Pneumatici dalle piante: a che punto siamo?

Al pari dell'industria automobilistica, ormai chiaramente orientata verso le tematiche della mobilità sostenibile e impegnata nella ricerca di soluzioni che sleghino il settore dalla dipendenza dagli idrocarburi, anche l'industria degli pneumatici sta lavorando e sperimentando su materiali provenienti da fonti rinnovabili con l'obiettivo di ridurre la componente di materie prime di origine fossile per la produzione di uno pneumatico. Sempre più spesso si sente parlare, infatti, di gomme prodotte con materie prime ottenute da fonti naturali o ricavati da piante e in tal senso abbiamo avuto modo di approfondire l'argomento  con Thomas Hanel, Responsabile Sviluppo dei Materiali Pirelli che ci ha aiutato a fare il punto sullo stato dell'arte nella ricerca degli pneumatici green.

GOMME SEMPRE PIU' EFFICIENTI Le normative antinquinamento internazionali sempre più calzanti e restrittive e il progressivo avvento delle auto a trazione elettrica inevitabilmente, e in maniera più o meno indiretta, influenzano l'industria degli pneumatici. I produttori di gomme devono infatti assecondare e soddisfare le esigenze delle Case costruttrici automobilistiche, esigenze che mutano con il mutare dei mercati. Abbiamo sfruttato l'opportunità di un filo diretto con Pirelli per comprendere lo stato e l'orientamento della ricerca, scoprire quali sono i nuovi materiali usati per produrre pneumatici e quali caratteristiche vantano. L'occasione ci ha permesso anche di capire verso quali materiali di derivazione vegetale la ricerca e la sperimentazione si stanno focalizzando e quali sono i tempi per una introduzione su larga scala, dopo i primi test in pista superati dalle gomme Pirelli ottenute da piante di Guayule. Ecco le risposte dell'ing. Thomas Hanel, Responsabile Sviluppo dei Materiali Pirelli.

Qual è lo stato della ricerca per la produzione di pneumatici, ha raggiunto il culmine o c'è ancora tanto da scoprire e innovare?

Gli pneumatici sono in continua evoluzione e negli anni a venire giocheranno un ruolo sempre più strategico nell'efficienza di un veicolo. La ricerca negli ultimi anni ha soddisfatto l'esigenza delle Case costruttrici di ridurre i consumi di carburante e le emissioni inquinanti, ma l'esigenza sta rapidamente cambiando e la ricerca dovrà orientarsi verso la performance di efficienza energetica, pensando quindi ai veicoli elettrici e alla loro autonomia.

Quale orientamento seguirà la ricerca per assecondare le esigenze dell'industria automobilistica e soprattutto cosa ci riserva l'era del post-silice?

Pirelli con Corimav e Joint Labs è al lavoro su materiali che in pratica non esistono ancora. CORIMAV è un consorzio formato da Pirelli e dall'Università di Milano Bicocca per la formazione e la ricerca sui materiali avanzati; Joint Labs è un accordo tra Pirelli e Politecnico di Milano  finalizzato alla ricerca e alla formazione nel settore del pneumatico. Grazie ai progetti con le Università, Pirelli è a contatto e fa parte della Comunità Scientifica, questo significa che ha accesso a strumenti scientifici e conoscenze per potere sperimentare e combinare qualsiasi materiale, lavorando a livello di trasformazioni chimiche. L'esempio più calzante è quello di una nuova tipologia di silice, la quale differisce dalla silice standard per forma e struttura; grazie alla ricerca nell'ambito del Corimav e dei Joint Labs è stato possibile sviluppare, a partire da minerali naturali,una “silice allungata” che  vanta caratteristiche uniche, come ad esempio l'anisotropia, che assicura un'elevata rigidezza in una direzione specifica senza inficiare o alterare le altre proprietà meccaniche del materiale (Scopri qui cosa è il Corimav e di cosa si occupa, ndr).

Quali sono i principali vantaggi di una gomma prodotta con la silice allungata?

Grazie all'impiego di questa tipologia di materiale è possibile costruire pneumatici con una ridotta resistenza al rotolamento, quindi con benefici all'efficienza del veicolo nel quale sono montati, inoltre è possibile realizzare gomme dalla struttura più leggera, con spessori e peso ridotti, ma dall'elevata rigidità; si tratta di caratteristiche la cui combinazione contribuisce in maniera sensibile a una ulteriore riduzione della resistenza al rotolamento (Approfondisci qui il tema della Silice Allungata). Quantificare di quanto la resistenza al rotolamento sia ridotta, a parità di dimensioni, rispetto a uno pneumatico tradizionale è ancora prematuro, ma i risultati della sperimentazione sono notevoli e incoraggianti.

Gomme da materie prime vegetali, possiamo fare il punto della situazione?

Le fonti naturali e le fonti rinnovabili sono argomenti sui quali la ricerca si sta concentrando; dal mondo vegetale è possibile attingere a componenti dalle caratteristiche molto interessanti sulle quali sperimentare soluzioni e materiali per l'industria dei pneumatici. Esempi ne sono la gomma naturale (Lattice) o la Lignina, quest'ultima si trova praticamente in qualsiasi pianta, quindi “infinitamente” disponibile seppur con caratteristiche diverse, e agisce come una “crema” antiaging proteggendo dall'invecchiamento la pianta e rendendola più robusta e resistente, ad esempio nei confronti degli agenti atmosferici. Ovviamente le risorse vegetali così come si trovano in natura non possono essere immediatamente utilizzate come materie prime in un processo industriale produttivo, così come non è semplice identificare quelle con le caratteristiche idonee allo sviluppo di pneumatici. Riprendendo in esame la Lignina, possiamo dire che si tratta di una “classe” di materiali, ogni pianta ne produce la propria con specifiche e caratteristiche diverse a seconda anche del processo di separazione dalla biomassa.

Pirelli ha già sperimentato le gomme derivate dalle piante.Quanto manca per farle arrivare ai mercati OEM e Consumer?

Pirelli ha prodotto e produce pneumatici con materie prime derivanti da fonte rinnovabile quali ad esempio le resine terpeniche, recuperate da biomassa di scarto, che aiutano a migliorare l'aderenza su strada del pneumatico, oppurela silice ottenuta dalla lolla di riso(la parte non edibile e normalmente destinata alla combustione), garantendo al contempo il costante miglioramento delle prestazioni e la sostenibilità ambientale dei processi e dei prodotti. Sui nuovi materiali, nella loro selezione e nell'identificazione dei processi che li trasformano in materie prime pronte da impiegare nella produzione di pneumatici, giocano un ruolo di fondamentale importanza il Corimav, i Joint Labs e in generalele partnership con le università e fornitori strategici. Le prime indicazioni, raccolte durante la sperimentazione,e relative ad una parziale sostituzione delle componenti di derivazione fossile con materiali provenienti da fonti rinnovabili,sono promettenti. Bisogna adesso sviluppare metodi industriali per la trasformazione delle materie prime, passando da quella che è attualmente una ricerca di laboratorio a un processo standardizzato. In questa fase il contributo  delle partnership con Università e fornitori sarà fondamentale, sia per le competenze scientifiche nei processi di trasformazione chimica, sia per creare un protocollo efficace destinato ai fornitori delle materie prime, su come ad esempio estrarle e trattarle nelle prime fasi produttive. Il focus del Corimav e dei Joint Labs riguardo ai materiali innovativi è trovare soluzioni tecniche realmente applicabili per la trasformazione e la fruizione nei processi industriali.

Quali sono gli sviluppi con la gomma ricavata dalla pianta di Guayule?

Pirelli di concerto con Eni Versalis e con il Politecnico di Milano ha avviato uno studio sulla possibilità di utilizzare una materia prima per la produzione di pneumatici ricavati dall'arbusto del Guayule; la pianta ha il grande vantaggio di potere essere coltivata in zone desertiche, senza quindi pregiudicare la coltura di altre varietà, magari destinate all'industria alimentare. I test dei prototipi hanno avuto esiti promettenti, ma il grande limite dell'uso della Guayule al momento è rappresentato dalla scarsa disponibilità del prodotto. Attualmente Eni Versalis coltiva piccole quantità destinate alla sperimentazione, ma saranno necessari accordi con Governi, magari di Paesi emergenti, affinché la coltura della specie divenga intensiva e si raggiungano i quantitativi necessari per la produzione in grande serie di pneumatici. (Qui trovi maggiori informazioni del test Pirelli sulla gomma ricavata dal Guayule).