Costruire una catena di processi per far sbocciare una seconda vita
Il 2023 è stato un buon anno per l’elettromobilità europea. Nel vecchio continente le auto “full electric” hanno conquistato una quota del 15,1% sulle vendite, superando per la prima volta il diesel nelle preferenze degli acquirenti. E mentre gli esperti di settore prevedono trend in crescita per il mercato delle auto con la spina, c’è chi si prepara a fare i conti con il fine vita di questi veicoli. O più precisamente con il fine vita dei motori elettrici.
Questi gruppi propulsivi possono essere considerati delle miniere urbane, contenenti materie prime pregiate come il neodimio, una Terra Rara. Una volta giunti alla fine della loro vite utile i motori sono triturati e processati per essere riciclati. Tuttavia il materiale riciclato, spesso contaminato, non può più essere utilizzato per applicazioni motoristiche e i singoli componenti e assiemi perdono ogni possibilità di recupero.
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Per regalare al comparto una strategia sostenibile di conservazione del valore in Germania è nato il progetto REASSERT. L’iniziativa coinvolge i ricercatori del Fraunhofer IPA, del Karlsruhe Institute of Technology e alcuni partner industriali, oggi impegnati a definire una seconda vita per i motori elettrici. Come? Studiando approcci alla riparazione, la rigenerazione e il riutilizzo. Lasciando il riciclo solo come ultima risorsa.
Motori elettrici, un sistema a circuito chiuso per il recupero delle risorse
“Le strategie innovative di mantenimento del valore offrono un potenziale significativo per la riduzione delle emissioni in termini di sostenibilità”, afferma Julian Große Erdmann, scienziato presso il Fraunhofer IPA di Bayreuth. “Vogliamo creare un sistema a circuito chiuso in cui risorse preziose vengano riutilizzate per eliminare la dipendenza dalle importazioni di materie prime e ridurre al minimo l’estrazione”. I partner del progetto definiscono il riutilizzo come l’impiego dell’intero motore elettrico per un uso secondario e la riparazione come sostituzione di componenti e assemblaggi difettosi. Nella rigenerazione invece tutti i componenti vengono smontati, puliti, ricondizionati e riassemblati. “Con queste strategie, sono necessarie meno materie prime come terre rare, rame e altre, forse solo per i pezzi di ricambio”, spiega il ricercatore. Per il riciclo delle materie prime, i partner del progetto prevedono di smontare il motore e selezionare i singoli materiali prima della triturazione.
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L’iniziativa prevede anche la creazione di un processo completo, in cui ogni fase vanti un proprio dimostratore e banco di prova: dall’ispezione in entrata per la classificazione del motore allo smontaggio, smagnetizzazione, pulizia, diagnosi dei componenti e rigenerazione, fino al riassemblaggio e alla fine della linea test, in cui viene valutata la funzionalità del motore. “Ad esempio, durante questo processo, l’alloggiamento di un motore con lieve usura potrebbe essere classificato per il riutilizzo e, se necessario, ricondizionato utilizzando processi di lavorazione meccanica per garantirne la funzionalità. A seconda della strategia scelta per la conservazione, verrebbero coinvolte diverse fasi e catene di processo, quindi lo sforzo per il ricondizionamento può variare”, spiega l’ingegnere.
Un esempio delle sfide odierne? Lo smontaggio e il riutilizzo dei materiali magnetici dei motori. “Un rotore con magneti permanenti è difficile da smontare nei suoi componenti anche in un processo di smontaggio manuale a causa del rivestimento e del collegamento dei magneti. In questo caso, l’obiettivo è stabilire metodi di smontaggio non distruttivi”.