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Jun 28, 2023

Il metallo è il re per un futuro sostenibile (e redditizio).

James D. Blythe Segui - Ascolta Condividi Dalla scrivania di James Blythe - Okay ascoltatori, tirate fuori i vostri bicchieri più spessi da bottiglia di coca cola e le protezioni per le tasche. Parliamo un po' di scienza dei materiali per iniziare

James D. Blythe

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Dalla scrivania di James Blythe —

Ok ascoltatori, tirate fuori i bicchieri più spessi da bottiglia di coca cola e le protezioni per le tasche. Parliamo un po' di scienza dei materiali per iniziare la settimana.

Per molto tempo la metallurgia (la scienza dei metalli e delle leghe metalliche) non è stata particolarmente attraente. “Cavolo, signor Blythe, non abbiamo scoperto tutti i metalli che ci sono? Cosa potrebbe rimanere? Facciamo ancora tutto in acciaio, che noia! Hai sentito parlare di quest'ultimo composito di grafene-nano-punti-microtubo?" Posso capire questa sensazione.

Eppure, in un mondo di super materiali, il metallo è supremo.

Quando un lavoro deve essere assolutamente svolto, si chiamano metalli. Quando si deve costruire un edificio o fabbricare la struttura di un'auto, si chiamano metalli. Se hai bisogno di forza, durata e lavorabilità, chiami metalli.

Vengono continuamente inventate nuove leghe metalliche. Qualche punto di carbonio in meno qui, qualche punto di scandio in più là, cose del genere. Le grandi scoperte nel campo della metallurgia, tuttavia, non sono state così accattivanti o sconvolgenti come avrebbero potuto essere negli anni ’60. Ciò che è rimasto indietro, tuttavia, non è la ricerca e lo sviluppo di nuove leghe, ma l’implementazione e l’adozione di quelle esistenti. Quel che è peggio è che le infrastrutture americane per supportare questi materiali critici sono continuamente crollate sotto le pressioni economiche dell’Asia e dell’invecchiamento delle infrastrutture.

Certo, non è così incisivo come un titolo di Popular Mechanics come “Gli scienziati inventano l'unobtanio! Più economico della carta igienica, più resistente dell’acciaio!” Ma è molto più importante per il nostro futuro nel mondo reale.

Le persone lamentano la fissazione della società moderna per la plastica, ma c'è una ragione per cui questi materiali tecnici proliferano così tanto nei beni di consumo. Tuttavia, in un’economia circolare e sostenibile, la plastica e i compositi hanno difficoltà a trovare un buon posto in cui vivere. In un’economia circolare, dobbiamo pensare alla fine del ciclo di vita dei nostri dispositivi. Quando un prodotto o dispositivo diventa obsoleto, come lo rielaboriamo o riutilizziamo? Per il ritrattamento di plastica e compositi, le opzioni sono limitate (se ne hai).

Allora, cosa c'è dopo all'orizzonte?

Le leghe leggere come alluminio e titanio sono il futuro. Questi materiali di produzione fondamentali non sono una novità, ma sono spesso trascurati a favore dei comuni prodotti in acciaio. I metalli sono riciclabili all’infinito e poiché sempre più aziende abbracciano nuovi approcci di progettazione, queste leghe hanno il potenziale per condurci verso un futuro più redditizio e sostenibile.

La barriera principale? Costi e dipendenza dalle esportazioni estere. Discutiamo, va bene?

Voi metallurgisti accaniti probabilmente l'avrete già sentito prima. Chi di voi non lo sapesse probabilmente non ha idea di cosa sto parlando.

Nel settore edile e manifatturiero e in molti altri settori, c’è stata una lunga storia di ingegneri e scienziati che hanno sottovalutato ciò che è “nuovo”. Pertanto, molti produttori, progettisti e officine credono ancora che l'acciaio strutturale vecchio stile sia il re e che ogni altro metallo disponibile sia impraticabile.

È sbagliato, ma capisco il sentimento.

L’acciaio alimenta gran parte del nostro mondo industriale. Domina i settori dei trasporti e dell’edilizia come materiale preferito. Forte, economico, facilmente disponibile e altamente lavorabile; questi sono i marchi di fabbrica dei buoni prodotti siderurgici. È anche pesante.

Il peso riduce l’efficienza del carburante e pone limiti significativi alle prestazioni automobilistiche. Le parti si consumano più velocemente e devono essere sostituite più spesso.

Nelle industrie edili l'acciaio viene utilizzato per rinforzare il calcestruzzo, fornire intelaiature strutturali ed è persino modellato in pelli leggere per la resistenza alle intemperie. Secondo alcune stime, l’utilizzo dell’acciaio nelle costruzioni è eccessivo – sulla base della progettazione ingegneristica – per ottenere risparmi in termini di manodopera o fattori di sicurezza aggiuntivi. [1] Ciò significa eccesso di peso e sprechi nella produzione. Sono in fase di sviluppo nuove tecniche per ridurre questo peso.