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“Quando sali su un aereo per un volo, pensi mai di cosa è fatto?

“I materiali di queste macchine sono leggeri e resistenti, ma non sempre rispettosi dell’ambiente.

Proviamo a capire se si può cambiare”.

La maggior parte degli aerei moderni sono in gran parte realizzati in alluminio e fibra di carbonio o compositi in fibra di vetro che svolgono un ruolo sempre più importante. Non sembra esserci alcuna alternativa ovvia a questi materiali per le strutture primarie degli aerei, ma che dire delle cosiddette strutture secondarie o interni degli aerei che non devono essere così resistenti?

Jens Bachmann, coordinatore del progetto ECO-COMPASS, afferma: “Diamo un’occhiata ad alcuni dei materiali che stiamo cercando di sostituire con equivalenti di origine biologica. Possono essere i pannelli del soffitto, i pannelli laterali e i cestini sopraelevati. Oggi sono realizzati con questo tipo di materiale “sandwich” molto leggero con superficie in fibra di vetro, che speriamo di sostituire con fibre naturali di piante di lino”.

Le fibre naturali sono più leggere delle fibre di carbonio. Richiedono meno energia per essere prodotti, non dipendono da fonti non rinnovabili e sono più efficaci nell’attenuare il rumore.

Gli scienziati in un progetto di ricerca europeo-cinese stanno cercando di sfruttare questi vantaggi. Progettano compositi eco-efficienti a base di fibre di lino, fibre di carbonio riciclate e resine a base biologica. Le ricette vengono modificate per avvicinarsi alle caratteristiche richieste.

“La qualità più importante che vorremmo migliorare in questi materiali è l’infiammabilità”, aggiunge Bachmann. “Vogliamo anche modificare le caratteristiche meccaniche migliorando l’adesione tra le fibre e la resina e cerchiamo sempre di assicurarci che i nuovi materiali siano più leggeri di quelli che abbiamo ora”.

Presso il laboratorio INEGI di Porto, in Portogallo, vengono studiati a fondo campioni di materiali di origine biologica di nuova produzione per comprenderne il comportamento in condizioni di volo. Questo sistema di prova mostra il campo di deformazione di un campione sotto carico di trazione. Sulla base di questa conoscenza, i ricercatori possono simulare complesse condizioni di carico di vari elementi del piano in modelli computerizzati prima di provarli effettivamente sugli aerei.

“Dobbiamo conoscere i limiti di questo materiale prima di utilizzarlo nelle normali applicazioni, perché ovviamente dobbiamo andare sul sicuro”, afferma Carmen Sguazzo, ricercatrice in materiali compositi, presso INEGI.

L’infiammabilità è un’altra grande preoccupazione. La sicurezza dei passeggeri richiede che tutti i materiali interni siano resistenti alla fiamma. In questo esperimento, un nuovo composito di origine biologica resiste alla fiamma, mentre il sughero, un altro materiale a base biologica utilizzabile per i compositi, si accende. Le fibre naturali sono molto infiammabili, quindi i ricercatori sono alla ricerca di soluzioni.

Dice Jacques Cinquin, l’esperto senior di materiali compositi, presso Airbus: “La principale attività di ricerca che abbiamo svolto su questi materiali è la resistenza al fuoco: come modificarla e come migliorarla. Mettiamo una protezione superficiale e aggiungiamo additivi all’interno della resina in modo che non bruci: questo è il punto centrale del lavoro di ricerca in questo progetto”.

I partner cinesi del progetto stanno sviluppando alcuni compositi di origine biologica che vengono poi testati nei laboratori europei, in stretta collaborazione con i costruttori di aeromobili.

“Collaboriamo con Airbus, ad esempio, e anche con l’industria aeronautica cinese per dimostrare i nuovi materiali di origine biologica”, afferma Xiaosu Yi, coordinatore del progetto ECO-COMPASS, professore di ingegneria della scienza dei materiali, presso il centro di compositi AVIC.

“Questa è una buona combinazione: buona per l’ambiente, buona per le risorse e buona per l’applicazione nell’aviazione”.

Sostituire tutti i compositi piani con qualcosa di più eco-efficiente potrebbe essere un obiettivo per un futuro lontano. Ma modificarli per includere alcuni componenti naturali nel mix potrebbe produrre nuovi materiali competitivi che potrebbero decollare nei decenni a venire.

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