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25 gennaio 2021

Inside automobile - prima parte

Davvero si può vivere senza chimica? Non perdete l'appuntamento con la rubrica #chimicainsideun viaggio per scoprire che la chimica ci viene in aiuto in tanti oggetti della vita quotidiana, anche se non lo sappiamo.

Quando comparvero i primi esemplari, l'automobile era ritenuta così lenta, scomoda e con motori talmente inaffidabili che pochi la ritenevano in grado di sostituire le carrozze trainate dai cavalli, il mezzo allora più diffuso. Ma la tecnologia galoppava più velocemente dei cavalli e ben presto l'auto si diffuse così tanto da diventare fondamentale nella società moderna.

L’automobile è formata da: un telaio, una carrozzeria, un motore e quattro ruote. Questi componenti sono presenti sia nelle scoppiettanti vetture d’inizio ‘900, sia nelle moderne automobili, dotate anche di parti elettroniche, sempre più complesse.

Solo elencando tutti questi elementi si intuisce che l’automobile è stata, è e sarà un prodotto a tutta chimica.

Percorriamo insieme questo viaggio alla scoperta della chimica che si nasconde nell’automobile. Tutti a bordo!

Iniziamo l’esame dall’involucro esterno, ovvero dalla carrozzeria. Componente fondamentale della carrozzeria è il parabrezza, costituito generalmente da vetro laminato, ovvero formato da due lastre di vetro e da uno strato di plastica intermedio e fissato perimetralmente alla carrozzeria mediante guarnizioni e collanti. Quando si parla di carrozzeria, la chimica entra in gioco anche nelle vernici e nelle cere, che non hanno solo una funzione estetica, ma servono anche per proteggere l’auto dalla ruggine. Fondamentali per “far luce” sulla strada, i fari delle auto hanno coperture in plastica in modo da mantenerli puliti e asciutti, e - in alcuni casi - per conferire un colore (per esempio rosso per i fari posteriori e arancione per gli indicatori di direzione). Il materiale usato deve essere trasparente, leggero, colorabile, facilmente modellabile e abbastanza resistente: si tratta generalmente di polimetilmetacrilato o PMMA, comunemente conosciuto come vetro acrilico o plexiglass, e fa parte di una categoria di plastiche chiamate polimerizzati, o polimeri di addizione.

Veniamo agli pneumatici. Sono composti principalmente da gomma naturale e sintetica (copolymerstyrene-butadiene). Al mix di gomme vengono aggiunti una lunga serie di additivi, che le rendono flessibili, elastiche e resistenti all’invecchiamento. La carcassa, che costituisce la struttura portante dello pneumatico e permette di resistere a tutte le forze di carico, di frenatura e di sterzatura che si creano tra ruota e manto stradale, è formata da più tele (fili di nylon) sovrapposte e incrociate tra loro.

Fanno parte della carrozzeria anche i paraurti. Un tempo di acciaio cromato, oggi a base di polipropilene o suoi copolimeri, in grado di assorbire piccoli urti senza conseguenze per il resto dell’auto. Andando indietro nel tempo, le prime auto con paraurti di questo tipo si riconoscevano per la colorazione nera, poiché non era possibile fare aderire la vernice al paraurti in modo stabile e quindi non si avevano altre opzioni. Oggi invece, mediante opportune formulazioni che garantiscono questa adesione, è possibile avere un paraurti dello stesso colore dell’auto, o addirittura metallizzato. Queste vernici non sono altro che una resina polimerica che al suo interno, oltre ai pigmenti colorati, contiene micro particelle metalliche.

Un veicolo deve essere bello, piacevole, ma anche sicuro e funzionale. Servono superfici di alta qualità, sedili comodi, dotazioni tecniche integrate, cruscotti e comandi ergonomici. Ci pensa la chimica!

Le imbottiture dei sedili vengono prodotte utilizzando schiuma poliuretanica flessibile (schiuma prodotta per colata o per stampaggio); il rivestimento invece con tessuti realizzati con fibre sintetiche o pelle trattata.

Pensando alla sicurezza, anche l’airbag è costituito da prodotti chimici: un sottile involucro di materiale sintetico molto resistente (principalmente kevlar, poliammide aromatica, e nylon) installato all'interno del volante, della plancia, dei sedili o del padiglione dell’auto per proteggere i passeggeri dagli urti in caso di incidente stradale. Le cinture di sicurezza sono costituite da una trama di fili di polimerici intrecciati. E come si gonfia l’airbag? Attraverso una reazione esplosiva dell’azoturo di sodio, che in un tempo brevissimo (dell’ordine dei 50 millisecondi) gonfia l’airbag con azoto.

Nella prossima puntata di #chimicainside ci sposteremo all’interno dell’auto, fino ad arrivare al cuore: il motore! Da non perdere!


Si ringrazia il Professor Maurizio Masi, Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria chimica “Giulio Natta” del Politecnico di Milano

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