Componente in carbonio rinforzato con fibra di canapa © Fraunhofer WKI

Componente in carbonio rinforzato con fibra di canapa © Fraunhofer WKI

L’alluminio e i metalli classici sono materiali ormai superati nell’industria automobilistica odierna sempre alla ricerca di minor peso e maggior resistenza alle sollecitazioni e per i produttori le materie prime necessarie non sono così a buon mercato. E’ in quest’ottica che molti ricercatori si stanno concentrando sullo studio di nuovi materiali nati a partire dalle fibre naturali.

Per quel che riguarda la canapa l’anno scorso è stato presentato il BioMat creato dalla Faurecia a partire dal PBS (polibutilene succinato) -che può essere ricavato da un processo di fermentazione dei cereali ed è un poliestere biodegradabile al 100% – miscelato con fibre di canapa per essere rinforzato. Mentre la John Controls ha effettuato studi su canapa, tapioca e patate dopo aver annunciato di aver messo a punto una nuova tecnologia di stampaggio plastico, che include fibre vegetali nel compostaggio dei pezzi delle automobili. Secondo loro questi materiali ridurrebbero il peso del 40%, rendendo le auto più resistenti del 30% rispetto alle normali carrozzerie in metallo. Senza dimenticare la Kestrel, auto ecologica in canapa costruita dalla Motive Industries, o il fatto che si può trovare la canapa in auto prodotte da Audi, BMW, Ford, GM, Chrysler, Mercedes, Lotus e Honda, tra gli altri. Auto elettriche come la BMW i3 fanno molto affidamento su questo materiale col quale sono realizzate le portiere che risultano più leggere del 10% rispetto a quelle realizzate con materiali tradizionali.

Un ulteriore spinta arriva da una nuova ricerca portata avanti da un gruppo di scienziati tedeschi. Se le ultima novità in campo automobilistico sono rappresentate da materie plastiche rinforzate da fibre di carbonio, il loro alto costo e la difficoltà di produzione le rendono di difficile utilizzo per i mercati globali. La fibra di vetro invece sarebbe accessibile per il costo ma molto pesante. Certo, vengono utilizzate in Formula 1 o in aeronautica o in versioni limitate di modelli di auto molto costose; ma cosa succederebbe se al posto delle materie plastiche, il carbonio fosse utilizzato per creare nuovi materiali insieme alle fibre naturali? E’ la domanda che si sono posti gli studiosi tedeschi dell’Application Center del Fraunhofer Institute for Wood Research prima di capire come potesse funzionare l’unione tra carbonio e canapa, lino, cotone o legno.

Gli scienziati sostengono che le fibre naturali di origine vegetale possano sostituire la fibra di vetro e gli altri materiali plastici. Le fibre derivate da canapa, lino, cotone e legno hanno più o meno lo stesso costo della fibra di vetro, ma hanno una densità inferiore, risultando quindi più leggere. Ma ciò che è più importante è che questi materiali, una volta terminato il ciclo-vita, potrebbero essere utilizzati per produrre energia senza inquinare, ad esempio incenerendoli, senza lasciare residui.

“A seconda dell’applicazione, stiamo quindi combinando il carbonio con varie fibre tessili naturali”, spiega l’ingegnere Hans-Josef Endres, responsabile del Application Center for Wood Fiber Research. Per ora stanno utilizzando questi materiali in parti in cui lo stress meccanico non è elevato in modo da sfruttare i punti di forza delle rispettive fibre.

“Il risultato è che il costo rimane contenuto ma i materiali hanno un elevato grado di resistenza, eccellenti proprietà acustiche e sono più ecologici rispetto ai componenti in puro carbonio“. Inoltre queste nuove fibre ibride possono aumentare la durata dei materiali fino al 50% rispetto alle prestazioni attuali. 

I ricercatori presenteranno i loro lavori al Nature-Tec 2015, fiera che si terrà a Berlino dal 16 al 25 gennaio. Qui gli scienziati presenteranno anche dei componenti per automobili realizzati in fibre naturali pressate. Senza stare a scomodare la mitica Hemp Body Car, il prototipo di auto costruito da Henry Ford nel 1941 interamente in bioplastica derivata dalla canapa e alimentata con etanolo di canapa, il giornale online Autoevolution l’ha paragonata alla Trabant prodotta nella Germazia Est, raccontando che: “La piccola auto popolare aveva il tetto, il cofano del bagagliaio, cofano, parafanghi e porte in Duroplast, una plastica dura fatta di materiali riciclati, come i rifiuti di cotone da parte dell’Unione Sovietica e resine fenoliche dell’industria della tintura della Germania orientale”.

Mario Catania

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