Con il mercato delle bici elettriche in crescita servono soluzioni di economia circolare
(Rinnovabili.it) – Ormai in Europa le bici elettriche sono in crescita costante. Nel 2021 hanno raggiunto i 4,5 milioni di pezzi venduti e i grandi produttori di motori elettrici immaginano che nel 2030 il mercato triplicherà. Come sempre, però, c’è un’altra faccia della medaglia: come rigenerare i motori delle bici elettriche per evitare che finiscano la loro vita utile appena subiscono un guasto?
Un team di ricercatori del Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automation IPA si è posto questa domanda e ha lavorato per trovare la soluzione. Così, ha potuto dimostrare che applicare i concetti dell’economia circolare al settore è possibile e funziona. Non solo, ma è possibile farlo su scala industriale.
“Se il motore o la batteria si guastano, di solito avviene la sostituzione dell’intero componente, anche se potrebbe essere solo un ingranaggio ad essere difettoso – spiega Jan Koller, project manager di Fraunhofer IPA – Raramente vale la pena, per chi gestisce un’officina, di riparare un motore o una batteria. Anche i produttori hanno un interesse a sostituire i vecchi motori, che rappresentano la principale voce di costo delle bici elettriche”.
Il progetto AddRE-Mo, portato avanti dal Fraunhofer insieme a diversi partner – cirp GmbH, Electric Bike Solutions GmbH, l’associazione promotrice Cluster of Environmental Technologies Bavaria e. V. e l’Istituto per il clima, l’ambiente e l’energia di Wuppertal – ha quindi esplorato la fattibilità tecnica della rigenerazione di motori per biciclette elettriche.
Il primo passo è stato esaminare i motori di noti produttori per determinare la loro probabilità di guasto. Poi il team si è concentrato sul valutare se e in quali condizioni si potevano riprodurre i pezzi di ricambio dei componenti che normalmente si usurano, come ingranaggi e supporti di coppia. Tramite modellazione 3D o digitalizzazione 3D, a seconda della geometria dei componenti, è stato possibile realizzarne di nuovi. A questo punto, sono stati fatti test sulla loro durata, il rumore e la resistenza alla temperatura in condizioni reali. Oltre 120 componenti sono stati prodotti da 20 materiali diversi utilizzando stampanti 3D. Tra le soluzioni più promettenti, la sinterizzazione ad alta velocità, un processo speciale per la produzione o la modifica di materiali, si è rivelata particolarmente promettente se utilizzata in combinazione con la plastica poliammide 12 (PA12).
“La produzione additiva può migliorare la circolarità nel settore delle bici elettriche e ridurre lo spreco di risorse – afferma Koller – È possibile ottenere un risparmio equivalente di CO2 per chilogrammo del 90% rispetto alla produzione del nuovo. Il potenziale di risparmio economico, d’altra parte, dipende dal numero di unità e di solito è di circa il 30-40% rispetto all’acquisto di un nuovo motore elettrico”.