calda (con ricircolo)
per gli usi sanitari
Anelli al piano -2
99 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
La legionella pneumophila
Dimensione (淡 est.
x spessore, mm)

Lunghezza
complessiva (m)

15 x 1

1.934

18 x 1

642

22 x 1

3.885

28 x 1,5

1.577

35 x 1,5

1.447

42 x 1,5

1.209

54 x 1,5

691

76 x 2

180

88 x 2

243

108 x 2,5

889
Tot:

12.697

Policlinico del Campus BioMedico Roma-Trigoria, progetto: H.E.G. Pordenone
100| Rame e leghe di rame, materiali per il design
La prevenzione contro la
contaminazioni delle superfici
Prove di laboratorio:
batteri MRSA
MRSA Viability on Copper Alloys and Stainless Steel at 20oC

Bacteria Count (per ml.)

C197

C240

C770

S304

1,00E+08
1,00E+06
1,00E+04
1,00E+02
1,00E+00
0

60

120

180
240
Time (minutes)

Da: Michels, Wilks, Noyce, Keevil: Copper Alloys for Human Infectious Disease Control

102| Rame e leghe di rame, materiali per il design

C197:
C240:
C770:
S304:

300

360

Cu 98,95%, Fe 0,7% + P, Mg
Cu 80 %, Zn 20%
Cu 55%, Zn 27%, Ni 18%
Fe74%, Cr 18%, Ni 8%
Prove di laboratorio:
virus dellInfluenza A

Riduzione del numero di virus
Provini di rame

da 2*106 a 500 batteri in 6 ore

Provini di acciaio inox

da 2*106 a 100.000 batteri in 24 ore

Da: Noyce, Michels, Keevil : Inactivation of Influenza A virus on copper versus stainless steel surfaces

103| Rame e leghe di rame, materiali per il design
Prove di laboratorio:
spore dei funghi di Aspergillus Niger
Il rame inibisce la crescita di funghi e la germinazione delle spore
(Aspergillus spp., Fusarium spp., Penicillium chrysogenum, Candida albicans)

Dopo 10 giorni, a temperatura e umidit ambiente:

Cu

Al

Da: Weaver, Michels, Keevil: Potential for preventing spread of fungi in air-conditioning systems constructed using copper instead of aluminium

104| Rame e leghe di rame, materiali per il design
Prove di laboratorio

La letteratura scientifica cita la capacit del rame di inattivare o eliminare diversi
tipi di batteri, funghi e virus nocivi:
 Acinetobacter baumannii

 Legionella pneumophilia

 Adenovirus

 Listeria monocytogenes

 Aspergillus niger

 MRSA (con E-MRSA)

 Candida albicans

 Poliovirus

 Campylobacter jejuni

 Pseudomonas aeruginosa

 Clostridium difficile

 Salmonella enteriditis

 Enterobacter aerogenes

 Staphylococcus aureus

 Escherichia coli (ceppo O157:H7)

 Bacilli della tubercolosi

 Helicobacter pylori

 VRE

 Influenza A (ceppo H1N1)

 .

105| Rame e leghe di rame, materiali per il design
Antimicrobial Copper 速
Selly Oak Hospital - Birmingham

bagni

reparto

bagni

106| Rame e leghe di rame, materiali per il design
Proliferazione batterica

107| Rame e leghe di rame, materiali per il design
108| Rame e leghe di rame, materiali per il design
Clinical trial USA (3 ospedali)
(2007-2011)
Tre ospedali: S. Carolina Medical University 6 stanze); Memorial Sloan Kettering
Cancer Center (6); R. H. Johnson Veterans Adm. (VA) Medical Center (4).
Terapia intensiva: sponde dei letti; piantane porta-flebo; monitor; tavolini mobili;
braccioli delle poltrone; pulsanti dei dispositivi di chiamata
Durata complessiva: dic.2007  giu.2011 (in tre fasi)

Da: Schmidt, Attaway, Sharpe, John Jr., Sepkowitz, Morgan, Fairey, Singh, Steed, Cantey, Freeman, Michels, Salgado: Sustained Reduction of Microbial
Burden on Common Hospital Surfaces through Introduction of Copper

109| Rame e leghe di rame, materiali per il design
Clinical trial USA (3 ospedali)
(2007-2011)
Dati preliminari sul tasso di infezioni nosocomiali

Nelle stanze con il 75% delle superfici in rame

-40,4%

Nelle stanze con le sponde dei letti sempre presenti

-61,0%

Nelle stanze con tutti gli oggetti sempre presenti

-69,1%

Superficie complessiva di rame: 1,54 m2

110| Rame e leghe di rame, materiali per il design
Registrazione E.P.A.

Dal febbraio 2008 la Environmental Protection Agency degli
Stati Uniti ha registrato 355 leghe di rame come
antimicrobiche.
E il primo materiale solido ad avere questo riconoscimento

111 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
Il marchio

112| Rame e leghe di rame, materiali per il design
Il marchio

113| Rame e leghe di rame, materiali per il design
Applicazioni

Ospedali, case
di cura, case
di riposo

Edifici
pubblici, centri
commerciali

114| Rame e leghe di rame, materiali per il design

Mezzi di
trasporto
pubblico
Applicazioni

Centri sportivi,
piscine, palestre
115| Rame e leghe di rame, materiali per il design

Impianti
dellaria
condizionata
Applicazioni

Scuole, centri
ricreativi
116| Rame e leghe di rame, materiali per il design

Hotel, ristoranti
attivit turistiche
Casse aeroporto Congonhas di S. Paolo (Brasile)

117| Rame e leghe di rame, materiali per il design
Risparmio energetico nelle
applicazioni elettromeccaniche
Il rame per conduttori
Cavi elettrici
Cavi telefonici
Conduttori nudi
Filo di rame trafilato
Trolley

119| Rame e leghe di rame, materiali per il design
Motori ad alto rendimento

% Efficiency
(full load)

Premium
New Standard

Old or Current

Motor rating (KW)
120| Rame e leghe di rame, materiali per il design
Motori elettrici:
efficienza = risparmio
da: S.Vignati, E.Ferrero, I
motori elettrici ad alta
efficienza

Esempio:
motore da 15kW
costo di 520 
3500 h/anno
10 anni,
En.el. 0,07/kWh

121| Rame e leghe di rame, materiali per il design
Motori elettrici ad alta efficienza (H.E.M.)

 In genere, nei motori
standard fino a 10 kW
c竪 1 kg di rame per kW;
 gli HEM contengono il
20% di rame in pi湛.

122| Rame e leghe di rame, materiali per il design
Geotermia

123| Rame e leghe di rame, materiali per il design
Il tubo di rame per la geotermia

Tubi di rame per i
captatori nel terreno:
 Fluido refrigerante
R410
 Resistenza alle alte P
 Basse perdite di carico
 Minore occupazione di
spazi

Tecnologia Sofath, gamma Caliane dex

124| Rame e leghe di rame, materiali per il design
Energia solare

Solare termico

Fotovoltaico

Master EFER  Roma 15 aprile 2010

125| Rame e leghe di rame, materiali per il design
Energia solare

Master EFER  Roma 15 aprile 2010

126| Rame e leghe di rame, materiali per il design
Il tetto energetico
TECU Solar System di KME

SUPERFICIE CAPTANTE TECU速
DI FINITURA ESTERNA

TUBI DI MANDATA E DI
RITORNO

SERPENTINA A SEZIONE OVOIDALE
PER LO SCAMBIO TERMICO
LASTRA INFERIORE DI AGGANCIO DEL
MODULO CAPTANTE
BANDA TERMOCONDUTTIVA
LASTRA SAGOMATA TECU速 PER IL
RIVESTIMENTO DELLA COPERTURA
PANNELLO DI POLISTIRENE
ARRICCHITO CON GRAFITE

127| Rame e leghe di rame, materiali per il design
Il tetto energetico
TECU Solar System di KME

128| Rame e leghe di rame, materiali per il design
Il tetto energetico
TECU Solar System di KME

129| Rame e leghe di rame, materiali per il design
Il tetto energetico
TECU Solar System di KME

130| Rame e leghe di rame, materiali per il design
Il tetto energetico
TECU Solar System di KME

131| Rame e leghe di rame, materiali per il design
Il Premio IIR
1998 - Mostra: Un trofeo per il 2000

In senso orario:
GIJS BAKKER
MATTHEW HILTON
DEFNE KOZ
KONSTANTIN GRCIC
MASSIMO IOSA GHINI
132| Rame e leghe di rame, materiali per il design
Il Premio IIR
1998 - Mostra: Un trofeo per il 2000

In senso orario:

MARC SADLER, JAMES IRVINE, CHRISTOPHE
PILLET, DANIELA PUPPA, DENIS SANTACHIARA.

133| Rame e leghe di rame, materiali per il design
Il Premio IIR
1999 Concorso: Un trofeo per il Giro dItalia

Fabrizio Galli
La coppa senza fine
Altri partecipanti:
Gijs BAKKER, Clare BRASS, Defne KOZ,
Mario CANANZI, Maarten KUSTERS,
Ferruccio LAVIANI, Jasper MORRISON,
MOROZZI & PARTNERS, Christophe
PILLET, Prospero RASULO, Lucy
SALAMANCA, Denis SANTACHIARA.

134| Rame e leghe di rame, materiali per il design
Grazie per lattenzione
vincenzo.loconsolo@copperalliance.it

Via dei Missaglia 97 - 20142 Milano. Tel.: 02 89 30 1330  Fax: 02 89 30 1513

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  • 19. Caratteristiche tecnologiche Intervallo di temp. di ricottura 250 - 650 属C Intervallo di temp. di distensione 200 - 250 属C Lavorabilit plastica a freddo Ottima Lavorabilit plastica a caldo 19 | Rame e leghe di rame, materiali per il design Buona
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  • 27. Durabilt Vicenza, Basilica Palladiana (1460) dal 1829 copertura in rame. 27 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 28. Lavorabilt Plastica Stampaggio Imbutitura Forgiatura Tornitura a lastra Martellatura 28 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 29. Lavorabilt Pressocolata Getti da colata 29 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 30. Lavorabilt Alle macchine utensili fresatura tornitura foratura alesatura rettifica ≒ 30 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 31. I colori del rame 31 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 32. La patina Il rame reagisce allazione combinata di ossigeno e umidit formando una pellicola aderente, compatta e protettiva (passivazione) Da qui, la sua resistenza alla corrosione che lo rende praticamente eterno. Questa pellicola 竪 chiamata patina. 32 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 33. La patina La velocit di formazione della patina dipende da molti fattori: climatici, morfologici, inquinamento atmosferico, ecc. La composizione chimica e quindi il colore pu嘆 variare leggermente in funzione di condizioni particolare (ad es. presenza di cloruri in prossimit del mare) 33 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 34. I colori del rame 34 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 35. Il rame e le sue leghe 35 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 36. Il rame e le sue leghe 36 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 37. Il rame e le sue leghe 37 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 38. Monetazione Giallo: Cu+Zn(20%)+Ni(5%) Bianco:Cu+Ni(25%) Cu+Al(5%)+Zn(5%)+Sn(1%) Resistenza alla corrosione e agli urti, lavorabilit, batteriostaticit, estetica, riciclabilit 38 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 39. Trattamenti di finitura Superficie di rame al microscopio 39 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 40. Trattamenti di finitura Trattamenti meccanici: pulizia meccanica spazzolatura sabbiatura 40 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 41. Trattamenti di finitura Trattamenti chimici: decapaggio lucidatura colorazione formazione della patina 41 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 42. Trattamenti di finitura Depositi metallici (elettrochimici): stagnatura nichelatura cromatura metalli preziosi rame su rame leghe su rame 42 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 43. Trattamenti di finitura con vernici Prodotti Resistenza allabrasione Resistenza chimica Durabilit Trasparenza Durata della trasparenza Essicazione a temperatura ambiente Nitrocellulosiche Epossidiche Acetato b. di cell. Epossidiche Poliuretaniche Fluoropolimeriche Essicazione a forno Acriliche Poliestere eccellente buono 43 | Rame e leghe di rame, materiali per il design mediocre
  • 44. Il rame e le sue leghe rame (leghe con Cu > 99,40 %) rame bassolegato ottoni binari (Cu - Zn) ottoni ternari (al Pb) ottoni speciali ottoni leghe Cu - Zn 44 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 45. Il rame e le sue leghe bronzi (Cu - Sn) bronzi allalluminio bronzi al silicio cupronickel (Cu - Ni) alpacche (Cu - Ni - Zn) 45 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 46. Caratteristiche 46 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 47. Durezza Vickers 47 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 48. Ottoni Effetto dello zinco: migliora le caratteristiche meccaniche diminuisce la temperatura di fusione diminuisce la densit diminuisce la lavorabilit a freddo 48 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 50. Lavorazione degli ottoni - Deformazione plastica: stampaggio a freddo (CuZn33) stampaggio a caldo (CuZn38Pb2) - Per asportazione di truciolo (CuZn36Pb3) - Getti (CuZn35Pb2Al): in sabbia in conchiglia pressocolata 50 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 51. Ottoni binari 0 < Zn < 33% : 留 33 < Zn < 38% : 留+硫 ad alta T e 留 a T ambiente 38 < Zn < 47% : 硫 ad alta T e 留+硫 a T ambiente 47 < Zn : 硫 a tutte T; ma se > 42% non usate 51 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 52. Ottoni alfa (0<Zn<33%) Ottima lavorazione plastica a freddo; buona a caldo Quindi adatti per lavorazioni a freddo (imbutitura e stampaggio) No tempra; possibile incrudimento 52 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 53. Ottoni alfa (33<Zn<38%) Ad alta T struttura cristallina 留+硫 ottima lavorabilit a caldo A bassa T cresce la fase 留 buona lavorabilit a freddo 53 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 54. Ottoni alfa + beta (38<Zn<42%) Solo per lavorazioni a caldo. Non si utilizzano leghe oltre il 42% di Zn Lamiere di grande spessore per piastre tubiere (CuZn40) Barre estruse a caldo (Zn 38-40%) 54 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 55. Il rame e le sue leghe Componenti 55 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 56. Ottoni al piombo Pb non forma soluzioni solide con Cu-Zn, si distribuisce ai bordi dei grani. 2-3% di Pb migliora la lavorabilit: i trucioli sono corti o polverosi e non impastano le macchine utensili, che sono anche meno usurate. Migliori operazioni di finitura 56 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 57. Influenza del truciolo 57 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 58. La forma del truciolo a spillo CuZn39Pb3 a ricciolibarrette a barrette CuZn38Pb2 CuZn36Pb3 spiraliformi elicoidali a nastro CuZn37Pb0,5 CuZn37 CuZn15 58 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 60. Ottoni speciali Manganese: resistenza alla corrosione Ferro: aumenta il carico di rottura Stagno: resistenza alla corrosione Alluminio: resistenza alla corrosione ed abrasione (scambiatori con acqua di mare ad alta velocit) Antimonio e Arsenico: inibiscono la dezincificazione 60 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 61. Bronzi Effetto dello stagno aumenta la durezza aumenta la resistenza aumenta le propriet elastiche diminuisce la malleabilit e la duttilit 61 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 63. Bronzi 0 < Sn < 16% 16 < Sn fase 留 fase 留 + 粒 Leghe industriali: fino al 30% di stagno fase 留 : duttile e malleabile fase 粒 : dura e fragile 63 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 65. Cupronickel Effetto del nickel aumenta il carico di rottura aumenta la resistenza alla corrosione diminuisce le propriet fisiche propriet sbiancanti 65 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 66. Leghe a memoria di forma Tre famiglie di leghe CuZnAl CuAlNi CuAlMn La prima 竪 la pi湛 utilizzata, generalmente una lega CuZn26Al4 66 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 67. Brevi accenni in merito alla corrosione
  • 68. Scala di nobilit (in ambiente marino) Oro Grafite Platino Leghe Ni-Cr-Mo Leghe Ni-Cr-Mo-Cu-Si Inox (316, 317) Inox (302, 304, 321) Argento Nichel Leghe Ni-Cr Bronzi al Ni e Al 68 | Rame e leghe di rame, materiali per il design Cupronickel 70/30 Piombo Inox (420) Cupronickel 90/10 Inox (410, 416) Bronzi al Si Bronzi al Mn Ottoni ammiragliato Ottoni all Al Rame
  • 69. Season Cracking Le leghe di rame (con 20-40 % di Zn) con tensioni interne ne sono soggette in ambienti debolmente corrosivi (es. residui ammoniacali) Le tensioni possono essere applicate (per carichi o per costruzione) o residue (dopo lavorazioni plastiche). Anche ambienti con mercurio, nitriti e nitrati. Elementi come P, As, Mg, Te, Sn, Be, Mn diminuirebbero la suscettibilit 69 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 70. Dezincificazione La dezincificazione 竪 una dissoluzione selettiva dellottone, che perde lo zinco. Si verifica in acque ricche di ossigeno e CO2, se le acque sono calme o poco mosse. Ottoni con meno del 15% di Zn esenti. Negli ottoni alfa+beta viene attaccata prima la fase beta (pi湛 ricca in Zn). Elementi come P, As, Sb anche in tracce inibiscono la dezincificazione. Lottone ammiragliato 竪 inibito con lo Sn (1%). 70 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 71. Ottoni antidezincificazione ottone dezincificato (? #*#!!!????) 71 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 73. Il rame, un materiale sostenibile Caratteristiche intrinseche: materiale naturale, non altera il campo magnetico (amagnetico), non rilascia sostanze tossiche, ridotto contenuto energetico del metallo, ciclo produttivo a basso impatto ambientale, riciclabilit totale, 73 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 74. Il rame, un materiale sostenibile Caratteristiche tecnologiche: impedisce la proliferazione batterica, indispensabile per il risparmio energetico, insostituibile per le energie rinnovabili, resistente agli agenti atmosferici, quindi lunga vita utile protezione delledificio prolungata 74 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 75. Il riciclo (media anni 2003 - 2008) Consumo di rame 1.158.100 t (compreso contenuto delle leghe) Import (di rame raffinato) 666.300 t Di cui da riciclo (15 %) 99.900 t Riciclo totale 1.158.100 (666.300 99.900) = 591.700 t pari al 51,09 % 75 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 76. Il riciclo: un esempio a Turku (Finlandia) Palazzo degli anni 60 ristrutturato: usato gran parte del rame originale. 76 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 77. La valutazione volontaria del rischio (VRA) Promossa da: European Copper Institute Bruxelles 77 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 78. La valutazione volontaria del rischio (VRA) Di cosa si tratta? Uno studio scientifico partito dallindustria del rame per valutare il possibile rischio dellesposizione al rame per luomo e lambiente I risultati sono stati approvati dalla comunit scientifica e di regolamentazione dellUE La prima industria in Europa ad avere completato una VRA prima delle registrazioni REACH Quando si 竪 svolta? Avviata nel 2000 Sottoposta a revisione della Commissione europea nel 2005 Processo di revisione completato nel 2008 78 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 79. Garanzia di trasparenza Chi ha coinvolto? Consulenti esperti: hanno condotto la maggior parte delle ricerche Gruppi scientifici indipendenti di valutazione interpares: hanno convalidato i risultati Industria: ampia partecipazione per la valutazione e la raccolta dei dati Istituto Europeo del Rame (European Copper Institute - ECI): ha coordinato le attivit, fungendo da project manager 79 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 80. Garanzia di trasparenza Chi ha coinvolto? Italia: paese incaricato della revisione per conto della Commissione Europea e degli Stati membri Istituto Superiore di Sanit (ISS): verifica del processo, guida, revisione dei risultati e controllo dellosservanza degli standard dellUE Comitato Scientifico sui Rischi Sanitari e Ambientali della Commissione Europea: ha condotto una valutazione finale e approvato i risultati 80 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 81. Lindustria del rame opera con responsabilit Luso del rame 竪 in genere sicuro per lambiente e la salute dei suoi cittadini VRA: ha riconosciuto che il rame 竪 una sostanza nutritiva essenziale sia per luomo che per gli organismi viventi OMS: per gli adulti lapporto alimentare giornaliero 竪: minimo 1 mg, massimo 11 mg Il tipico apporto alimentare giornaliero di rame, compreso tra 0,6 e 2,0 mg, evidenzia piuttosto un rischio da carenza di rame 81 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 82. In sintesi i risultati della ricerca Il rame non 竪 un materiale PBT (persistente, bio accumulabile o tossico) n辿 CMR (cancerogeno, mutageno o tossico per la riproduzione) Sono stati identificati solo alcuni problemi locali in cui potrebbero verificarsi dei rischi. Per questo lindustria del rame ha predisposto un piano per la rilevazione della riduzione del rischio. www.iir.it/rame_e_salute/rame_e_salute8.asp 82 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 83. Life cycle assessment 83 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 84. Life cycle assessment Lastra di rame: 1 m2, spessore 6/10 mm Energy Consumption 0,14 GJ/m2 Global Warming Potential 10,6 kg CO族-equiv/m2 Acidification Potential 0,068 kg SO族-equiv/m2 Eutrophication Potential 0,004 kg PO族-equiv/m2 Ozone Depletion Potential 5,2 揃10-7 kg R11-equiv/m2 Photochem.l Ozone Creation Potential 0,004 kg Ethene-equiv/m2 N.B.: nel confronto con materiali differenti 竪 necessario prendere in esame valori riferiti allunit di superficie 84 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 85. Life cycle assessment Tubo di rame: diametro 15 mm, spessore 1 mm Energy Consumption 0,13 GJ/m Global Warming Potential 0,93 kg CO族-equiv/m Acidification Potential 0,0053 kg SO族-equiv/m Eutrophication Potential 0,0003 kg PO族-equiv/m Ozone Depletion Potential 5,15 揃10-8 kg R11-equiv/m Photochem.l Ozone Creation Potential 0,00032 kg Ethene-equiv/m N.B.: nel confronto con materiali differenti 竪 necessario prendere in esame valori riferiti allunit di lunghezza 85 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 86. Il rame, un materiale sostenibile Valuation of comparative damage of LCA installations with copper pipe (welded and pressed) and PEX-Al system. Ecoindicator 99 Valuation Pressed Welded 24.0 PE-X-Al 41.2 Results 16.8 Pts 30 25 20 15 Environmental Impact Copper pipe pressed represents a reduction of 59.26% of the environmental impact over the PEX-Al system Copper pipe welded represents a reduction of 41.71% of the environmental impact over the PEX-Al system 10 Heat losses Are higher for the installation of PEX-Al system for drinking water facilities during the 50-year life of the housing 5 0 HH EQ R 86 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 87. Il rame, un materiale sostenibile Percentuale di energia risparmiata Alluminio 95 Rame 85 80 Plastica 74 Acciaio Piombo 65 Carta 64 87 | Rame e leghe di rame, materiali per il design Percentuale di riciclo in Italia Alluminio 40 Rame 45 33 Plastica (in Germania) 60 Acciaio Piombo -Carta 55
  • 88. Il rame, un materiale sostenibile Dichiarazione ambientale di prodotto (EPD): informazioni sugli aspetti ambientali di un prodotto/materiale. Comprende anche la LCA 88 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 89. La prevenzione contro la contaminazioni delle superfici
  • 90. Proliferazione batterica 90 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 91. La legionella pneumophila Infezione da Legionella: la Febbre di Pontiac, simile allinfluenza (periodo di incubazione di 24-48 ore), si manifesta in forma acuta senza interessamento polmonare e si risolve in 2-4 giorni. la legionellosi (periodo di incubazione variabile tra 2 e 10 giorni) si manifesta con interessamento polmonare, spesso di notevole gravit (mortale al 40%) 91 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 92. La legionella pneumophila Impianti critici (in ordine di importanza): 1 Impianti idrosanitari e idrici di emergenza 2 Piscine e fontane 3 Torri di raffreddamento 4 Impianti di condizionamento dellaria 92 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 93. La legionella pneumophila Ricerca KIWA (2003) Materiale ATP (pg/cm2) Legionella (UFC/cm2) Rame 720 27 Acciaio Inox 820 560 1950 1700 PEX pg = 10-12 g ATP = Misura della quantit di biofilm, UFC = unit formanti colonie 93 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 94. La legionella pneumophila Ricerca KIWA (2007) Influence of the water temperature on the growth of Legionella in a test piping installation with different piping materials 94 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 95. La legionella pneumophila Ricerca KIWA (2007) 2007 (*) Temperature: 25属, 37属, 55属, 60属C Lunghezza: 15 m Materiali: Cu, Pe-Xa, inox, PVC-c (*) scelti secondo parametri olandesi Ricerca finanziata da: CopperBenelux, Arnomij, UnetoVNI. 95 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 96. La legionella pneumophila Ricerca KIWA (2007) 25属C La legionella non rilevabile nei tubi di rame, ma sopravvive nellacqua e nel biofilm degli altri materiali 37属C Concentrazioni di legionella tra 104 e 105 cfu/l 55属C La legionella scompare completamente nei tubi di rame, mentre subisce pochissime o addirittura nessuna perdita negli altri materiali. 60属C La legionella scompare in tutti i materiali 96 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 97. La legionella pneumophila Ospedale Mellino Mellini Chiari (BS) Distribuzione dellacqua fredda e calda (con ricircolo) per gli usi sanitari 97 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 98. La legionella pneumophila Ospedale S. Raffaele Dipartimento materno-infantile Milano Progetto: Polis Engineering s.r.l. 98 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 99. La legionella pneumophila Policlinico del Campus BioMedico RomaTrigoria Distribuzione dellacqua fredda e calda (con ricircolo) per gli usi sanitari Anelli al piano -2 99 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 100. La legionella pneumophila Dimensione (淡 est. x spessore, mm) Lunghezza complessiva (m) 15 x 1 1.934 18 x 1 642 22 x 1 3.885 28 x 1,5 1.577 35 x 1,5 1.447 42 x 1,5 1.209 54 x 1,5 691 76 x 2 180 88 x 2 243 108 x 2,5 889 Tot: 12.697 Policlinico del Campus BioMedico Roma-Trigoria, progetto: H.E.G. Pordenone 100| Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 101. La prevenzione contro la contaminazioni delle superfici
  • 102. Prove di laboratorio: batteri MRSA MRSA Viability on Copper Alloys and Stainless Steel at 20oC Bacteria Count (per ml.) C197 C240 C770 S304 1,00E+08 1,00E+06 1,00E+04 1,00E+02 1,00E+00 0 60 120 180 240 Time (minutes) Da: Michels, Wilks, Noyce, Keevil: Copper Alloys for Human Infectious Disease Control 102| Rame e leghe di rame, materiali per il design C197: C240: C770: S304: 300 360 Cu 98,95%, Fe 0,7% + P, Mg Cu 80 %, Zn 20% Cu 55%, Zn 27%, Ni 18% Fe74%, Cr 18%, Ni 8%
  • 103. Prove di laboratorio: virus dellInfluenza A Riduzione del numero di virus Provini di rame da 2*106 a 500 batteri in 6 ore Provini di acciaio inox da 2*106 a 100.000 batteri in 24 ore Da: Noyce, Michels, Keevil : Inactivation of Influenza A virus on copper versus stainless steel surfaces 103| Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 104. Prove di laboratorio: spore dei funghi di Aspergillus Niger Il rame inibisce la crescita di funghi e la germinazione delle spore (Aspergillus spp., Fusarium spp., Penicillium chrysogenum, Candida albicans) Dopo 10 giorni, a temperatura e umidit ambiente: Cu Al Da: Weaver, Michels, Keevil: Potential for preventing spread of fungi in air-conditioning systems constructed using copper instead of aluminium 104| Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 105. Prove di laboratorio La letteratura scientifica cita la capacit del rame di inattivare o eliminare diversi tipi di batteri, funghi e virus nocivi: Acinetobacter baumannii Legionella pneumophilia Adenovirus Listeria monocytogenes Aspergillus niger MRSA (con E-MRSA) Candida albicans Poliovirus Campylobacter jejuni Pseudomonas aeruginosa Clostridium difficile Salmonella enteriditis Enterobacter aerogenes Staphylococcus aureus Escherichia coli (ceppo O157:H7) Bacilli della tubercolosi Helicobacter pylori VRE Influenza A (ceppo H1N1) . 105| Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 106. Antimicrobial Copper 速 Selly Oak Hospital - Birmingham bagni reparto bagni 106| Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 107. Proliferazione batterica 107| Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 108. 108| Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 109. Clinical trial USA (3 ospedali) (2007-2011) Tre ospedali: S. Carolina Medical University 6 stanze); Memorial Sloan Kettering Cancer Center (6); R. H. Johnson Veterans Adm. (VA) Medical Center (4). Terapia intensiva: sponde dei letti; piantane porta-flebo; monitor; tavolini mobili; braccioli delle poltrone; pulsanti dei dispositivi di chiamata Durata complessiva: dic.2007 giu.2011 (in tre fasi) Da: Schmidt, Attaway, Sharpe, John Jr., Sepkowitz, Morgan, Fairey, Singh, Steed, Cantey, Freeman, Michels, Salgado: Sustained Reduction of Microbial Burden on Common Hospital Surfaces through Introduction of Copper 109| Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 110. Clinical trial USA (3 ospedali) (2007-2011) Dati preliminari sul tasso di infezioni nosocomiali Nelle stanze con il 75% delle superfici in rame -40,4% Nelle stanze con le sponde dei letti sempre presenti -61,0% Nelle stanze con tutti gli oggetti sempre presenti -69,1% Superficie complessiva di rame: 1,54 m2 110| Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 111. Registrazione E.P.A. Dal febbraio 2008 la Environmental Protection Agency degli Stati Uniti ha registrato 355 leghe di rame come antimicrobiche. E il primo materiale solido ad avere questo riconoscimento 111 | Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 112. Il marchio 112| Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 113. Il marchio 113| Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 114. Applicazioni Ospedali, case di cura, case di riposo Edifici pubblici, centri commerciali 114| Rame e leghe di rame, materiali per il design Mezzi di trasporto pubblico
  • 115. Applicazioni Centri sportivi, piscine, palestre 115| Rame e leghe di rame, materiali per il design Impianti dellaria condizionata
  • 116. Applicazioni Scuole, centri ricreativi 116| Rame e leghe di rame, materiali per il design Hotel, ristoranti attivit turistiche
  • 117. Casse aeroporto Congonhas di S. Paolo (Brasile) 117| Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 119. Il rame per conduttori Cavi elettrici Cavi telefonici Conduttori nudi Filo di rame trafilato Trolley 119| Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 120. Motori ad alto rendimento % Efficiency (full load) Premium New Standard Old or Current Motor rating (KW) 120| Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 121. Motori elettrici: efficienza = risparmio da: S.Vignati, E.Ferrero, I motori elettrici ad alta efficienza Esempio: motore da 15kW costo di 520 3500 h/anno 10 anni, En.el. 0,07/kWh 121| Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 122. Motori elettrici ad alta efficienza (H.E.M.) In genere, nei motori standard fino a 10 kW c竪 1 kg di rame per kW; gli HEM contengono il 20% di rame in pi湛. 122| Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 123. Geotermia 123| Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 124. Il tubo di rame per la geotermia Tubi di rame per i captatori nel terreno: Fluido refrigerante R410 Resistenza alle alte P Basse perdite di carico Minore occupazione di spazi Tecnologia Sofath, gamma Caliane dex 124| Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 125. Energia solare Solare termico Fotovoltaico Master EFER Roma 15 aprile 2010 125| Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 126. Energia solare Master EFER Roma 15 aprile 2010 126| Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 127. Il tetto energetico TECU Solar System di KME SUPERFICIE CAPTANTE TECU速 DI FINITURA ESTERNA TUBI DI MANDATA E DI RITORNO SERPENTINA A SEZIONE OVOIDALE PER LO SCAMBIO TERMICO LASTRA INFERIORE DI AGGANCIO DEL MODULO CAPTANTE BANDA TERMOCONDUTTIVA LASTRA SAGOMATA TECU速 PER IL RIVESTIMENTO DELLA COPERTURA PANNELLO DI POLISTIRENE ARRICCHITO CON GRAFITE 127| Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 128. Il tetto energetico TECU Solar System di KME 128| Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 129. Il tetto energetico TECU Solar System di KME 129| Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 130. Il tetto energetico TECU Solar System di KME 130| Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 131. Il tetto energetico TECU Solar System di KME 131| Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 132. Il Premio IIR 1998 - Mostra: Un trofeo per il 2000 In senso orario: GIJS BAKKER MATTHEW HILTON DEFNE KOZ KONSTANTIN GRCIC MASSIMO IOSA GHINI 132| Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 133. Il Premio IIR 1998 - Mostra: Un trofeo per il 2000 In senso orario: MARC SADLER, JAMES IRVINE, CHRISTOPHE PILLET, DANIELA PUPPA, DENIS SANTACHIARA. 133| Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 134. Il Premio IIR 1999 Concorso: Un trofeo per il Giro dItalia Fabrizio Galli La coppa senza fine Altri partecipanti: Gijs BAKKER, Clare BRASS, Defne KOZ, Mario CANANZI, Maarten KUSTERS, Ferruccio LAVIANI, Jasper MORRISON, MOROZZI & PARTNERS, Christophe PILLET, Prospero RASULO, Lucy SALAMANCA, Denis SANTACHIARA. 134| Rame e leghe di rame, materiali per il design
  • 135. Grazie per lattenzione vincenzo.loconsolo@copperalliance.it Via dei Missaglia 97 - 20142 Milano. Tel.: 02 89 30 1330 Fax: 02 89 30 1513