Ridurre il consumo di materie prime, abbattere l’impatto ambientale della produzione e portare l’alluminio riciclato nei componenti strutturali delle automobili. È una sfida industriale che dalla ricerca universitaria sta già passando alle prime sperimentazioni nelle aziende, anche grazie al lavoro di Elena Mingotti, 26enne originaria di Castrezzato, dottoranda in Ingegneria meccanica e industriale all’Università degli Studi di Brescia.
Un percorso il suo che ha ottenuto un riconoscimento internazionale: il terzo posto alla Young Researchers Competition, competizione promossa dalla World foundry organization – l’organizzazione globale di riferimento che riunisce le associazioni tecniche e scientifiche del settore della fonderia e della fusione dei metalli – nell’ambito del 76esimo congresso mondiale che si è svolto a fine ottobre a Istanbul.
Riciclo
Il punto di partenza è un problema insieme ambientale e produttivo: molti componenti strutturali delle automobili vengono realizzati con alluminio primario, cioè quello è puro estratto dalle miniere e per questo altamente impattante dal punto di vista ambientale. L’uso quindi del materiale proveniente da riciclo riduce drasticamente l'impatto ambientale, sebbene ponga una sfida tecnica. «Le leghe da riciclo contengono più impurità e possono risultare meno affidabili dal punto di vista delle prestazioni – spiega Mingotti –. Il nostro obiettivo è quindi capire come migliorarne le proprietà, fino a renderle adatte anche a componenti che devono garantire sicurezza e resistenza». Un tema quanto mai cruciale anche nel Bresciano, territorio di fonderie, imprese metallurgiche e del settore automotive.
Nel primo filone della ricerca, avviato con la tesi magistrale e sviluppato nel progetto Spoke 11-Most (poi ampliato in Naara), Mingotti ha quindi studiato un grande componente automobilistico destinato all’alloggiamento delle batterie, realizzato con una lega contenente il 75% di materiale riciclato. Dai campioni estratti ha valutato circa quaranta combinazioni di tempi e temperature dei trattamenti termici, individuandone cinque capaci di valorizzare le prestazioni del materiale.
«Non esiste un trattamento ideale per tutto: un componente che deve assorbire energia durante un urto richiede caratteristiche diverse da uno per cui conta soprattutto la resistenza» osserva la ricercatrice. Intervenendo sulla microstruttura della lega, i trattamenti possono infatti modificarne il comportamento meccanico e attenuare gli effetti delle impurità, per usare più riciclato senza sacrificare i requisiti richiesta dall’automotive.
100%
Il secondo filone, sviluppato nell’ambito del progetto Naara, alza ulteriormente l’asticella della sostenibilità: le leghe studiate sono ottenute da alluminio riciclato al 100%, senza ricorrere a metallo puro come materia prima. La ricerca interviene direttamente sulla composizione della lega durante la fusione, attraverso l’aggiunta di piccole quantità di elementi specifici per contrastare gli effetti delle impurità e migliorarne le prestazioni. Il progetto coinvolge anche partner industriali, tra cui Stellantis, Endurance e Font: «Alcune aziende stanno già provando a produrre componenti con questi materiali – sottolinea Mingotti –: è il segnale che i risultati non restano confinati al laboratorio».
UniBs
Il premio quindi è un riconoscimento di questa doppia natura della ricerca, in chiave sostenibile ma anche industriale. È arrivato dopo una selezione internazionale della World foundry organization, tra video scientifici, valutazioni di esperti e presentazione finale. Dieci i ricercatori approdati alla fase conclusiva, tre i premiati. Per Mingotti, che sta iniziando il terzo anno di dottorato, il risultato è però anche collettivo: «Devo molto al gruppo di metallurgia Metal L@BS dell’Università di Brescia e alla mia supervisor, la professoressa Annalisa Pola, per il supporto e il contributo al mio percorso».
