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| BMW i3 |
Cosa hanno in comune una supercar
come la nuovissima Lamborghini Huracan ed una city-car elettrica come la BMW
i3? Semplice: un ampio uso della fibra di carbonio. Nel telaio della
granturismo di S.Agata Bolognese ed in 150 componenti dell’abitacolo della
vettura di Monaco di Baviera. Ovviamente
queste non sono le uniche automobili a fare più o meno ampio uso di CFRP (Carbon-Fiber-Reinforced Polymer) ovvero
di plastica rinforzata con fibra di carbonio, un materiale che pesa il 50%
dell’acciaio ed il 30% dell’alluminio. Il vantaggio è evidente: stessa
sicurezza, maggiore leggerezza, migliori prestazioni, minori consumi ed
emissioni di CO2.
L’elemento chiave del CFRP è la
singola fibra di carbonio, costituita dall’unione di migliaia di fili di forma
cilindrica del diametro di 5-8 micron di carbonio puro, circa 10 volte più
sottili di un capello. La fibra è cotta in un forno alla temperatura di 1.500°C
fino a carbonizzare e quindi tessuta in strati orientati in modo differente in
base alla direzione di massima resistenza che si vuole ottenere e poi
sovrapposti.
Dal punto vista strutturale, il
CFRP così ricavato ha un elevato modulo di resistenza, ma non ha la stessa
elasticità di acciaio e di alluminio. Resiste agli urti, ma non li assorbe. Le
strutture in carbonio si comportano quindi come elementi indeformabili. Non si
modificano, non si piegano, ma, se si supera una certa soglia (peraltro molto
elevata), si rompono con la stessa fragilità di un bicchiere di cristallo. Per
questo i compiti di assorbimento d’urto in un crash test sono spesso affidati
anche ad altri elementi, solitamente in acciaio, alluminio od una combinazione
dei due. Ci sono poi problemi di riciclabilità e poi ci sono i costi. Il prezzo
della fibra di carbonio è di 42 Euro al kg ovvero 6 volte quello dell’acciaio e
5 volte quello dell’alluminio. Non a caso viene utilizzata solo su modelli di
classe superiore e solo per alcune componenti (cofani, porte, tetto, sedili…).
Resta comunque il fatto che l'impiego
della fibra di carbonio nella produzione automobilistica si sta sempre più
diffondendo anche per le auto di serie. BMW ha annunciato che tra uno o due anni potrà
fornire ruote interamente in
fibra di carbonio rinforzate con plastica (CFRP). Sulla carta, i vantaggi sono innegabili: le nuove ruote peseranno il
35% in meno di quelle in lega ed il 25% rispetto ad altri tipi di ruote in
commercio che impiegano ancora il metallo per le razze. La tecnologia della
fibra di carbonio è già attualmente presente per componenti strutturali (tetto)
di altri modelli BMW, come le nuovissime i3 e i8 e le
sportive M3, M4 e M6. Anche
l'albero di trasmissione delle
M3 ed M4 è in CFRP, consentendo un alleggerimento del 40% rispetto al
precedente, e con riduzione delle masse rotanti.
Prossimamente, altri modelli
adotteranno componenti in CFRP riciclato per telaio,
strumentazioni o ruote di scorta. Nel caso delle ruote interamente in fibra di
carbonio però la tecnologia deve tener conto anche delle sollecitazioni continue ed irregolari
cui è sottoposta ogni ruota per ottenere il giusto rapporto tra leggerezza e
robustezza ed elasticità strutturale. All'inizio sarà probabilmente un accessorio
destinato a modelli di nicchia, ma ci sono tutte le premesse per una futura
diffusione anche su auto meno esclusive.
