marketing - Macplas
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sempre maggiore richiesta nel mondo. Se<br />
negli anni settanta la percentuale di materiali<br />
compositi utilizzati nei veicoli era<br />
dellʼ1%, già alla fine degli anni Novanta il loro<br />
impiego era arrivato allʼ11%. Oggi la percentuale<br />
è cresciuta arrivando al 40%.<br />
La stessa Alenia ha assistito e partecipato a<br />
questo percorso di mutamento. Tale percorso<br />
appare evidente mettendo a confronto<br />
uno tra i primi aerei a far uso di materiali innovativi,<br />
il B767, in cui la presenza di carbonio<br />
era limitata ad alcuni pannelli, con il moderno<br />
787 in cui i materiali compositi, soprattutto<br />
in fibra di carbonio, rappresentano<br />
più della metà del veicolo.<br />
Un così massiccio impiego di tali materiali si<br />
spiega con i numerosi vantaggi che si accompagnano<br />
al loro utilizzo. per esempio<br />
pesano fino al 45% in meno di strutture in<br />
metallo progettate con gli stessi requisiti,<br />
sono resistenti alla corrosione, le parti in<br />
composito possono essere fabbricate in<br />
maniera integrata riducendo il numero di<br />
giunzioni, hanno un basso coefficiente di dilatazione<br />
termica e una buona resistenza<br />
allʼimpatto.<br />
A fronte di tanti vantaggi vi è però anche<br />
una serie di problematiche: costi elevati,<br />
possibile emissione di fumi tossici, costo e<br />
complessità dei processi di fabbricazione,<br />
grandi quantità di sfridi (generati nelle operazioni<br />
di taglio e stratificazione) e infine<br />
elevati costi di smaltimento. Proprio a questi<br />
ultimi due punti è rivolto il progetto (con il<br />
quale Alenia si è aggiudicata il Premio Innovazione<br />
2009) presentato dal relatore.<br />
Lʼidea è quella di riciclare gli scarti derivanti<br />
dai cicli di lavorazione di materiali compositi<br />
preimpegnati. Si tratta di materiali che non<br />
finiscono effettivamente nel componente<br />
che si sta realizzando e che erano destinati<br />
alla discarica. La soluzione riguarda un processo<br />
per la trasformazione degli sfridi di<br />
materiale pre impregnato a fibra continua<br />
(unidirezionale e tessuto) in un materiale<br />
sempre preimpregnato a fibre spezzate di<br />
lunghezza tale da mantenere specifiche<br />
proprietà meccaniche con caratteristiche<br />
quasi isotropiche.<br />
Le peculiari caratteristiche del materiale derivato<br />
dal processo di trasformazione permettono<br />
la stratificazione, la formatura e la<br />
polimerizzazione con la convenzionale tecnologia<br />
dei preimpregnati classici.<br />
* * *<br />
Un interessante lavoro riguardante lʼevoluzione<br />
dei materiali ecosostenibili nellʼauto è<br />
stato presentato da Andrea Pipino (Centro<br />
Ricerche Fiat). Negli ultimi anni la ricerca si<br />
è indirizzata verso lo sviluppo di materiali<br />
compositi con contenuto vegetale e matrici<br />
polimeriche di origine biologica da fonti rinnovabili<br />
che potranno avere un forte impatto<br />
sui veicoli del futuro.<br />
In tal senso il Centro Ricerche Fiat è fortemente<br />
impegnato, anche attraverso una fitta<br />
rete di collaborazioni a livello europeo e<br />
con importanti enti di ricerca e aziende del<br />
settore, a indagare le possibili applicazioni<br />
degli eco-materiali e valutarne gli aspetti<br />
tecnici ed economici. Il compito è quello di<br />
monitorare il mercato dei biomateriali attraverso<br />
contatti con i maggiori produttori e<br />
centri di ricerca europei, per testarne le caratteristiche<br />
tecniche e la lavorabilità attra-<br />
verso specifiche realizzazioni<br />
di componenti vettura.<br />
La presentazione è poi proseguita<br />
con una panoramica storica<br />
sullʼutilizzo dei biomateriali nellʼauto. Lʼidea,<br />
infatti, non è nuova: negli anni Quaranta<br />
Henry Ford aveva realizzato un primo prototipo<br />
di vettura ecosostenibile (Soybean<br />
Car), le cui finiture interne e i pannelli della<br />
carrozzeria erano realizzati con materiali di<br />
origine vegetale. Gli eventi bellici e il successivo<br />
prevalere dellʼindustria siderurgica<br />
non avevano permesso lʼindustrializzazione<br />
di quella vettura.<br />
Solo a partire dagli anni Settanta si riparla di<br />
materiali di origine vegetale sullʼauto con<br />
lʼintroduzione dei pannelli in Wood-Stock<br />
(pannelli per interni con forme relativamente<br />
semplici), ma più per una questione legata<br />
alla riduzione costi che a una sensibilità ambientale.<br />
Alla fine degli anni Ottanta si iniziano<br />
a indagare molti tipi di fibra vegetale per<br />
usi tecnici, metodi e tecnologie per la realizzazione<br />
di compositi con matrice plastica<br />
rinforzata con fibra vegetale e le applicazioni<br />
su vettura compaiono nella seconda metà<br />
degli anni Novanta.<br />
Nel 2003 Toyota è la prima a utilizzare una<br />
bioplastica su vettura. Il coperchio del vano<br />
ruota e i tappeti della Raum sono realizzati<br />
in PLA e kenaf. Oggi i biopolimeri sono una<br />
classe di materiali molto promettenti che, in<br />
futuro, potranno sostituire componenti auto<br />
realizzati con plastiche tradizionali.<br />
In generale, dal punto di visto tecnico, sono<br />
materiali molto versatili e alcune limitazioni<br />
(per esempio le temperature di utilizzo)<br />
stanno per essere superate grazie alla ricerca.<br />
Dal punto di vista economico, sono materiali<br />
che devono ancora trovare una loro<br />
dimensione di mercato per poter competere<br />
con i materiali derivati dal petrolio.<br />
* * *<br />
● materiali e applicazioni ●<br />
Concludiamo con lʼintervento di Fernando<br />
Bianchetti (Alenia Aeronautica),<br />
che ha parlato dellʼevoluzione dei<br />
materiali ecosostenibili in aeronautica.<br />
La crescente attenzione da parte della comunità<br />
mondiale per gli aspetti ecologici dei<br />
prodotti presenti sul mercato sta riscuotendo<br />
sempre maggiore interesse anche per le<br />
applicazioni del mondo aeronautico. La necessità<br />
di rendere i processi più “verdi” impone<br />
delle nuove sfide tecnologiche, sopratutto<br />
legate al fatto che si stanno utilizzando<br />
nuovi materiali come la fibra di carbonio.<br />
Questo sta facendo sì che le aziende produttrici<br />
debbano confrontarsi con questo tema<br />
e trovare soluzioni appropriate anche<br />
per rimanere competitive sul mercato.<br />
Gli argomenti di maggiore interesse dal<br />
punto di vista ecologico per il settore aeronautico<br />
sono i seguenti: miglioramento delle<br />
sostanze maneggiate e utilizzate ai fini di tutelare<br />
la salvaguardia della salute dei lavoratori;<br />
riciclo degli scarti di lavorazione e riutilizzo<br />
dei materiali; ottimizzazione dei processi<br />
al fine di ridurre il consumo energetico;<br />
trattamento dei materiali e delle sostanze<br />
dellʼaeroplano alla fine del ciclo di vita.<br />
In particolare, relativamente a questʼultimo<br />
punto, può essere sottolineato come nei<br />
prossimi 20 anni allʼincirca 6000 aeroplani<br />
dovranno essere dismessi ad un rateo di<br />
circa 300 aeroplani allʼanno. In funzione di<br />
ciò risulta chiaro come occorra una procedura<br />
“eco-sostenibile”, nel senso che fin<br />
dalle fasi di progettazione deve essere tenuto<br />
in conto che il disassemblaggio del velivolo<br />
a fine vita deve essere facile da effettuare<br />
e i materiali devono essere riutilizzabili.<br />
Si deve puntare a ridurre il consumo di<br />
energia durante tutte le fasi di processo dalla<br />
fabbricazione al disassemblaggio. Il velivolo<br />
deve avere una bassa impronta ambientale<br />
dallʼinizio dellʼesercizio fino al termine<br />
del ciclo di vita. Una delle maggiori difficoltà<br />
sta nel riciclo dei materiali compositi.<br />
Alcune tecnologie di riciclo sono disponibili,<br />
ma non ancora industrializzate.<br />
Attualmente sono in corso varie ricerche mirate<br />
al recupero di materiali compositi e la<br />
tecnologia più diffusa per il recupero delle fibre<br />
di carbonio polimerizzata è la pirolisi. Si<br />
<strong>Macplas</strong> 315 ● 49