La leggerezza si fa strada. Ne parla Ludovico Focato, project manager di Tecnoproteo
La ricerca industriale sul trasporto sostenibile ha nuovi obiettivi. Fra questi, rimpiazzare parti metalliche dei veicoli con componenti in materiale più leggero, riciclando materia prima seconda in misura anche superiore al 50% e adattando tecnologie esistenti.
È questa la finalità di Tecnoproteo Upcycling Future, sperimentazione che coinvolge Eurodies (capofila), F.T. Famat, 2 Gamma, CRF Stellantis, Environment Park e Politecnico di Torino. Tutti al lavoro, in partnership, per 30 mesi.
Racconta il progetto Ludovico Focato, ingegnere gestionale di Eurodies dal 2023 e project manager per Tecnoproteo.
Ludovico Focato, ingegnere gestionale e project manager per Tecnoproteo
Il contesto attuale: mercato e filiera
Ludovico, quali sono le principali tendenze e sfide nel settore dei trasporti, in particolare per l’industria automotive, riguardo ai materiali e alla sostenibilità?
L’evoluzione nel comparto trasporti sta spingendo verso un nuovo approccio alla realizzazione dei componenti dei veicoli. Le sfide principali includono la necessità di orientare il design dei componenti secondo criteri di sostenibilità ambientale. Questo per ridurre le emissioni di CO2 in fase di produzione e per ridurre l’impatto a fine vita, grazie a logiche di disassemblaggio e di riciclo dei materiali. A questo si aggiunge la pressante esigenza dell’alleggerimento, per garantire maggiore efficienza energetica, soprattutto nei veicoli elettrici. Il tutto, rafforzato dalla spinta legislativa europea verso l’impiego sempre più massiccio di materiali da riciclo.
Come si posiziona l’attuale filiera dello stampaggio lamiera rispetto a queste nuove esigenze?
Lo stampaggio delle lamiere è ancora oggi, uno dei settori più importanti. Interessante è che la termocompressione delle lastre in composito innovativo sia riconducibile a questa filiera, sia per le attrezzature – le presse verticali – sia per le geometrie processabili e per le sequenze di operazioni.
Il buon esito di Tecnoproteo permetterebbe di salvaguardare gli investimenti impiantistici esistenti, affiancando alla produzione tradizionale in lamiera lo stampaggio di lastre in composito, per sostituire in buona parte l’impiego delle leghe metalliche. Il contributo alla sostenibilità ambientale ed economica dell’auto sarebbe molto rilevante. È questo il macro-obiettivo del progetto di ricerca.
In che modo le diverse filiere dei partner di Tecnoproteo possono collaborare per crearne una nuova e innovativa?
L’attuale filiera dello stampaggio lamiera, consolidata e di grande importanza, è rappresentata dall’esperienza di Eurodies, la capofila del progetto. Forte delle radici nella produzione di prototipi metallici, in Eurodies ci stiamo specializzando in componenti strutturali complessi. Questa esperienza si rivela cruciale anche nello studio della producibilità dei termoplastici rinforzati, per soddisfare le normative sui materiali riciclati. Questo processo, oltretutto, potrebbe aprire anche a nuovi settori di mercato, come quello edile o aerospaziale.
Altrettanto rilevante è l’esperienza degli altri partner: quella di 2Gamma, nella realizzazione di film tecnici termoplastici e materiali compositi, e di F.T. Famat, con il suo expertise in automazione speciale su misura e le competenze impiantistiche e ICT, cruciali per la nuova filiera. 2Gamma intende crescere nei settori edile e mobilità, offrendo prodotti a basso impatto ambientale con alta percentuale di materiale da riciclo e rinforzi localizzati. F.T. Famat, investendo in ricerca e sviluppo sulle nuove tecnologie, incrementerà le competenze per i trattamenti superficiali e le soluzioni di automazione/controllo con sensoristica, capitalizzabili in diversi settori industriali.
La collaborazione tra queste tre filiere produttive è supportata da tre centri di ricerca: il Politecnico di Torino, Environment Park e il Centro Ricerche Fiat (CRF), responsabili della validazione tecnologica ed economica di Tecnoproteo. Un contributo essenziale, che amplifica le potenzialità di sviluppo della ricerca.
Le parole chiave del progetto Tecnoproteo
La “soluzione Tecnoproteo”
In cosa consiste la soluzione innovativa di Tecnoproteo?
Il progetto Tecnoproteo si concentra sullo sviluppo di compositi termoplastici in forma di lastra, consolidata e non, da utilizzare in processi di termocompressione. L’innovazione principale è l’utilizzo di materiale termoplastico, invece che termoindurente, legato alla ricerca di materie prime da riciclo, sia fibre sia matrice.
Quali sono i vantaggi di questo processo rispetto allo stampaggio a iniezione di termoplastici o allo stampaggio di lastre metalliche come l’alluminio, in termini di energia e materiali riciclati?
Rispetto ai processi di iniezione termoplastica, la termocompressione frutta un chiaro risparmio energetico. Richiede, infatti, solo un rammollimento del materiale, anziché la sua fusione. Inoltre, le lastre offrono maggiore potenzialità di alleggerimento, perché le fibre di rinforzo non vengono necessariamente spezzettate come nell’iniezione. In confronto allo stampaggio di lastre metalliche, come l’alluminio, si risparmia energia anche per le minori pressioni necessarie alla produzione e abbiamo maggiori possibilità di utilizzare materiale da riciclo. L’obiettivo è realizzare lastre in composito termoplastico con quote di materia prima riciclata superiori al 50%, mentre le lamiere di alluminio non permettono, oggi, di impiegare quote di materia prima seconda superiori al 30%.
Le sfide aperte
Nonostante i vantaggi, quali sono le principali criticità, e le sfide che il progetto Tecnoproteo deve affrontare?
Le sfide aperte sono di varia natura. Una è il controllo dei cicli di riscaldamento e raffreddamento, poi c’è l’uniformità della temperatura durante la lavorazione della lastra, oltre alla selezione di forme adeguate. Per finire, sono necessari l’adattamento dei macchinari esistenti e la creazione di attrezzature produttive più specifiche: due interventi che possono rappresentare un investimento significativo per i partner industriali. Ci stiamo lavorando.
Il gruppo di lavoro di Tecnoproteo
I vantaggi attesi
Quali sono i benefici chiave attesi dall’implementazione tecnologica sviluppata da Tecnoproteo?
Superate le sfide, i benefici sono molti. E indiscutibili. Una significativa riduzione di peso del componente a parità di funzione, per esempio, migliorando l’efficienza del carburante nei veicoli a combustione interna e aumentando l’autonomia di quelli elettrici. C’é anche una grande flessibilità di progettazione, con la possibilità di realizzare lastre con diverse tipologie di fibre e spessori, termoformabili in varie forme complesse. Il processo, se automatizzato, dovrebbe risultare più economico, versatile ed efficiente dello stampaggio a iniezione. Infine, i compositi termoplastici sono riciclabili: contribuiscono agli obiettivi di sostenibilità e offrono un’elevata resistenza agli impatti, migliorando la sicurezza dei veicoli.
Quali ricadute specifiche sono previste per i partner del progetto e per il territorio piemontese?
Per quanto riguarda Eurodies, lo sviluppo di nuovo know-how nello stampaggio di componenti termoplastici rinforzati aprirebbe le porte a nuovi ambiti del mercato veicoli e potenzialmente anche ad altri settori, come l’aerospazio e l’edilizia. 2Gamma espanderebbe il proprio mercato con laminati in materiale composito termoplastico a basso impatto ambientale. F.T. Famat incrementerebbe le sue competenze in trattamenti superficiali e soluzioni di automazione con sensoristica, capitalizzabili in vari settori.
Il CRF, come rappresentante di Stellantis, validerebbe i benefici delle soluzioni, guidando la R&S per integrare nuovi prodotti sui veicoli, con un focus anche sul riuso e riciclo a fine vita. Environment Park arricchirebbe le sue conoscenze in LCA, ecodesign e supporto alle filiere a basso impatto ambientale.
Infine, il Politecnico di Torino rafforzerebbe il ruolo di supporto all’innovazione industriale per la crescita del sistema produttivo regionale. Anche i benefici per le successive fasi di industrializzazione sarebbero importanti, sia in termini di riduzione di CO2 sia di riconversione delle infrastrutture impiantistiche, riorganizzazione e riqualificazione delle persone, sviluppando nuove opportunità di investimento ad alta tecnologia in Piemonte.
Una curiosità: perché il nome Tecnoproteo, che cosa significa?
Tecnoproteo è sintesi di una descrizione articolata: Validazione Tecnologica ed EConomica delle inNOvazioni di PROcesso finalizzate allo sviluppo di prototipi di lastre TErmoplastiche sOstenibili, con fibra e polimero da riciclo, per la realizzazione di componenti per il settore dei trasporti.
Nella mitologia greca Proteo era una divinità capace di prevedere il futuro e di mutare forma. Guardare avanti e trasformare la materia sono principi che ispirano l’intera ricerca. In più, il proteo è un piccolo anfibio sopravvissuto ad ambienti ostili per questo, nel logo del progetto, è interpretato come uroboro, simbolo alchemico della rigenerazione eterna.
Per chiudere il cerchio
Quanto è coinvolgente questo progetto, per un ingegnere con la tua formazione e la tua esperienza?
Questo progetto è davvero appassionante. Per un ingegnere gestionale attratto dall’innovazione, prendere parte allo studio di una riconversione infrastrutturale è un’opportunità unica. In Eurodies, con i nostri partner, stiamo mettendo le basi per futuri investimenti ad alta tecnologia partendo dai materiali, qualcosa di molto concreto a favore della sostenibilità dei veicoli e dei processi. La transizione green porta con sé benefici e ostacoli di grande portata. Affrontarli con esperti in diversi ambiti è uno scambio di conoscenze straordinario.
Scopri di più sul progetto sul sito Tecnoproteo