Le auto elettriche del futuro saranno leggere e riciclabili
L’obiettivo dell’azzeramento delle emissioni di carbonio nette previsto per il 2050 non può essere raggiunto senza modificare il trasporto su strada, responsabile del 76 % delle emissioni per i trasporti in Europa. I veicoli elettrici a batteria (VEB) sono la chiave di questa trasformazione, e la loro efficienza dipende dal peso. Inoltre, le iniziative legislative impongono di integrare la circolarità nella progettazione dei nuovi veicoli, alzando ulteriormente lo standard per l’innovazione dei VEB. Il progetto ALMA, finanziato dall’UE e comprendente un consorzio di nove partner provenienti da Germania, Spagna, Francia e Paesi Bassi, raggiunge entrambi questi obiettivi.
Una piattaforma modulare multi-materiale
Come afferma la coordinatrice del progetto, Raquel Ledo Bañobre: «L’obiettivo principale di ALMA era lo sviluppo di un’inedita struttura di autovettura elettrica, con un peso e un impatto ambientale ridotti, grazie all’adozione di un approccio integrato circolare di eco-progettazione lungo l’intero ciclo di vita del veicolo.» Per raggiungere l’obiettivo sono stati necessari un approccio multiforme e la competenza di vari partner del progetto. ALMA ha utilizzato acciai avanzati ad alta resistenza, composti avanzati per lo stampaggio delle lamiere e materiali ibridi in acciaio per i componenti leggeri delle autovetture elettriche a batteria. La scocca nuda del concetto di auto di ALMA ha un peso di 160 kg inferiore rispetto alla versione di base, pari al 22 % in meno. Impiegando la tecnologia degli sviluppi saldati al laser, ALMA è riuscita a unire più parti dell’auto in un unico componente leggero. Questo processo ha ridotto i costi, il peso e le emissioni del veicolo. Inoltre, ha migliorato le prestazioni e la sicurezza, garantendo che il materiale giusto si trovasse nel posto giusto. Poiché la legislazione sul fine vita dei veicoli richiede livelli più elevati di riciclo, ALMA ha sviluppato anche delle tecnologie di separazione per scomporre i componenti precedentemente uniti. Le principali tecnologie in questo ambito si basano su primer di scomposizione innescati dal calore. Inoltre, il progetto ha studiato altri processi promettenti, tra cui la pirolisi e la solvolisi.
Strumenti digitali per la progettazione
Poiché l’80 % dell’impatto ambientale di un veicolo è determinato in fase di progettazione, l’attenzione di ALMA per il design ecocompatibile è alla base dei risultati del progetto. Gli strumenti digitali sono stati fondamentali per puntare sulla sicurezza, sull’efficienza e sulla circolarità nel prototipo del veicolo. L’analisi del ciclo di vita (LCA) e l’analisi dei costi del ciclo di vita (LCC) sono state elementi fondamentali di ALMA. Per completare queste valutazioni è stato sviluppato un modello di valutazione dell’impatto sostenibile per veicoli elettrici a batteria o BEVSIM (Battery Electric Vehicle Sustainability Impact Assessment Model). Bañobre racconta: «Questo strumento consente agli utenti di misurare e confrontare gli impatti derivanti da alternative in termini di progettazione, materiali, tecnologie di riciclaggio, scenari di fine vita e scenari futuri dovuti a cambiamenti nei mix di reti.» I partner del progetto hanno anche approntato un sistema di monitoraggio strutturale che utilizza l’analisi della firma acustica per determinare le condizioni dei componenti. Gli avvisi relativi a potenziali danni migliorano la sicurezza e consentono di prendere decisioni che influiscono sulla riparazione, sul riutilizzo o sul riciclo dei componenti del veicolo. Molti dei risultati di ALMA sono pronti per la commercializzazione. BEVSIM rende l’LCA e l’LCC più accessibili agli ingegneri automobilistici, migliorando la progettazione dei veicoli, e anche i materiali innovativi e le tecnologie di separazione sono pronti per essere introdotti sul mercato. Come racconta Bañobre, per realizzare la trasformazione dell’industria dei VEB «occorre ancora realizzare uno studio completo di scalabilità e industrializzazione, che riguardi anche la necessità di produrre nuovi strumenti e stampi per raggiungere i volumi di produzione e i tempi di ciclo elevati richiesti dall’industria automobilistica». Grazie al lavoro di ALMA e di altri operatori del settore, la svolta ecologica del trasporto su strada si sta facendo più vicina.
Parole chiave
ALMA, eco-progettazione, riciclabile, BEVSIM, analisi della firma acustica, auto elettriche, a basso consumo, materiali leggeri, tecnologia degli sviluppi saldati al laser