Non solo il prezzo del gas naturale è in aumento. continuano a salire Gli esperti concordano sul fatto che un calo improvviso è improbabile.
Qual è la causa di questo picco? È semplice economia. Il petrolio è caro perché le persone sono disposte a pagarlo. Decenni fa, possedere un’auto era un lusso nei ricchi paesi occidentali. È cambiato. Attualmente, paesi come Cina e India stanno aggiungendo milioni di nuovi conducenti. Il numero delle auto è aumentato. Più domanda. I prezzi sono più alti
C’è un lato oscuro in questo. Il petrolio è limitato. Lo bruciamo più velocemente di quanto si formi. Crescono le pressioni per ridurre i consumi, ridurre la domanda ed espandere l’eccesso di offerta.
Uno dei modi più diretti per ridurre la nostra dipendenza dal petrolio è cambiare il modo in cui guidiamo. Rispondono le case automobilistiche. Hanno modificato il motore a gas standard. Hanno introdotto un ibrido. Stanno testando carburanti alternativi. Ma qual è la soluzione più efficace? Alleggerisci la macchina.
La fisica non mente. Meno massa significa meno energia per muovere il veicolo. Pensa a portare uno zaino. È vuoto e molto semplice. I mattoni sono ammucchiati ed è molto faticoso. Lo stesso vale per il motore. Più leggero è il peso del trasporto, migliore è l’efficienza del carburante.
Ma non puoi semplicemente togliere l’acciaio e sperare per il meglio. La sicurezza non può essere sacrificata. La durabilità non può essere compromessa. Se la tua auto viene danneggiata in un incidente, nessuna quantità di MPG aumentata sarà di aiuto.
È qui che entra in gioco la fibra di carbonio. Non è più solo una parola d’ordine per le supercar. Questo è il materiale che risolve il paradosso della sicurezza del peso.
Cos’è la fibra di carbonio?
La fibra di carbonio è un polimero costituito da filamenti di carbonio cristallino sottili ma resistenti. Questi filamenti vengono raggruppati e intrecciati per creare tessuto. Il tessuto viene poi incorporato in una matrice di resina. risultato? Materiale composito molto resistente e molto leggero.
È più duro in peso dell’acciaio. Più resistente dell’alluminio. E non arrugginirà.
Potrebbe questa sostanza essere la chiave per porre fine alla nostra dipendenza dal petrolio?
La fibra di carbonio non è magica. È un materiale composito costituito da microscopiche fibre di carbonio più sottili di un capello umano. I fili vengono attorcigliati in filo, intrecciati in tessuto e poi immersi nella resina. Immagina uno stampo per adulti. Metti la resina nello stampo e aggiungi l’indurente per polimerizzarla in una forma permanente.
Gli ingegneri lo adorano. È 5 volte più resistente dell’acciaio. È due volte più difficile. E il peso scende di circa due terzi.
La maggior parte delle auto utilizza l’acciaio. Sostituendolo con fibra di carbonio si riduce il peso del veicolo del 60%. È più di un semplice numero. Questo è un modo diretto per aumentare l’efficienza. Il consumo di carburante è diminuito del 30%. Le emissioni di gas serra vengono ridotte del 10-20%. Non è necessario cambiare il motore. Con la stessa attrezzatura otterrai più miglia per gallone.
Come la fibra di carbonio può risolvere la crisi petrolifera
Il calcolo è facile. Un’auto più leggera richiede meno energia per muoversi. Se i produttori costruiranno carrozzerie più leggere, potranno essere dotati di motori più piccoli e più potenti. Oppure potrebbe passare a un propulsore elettrico. L’autonomia della batteria viene estesa perché l’auto non ha più un peso morto significativo. Ecco come funziona. Riduci la massa, aumenta l’efficienza e opzioni di motore versatili. Questa sostanza è la via per risolvere la crisi petrolifera.
Ma se è così perfetto, perché non tutte le auto sono realizzate con esso?
La fibra di carbonio è sicura per la guida quotidiana?
La sicurezza è la preoccupazione numero uno degli acquirenti. Non aiuta se un’auto che va a 160 miglia orarie si trasforma in una frittella a 50 miglia orarie.
La fibra di carbonio dura a lungo. Nelle simulazioni di collisione ha mostrato prestazioni equivalenti a quelle dell’acciaio. Sorprendentemente, non si restringe. Assorbe gli urti. Tutte le auto da corsa di F1 sono realizzate in fibra di carbonio. Non è solo una questione di velocità. Questo è un requisito di sicurezza. La cabina di pilotaggio deve resistere a forze estreme. Se va bene per la F1, va bene anche per le strade.
Colli di bottiglia nella produzione
Quindi abbiamo gli ingredienti. Ha credenziali di sicurezza. Risparmia carburante. Il problema è la scala. La produzione della fibra di carbonio richiede tempo. costoso.
Non puoi estrarre una cupola in fibra di carbonio da una pressa in 3 secondi come l’acciaio. Il processo prevede l’applicazione degli strati a mano o a macchina, la polimerizzazione in forno o in autoclave e il taglio aggiuntivo. Ci vorranno diverse ore. A volte anche il giorno.
L’acciaieria continua a funzionare. Ciò non si applica alle parti in fibra di carbonio. Il prezzo della sterlina è alto. Il prezzo dello stampo sarà più alto. Ogni parte richiede uno stampo preciso. Vuoi cambiare modello? Crea un nuovo modello. Vuoi correggere un bug? Riprogettazione.
Fattibilità economica e benefici ambientali
I benefici ambientali sono reali. Vantaggi tecnici comprovati. Non così in economia.
La produzione di massa richiede velocità. La fibra di carbonio richiede pazienza. Fino a quando i processi di produzione non diventeranno più veloci ed economici, questo materiale rimarrà nel regno delle alte prestazioni. veicoli. Corse. Un modello di lusso in quantità limitata.
La crisi petrolifera richiede una soluzione globale. Come funziona la fibra di carbonio. Ma non è facilmente scalabile. L’acciaio costa poco. È molto veloce. È ovunque.
Quindi siamo bloccati nel mezzo. Sappiamo che il futuro è luminoso. Sappiamo che questa tecnologia esiste. Non possiamo costruirlo abbastanza velocemente da salvare il pianeta a un prezzo che l’acquirente medio può permettersi.
Forse questo cambierà. Probabilmente no.
Perché la fibra di carbonio è ancora un materiale premium
Sono andato dal venditore oggi. Non troverai molta fibra di carbonio accanto alla Corolla. L’elenco delle auto di produzione che lo utilizzano è breve. BMWM6. Chevrolet Corvette ZR1. FordGT. Audi R8. Cosa li unisce? prezzo. La maggior parte parte da $ 100.000 o più.
La fibra di carbonio è costosa e quindi rara. Dieci anni fa, questo materiale costava 150 dollari al chilogrammo. Il prezzo attuale è di circa 10 dollari al chilo. Sembra economico. Confronto con l’acciaio. L’acciaio costa meno di 1 dollaro al chilo. La differenza è enorme.
Gli analisti affermano che la fibra di carbonio deve raggiungere i 5 dollari al chilo per diventare mainstream. Il costo è l’ostacolo più grande. Senza questa riduzione, difficilmente diventerà una soluzione energetica praticabile per le masse.
Un incubo del riciclaggio
Il prezzo non è l’unico problema. La gestione dei rifiuti è un grattacapo. Quando un’auto d’acciaio viene smaltita, si scioglie. Il materiale in acciaio può essere utilizzato per varie automobili ed edifici. Questo è un ciclo.
La fibra di carbonio interrompe il ciclo. Non può essere rotto. È difficile da riciclare. Il riciclaggio indebolisce la resistenza delle fibre. La fibra di carbonio recuperata dalle auto rottamate non è abbastanza resistente per realizzare nuove auto. Questo è un grosso problema.
Più auto in fibra di carbonio farebbero risparmiare petrolio. Producono anche rifiuti che ancora non sappiamo come affrontare.
Ora la fibra di carbonio è molto leggera. Molto resistente. È sicuro. Potrebbe aiutare a risolvere la crisi petrolifera. Ma è costoso. E riciclare è difficile. Per ora, è solo un piccolo pezzo del puzzle energetico. Questo è accoppiato con un motore potente. I materiali sono più economici. Migliori abitudini di guida. Questa è la vera soluzione.
Alluminio: un’alternativa pratica?
Le case automobilistiche sono alla ricerca di materiali più leggeri ed economici. L’alluminio soddisfa questo requisito. Non forte come l’acciaio. Ma è molto più leggero.
I produttori lo utilizzano nelle parti del motore. Alcune parti del corpo. Non è disponibile ovunque. La forza è importante. Tuttavia, l’alluminio è diventato più comune nelle auto moderne grazie al suo basso costo e alla sua leggerezza.
Se vuoi saperne di più consulta i link nella pagina successiva.
Alluminio: un altro risparmio di carburante?
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Collegamenti più attraenti
- Struttura in carbonio
-Divisione trasporti del Laboratorio nazionale di Oak Ridge
Lascia
- Kanelos, Mike. “Le auto in fibra di carbonio appaiono ogni giorno” CNET. http://www.news.com/Here-comes-the-everyday-carbon-fiber-car/2100-1008_3-6114289.html
-Motavari, Jim. “Qual è l’efficienza di combustione di un motore a combustione interna?” http://www.thedailygreen.com/living-green/blogs/cars-transportation/gas-mileage-limit-460513
-Laboratorio nazionale di Oak Ridge. “Le auto in fibra di carbonio possono mettere l’America sulla strada dell’efficienza.” http://www.ornl.gov/info/press_releases/get_press_release.cfm?ReleaseNumber=mr20060306-00 - Camice, Doug. “Il magnesio e l’alluminio sono fondamentali per ridurre il peso dei veicoli.” Novità sul design. http://www.designnews.com/article/CA6553122.html
- Deposito di legname, Chris. “La fibra di carbonio brilla come un diamante.” Gli Stati Uniti oggi. http://www.usatoday.com/money/autos/2005-07-25-carbon-fiber-usat_x.htm
-Soltec. “Lettera del Presidente” http://www.zoltek.com/aboutus/ceo.php
