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Lalou Roucayrol, responsabile del team di regate oceaniche Lalou Multi, lavora da molti anni per modificare il modo in cui vengono costruite le imbarcazioni, in particolare come partner tecnico di Arkema nello sviluppo delle resine.
A che punto siamo con la costruzione di barche ecologiche?
La maggior parte delle imbarcazioni da diporto è costruita in composito. Si tratta di un tessuto (carbonio, fibra di vetro, lino, ecc.) che viene rivestito di resina e poi indurito (polimerizzato) in un materiale composito. Oggi la resina è essenzialmente termoindurente (poliestere). Il prodotto finale non è quindi riciclabile.
Scegliendo un tessuto riciclabile - ad esempio il lino, prodotto nel nord della Francia - che riduce ulteriormente l'impronta di carbonio - anziché la fibra di vetro, l'impronta di carbonio complessiva è ancora più vantaggiosa, ma il materiale non è ancora riciclabile.
Il poliestere è stato sviluppato alla fine del 1945. L'epossidico è stato utilizzato su prototipi di barche da corsa negli anni 75/80. Nel 2022, Arkema ha sviluppato la resina termoplastica Elium e anche altri produttori stanno sviluppando questo tipo di resina.
Quali sono le caratteristiche della resina Elium?
Arkema ha sviluppato un'alternativa alla resina convenzionale, una resina termoplastica derivata dal petrolio, ma che può essere riciclata senza alcuna perdita di proprietà meccaniche. La materia prima (fibra, sandwich di PET) può essere estratta e l'intero composito può essere decostruito per recuperare tra il 95 e il 98% della matrice monomerica (PMMA), a seconda dell'inquinamento (che non può essere riciclato, come il gel coat, ecc.).
Il processo prevede il riscaldamento della resina Elium in un forno di pirolisi a temperature comprese tra 400° e 600°. Il materiale si liquefa e torna a essere monomerico. Il metodo della centrifugazione viene utilizzato anche per separare i diversi materiali in base al peso.
Arkema sta attualmente lavorando a progetti che riguardano le resine di origine biologica. Hanno sviluppato un prototipo composto per il 50% da materiali di origine biologica e per il 50% dall'industria petrolifera. La resina Elium non utilizza materiali di origine biologica, ma è riciclabile. Un processo più virtuoso nell'edilizia .
Sebbene il lino non sia adatto alla costruzione di imbarcazioni leggere nel mondo delle regate oceaniche, dove il peso è un fattore chiave, è totalmente compatibile con la costruzione di imbarcazioni da diporto, dove il peso è un fattore meno importante.
Se si utilizza la resina termoplastica e il lino per costruire un'imbarcazione, si ottiene un prodotto riciclabile al 100%, rispettando la catena di bilancio del carbonio.
Come funziona il riciclo dei materiali nella costruzione di barche?
Si utilizza la tecnica dell'infusione. Con questo metodo, gli operatori non sono a contatto con la resina grezza. Con la tecnica di infusione, possiamo recuperare il 100% dei materiali utilizzati nella produzione: sacchi a vuoto, scarichi, tubi di trasporto della resina, ecc. Tutti i materiali di consumo possono essere riciclati al 100%.
Questo è ciò che abbiamo fatto per la costruzione della Class40 Captain Alternance. Tutti i materiali di consumo vengono inviati al Gruppo di Ricerca Lacq (GRL) di Arkema, la cui unità di ricerca e sviluppo ha sede a Pau. Tutto viene riciclato in base alla plastica utilizzata per ciascun pezzo di equipaggiamento.
Le basi polimerizzate dei vasi âeuros i bacini con cui pompiamo la resina âeuros sono recuperabili al 100%, perché sono puliti. Il monomero e la resina vengono rifatti. I tubi di plastica riempiti di resina si trasformano in termoplastici e diventano parti per i rubinetti di infusione. Le vaschette sottovuoto, le griglie di infusione e gli scarichi amalgamati vengono trasformati in pavimentazioni in agglomerato plastico. Si tratta di una materia prima, ma viene riutilizzata in edilizia per realizzare supporti per stampi.
I termoindurenti vengono interrati o inceneriti.
Può parlarci delle diverse imbarcazioni realizzate con la resina Elium?
Siamo all'inizio dell'era della termoplastica. Abbiamo iniziato a usarlo nel 2014 per un boom per Arkema, ma è stato un fallimento. Si è rotto rapidamente. Gli ingegneri l'hanno riprogettato.
Nel 2016 abbiamo costruito il Mini 900, che ha effettuato 3 traversate atlantiche. È stato un successo. Era la prima volta che realizzavamo un pezzo di quelle dimensioni utilizzando la resina Elium. Dopo la prima Transat del 2017, ci siamo rassicurati su questo tipo di composito. Stiamo effettuando dei test non distruttivi per studiare l'invecchiamento della resina, ma siamo abbastanza rassicurati. Vedremo come si svilupperà tra 10 anni.
La costruzione dell'Arkema 4 ha convalidato una serie di parametri, tra cui la decostruzione. Gli stampi dello scafo di Elium sono stati frantumati e riciclati per essere riutilizzati per la carena di prua del trimarano e per parte del tettuccio.
Le Classe40 Capitano Alternanza è composto da fibra di vetro, resina Elium e schiuma PET, prodotta con il 30% di bottiglie di plastica riciclate. La qualità meccanica è un po' più scadente rispetto alle schiume in PVC utilizzate nelle barche da regata, ma è più virtuosa. Abbiamo svolto un'intensa attività di ricerca e sviluppo con Arkema e Lombard.
Abbiamo chiuso il cerchio con una costruzione molto simile a quella delle imbarcazioni da diporto in termini di materiali e tecnologia. Questo ci permette di dire che domani saremo in grado di costruire imbarcazioni da diporto con questo tipo di materiale.
Potremmo presto navigare su barche da diporto fatte di Elium?
Costruttori di yacht come Brunswick sono interessati a questa tecnologia. Ciò ne favorirà lo sviluppo. Abbiamo convalidato questo principio presso Lalou Multi. Lo abbiamo utilizzato nella costruzione delle nostre barche. Abbiamo dimostrato la sua fattibilità e abbiamo eliminato una serie di barriere tecniche. È una tecnologia che sta iniziando a maturare abbastanza per passare al livello successivo. I cantieri francesi sono interessati e le discussioni sono in corso.
In definitiva, se il consumatore è disposto a pagare la differenza di costo, sì, questo è il futuro. Inizieremo con la prototipazione, non con la produzione di massa. Questo potrebbe accadere tra 5-10 anni. Inizieremo a utilizzare questo tipo di resina nella maggior parte delle imbarcazioni che produciamo. Gli atteggiamenti stanno cambiando, così come le tecnologie. La resina sta diventando più facile da usare e i team saranno formati.
Realizzare prodotti virtuosi e riciclabili è un tema di grande attualità. Dobbiamo ridurre al minimo il nostro impatto sull'ambiente. È solo questione di tempo prima che gli atteggiamenti cambino.
Quali sono gli ostacoli all'utilizzo dei materiali termoplastici nella nautica da diporto?
Allenamento di squadra. Questo tipo di materiale non viene utilizzato come il poliestere. Richiede tecniche speciali. Servono anche strumenti speciali, stampi e un sistema di taglio che risponda a specifiche precise.
Per quanto riguarda i prezzi, la resina Elium è più costosa del poliestere, ma meno dell'epossidica.
E che dire del suo sviluppo nelle regate oceaniche?
Gli altri skipper aspettano di vedere se le nostre barche sono in grado di resistere alla prova, per vedere se possiamo dimostrare che la nostra tecnologia funziona prima di utilizzarla. Per le barche IMOCA non possiamo usare la resina Elium, perché sono costruite con epossidica pre-impregnata e noi non abbiamo Elium pre-impregnato. È una tecnologia che utilizza essenzialmente l'infusione, con un peso maggiore di resina, quindi non è meccanicamente interessante per la classe IMOCA.
D'altra parte, le Class40 e le Mini utilizzano il metodo di costruzione per infusione. Ma non è ancora una tecnologia matura. Su un'imbarcazione da diporto, lo scartamento di sicurezza è molto importante. Gli scafi monolitici hanno uno spessore di 10/15 cm. L'inerzia del materiale fa sì che la resina Elium sia solida.
Quando si cercano le prestazioni, la pelle è molto sottile, quindi la resina (matrice) è sottoposta a stress. È la matrice a fornire la resistenza agli urti. È un rischio che gli skipper non sono disposti a correre al momento.
Allo stesso tempo, stiamo costruendo un secondo Class40 in epossidico (ndr: il Class40 Paprec Arkea di Yoann Richomme) e studieremo le differenze con quello costruito con l'Elium. La tecnologia è la stessa, così come il team, ma il materiale è diverso. Stiamo realizzando un'impronta di carbonio in 3 ambiti:
- Dalla produzione di petrolio all'officina
- Dai materiali al varo della barca
- Funzionamento dell'imbarcazione e fine vita
Possiamo vedere che con il Class40 all'Elium, risparmiamo il 50% dell'impronta di carbonio sulla costruzione. Stiamo assistendo a un vero e proprio impatto sulle emissioni di carbonio da parte di una barca in termoindurente.
Costruirò anche un altro Class40 termoplastico con il quale parteciperò a The Race Alone (il giro del mondo con le gambe del Class40 nel 2023). Sto cercando finanziamenti per questo progetto.
