Gli studi per l’uso dei compositi in basalto nell’energetico

Uno studio congiunto della North China Electric Power University indaga le potenzialità dell’impiego dei compositi in basalto per generare energia pulita da tecnologie più sostenibili. Queste fibre, per composizione minerale e proprietà di fusione, offrono prestazioni complete e sono più eco-compatibili rispetto a parte dei materiali usati tradizionalmente nelle centrali e nelle reti elettriche.

Innanzitutto queste fibre derivano da minerali di basalto presenti in natura, lavorati con fusione e trafilatura a temperature elevate. Durante la fabbricazione e poi l’utilizzo non emettono gas serra nocivi e non presentano tossicità per l’uomo o per l’ambiente.

Paragonate alle fibre di carbonio, le fibre di basalto hanno un costo inferiore. Per i loro vantaggi sono state ampiamente studiate per le applicazioni nell’industria aerospaziale, nel comparto edile, navale e petrolchimico. Le fibre in basalto presentano anche proprietà meccaniche migliori delle fibre in vetro, comunemente nell’industria energetica per la produzione di apparecchiature elettriche come conduttori, bracci trasversali e tiranti isolati.

I problemi della fibra in vetro

L’aumento dei voltaggi e delle capacità dei generatori, tuttavia, richiede oggi componenti che i compositi in fibra di vetro non possono più soddisfare adeguatamente, per il loro basso modulo di elasticità.

La loro natura fragile li rende poi vulnerabili alle screpolature e a un rapido deterioramento in ambienti umidi e caldi: la corrosione di questi compositi può limitare gravemente l’efficienza e la tenuta di parti delle centrali elettriche. È inoltre dimostrato che le componenti in fibra di vetro portano anche a guasti più frequenti nelle turbine eoliche, necessitando perciò di continua manutenzione.

I vantaggi della fibra in basalto

Le fibre di basalto, viceversa, presentano:

  • una maggiore resistenza alla fatica e alla corrosione
  • un modulo di elasticità più elevato
  • un peso ridotto
  • un minor consumo di energia

Prima di prenderle in considerazione però per un’applicazione commerciale diffusa nel comparto energetico, occorre rendere più stabili questi compositi. Ciò è possibile standardizzandone la produzione anche attraverso l’impiego di macchinari avanzati.

 

La produzione in Ucraina e la leadership cinese

Solo dalla metà degli anni ’80 infatti è iniziata la produzione industriale di fibre di basalto in Ucraina. Con processi di produzione, partiti per tentativi, allora scadenti, a fronte di una domanda di energia già elevata e su infrastrutture complesse da gestire. Progressi nell’efficienza della produzione e negli equipaggiamenti sono stati compiuti negli anni ’90. Ma dal 2000 è soprattutto la Cina, seguita dalla Russia, ad avere un ruolo chiave nella ricerca e nella produzione delle fibre di basalto.

Il nuovo studio accademico dalla Cina analizza a fondo la composizione e le proprietà delle fibre di basalto, i processi per la produzione e l’utilizzo. L’obbiettivo è di accelerare l’assorbimento di questo composito nel comparto dell’energia green. I ricercatori raccomandano ulteriori studi sui suoi meccanismi di formazione e sulle strategie per la stabilizzazione, in modo da poter sfruttare le proprietà vantaggiose delle fibre in basalto. 

 


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