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Se da un lato i trasporti svolgono un ruolo importante nella società e nell’economia, dall’altro pesano sull’ambiente. Infatti, questo settore è responsabile di quasi un quarto delle emissioni totali di gas a effetto serra europee, il che lo rende il motore principale dei cambiamenti climatici. Inoltre, si distingue per lo spiacevole primato di favorire l’inquinamento atmosferico nelle aree urbane.
Se l’Europa intende conseguire l’obiettivo di ridurre le emissioni di carbonio di almeno il 55 % entro il 2030, il settore dei trasporti deve cambiare passo. Occorre quindi rendere più efficiente non solo l’uso di veicoli, ma anche i processi di produzione.
Il progetto RECOTRANS, finanziato dall’UE, si propone di intervenire su entrambi gli aspetti.
«Da un lato, l’integrazione di materiali leggeri nei progetti di veicoli contribuisce a ridurre il peso complessivo, permettendo così al veicolo di percorrere più chilometri con meno energia», afferma Rocío Ruiz Gallardo, ricercatrice che collabora con il gruppo di mobilità futura e sostenibile (Sustainable and Future Mobility Group), uno dei partner principali del progetto. «Dall’altro, se il processo di produzione non è efficiente, in sostanza si annulla il risparmio energetico offerto dal materiale.»
Per affrontare questa duplice sfida, il progetto ha creato un processo all’avanguardia per la produzione di materiali leggeri per il settore dei trasporti. «Il nostro processo impiega tecnologie di produzione anticonvenzionali, quali la radiazione a microonde e la giunzione con laser per realizzare materiali compositi termoplastici», osserva Ruiz.
I compositi termoplastici non hanno l’instabilità chimica dei compositi polimerici tradizionali. Ciò significa che è possibile ammorbidirli facilmente con il calore e modellarli nella forma desiderata senza compromettere l’integrità del materiale. Quando si raffredda, il materiale si solidifica nella forma finita, come ad esempio uno sportello auto, un sistema di sospensione per camion o un pannello interno di un treno.
«Poiché i materiali compositi sono più resistenti e leggeri dei materiali tradizionali, possono ridurre fino al 30 % il peso del veicolo», evidenzia Ruiz. «Un tale risparmio di peso equivale a un risparmio energetico e a prestazioni migliori.»
Secondo Ruiz, i compositi di RECOTRANS dispongono del vantaggio ambientale aggiunto di essere realizzati con una resina termoplastica, sviluppata da Arkema, partner del progetto, che permette di riciclare i prodotti. «Queste parti leggere per veicoli non solo sono più sostenibili, ma alla fine del ciclo di vita è possibile riciclarle per creare nuovi prodotti e parti, rispettando i dettami dell’economia circolare», aggiunge.
RECOTRANS ha sviluppato diverse tecnologie innovative. Per garantire una produzione su larga scala, il progetto si avvale della tecnologia a microonde sia per lo stampaggio a trasferimento di resina che per le linee di pultrusione.
«Questo metodo di produzione inedito offre l’opportunità di aumentare la velocità di produzione accelerando il tempo di polimerizzazione della resina termoplastica», afferma Ruiz. «La diminuzione del tempo di ciclo permette di ridurre il consumo energetico totale.»
RECOTRANS ha inoltre usato la tecnologia di giunzione con laser per sviluppare un metodo di giunzione economico per compositi a base di polimeri e metalli, alleggerendo il peso dei componenti integrando del tutto il composito nella parte metallica.
Efficienza e risparmi sui costi
Sulla base delle prime valutazioni, l’efficienza e i risparmi sui costi del sistema sono notevoli. Ad esempio, sul versante della produzione, il sistema RECOTRANS può ridurre il tempo di produzione del 10-50 % e i costi fino al 35 %. Inoltre, si stima che l’uso di queste tecnologie può abbassare del 10 % il consumo energetico.
Per quando riguarda la produzione delle parti composite, Ruiz sostiene che gioverà anche agli utenti finali. «Rispetto a parti metalliche tradizionali equivalenti, queste parti composite permettono una netta riduzione del peso per auto, camion e treni, portando a un risparmio economico rilevante.»
Per avvalorare queste affermazioni con alcune cifre, RECOTRANS stima una riduzione di peso per camion, automobili e treni rispettivamente del 64 %, 63 % e del 57 %. Per di più, il risparmio economico (per parte) fornito ad acquirenti e utenti finali può arrivare fino a 40,80 euro per parti di camion, 2,10 euro per parti di automobili e 6,60 euro per parti di treni.
Bisogna inoltre tenere conto dei vantaggi ambientali derivanti dall’uso di queste parti leggere. «Le nostre parti composite hanno il potenziale di ridurre le emissioni di CO2 di un veicolo fino a 39,8 kg per i camion e di 40,3 kg per le auto», conclude Ruiz. «Tali riduzioni fanno sì che il settore dei trasporti mantenga le promesse fatte nell’ambito del Green Deal europeo.»