Toyota utilizza l’elettricità statica per ridurre le emissioni nelle fasi di verniciatura

L’attenzione all’ambiente si identifica anche nello sviluppo di tecnologie di produzione a basse emissioni: processi di engineering a basso impatto, in perfetta corrispondenza con le esigenze di progressiva decarbonizzazione messe in atto dai big player della filiera automotive. Toyota – già “pioniera” in materia di elettrificazione, avendo già dalla seconda metà degli anni 90 aperto un filone con l’esordio della ibrida Prius sul mercato, primo modello benzina-elettrico proposto in grande serie – mette sul tavolo un ulteriore approccio eco friendly alle fasi di produzione.

Si tratta, nello specifico, di un’inedita tecnologia di nebulizzazione per le vernici da destinare alle carrozzerie della propria lineup di modelli, e – indicano i tecnici del colosso giapponese – in grado di raggiungere una elevatissima efficienza di verniciatura: il 95%, cioè, di vernice spruzzata in rapporto alla quantità di materiale che di fatto aderisce al corpo vettura del veicolo in fase di produzione. Quasi un terzo di più, in effetti, rispetto agli attuali standard in materia di efficienza nelle fasi di verniciatura, che si attestano su un range del 60-70%.

Anche questo contribuisce ad abbassare le emissioni

Alla base della nuova tecnologia, ribattezzata “Airless Paint Atomizer”, spiegano i tecnici Toyota, c’è l’impiego di elettricità statica al posto dell’aria per il procedimento di nebulizzazione delle vernici. Questo sistema – il primo al mondo nell’industria di produzione, osserva Toyota Motor Corporation – è stato progettato per sostituire i dispositivi di nebulizzazione “convenzionali” normalmente utilizzati nei processi di verniciatura industriale per le carrozzerie degli autoveicoli. Attraverso l’impiego del nuovo nebulizzatore senza aria, Toyota stima una riduzione globale fino al 7% delle emissioni di CO2 generate nei processi di verniciatura per l’intero Gruppo. La prima applicazione del nuovo sistema avviene negli stabilimenti di Takaoka e Tsutsumi: se ne prevede un graduale ampliamento di utilizzo verso altri impianti, oltre alla possibilità di fornitura presso altre società che fanno capo a Toyota Group nonché la concessione di questa tecnologia in licenza ad altre aziende.

Come funziona

Tecnicamente, il nuovo nebulizzatore senza aria “Airless Paint Atomizer” messo a punto per le fasi di verniciatura Toyota utilizza il procedimento della nebulizzazione elettrostatica per spruzzare la vernice: in questo modo, le particelle, caricate staticamente, si rivestono in modo da orientarsi verso la carrozzeria del veicolo (fase di verniciatura elettrostatica).

Minore dispersione di materiale

Proprio per via del fatto che la nebulizzazione elettrostatica consente a soltanto poche particelle di vernice di disperdersi (al contrario della vernice nebulizzata ad aria, in cui l’effetto rimbalzo provoca la dispersione di molte particelle), ne deriva – spiegano i tecnici Toyota – una efficienza di rivestimento maggiore.

Dal maquillage alle carrozzerie

La tecnologia della nebulizzazione elettrostatica non è una novità in senso assoluto: un suo impiego è, ad esempio, già presente nei sistemi utilizzati nei trattamenti di bellezza ed in altre apparecchiature che spruzzano sottili quantità di liquido. Per la prima volta, tuttavia, questo principio viene applicato all’industria automotive e della finitura carrozzerie. In particolare, è da notare la forma cilindrica della punta dello spruzzatore: all’interno di essa, sono presenti circa 600 scanalature, nelle quali fluisce la vernice per forza centrifuga determinata dalla rotazione della punta stessa. È qui che avviene la nebulizzazione vera e propria, per effetto dell’elettricità statica.

Controllo costante della distanza

Una delle questioni da tenere in maggiore considerazione, durante i procedimenti di verniciatura, consiste nelle irregolarità della carrozzeria, che non permettono di mantenere sempre la medesima distanza fra la testa cilindrica del nebulizzatore e il corpo vettura del veicolo da trattare: ne deriva un’instabilità di corrente. Per ovviare a questo problema, interviene una tecnologia di monitoraggio costante delle variazioni di corrente e, di conseguenza, il controllo continuo della tensione, in modo da mantenere sempre una distanza di circa 10 cm fra testa cilindrica del nebulizzatore e carrozzeria. Il risultato, spiega Toyota, è l’ottenimento di particelle di vernice sempre uguali nelle singole microscopiche dimensioni, e una verniciatura di elevata qualità.

I programmi eco friendly Toyota

Come accennato, la nuova tecnologia “Airless Paint Atomizer” rientra negli obiettivi Toyota rivolti alla realizzazione di impianti di produzione “carbon neutral”, a loro volta integrati nel maxi programma “Toyota Environmental Challenge 2050” annunciato nel 2015.

Sei “capitoli di sfida”

• sviluppo di nuovi modelli elettrificati: la nuova generazione di vetture ad alimentazione 100% elettrica, ibrida e ibrida plug-in (e, con Mirai, anche fuel cell a idrogeno)
• ciclo di vita “zero emission” per le nuove vetture, attraverso l’eliminazione del carbonio dal processo di fabbricazione dei materiali e delle varie parti impiegate, dalle attività di logistica e dalle metodologie di smaltimento e di riciclo impiegate al termine del ciclo di vita degli autoveicoli
• produzione ad emissioni zero; ovvero: razionalizzazione dei processi produttivi, abbreviandoli per emettere minori quantità di diossido di carbonio, rendendoli più efficienti dal punto di vista energetico e facendo ricorso a fonti di energia rinnovabili come il sole e il vento, o a basse emissioni come l’idrogeno
• minimizzazione e l’ottimizzazione nell’utilizzo dell’acqua negli stabilimenti. Ciò si attua, spiega Toyota, in un programma che prevede la raccolta dell’acqua piovana per ridurre quella prelevata dal terreno o dalle reti di fornitura, e lo sviluppo di sistemi di purificazione, per riutilizzare l’acqua oppure reimmetterla in circolo senza alcun problema alle reti idriche locali
• messa in atto di progetti dedicati al riciclo, che consistono nell’aumentare l’utilizzo di materiali eco-compatibili; progettare componenti utilizzabili più a lungo; sviluppare tecnologie per il riciclo più efficaci e più accurate; fabbricare nuovi veicoli riutilizzando maggiormente i materiali ricavati dallo smantellamento dei veicoli fuori uso
• un ruolo attivo nella realizzazione futura di una società che sia in armonia con la natura: progetti grandi e piccoli, in tutto il mondo, per iniziative ambientali entro e fuori i siti produttivi Toyota, arricchire la vita delle comunità, organizzare la riforestazione, la piantumazione di alberi e l’attuazione di piani urbanistici ”green”.