E se le Case Auto pensassero di incorporare materiali organici nella carrozzeria delle auto?
Le statistiche mostrano che le nuove auto stanno diventando sempre più pesanti, grazie in parte al miglioramento delle funzioni di sicurezza e al potenziamento delle apparecchiature elettroniche. Questo aumento di peso si traduce in un aumento del consumo di carburante, un aspetto che si scontra con l'obiettivo di ridurre le emissioni di CO2.
Il peso è un aspetto importante anche per i veicoli elettrici, perché hanno bisogno di batterie più grandi e, di conseguenza, più pesanti, per massimizzare la loro autonomia, vale a dire il fattore determinante nella vendita di un veicolo elettrico. Secondo uno studio condotto da McKinsey, la percentuale di parti leggere nelle auto dovrà passare dal 30% al 70% entro il 2030 per compensare l'aumento di peso dei veicoli.
La soluzione preferita finora è stata l'acciaio leggero e la plastica rinforzata con fibra di carbonio, che però presenta alcuni svantaggi. Prima di tutto, implica sfide importanti nella lavorazione, nella riparazione e nel riciclaggio. In secondo luogo, la produzione di questi materiali richiede grandi quantità di energia, riducendo i benefici ambientali dati dalla riduzione del peso.
A questo proposito, i ricercatori del Fraunhofer Institute for Wood Research, Wilhelm-Klauditz-Institut WKI (Germania) hanno sollevato la questione se i materiali fibrosi possano o meno essere utilizzati per ridurre il peso dei componenti, utilizzando solo fibre di carbonio nei punti in cui offrono un vantaggio strutturale. Hanno studiato diversi materiali eco-compatibili, tenuto conto delle loro proprietà tecniche, la disponibilità e la redditività. Infatti, una soluzione realistica deve avere un impatto tecnico, ambientale ed economico positivo.
Secondo i ricercatori, in termini di sostenibilità, le fibre organiche migliorano l'impatto ambientale dei materiali industriali compositi ad alte prestazioni per la carrozzeria durante la produzione, l'uso e la rimozione.
In termini economici, l'uso di materie prime rinnovabili è vantaggioso perché le fibre naturali di lino, canapa, legno e iuta sono meno costose delle fibre di carbonio e richiedono meno energia per la loro produzione. Pertanto, i vantaggi della riduzione del peso non comportano un prezzo proibitivo.
Per il veicolo ci sono ulteriori vantaggi durante il processo di lavorazione industriale: la struttura naturale dei composti organici conferisce a questi materiali proprietà ammortizzanti e riduce le rotture, il che è molto importante in caso di incidente.
Questi argomenti sono stati essenziali per Porsche per testare i vantaggi dell'utilizzo di fibre vegetali nella pcomposizione della carrozzeria del loro modello 718 Cayman GT4 Clubsport. Questi materiali, sviluppati presso il Fraunhofer WKI Application Center for Wood Fiber Research HOFZET, contribuirebbero a ridurre il peso della carrozzeria senza diminuire le prestazioni richieste alle tradizionali plastiche rinforzate in acciaio e fibra di carbonio.
Porsche non è l'unico produttore ad utilizzare questo tipo di materiali. Ford studia da anni, insieme a diversi partner, l'utilizzo del pomodoro o del cotone per le tappezzerie ed altri componenti. A questo proposito, Ford ha recentemente firmato un accordo con McDonald's per creare una plastica rinnovabile ottenuta con i fondi di caffè. Inoltre, il produttore nordamericano sta lavorando anche con soia, riso, cellulosa, grano, olio di ricino, iuta o cocco per sostituire l'uso della plastica. Nel frattempo, il prototipo ME.WE. della Toyota utilizza bambù sul pianale grazie alla sua durezza, resistenza e flessibilità.
Inoltre, la Nissan Leaf utilizza resine plastiche riciclate per componenti in plastica come il pannello di controllo e parti delle portiere. Ancora, il pannello di controllo e i pannelli delle porte della BMW i3 sono composti da fibre naturali rinnovabili come l'eucalipto a poro aperto. La Toyota Prius utilizza bioplastiche nei cuscini dei sedili e in diverse aree dell'abitacolo, mentre la Kia Soul EV utilizza bioplastiche in dieci diverse parti; dai pannelli delle portiere ai rivestimenti dei sedili o ai tappetini per il pianale.
Un altro esempio è il progetto NCV (Nano Cellulose Vehicle), lanciato in Giappone nel 2016, che ha esplorato l'applicazione di nanofibre di cellulosa derivate da piante (CNF) nel tentativo di ridurre il peso del veicolo e raggiungere la neutralità del carbonio nel suo ciclo di vita. Il risultato è stata una spettacolare supersportiva che è stata esposta all'ultimo Autoshow di Tokyo.
Le severe norme anti-contaminazione richiedono una riduzione del peso dei veicoli. Per questo motivo, nuove leghe metalliche e nuovi materiali sono stati introdotti nella carrozzeria, essendo la componente più adatta per realizzare questa riduzione di peso. Tutte queste evoluzioni richiedono che i professionisti dell'officina siano proattivi in termini di formazione e di adattamento a questi nuovi materiali, che potrebbero richiedere conoscenze specifiche durante la riparazione e la manutenzione della carrozzeria.