Cuscinetti senza piombo per motori di grandi dimensioni più ecologici
Anche se il piombo è scomparso molto tempo fa dalla maggior parte dei motori, alcuni settori ancora non hanno alternative e lo devono usare. Tra questi ci sono i fabbricanti di motori di grandi dimensioni per applicazioni quali le navi e la produzione di energia elettrica: combattute tra la necessità di ridurre le emissioni dei gas di scarico, smettere di usare il piombo e rispettare dei criteri sempre più severi per la progettazione del motore, queste industrie hanno avuto delle difficoltà a gestire il ritmo dei cambiamenti della società. Esiste tuttavia un forte interesse da parte dei soggetti interessati in possibili alternative senza piombo, come spiega il dott. Yi Zhang, responsabile ricerca e sviluppo alla Daido Metal. «La tendenza globale alla riduzione delle emissioni dei gas di scarico, in particolare NOx, ha già portato a cambiamenti significativi nella progettazione dei motori di grandi dimensioni. Ma questi sviluppi, sebbene migliorino l’efficienza dei motori e riducano le emissioni, creano anche un ambiente del motore sempre più difficile». Questo genera un’industria piuttosto prudente quando si tratta di cambiare i materiali o i processi di produzione: anche se la sostituzione del piombo a vantaggio della salvaguardia ambientale e per una migliore progettazione del motore è riconosciuta come condizione imprescindibile, ci si aspetta che i motori di grandi dimensioni restino in servizio per decine di migliaia di ore. La più piccola questione tecnica o di affidabilità potrebbe portare a un guasto catastrofico. Il progetto BeLEADFREE (High Strength Bearing for Large-Bore LEAD FREE Engines) potrebbe essere proprio quello che l’industria stava aspettando: cuscinetti per motori di grandi dimensioni che non sono soltanto senza piombo, ma che affrontano anche le sfide tecniche che i fabbricanti globali di motori di grandi dimensioni si trovano davanti. In appena due anni, il consorzio del progetto è riuscito a ideare con successo nuovi approcci alla fabbricazione, progettare e costruire una linea di produzione pilota e convalidare le prestazioni del suo nuovo materiale su un reale motore monocilindrico funzionante con un’organizzazione indipendente dell’UE per il collaudo. «Abbiamo raggiunto il nostro obiettivo iniziale di ridurre ed eliminare il piombo senza compromettere le prestazioni richieste dal mercato in termini di progettazione dei futuri motori di grandi dimensioni», afferma il dott. Zhang. «Il test, che ha incluso una convalida indipendente del motore monocilindrico, ha dimostrato un miglioramento significativo in termini di fatica, usura, cavitazione, corrosione e prestazioni tribologiche. Questo significa, in sintesi, che la durata dei materiali attuali viene estesa notevolmente e che, successivamente, l’impatto negativo dei motori di grandi dimensioni sul nostro ambiente verrà ridotto grazie [alla] sostituzione meno frequente di parti di ricambio». Come sottolinea il dott. Zhang, la struttura del materiale può inoltre variare in differenti condizioni di carico, il che gli consente di adattarsi in modo automatico e di ottimizzare il funzionamento del motore. Questo, a sua volta, diminuisce il consumo di carburante e le emissioni. Il nuovo materiale ha dimostrato di essere a un livello elevato di maturità tecnologica, TRL, sia per quanto riguarda gli aspetti ambientali che quelli tecnici e Daido Metal intende continuare a promuoverlo a breve. Il riscontro dei soggetti interessati è stato finora molto positivo, e il dott. Zhang afferma che i clienti sembrano avere adesso più fiducia e volontà di accettare il nuovo materiale per i loro motori. Non ci si deve aspettare la commercializzazione a breve a causa del lungo ciclo di sviluppo del prodotto associato all’industria dei motori di grandi dimensioni. Tuttavia, il dott. Zhang confida che, alla luce dei risultati di BeLEADFREE, la maggior parte dell’industria adotterà e si avvicinerà allo sviluppo di motori di grandi dimensioni senza piombo nel giro di cinque anni.
Parole chiave
BeLEADFREE, piombo, cuscinetti, motori grandi dimensioni, emissioni
