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Articoli - Archivio

16/12/2015
PNEUMATICI SEMPRE PIÙ VEGETALI. DALLA SILICE AL DENTE DI LEONE

Mescole ecocompatibili

 

Dente di leone, mais, riso e perfino bucce di arancia potrebbero diventare presto componenti fondamentali per la realizzazione dei futuri pneumatici

Paolo Ferrini

Saranno ancora di gomma i pneumatici del futuro? A questo punto cominciamo a dubitarne davvero fortemente. Poco alla volta quella che fino a qualche tempo fa era tradizionalmente la loro componente principale potrebbe essere destinata a lasciare, almeno in parte, spazio a materiali a basso impatto ambientale, probabilmente di origine vegetale e quindi ricavati da fonti rinnovabili ed ecosostenibili.

A rafforzare questa sensazione è la notizia che Continental ha messo in produzione WinterContact TS 850 P, un nuovo pneumatico invernale il cui battistrada è realizzato interamente con una speciale gomma ricavata dalle radici del Dente di leone (Taraxacum) o Soffione, il fiore, per intenderci, che da bambini raccoglievamo per soffiarci sopra ed esprimere un desiderio. Alcuni ricorderanno anche la sensazione appiccicosa sulle dita provocata dalla linfa contenuta nello stelo. Ebbene, proprio da quel liquido lattiginoso è possibile ricavare la gomma che serve per realizzare parte dei pneumatici.

E siccome anche Bridgestone, Goodyear, Michelin, Pirelli, Sumitomo, Yokohama e Apollo Vredestein hanno intrapreso a loro volta la strada dell’uso di materiali di origine vegetale, si è ripreso a parlare con una certa insistenza di pneumatici “verdi”. Un aggettivo, un po’ abusato a dire il vero, come peraltro accade troppo spesso da qualche tempo a questa parte per cavalcare la reale o presunta ecocompatibilità di questo o quel prodotto. Pneumatici compresi.

 

Pneumatici verdi, eco, green

Di pneumatici “verdi” si cominciò a parlare all’inizio degli Anni ’90 quando Continental e Michelin presentarono i loro primi pneumatici autovettura a basso impatto ambientale, realizzati con nuove mescole in grado di ridurre la resistenza al rotolamento senza scendere a compromessi in fatto di prestazioni e di durata. La minore energia assorbita dal rotolamento permetteva di ridurre i consumi di carburante e di conseguenza le emissioni inquinanti. Continental Eco arrivò forse un attimo troppo presto sul mercato, ma Michelin Energy è ricordato ancora oggi per essere stato il primo ad integrare silice nella mescola del battistrada.

Sia come sia, per alcuni pneumatici, nasceva la qualifica “verde”. Una qualifica che negli anni a seguire sarebbe stata fatta propria, più o meno a ragione, da prodotti di quasi tutti i fabbricanti. La strada però era stata aperta e un po’ alla volta ogni marca di pneumatici ebbe la sua linea “eco” o “green” che dir si voglia con la quale annunciava importanti passi avanti in fatto di scorrevolezza e quindi di consumi e di impatto ambientale.

 

Arrivano i biopneumatici

Una svolta importante si ebbe nel 2000 quando Goodyear affrontò il problema in modo radicale e con la collaborazione dell’italiana Novamont sostituì parte del nerofumo e della silice contenuti nella mescola del pneumatico con un polimero biologico derivato dall’amido di mais. Nasceva così il biopneumatico, un prodotto realizzato, sia pure parzialmente, utilizzando una fonte rinnovabile e che l’anno seguente si concretizzò nella commercializzazione del pneumatico Goodyear GT3.

Su una strada analoga si incamminò qualche tempo dopo Yokohama che al Salone di Ginevra 2010 presentò un pneumatico con un’innovativa mescola composta da succo estratto dalla buccia degli agrumi. Il progetto si sarebbe tradotto l’anno seguente nel BlueEarth, un inedito pneumatico la cui mescola Nano Blend Compound, costituita per oltre l’80% da materiali rinnovabili come l’olio estratto dalla buccia di agrumi e la gomma naturale, contribuisce a contenere i consumi di carburante, mantenendo un’elevata aderenza al fondo stradale. Un risultato dovuto anche al particolare disegno della spalla, al peso ridotto del pneumatico e a una diminuzione del 3,6% della sua resistenza al rotolamento.

Sempre in occasione del Salone di Ginevra 2010 Goodyear presentò invece un pneumatico di nuova concezione con tecnologia BioIsoprene che costituiva un’importante alternativa ai materiali di origine petrolchimica utilizzati nella produzione di gomma sintetica con biomasse rinnovabili. Due anni dopo, al Salone dell’Automobile di Parigi, fu invece Bridgestone a presentare il prototipo di un pneumatico realizzato interamente utilizzando materiali sostenibili.

 

Tarassaco russo e Guayule

Oggigiorno Bridgestone, Continental e Sumitomo sono invece i maggiori sostenitori del Tarassaco russo o Dente di leone di cui parlavamo in apertura. Secondo una ricerca, frutto di una collaborazione tra Bridgestone e diversi operatori di settore all’interno del programma PENRA (Program for Excellence in Natural Rubber Alternatives) dell’Università dello Stato dell’Ohio, grazie alle sue caratteristiche, quasi identiche a quelle dell’albero della gomma (Hevea brasiliensis), il Tarassaco russo potrebbe essere una risorsa rinnovabile e commercialmente percorribile per produrre pneumatici ecosostenibili di alta qualità. Anche perché a differenza dell’albero della gomma Hevea, il dente di leone può essere coltivato nelle regioni temperate di tutto il mondo

Allo studio sul Dente di leone se ne affianca uno della stessa Bridgestone sulla produzione di gomma naturale ricavata dal Guayule, un arbusto perenne presente nelle zone sud-occidentali degli Stati Uniti e nelle zone settentrionali del Messico. L’impiego di tali piante permetterebbe di diversificare le fonti di gomma naturale per l’intera industria di settore favorendo la totale eliminazione della gomma sintetica. Anche Pirelli vede nel Guayule un potenziale e a tale proposito nel 2013 ha annunciato una collaborazione con Versalis, filiale chimica del gruppo ENI.

 

Cenere di lolla di riso

E non è finita qui. Lo scorso giugno Goodyear ha raggiunto un accordo con la cinese Yihai Food and Oil per l’approvvigionamento di silice derivata dalla cenere di lolla di riso che nel corso di due di prove presso il suo centro ricerche Akron ha evidenziato un impatto sulle prestazioni dei pneumatici è paragonabile a quello delle fonti tradizionali. «La sostenibilità è uno dei pilastri dell’innovazione della nostra azienda» dichiara Richard J. Kramer, presidente e CEO di Goodyear. «Questa nuova silice presenta numerosi vantaggi ambientali: riduce la quantità di scarti da smaltire in discarica, richiede una minore quantità di energia per la sua produzione e contribuisce a rendere i pneumatici più efficienti dal punto di vista dei consumi».

Secondo la FAO, l’Organizzazione delle Nazioni Unite per l’alimentazione e l’agricoltura, ogni anno in tutto il mondo si raccolgono più di 700 milioni di tonnellate di riso e lo smaltimento della lolla di riso rappresenta una grande sfida ambientale. Di conseguenza, spesso la lolla viene bruciata per generare elettricità e ridurre la quantità di residui inviati in discarica. La cenere della lolla di riso viene trasformata in silice da anni, ma solo i processi più recenti hanno permesso di creare una silice con una qualità sufficientemente alta da essere impiegata nei pneumatici. 

 

C’è una “aranciata” nel pneumatico

Il succo estratto dalla buccia degli agrumi ha una struttura molecolare simile alla gomma e può essere quindi mescolato facilmente alla gomma naturale. La mescola Super Nano-Power arricchita da un olio ricavato dagli agrumi ha permesso a Yokohama di ottenere elevate prestazioni su fronti apparentemente inconciliabili come la resistenza al rotolamento e l’aderenza del pneumatico, con importanti vantaggi in termini di impatto ambientale.

Se si spreme la buccia di un’arancia sulla gomma, ad esempio, di un palloncino, il succo che ne esce ammorbidisce l’area interessata fino a provocarne lo scoppio. Inserendo olio di agrumi tra i polimeri che compongono un pneumatico, lo si rende più flessibile. Usando l’olio proveniente dalla buccia di un’arancia è quindi possibile creare una particolarmente mescola con un’alta percentuale di gomma naturale senza rinunciare all’aderenza.

La gomma naturale offre meno resistenza al rotolamento rispetto a quella sintetica, ma garantisce una minore aderenza. L’aggiunta di olio di arancia aumenta la morbidezza della mescola più soft permettendole di adattarsi alle micro-asperità della superficie stradale producendo un’ottima aderenza. La tecnologia descritta finora basata sull’uso del succo di agrumi si chiama Orange Oil (brevetto Yokohama) ed è utilizzata anche sui pneumatici per fuoristrada della famiglia Geolandar.

 

Amido di mais al posto di nerofumo e silice

Sacchetti della spesa che si riciclano completamente attraverso il compostaggio, posate usa-e-getta che si trasformano in fertilizzante, pannolini per bambini più solubili che respirano come la pelle, ma anche pneumatici a bassissimo impatto ambientale. La bioplastica del futuro, derivata da risorse naturali rinnovabili, come ad esempio il mais, è una realtà.

Nel 2000 Goodyear ha sostituito parte del nerofumo e della silice con un materiale ricavato dall’amido di mais che, pur avendo le caratteristiche d’uso della plastica, presenta prestazioni ambientali assolutamente innovative: nelle applicazioni usa e getta (sacchi, stoviglie mono-uso, vaschette) è completamente biodegradabile nel tempo massimo di un ciclo di compostaggio, in altre come per l’appunto i pneumatici favorisce il processo di rotolamento e contribuisce in modo determinante alla riduzione delle emissioni nocive per l’ambiente. Questa bioplastica fa risparmiare energia, contribuisce a ridurre l’effetto serra e si trasforma in fertile humus perché compostabile. Utilizzata come filler nella mescola dei pneumatici, permette di ridurre in maniera considerevole le emissioni di anidride carbonica (CO2).

I pneumatici con filler biopolimerici si comportano in modo diverso rispetto a quelli convenzionali in quanto offrono migliori prestazioni sul bagnato e minore resistenza al rotolamento. Alle alte frequenze (data una temperatura inferiore a 0°C) si ha un’aderenza maggiore, mentre alle basse frequenze (a oltre 0°C) si ha una minore resistenza al rotolamento, il che si traduce in un miglior comportamento generale dal punto di vista della dissipazione di energia. Un altro importante vantaggio offerto dall’utilizzo di un materiale rinnovabile come l’amido di mais nella composizione della mescola del pneumatico è rappresentato, come detto, dalla riduzione delle emissioni di anidride carbonica (CO2).

 

Bridgestone punta sul Guayule

All’inizio di ottobre 2015 Bridgestone ha annunciato di aver prodotto con successo pneumatici vettura con il 100% della gomma naturale presente derivante dal Guayule. A questo punto Bridgestone ha fissato i suoi obiettivi in tema di biopneumatici in modo molto preciso: entro il 2020 implementerà nel processo produttivo alcuni materiali sostenibili e fra 35 anni realizzerà un prototipo sostenibile al 100%.

Barbara Secchi, responsabile della ricerca sui materiali rinnovabili presso il Technical Center Europe di Castel Romano afferma che l’azienda sta valutando materiali diversi in sostituzione della gomma tra cui il Guayule, il tarassaco cosacco (Dandelion) e il bioisoprene con l’obiettivo di produrre una gomma sintetica con proprietà vicine alla gomma naturale. «Ci sono moltissime piante che producono gomma, ma per farne un uso industriale è necessario che la gomma sia facilmente estraibile e che sia disponibile nella giusta quantità. Il Guayule è un cespuglio che cresce in zone aride, come l’Arizona. Noi pensiamo che abbia maggiori potenzialità rispetto al Dandelion, in quanto più sostenibile da un punto di vista economico. Mentre infatti per ricavare la gomma dal Dandelion è necessario estrarre tutta la pianta (la gomma è contenuta nella radice), il Guayule contiene la gomma sia nell’arbusto che nella radice. C’è poi una terza via, che prendiamo in considerazione, che è il poly-bioisoprene, migliorato per via sintetica. Stiamo infatti collaborando con un’azienda giapponese per produrre il bio-isoprene, la sostanza cioè di partenza, da zuccheri ricavati da piante. Tuttavia questo materiale presenta dei problemi di performance, per cui stiamo contemporaneamente lavorando anche sul prodotto finito».

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