Il dipartimento di Ricerca & Sviluppo di Lumag ha lavorato per quasi due anni su un nuovo progetto in grado di combinare efficienza ed ecologia. Il risultato, dopo quasi 5.000 ore di ricerche e test, è LU 914, un nuovo materiale di attrito dalle elevate prestazioni.

Un team di ingegneri e tecnici chimici dell’azienda polacca Lumag negli ultimi due anni ha lavorato assiduamente attorno a un nuovo progetto. L’obiettivo dell’azienda, dal 1988 specializzata in sistemi frenanti, era quello di sviluppare una nuova mescola che fosse in grado di soddisfare due esigenze.
Marcin Darowny, capo del dipartimento di Ricerca e Sviluppo di Lumag, chiarisce: “Il nuovo progetto da un lato doveva rispondere ai requisiti molto stringenti per i prodotti destinati al mercato del primo equipaggiamento (OE) e, dall'altro, doveva essere finalizzato allo sviluppo di una mescola moderna, progettata per ridurre o eliminare dalla composizione del materiale di attrito sostanze che potrebbe avere un impatto negativo sull'ambiente”.
 

Efficienza ed ecologia: obiettivo raggiunto

“Durante lo sviluppo del materiale LU 914, abbiamo fatto di tutto per combinare il valore dell'efficienza e dell'ecologia in uno. Abbiamo puntato sulla ricetta del futuro” spiega ancora Marcin Darowny.

Come è riuscita Lumag a coniugare questi due presupposti, alquanto divergenti?
Il responsabile del dipartimento R&S afferma che è stato un grande successo. “È stato creato il materiale di attrito LU 914, caratterizzato da un livello stabile e duraturo di prestazioni di frenata. E questo in tutti i range delle temperature di esercizio del freno, come confermato da test effettuati a temperature da 100 a 300 e 500 fino a 850-900 °C. Sono stati effettuati, tra gli altri, test sulle prestazioni durante simulazioni al banco di discese estreme su strade di montagna. Il risultato è stato positivo: non è stata rilevata alcuna perdita di prestazioni di frenata”.

“LU 914 funziona perfettamente con il battistrada del disco del freno! - sottolinea il manager Lumag. - Durante la frenata, il disco si riscalda in modo uniforme, il che è auspicabile perché riduce la formazione di crepe termiche. Garantisce inoltre un funzionamento a lungo termine e senza problemi di tutti i componenti del freno. L'assenza di surriscaldamento locale sulla superficie del materiale d'attrito e sul disco garantisce un coefficiente d'attrito stabile e un elevato comfort di utilizzo”.

“Volevamo limitare il più possibile l'uso del rame, ma allo stesso tempo non deteriorare altri parametri del materiale d'attrito importanti per i clienti. Il punto è rendere sicura la frenata e allo stesso tempo non aumentare l'usura di pastiglie e dischi. Ed è quello che siamo riusciti a ottenere” sottolinea Marcin Darowny.

Concretamente, com’è stato possibile? “Grazie all'utilizzo di soluzioni innovative, il grado di usura delle pastiglie è stato notevolmente ridotto. In condizioni di traffico urbano tipico, il consumo totale è stato ridotto di quasi il 54%, e per i veicoli guidati principalmente su strade extraurbane e autostrade la riduzione dei consumi è del 48%. Inoltre, il livello di compressibilità e durezza del materiale di attrito è stato ottimizzato, il che si traduce in una distribuzione uniforme della temperatura durante la frenata e un maggiore comfort nell'uso dei freni”. 

La preoccupazione per l'aspetto ecologico nel caso del materiale LU 914 non si limita all'uso di meno rame. Cosa che - vale la pena sottolineare - non è nemmeno facile, perché questo elemento è molto difficile da sostituire. Eppure il contenuto di rame di LU 914 è sceso al di sotto del 5% nella composizione di questo materiale. Altrettanto importante è il fatto che la ridotta usura delle pastiglie e dei dischi riduce la quantità di polvere emessa nell'atmosfera.
 

La nuova mescola LU 914

“Con il lancio sul mercato del materiale LU 914, Lumag sottolinea fortemente la sua presenza tra i produttori per i quali la cura dell'ambiente naturale è importante” afferma Łukasz Żak, responsabile marketing di Lumag, che precisa: “La validazione dei risultati ottenuti nei test al banco è stata effettuata anche in condizioni stradali. Il prodotto soddisfa tutti i requisiti legali e le aspettative del cliente finale. Tuttavia, i test sui veicoli sono in corso e vengono eseguiti tenendo conto delle diverse condizioni stradali”.

Quale sarà l'uso del nuovo prodotto Lumag? “Alla nostra gamma standard di materiali di attrito utilizzati nei veicoli commerciali, stiamo introducendo un nuovo materiale con un'applicazione più precisa. La nuova mescola LU 914 è dedicata sia alle applicazioni urbane sia extraurbane. È progettato per l'uso in freni a disco pneumatici installati su autocarri, motrici e pullman” evidenzia Łukasz Żak.

“Le pastiglie realizzate in materiale LU 914 sono dotate di serie di uno strato che accelera lo sfregamento del materiale di attrito sul disco (il cosiddetto green coat). Questo strato garantisce un'efficienza di frenata immediata ed elevata e allo stesso tempo accorcia i tempi di adattamento del materiale alla pista del disco”.

“Il successo di Lumag - conclude il responsabile marketing di Lumag - sta nel fatto di aver creato una miscela che combina con successo una minore usura del materiale d'attrito e dei dischi; che si comporta in modo eccellente in condizioni difficili, cioè a temperature di esercizio dei freni elevate, e allo stesso tempo è più ecologico”.
 

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Rame? No grazie  Il rame è stato ed è tuttora un componente molto importante nei materiali di attrito. Viene utilizzato in quantità fino al 15% sotto forma di rame metallico, o in leghe (bronzo e ottone) e in composti (principalmente ossidi e solfuri). In generale, il rame nel materiale di attrito svolge una serie di funzioni, come stabilizzare il coefficiente di attrito, ridurre l'usura, dissipare il calore e sopprimere il rumore.  Questo elemento non rappresenta una minaccia per gli organismi viventi, ma può essere tossico se presente in grandi quantità. Il problema fu rilevato per la prima volta negli anni ‘90 in California, dove nei bacini idrici attorno all’area di San Francisco erano stati registrati contenuti di rame molto elevati che provocavano alterazioni nella vegetazione e negli altri organismi acquatici. Per questo motivo in molti Paesi, principalmente USA e Svezia, le organizzazioni ambientaliste hanno chiesto l'eliminazione del rame e dei suoi composti dai materiali di attrito dei freni delle auto. Ciò ha portato alla determinazione che i materiali di attrito prodotti dopo il 2021 devono contenere meno del 5% di rame e dopo il 2025 inferiore allo 0,5%. È stato legalmente sanzionato negli Stati Uniti in Better Brake Rule, Chapter 173-901 WAC.