Materiali leggeri all’avanguardia per i trasporti moderni
I trasporti rappresentano un terzo delle emissioni complessive dell’Europa. La decarbonizzazione del settore è quindi fondamentale per raggiungere l’obiettivo a lungo termine(si apre in una nuova finestra) dell’UE di azzerare le emissioni nette di gas serra entro il 2050. Sebbene l’elettrificazione dei veicoli sia il principale motore di questo processo, anche altri fattori sono importanti. La riduzione del peso dei veicoli, ad esempio, può diminuire in modo significativo il fabbisogno energetico, migliorare il risparmio di carburante e aumentare l’autonomia dei veicoli elettrici.
Nuovi biocompositi multifunzionali
Partendo da questo presupposto, il progetto FOREST(si apre in una nuova finestra), finanziato dall’UE, si è prefissato di sviluppare nuovi biocompositi multifunzionali. L’idea era che questi nuovi biocompositi, che combinano una matrice polimerica a base biologica, o resina, con fibra di carbonio riciclata, potessero essere utilizzati per costruire componenti leggeri per veicoli. Per raggiungere i propri obiettivi, il progetto ha riunito partner del mondo accademico e dell’industria con una vasta gamma di competenze specialistiche. «Tra questi figuravano importanti produttori di materie prime e sostanze chimiche», afferma Fernando Ramos Saz, membro del progetto FOREST presso il Centro di Tecnologia delle Materie Plastiche AIMPLAS(si apre in una nuova finestra) in Spagna. «La prima fase è consistita nello sviluppo di diverse resine con un contenuto elevato di origine biologica.» Un vincolo importante in questo contesto era lo sviluppo di queste nuove resine utilizzando materie prime e precursori provenienti dall’Unione Europea. Stabilire in questo modo una produzione con base in Europa contribuirà a ridurre la nostra eccessiva dipendenza dalle importazioni, a costruire una catena di approvvigionamento sicura e a ridurre la nostra impronta di carbonio complessiva.
Fibra di carbonio riciclata per il rinforzo
Nell’ambito del progetto sono state sviluppate tre nuove resine a base biologica. Nella fase successiva questi prodotti sono stati usati per realizzare prototipi di componenti essenziali per il settore dei trasporti. Prima, però, ciascuna delle tre resine doveva essere combinata con fibra di carbonio riciclata, che fornisce un rinforzo. «Il nostro obiettivo era quello di utilizzare questi materiali compositi per realizzare tre prototipi: un cruscotto per la cabina di pilotaggio, degli involucri per batterie di veicoli elettrici e il tetto di un autobus», spiega Ramos Saz. Per la realizzazione di questi prototipi sono stati utilizzati processi di produzione cosiddetti out-of-autoclave (OoA). Le tecnologie OoA sono metodi innovativi per produrre componenti in plastica rinforzata con fibre ad alte prestazioni in modo più conveniente e consumando meno energia rispetto alla lavorazione convenzionale in autoclave. Questi metodi possono comportare l’uso di polimerizzazione sotto vuoto, stampaggio a compressione o pultrusione, anziché costose vasche industriali pressurizzate. In questo modo, il progetto ha cercato di garantire che la produzione di questi componenti fosse economicamente sostenibile. Una volta realizzati, i prototipi sono stati sottoposti a test rigorosi per verificare aspetti quali la resistenza meccanica e le proprietà ignifughe. «Le prestazioni antincendio sono ovviamente molto importanti», aggiunge Ramos Saz. «Sono stati applicati additivi ignifughi a base biologica per garantire che i componenti soddisfacessero gli standard più elevati. Si è trattato di una sfida, poiché i requisiti di certificazione sono in continua evoluzione.»
Produzione di precursori a base biologica in Europa
Questi tre progetti pilota hanno dimostrato che la produzione delle nuove resine, e la loro applicazione in componenti leggeri in biocomposito per il settore dei trasporti, è una strada percorribile. «Questo lavoro ha aperto la strada ad altre aree di interesse», osserva Ramos Saz. «Tra queste c’è la creazione di una base produttiva e di un mercato sostenibili per i precursori a base biologica qui in Europa. Questo sarà il fulcro di una prossima proposta di progetto.» Qualsiasi progetto futuro si dovrà concentrare sull’ulteriore sviluppo dei prototipi sperimentati per la prima volta nell’ambito di FOREST, come gli involucri delle batterie. In futuro, inoltre, verranno coinvolti nuovi partner. L’équipe del progetto è inoltre interessata a individuare potenziali nuovi mercati per questi biomateriali leggeri innovativi. Tra quelli possibili figurano il settore ferroviario, nonché altre potenziali applicazioni nel campo aerospaziale. «Il nostro obiettivo è continuare a trasferire le nostre conoscenze all’intero settore della mobilità», afferma Ramos Saz.
