«I compositi? Nei prossimi cinque anni cresceranno ancora»

di NICOLA CATENARO

PortaleCompositi.it e CompositesPortal.com proseguono il viaggio ne “Il futuro dei compositi”. Ecco l'intervista a Livio Galassi, responsabile Sviluppo Compositi per i Prototipi da Competizione in Porsche Motorsport. Negli ultimi anni si è occupato principalmente del progetto 919 Hybrid, tre volte vincitore della 24 Ore di Le Mans. In passato, tra le altre cose, è stato Composite Manager in Peugeot Sport e ha lavorato come progettista e analista strutturale nel settore della fabbricazione di compositi. Si è laureato in Ingegneria Meccanica con lode all'Università di Bologna ed è specializzato nei motori a combustione interna.

Come vede il futuro dei compositi nel mercato mondiale? Ci sono prospettive di crescita e in che settori?

«Personalmente, basandomi sugli sviluppi che vedo in diversi settori industriali, credo in una espansione ulteriore dei compositi a matrice plastica nel prossimo quinquennio. Tale incremento può derivare sia dalla maggior richiesta di componenti già in produzione - per citare un esempio, il rinnovo della flotta annunciato da Lufthansa, che incrementerà il numero degli A350/787 a scapito degli A380 - sia dall’apertura a nuovi prodotti/settori. Ad ogni modo, al di là della mia opinione personale ma a conferma della stessa, dati provenienti da fonti autorevoli, ad esempio “Overview of the Global Composite Market” pubblicata dal JEC, prevedono una crescita del 5% annuo fino al 2021. In quale settore mi aspetto tale crescita? La risposta più semplice sarebbe Aerospace, Defense, Energie Rinnovabili (in particolare aerogeneratori), Sport & Leisure. Risposta semplice poichè tali settori hanno già manifestato una chiara strategia di sviluppo in tal senso per i loro prodotti attuali. Una espansione potrebbe venire dall’ingegneria civile. Non è un caso che citi per ultimo l’automotive, nonostante sia il settore in cui opero. La ragione risiede nel fatto che l’automotive è un mercato molto instabile, soggetto a leggi e strategie di diversi Paesi ed alle congiunture economiche locali e globali. Una espansione al di là del settore delle hypercar/supercar ci potrebbe essere, ma ci sono ancora una serie di ostacoli tecnico/economici da superare».

Quanto saranno importanti i materiali compositi nei prossimi progetti di sviluppo dell'auto elettrica delle case automobilistiche operanti sul mercato mondiale?

«Bisogna innanzitutto chiarire di quale classi di materiali compositi parliamo. Ad esempio, nel mercato automotive si fa già ampiamente uso di plastiche da iniezione rinforzate con fibra di vetro, si pensi ad esempio al PA66. Se però rivolgiamo la nostra attenzione verso compositi a fibra continua, che garantiscono il più alto livello di performance per strutture primarie del veicolo, ci sono ancora una serie di ostacoli da superare. Tralasciamo per il momento il discorso su megatrend, stabilità dei mercati e dei regolamenti ed analizziamo la tematica dal punto di vista tecnico e dei costi/benefici. Bisogna tener presente che l’automotive ha una sua unicità per il fatto di produrre volume rilevanti a cadenze elevate di prodotti ad alto/altissimo contenuto tecnologico ma a prezzi accessibili per privati cittadini. Si tratta di un business capital intensive che opera con margini minori rispetto a molti altri settori in un mercato altamente volatile. Il margine tra profitto e perdita è per molti costruttori estremamente sottile. Nessuno dei settori citati in precedenza ha queste caratteristiche. E proprio per tale ragione ciò che sembra ovvio in settori simili non lo è per l’automotive. Qui occorrono componenti complessi a basso costo ed elevate cadenze produttive. In questa frase sono riassunti in pratica gli ostacoli da superare. È infatti ancora difficile automatizzare la produzione di componenti complessi in materiale composito a fibra continua. Inoltre il prezzo della materia prima e dei semilavorati si colloca nettamente al di sopra delle leghe metalliche attualmente in uso. Un ulteriore ostacolo da non dimenticare in ottica di ingegneria sostenibile è il riciclaggio/riutilizzo a fine vita. Last but not least, le riparazioni necessarie a seguito di lievi incidenti, che richiederebbero una manodopera altamente qualificata, a meno di non sostituire i componenti danneggiati tout court».

I compositi in fibra di carbonio sono il prodotto chiave di molti progetti presenti e futuri del settore racing, a partire da Porsche. Vede un'alternativa ad essi?

«Per alcuni componenti strutturali non ci sono al momento alternative se il target è massimizzare un indice di performance tipo rigidezza e resistenza specifica, in rapporto al peso. Ci sono però applicazioni particolari dove l’additive manufacturing di plastiche rinforzate e leghe altoresistenziali può fornire una valida alternativa. Nei pannelli carrozzeria prevedo poi un aumento dell’utilizzo di fibre naturali quali il lino: Porsche Motorsport ad esempio utilizzerà per la GT4 ClubSport fibre naturali per porte ed ala posteriore. In parallelo, stiamo anche osservando lo sviluppo delle bio/green epoxy, praticamente dei blend di resine epossidiche classiche con strutture molecolari di origine vegetale».

Il problema dei costi rende ancora difficoltoso e purtroppo ristretto a nicchie di mercato l'utilizzo dei compositi. Si può invertire la tendenza secondo lei?

«Rispondere in maniera generale a tale questione è difficile. Se rimaniamo in ambito dei compositi a fibra continua, credo che il costo dei semilavorati difficilmente potrà essere concorrenziale con le leghe metalliche, principalmente a causa della complessità del processo produttivo. Inoltre ad oggi il processo di trasformazione di tali semilavorati è più complesso e costoso di quello dei materiali tradizionali. Soprattutto su questo secondo punto, però, uno sforzo congiunto nel progettare strutture più adatte all’applicazione di materiali compositi e nell’automazione dei processi produttivi porterebbe sicuramente ad un uso più ampio degli stessi. L’analisi non deve comunque arrestarsi al costo della materia prima e di produzione del componente. Per poter valutare realmente il vantaggio dell’applicazione di materiali compositi ad un prodotto, bisogna analizzarne l’intero ciclo di vita ovvero costi di manutenzione, gestione e smaltimento. Se prendiamo ad esempio il settore del trasporto, un incremento del costo dei combustibili potrebbe spostare il break even point tra costo del mezzo e costi di gestione al punto tale da rendere l’investimento nel composito economicamente vantaggioso, come accade attualmente nel trasporto aereo. In ambito automotive, poi, l’impianto normativo potrebbe spingere i costruttori a dover ridurre ulteriormente il peso dei veicoli, il che costituirebbe un ulteriore boost per l’introduzione del composito».

L'Europa che ruolo ha e quale ruolo potrebbe avere nella crescita del mercato globale dei compositi?

«Se non erro l’Europa rappresenta più di un terzo del mercato globale dei compositi in fibra di carbonio, sebbene solo una piccola percentuale della produzione mondiale di fibra vi sia localizzata. Si tratta comunque di un ruolo già oggi di prim’ordine, che potrebbe essere ulteriormente rafforzato con attività di ricerca e sviluppo da parte di organizzazioni pubbliche e private. Tecnicamente c’è ancora margine di miglioramento in ambito performance (termiche, elettriche e meccaniche) dei materiali, lavorabilità, impatto ambientale e riutilizzo/riciclaggio a fine vita».

Consiglierebbe ancora a un giovane ingegnere di specializzarsi in questo settore come ha fatto lei?

«Sebbene oggi discipline quali elettronica ed information technology appaiano come le più vicine alle dinamiche industriali e di sviluppo prodotto e le discipline quali la meccanica sembrino più scontate, non bisogna dimenticare un punto fondamentale. Se osserviamo i prodotti frutto dello sviluppo tecnologico che ci circondano, noteremo facilmente che una grossa percentuale degli stessi possiede una struttura. Per diverse ragioni tali strutture saranno soggette ad un miglioramento costante delle proprie performance negli anni a venire. Ed in tale processo i compositi giocheranno un ruolo chiave. Quindi la risposta è assolutamente sì».