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Il settore dei trasporti può trarre beneficio dai materiali compositi?

Pubblicato il 13 ottobre 2020
Trasporti materiali compositi

Nel 2018, si stima che negli Stati Uniti siano stati consumati circa 142 miliardi di galloni di benzina, di cui il 20% è rappresentato dal consumo da parte di automezzi pesanti (HGV). Visto che l’impatto ambientale del carburante è chiaro a tutti, i materiali compositi hanno il potere di ridurre drasticamente il consumo di carburante inutile. Questo è solo uno dei modi in cui l’industria dei trasporti può trarre beneficio dai materiali compositi.

Jari Sopanen, Product Business Owner for Transportation presso Exel Composites, produttore globale di materiali compositi, approfondisce l’argomento.

Walmart, il colosso statunitense del retail, ha dimostrato che, utilizzando la fibra di carbonio nei pannelli del suo concept truck “verde”, poteva ridurre di un terzo il peso del veicolo, risparmiando al contempo carburante. Grazie a un elevato rapporto resistenza/peso, vantaggi ambientali e costi di manutenzione ridotti, l’industria dei trasporti sta raccogliendo i benefici dei materiali compositi.

Nel settore dei trasporti si registra una tendenza a favore di veicoli più grandi.  Che si tratti di autobus, treni o autoarticolati, l’idea è molto semplice: trasportare più carico. La sfida consiste nel trovare il modo di trasportare in sicurezza carichi maggiori, risparmiando al contempo carburante e riducendo l’impatto ambientale. I materiali compositi offrono risposte davvero interessanti a questa sfida.

A seconda della finalità del veicolo e del numero di assi, le norme in materia di circolazione stradale, come quelle elaborate dalla Commissione europea, fissano un limite al peso che un autocarro può trasportare. Tuttavia, un veicolo più leggero è in grado di trasportare un carico superiore. La sostituzione di parti metalliche più pesanti negli automezzi pesanti (HGV) con materiali compositi libera una maggiore capacità di carico utile, pur rimanendo entro i limiti di legge.

Di conseguenza, sono necessari meno veicoli per trasportare la stessa quantità di merci, migliorando l’efficienza complessiva della flotta e riducendo i costi del carburante, del parco veicoli e del personale.

Oltre a un minor numero di veicoli su strada, molti produttori automobilistici stanno cercando di far crescere il loro parco di veicoli elettrici (EV). In questo caso, i materiali compositi offrono anche ulteriori vantaggi quando si tratta del box batterie di un veicolo elettrico, assicurando una buona gestione termica che contribuisce a dimostrare i vantaggi ambientali dei materiali compositi.

Anche l’involucro che ospita le batterie del veicolo può trarre beneficio dall’impiego di materiali compositi. Anziché costruire un box batterie a in alluminio o acciaio, i materiali compositi come la fibra di carbonio possono far risparmiare circa il 40% del peso.

Un’altra opzione, la fibra di vetro, è 200 volte più efficiente, dal punto di vista termico, rispetto all’alluminio, il che ne fa un materiale ideale per l’involucro della batteria in quanto protegge meglio la batteria dal calore e contribuisce ad un avviamento a freddo più veloce e a un maggiore risparmio energetico in condizioni climatiche più fredde. Questo è importante perché il mantenimento della temperatura interna del box batterie richiede energia per riscaldare o raffreddare il box di conseguenza. L’utilizzo di materiali più efficienti dal punto di vista termico nella costruzione del box batterie riduce il consumo energetico del veicolo.

Nell’industria dei trasporti, i veicoli devono funzionare per lunghi periodi di tempo e possono diventare suscettibili alla corrosione dovuta all’umidità e alle sostanze chimiche presenti nei sali stradali, aumentando la frequenza degli interventi di manutenzione. Numerosi veicoli con componenti metallici sono trattati con una sostanza contenente un inibitore di corrosione, che aggiunge un rivestimento resistente alla corrosione alla superficie del materiale. Questo risulta meno efficace in quanto si usura nel tempo e sono necessari interventi di manutenzione per ripristinare le condizioni del pezzo.

I materiali compositi, invece, sono naturalmente resistenti alla corrosione, il che significa che i veicoli possono funzionare più a lungo senza bisogno di frequenti interventi di manutenzione.

Exel Composites lavora a stretto contatto con i clienti del settore dei trasporti per progettare e produrre soluzioni in materiali compositi per camion e rimorchi, autobus, pullman e materiale rotabile. Utilizzando profili in fibra di vetro, fibra di carbonio e materiali compositi ibridi, progettiamo componenti finalizzati a rendere i veicoli più leggeri, migliorare l’efficienza in termini di consumo di carburante e contribuire a ridurre i costi operativi a vita.

Recentemente, Exel ha fornito profili in fibra di vetro per il rivestimento e i pannelli laterali degli autobus elettrici di Youtong, fornitore cinese di autobus e pullman. Gli autobus sono stati consegnati in Finlandia nell’ambito dell’obiettivo del Paese: ridurre le emissioni di anidride carbonica di cinque milioni di chilogrammi all’anno.

Poiché i mezzi pesanti rappresentano un’altissima percentuale del consumo di carburante, è fondamentale che i produttori cerchino nuovi modi per ottimizzare le flotte di trasporto essenziali. Walmart ha dimostrato che è possibile ridurre il peso dei veicoli e risparmiare carburante facendo ricorso a parti in materiale composito, e l’industria in generale dovrebbe prenderne atto.

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