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.
