Ricercatori svizzeri sviluppano un materiale che potrebbe rendere riciclabili gli aerei

I componenti di aerei e treni realizzati con materiali compositi potrebbero non finire più in discarica o negli inceneritori. Ricercatori svizzeri hanno sviluppato un materiale multistrato che combina le proprietà richieste dai produttori di mezzi di trasporto con un processo per recuperare i suoi componenti al termine della vita utile di un elemento.

Il Laboratorio federale di prova dei materiali e di ricerca, noto come EMPA, ha annunciato lo sviluppo il 1° settembre 2026. Il lavoro affronta un problema persistente nella produzione di mezzi di trasporto. Le strutture composite sono leggere, resistenti e ignifughe, ma una volta che i loro componenti sono legati tra loro è difficile separarli.

La questione è importante nell’aviazione, dove ridurre il peso contribuisce a limitare il consumo energetico, e nel trasporto ferroviario, dove i pannelli e le strutture interne devono resistere a condizioni operative impegnative. I componenti compositi convenzionali si basano spesso su resine epossidiche che, una volta indurite, non possono essere fuse o dissolte. Per smaltirli, di norma, non resta che portarli in discarica o incenerirli.

Il materiale sviluppato dall’EMPA incorpora nella resina una molecola contenente fosforo. L’additivo conferisce resistenza alla fiamma e permette alla resina indurita, in condizioni controllate, di tornare a uno stato ammorbidito e modellabile. Secondo i ricercatori, il materiale soddisfa gli attuali requisiti di sicurezza antincendio e mantiene proprietà meccaniche quasi equivalenti a quelle di una resina epossidica convenzionale.

Tre strati progettati ad hoc conferiscono al materiale una struttura adatta ai trasporti. Al centro si trova un nido d’ape in aramide resistente al calore, una struttura leggera che sostiene gli strati esterni. Strati di fibre di vetro o di carbonio rinforzano il materiale, mentre la resina epossidica lega l’insieme formando un composito rigido.

La novità sta nella chimica della resina. I ricercatori hanno aggiunto una molecola contenente fosforo che modifica il comportamento della resina epossidica dopo l’indurimento. In determinate condizioni, con l’impiego di calore e solvente, la resina può essere nuovamente ammorbidita. Ciò permette di separare gli strati e rimodellare il materiale, una possibilità generalmente assente nelle resine epossidiche indurite convenzionali.

Il processo mira a recuperare i principali componenti del materiale composito, anziché smaltire il pannello finito come un blocco unico. L’EMPA afferma che, dopo il processo di separazione, è possibile recuperare il nido d’ape in aramide e le fibre di vetro o di carbonio. Il recupero potrebbe offrire ai produttori più possibilità per riparare, rigenerare o sostituire i componenti.

I risultati pubblicati affrontano inoltre un ostacolo importante all’impiego nei trasporti. Il nuovo materiale soddisfa gli attuali requisiti di sicurezza antincendio e le sue prestazioni meccaniche sono descritte come quasi equivalenti a quelle di una resina epossidica convenzionale. La fonte non fornisce dati quantificati sul tasso di recupero, sul bilancio energetico o sulle emissioni lungo il ciclo di vita.

Il recupero delle fibre e del nucleo a nido d’ape potrebbe ridurre l’onere dello smaltimento dei componenti compositi. I produttori di aerei e treni utilizzano questi materiali perché consentono di soddisfare contemporaneamente diversi requisiti prestazionali. Il loro trattamento a fine vita è rimasto difficile, poiché nei sistemi convenzionali la resina lega gli strati in modo permanente.

Un materiale composito riciclabile potrebbe ampliare le possibilità di gestione dei componenti giunti al termine della loro vita utile. Le fibre di vetro o di carbonio e la struttura in aramide recuperate potrebbero essere reintrodotte nei cicli produttivi, mentre la possibilità di ammorbidire e rimodellare la resina potrebbe favorire il riutilizzo del materiale finito. L’obiettivo dichiarato del progetto è riciclare integralmente i componenti del materiale composito.

Il beneficio ambientale resta una prospettiva, non un risultato misurato nelle informazioni diffuse dall’EMPA. La fonte non indica dati sui quantitativi di rifiuti sottratti alla discarica, sulla riduzione dell’incenerimento, sul consumo energetico o sulle emissioni di gas serra. Questi dati saranno importanti quando i produttori confronteranno il nuovo processo con la produzione di fibre, resina e strutture a nido d’ape vergini.

L’approccio è rilevante anche al di fuori dell’aviazione. L’EMPA sta esaminando possibili applicazioni della plastica nei settori dell’energia e delle costruzioni, dove si utilizzano componenti compositi leggeri, ignifughi e durevoli. L’eventuale beneficio climatico più ampio dipenderà dai sistemi di raccolta, dal recupero dei solventi e dall’energia necessaria per trattare il materiale.

La produzione su larga scala determinerà se il materiale sviluppato in laboratorio potrà arrivare su aerei e treni. L’EMPA indica come prossima fase del progetto l’ampliamento della produzione e del riciclaggio. Occorrerà dimostrare che il materiale può essere fabbricato in modo uniforme e recuperato efficacemente anche al di fuori dei campioni di laboratorio.

I produttori di mezzi di trasporto avranno inoltre bisogno di prove riferite all’intero ciclo di vita di un componente. I risultati pubblicati dimostrano che il composito soddisfa gli attuali requisiti di sicurezza antincendio e possiede proprietà meccaniche vicine a quelle della resina epossidica convenzionale. Per un’adozione commerciale, il gruppo di ricerca e i partner industriali dovranno tradurre questi risultati in processi di produzione e recupero ripetibili e adatti a componenti reali.

Elantas, partner industriale del progetto, collabora con l’EMPA, con il sostegno finanziario di Innosuisse. Questa collaborazione collega direttamente il lavoro allo sviluppo industriale, mentre i ricercatori continuano a studiare applicazioni in altri settori.

Non è stato indicato un calendario per l’introduzione commerciale. Il percorso passa quindi dall’ampliamento della produzione, dalla convalida dei processi e da test specifici per ogni applicazione. Se queste tappe avranno successo, la Svizzera potrebbe contribuire con una soluzione nel campo dei materiali a un problema comune agli operatori aerei e ferroviari di tutto il mondo: come mantenere i vantaggi prestazionali dei compositi avanzati creando al contempo una soluzione praticabile per il loro fine vita.