Le prime ricerche riguardanti l’uso delle fibre di carbonio in ambito industriale furono incentrate su una loro possibile applicazione in campo aeronautico, con l’obiettivo specifico di ottenere mezzi ad elevate prestazioni. Come spesso accade nel mondo scientifico, una forte spinta propulsiva verso la ricerca in questo campo venne dal settore militare; ad oggi, la fibra di carbonio viene utilizzata nei velivoli sia per le strutture primarie che per quelle secondarie. La resistenza e la rigidezza specifica di questo materiale permettono utilizzi piuttosto vari, per esempio nel caso dell’ambito aerospaziale  di cui parlavamo poc’anzi, nella produzione dei satelliti.

A seconda del processo produttivo, poi, entrano in gioco due specifiche derivate della fibra: il prepreg, uno strato di fibre di carbonio (unidirezionali o intrecciate) preimpregnate di resina, caratterizzate da malleabilità ed elevata deformabilità, e il fabric, un insieme di fibre disposte in maniera tale da costituire un foglio liscio di uno o più strati.

Le canne da pesca, ad esempio, sono realizzate a partire da fogli unidirezionali di fibre di carbonio avvolti (così come le mazze da golf) al fine di garantire al prodotto un peso limitato accompagnato ad un’elevata sensibilità.
Sono basati sull’utilizzo dei preperg anche i processi industriali alla base della realizzazione delle racchette da tennis e da squash. Per gli sci e delle componenti ciclistiche, invece, vengono utilizzati i fabric.
In ambiti più prettamente industriali, invece, le fibre trovano collocazione soprattutto in ambito elettronico e meccanico.

Nello specifico, miscelando materiali termoplastici con le fibre si ottengono elementi ad elevata conduttività elettrica ed ottima resistenza per applicazioni elettroniche.
Per quello che riguarda la meccanica, invece, i pezzi in fibra di carbonio hanno sostituito i vecchi alberi in acciaio sia per le torri di raffreddamento che per altre applicazioni dove si rende necessaria la trasmissione della coppia, grazie soprattutto alla resistenza alla corrosione e al basso peso.

Piuttosto interessante è anche lo sviluppo che la fibra di carbonio sta avendo nell’ambito edile; la principale applicazione riguarda quella del rinforzo delle strutture, garantito anche grazie all’elevata resistenza della fibra di carbonio all’attacco alcalino e alla corrosione.
Grazie alla sua elevata rigidezza, il carbonio riduce il movimento del calcestruzzo, proteggendolo al contempo, come detto, dalla corrosione.
Non a caso, i fogli di fibra di carbonio possono essere utilizzati per l’adeguamento sismico degli edifici, come già sperimentato in Giappone.
Come non citare poi il settore automobilistico, dove, soprattutto in ambito sportivo, la fibra di carbonio, o meglio il CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastic), sta spadroneggiando da diversi anni; nel CFRP, un tessuto di filamenti di carbonio viene unito ad una matrice di resina plastica.

Il risultato è un materiale molto leggero, ma che al contempo garantisce, previe opportune lavorazioni, un’elevata resistenza.

Le fibre del nostro “tessuto” saranno disposte in maniera tale  da trasformare in trazione qualsiasi sforzo applicato sulla struttura, in questo modo, è garantita una risposta ottimale delle fibre allo sforzo stesso.
Un’altra lavorazione invece, tra l’altro già utilizzata in Ferrari, prevede invece la disposizione delle fibre in maniera tale da indurre la deformazione verso un’unica direzione.
Anche in questo ambito, la fibra di carbonio sta pian piano rosicchiando fette di mercato, a partire dal già citato settore sportivo (in Formula Uno come nelle competizioni SAE per universitari), fino ad arrivare, seppure in maniera molto limitata al momento, alla produzione in serie.

Alessandro Mercuri