Automobilių pramonėje vis daugiau dėmesio skiriama ekologiškoms ir tvarioms medžiagoms. Vienas iš tokių pavyzdžių - kanapių pluošto panaudojimas, kuris ne tik mažina aplinkos taršą, bet ir suteikia automobiliams unikalių savybių. BMW i3, kaip elektromobilis, yra puikus pavyzdys, kaip gamintojai stengiasi integruoti inovatyvius ir aplinkai draugiškus sprendimus.
Kodėl kanapės? Ekologiškumas ir tvarumas
BMW elektromobilio aprašyme išvardintos skirtingos žaliosios medžiagos, naudojamos naujojo automobilio gamybai. Tarp jų paminėta kanapinė kinrožė (lot. Hibiscus cannabinus), priskiriama kanapinių augalų rūšiai. Tinklapis treehugger.com juokauja, kad elektromobilio durelių garso izoliacijai panaudota kanapių medžiaga skirta tikrai ne kontrabandai. Tai dar kartą įrodo, koks universalus augalas yra kanapė ir kokios plačios jos panaudojimo galimybės.
Automobilių gamintojai jau pradėjo naftos pagrindu pagamintas putas garso izoliacijai keisti kukurūzų pagrindu pagamintomis, tačiau panašu, kad kanapė gali tapti dar geresne izoliacine medžiaga. Kanapes auginti yra daug ekologiškiau nei kukurūzus ir, kas svarbiausia, jos nedaro neigiamos įtakos maisto produktų kainoms. Kanapių pluošto auginimas ir perdirbimas pašalina 2.85 tonos anglies iš atmosferos su kiekviena užauginta tona. Be to, gamintojai visų pirma puolė ieškoti, kokiomis tvaresnėmis alternatyvomis būtų galima pakeisti įprastus plastikus, kurie vis dažniau keičia iš jūrų ar vandenynų dugno atkeliaujančios atliekos.
Kanapių pluošto kompozitai: savybės ir pranašumai
Aplinkosauginiai reikalavimai ateityje tik griežtės. Automobilių gamintojai turės prisitaikyti - diegti naujas ekologiškas jėgaines, mažinti mašinų svorį, gerinti aerodinamiką ir taip toliau. Vis daugiau dėmesio skiriama automobilinių atliekų problemoms, nes daug plastikinių dalių gamtoje nesuyra kelis šimtus metų. Visgi, po truputį atrandamas sprendimas - kanapių pluošto kompozitai.
Kanapių plastikas yra labai tvirta, bet lengva medžiaga. Atrodo neįtikėtina, tačiau iš augalų pluošto gaminamos automobilių kėbulo dalys, salono apdaila ar net struktūriniai elementai išties būtų pakankamai stiprūs dėl pluošte esančios celiuliozės.
Moksliniai tyrimai ir taikymas
- 2012 m. Voriko universitete Anglijoje buvo atliktas tyrimas, kuris parodė, kad kanapių pluošto plastikas yra mažų mažiausiai lygiavertė alternatyva plačiai naudojamam stiklo pluoštui. Kitų augalų pluoštas tokių gerų rezultatų neparodė. Stiklo pluoštai yra gerokai brangesni, palyginti su grynu plastiku su tradiciniais užpildais.
- Kiti panašūs tyrimai atskleidė, kad kanapių plastiko plokštės yra itin tvirtos ir gali atlaikyti stiprius smūgius, todėl tiktų ne tik apdailai, bet ir struktūriniams elementams gaminti. Australijos ir Anglijos mokslininkai apskaičiavo, kad jis kai kuriose vietose gali pakeisti ir metalines dalis.
- Kanapių pluoštas gali išlaikyti svorį 2 kartus geriau nei metalas ir jį galima sulenkti iki 6 kartų daugiau, prieš jam lūžtant.
Manoma, kad iš kanapių plastiko pagamintos dalys būtų net 30 proc. lengvesnės, o tai padėtų sumažinti bendrą automobilio svorį, taigi, ir kuro sąnaudas.
Istorinė perspektyva ir šiuolaikinis pritaikymas
Idėja iš tikrųjų atrodo kaip ilgai lauktas sprendimas, tačiau ji nėra nauja - mokslininkai ir inžinieriai įkvėpimo sėmėsi iš istorijos. Pats Henris Fordas galvojo apie augalų pluošto panaudojimą automobilių gamybai. Jis teigė, kad kirsti miškus ir vargti su mineralų kasyklomis yra neprotinga, jei galima reikalingų medžiagų paprasčiausiai užsiauginti kanapių plantacijose.
Henrio Fordo indėlis
Dar 1941 m. buvo pagamintas „Ford“ automobilis su augalų pluošto (didžiąją dalį jo sudarė kanapės) kėbulu. Jis buvo tvirtas ir standus, atlaikė ne vieną smūgį lazda ar kirviu. Visgi, po karo kanapės JAV buvo iš esmės uždraustos ir galimybių toliau vystyti technologiją nebuvo.
Šiuolaikinė automobilių pramonė ir kanapės
Jau šiais laikais ne viena automobilių kompanija išbandė kanapių plastiką savo automobiliuose. Pavyzdžiui, „Lotus“ sukūrė „Eco Elise“, kuris pasižymėjo kanapių pluošto kėbulu ir spoileriu, o ir kiti automobilio elementai bei salonas buvo gaminami iš natūralių audinių.
„Mercedes-Benz“, BMW ir „Volkswagen“ taip pat tyrinėjo šias medžiagas ir po truputį jas naudojo, nors pakankamai nedideliais kiekiais. BMW i3 ir i8 modeliai kanapių pluošto jau turi daugiau, nes būtent BMW skyrė didžiausią dėmesį šiai medžiagai tyrinėti ir išvystė nesudėtingus procesus kanapių plastikui apdirbti. Žinoma, šios medžiagos naujoves stebi ir kiti automobilių gamintojai visame pasaulyje.
BMW i3 ir kanapių pluoštas
„BMW i3“ - vienas efektingiausių ir efektyviausių Lietuvos rinkoje parduodamų elektromobilių (neskaitant hibridinę pavarą turinčio „BMW i8“). Vienas įdomesnių sprendimų - prietaisų skydelio ir durelių vidinės konstrukcijos, pagamintos iš pluoštinių kanapių šeimos atstovo kanapinės kinrožės. Kanapinė kinrožė (lot. Hibiscus cannabinus) buvo panaudota BMW i3 durų garso izoliacijai. Automobilio apdailoje dominuoja kietos perdirbtos medžiagos, o papildomai pasirenkamos apdailos sąrašas - įspūdingai didelis. Pavyzdžiui, apdailoje gali būti naudojama ne cheminiame tirpale, o alyvmedžių lapų ekstrakte mirkyta sėdynių oda, natūrali vilna ir ekologinėse kirtavietėse išaugintų eukaliptų mediena. Vis dažniau galima pastebėti augalinės kilmės medžiagų, kurios gali būti sukurtos iš ananasų atliekų, obuolių žievelių ir perdirbtų plastikų.
Privalumai automobilių gamyboje
Kanapių pluoštui reikėtų kitokių įrankių, gamybos procesų ir iš naujo paruošti specialistus, o automobilių pramonė jau turi anglies pluoštą bei kitas itin lengvas medžiagas. Visų pirma, kaip primena ir „Lotus“ inžinieriai, kanapės augdamos sugeria anglies dvideginį. Platesnis jų panaudojimas paskatintų ir auginimą, kuris teigiamai atsilieptų aplinkai. Gaminant detales iš anglies pluošto, sintetinio plastiko, metalo ir kitų tradicinių medžiagų išskiriamas didelis šiltnamio efektą skatinančių dujų kiekis, o štai kanapės, kaip ir kiti žalieji augalai, atmosferą valo. Gamybos procesas taip pat yra gana paprastas ir draugiškas aplinkai.
Yra ir kitų privalumų. Pavyzdžiui, kompozitinės medžiagos nerūdija, o kanapių pluošto plastikas yra ir pigesnis nei plienas.
BMW i3 techninės charakteristikos ir eksploatacija
Nors ir BMW i3 yra mažiausias automobilis dabartinėje šios markės gamoje, 1195 kg svoris ir 170 AG bei 250 Nm galia pavers jį pakankamai dinamišku. Iki 60 km/h jis įsibėgės tik per 3,7 sekundės, o 100 km/h padalą spidometro rodyklė kirs nuo starto praėjus vos 7,2 sekundės (su papildomu varikliu-generatoriumi - 7,9 s). Modeliai su pilnai įkrautomis baterijomis galės įveikti 130-160 kilometrų distanciją.
Papildomas variklis ir įkrovimas
Jeigu toks įveikiamas atstumas vairuotojams pasirodys per mažas, gamintojas siūlo užsisakyti versiją su papildomu vidaus degimo varikliu, atliekančiu generatoriaus vaidmenį. Bandytas elektromobilis su papildomu varikliu-generatoriumi, birbinant ir deginant 9 litrų degalų baką, su pilna įkrova gali nuvažiuoti 300 kilometrų. Generatoriaus vaidmenį atliekantis dviejų cilindrų motociklo variklis dirba tyliai ir išsijungia, greičiui sumažėjus iki maždaug 15 km/val. - tad važiuojant padangų triukšmas užslopina bagažinėje tyliai besidarbuojančio generatoriaus garsą.
Už papildomą 1300 eurų mokestį galima prijungti automobilį prie greitojo įkrovimo stotelės. Vos per 30 minučių įkraunama 80 procentų akumuliatoriaus talpos, dar panašiai laiko bus kraunami likę 20 proc. Kraunant iš buitinio elektros tinklo šis procesas užtruks iki 8 valandų, per kurias taip pat bus įkrauta 80 proc. akumuliatorių talpos. Deja, viešų įkrovimo vietų nėra daug.
Vairavimo patirtis
Automobilio manevringumas yra puikus - turinčiam galinius varančiuosius ratus vikriam automobiliui apsisukti užtenka mažiau nei 10 metrų, o dėl žemo automobilio svorio (akumuliatoriai sumontuoti aliuminio dugne) jis neblogai „laiko“ net ir greituose bei staigiuose posūkiuose, tad automobilis mieste išties vikrus. Važiavimas juo turi niuansų ir reikalauja įpratimo - naudojamasi praktiškai vienu pedalu, atleidžiant akceleratorių elektromobilis stabdomas, taip papildomai įkraunant akumuliatorius. Važiuojant galima pasirinkti „Eko“ ir „Eko+“ režimus - taip galima sutaupyti papildomai kilometrų. Kaip ir kiekvieno elektromobilio, pagreitis įspūdingas, o važiuojant 130 km/val. greičiu salone vis dar pakankamai tylu. Didžiausią triukšmą kelia kieto gumos mišinio mažą pasipriešinimą riedėjimui turinčios didelio diametro, bet siauros padangos, taip pat jos skaičiuoja kiekvieną pervažiuotą akmenėlį.
Prie gerų važiavimo savybių - dinamikos, valdymo, taip pat mažesnio elektros sunaudojimo - itin svariai prisideda ne tik žemas svorio centras ir padangos, bet ir standus bei lengvas anglies pluošto kėbulas (30 proc. lengvesnis nei būtų pagamintas iš aliuminio), taip pat mažesnę neamortizuojamą masę turinti aliuminio važiuoklė. Elektromobilis savo klasei sveria palyginti nedaug - nuo 1195 iki 1315 kilogramų.
Kaina
Progresyvaus elektromobilio kaina nėra džiuginanti. Mažiausia elektromobilio su generatoriumi kaina - net 39 951 euras, o bandytas modelis su ne pačia gausiausia įranga kainuoja apie 45 000 eurų. Pigiau atsieis elektromobilis be generatoriaus - nuo 36 125 eurų. Palyginimui, 1 serijos BMW kainuoja nuo 25 125 eurų, 2-os - nuo 27 490 eurų, 3 serijos BMW - nuo 31 600 eurų.
Išvados apie kanapių panaudojimą
Nors kanapės egzistuoja jau daugiau nei 10 000 metų, amerikiečiai jas pateikia kaip naują, neįprastą ir revoliucinę medžiagą. Europos automobilių kompanijos jau seniai naudoja kanapių pluoštą, o Amerikos gamintojai tik pradeda susipažinti su kanapių savybėmis. Laimei, Amerikos automobilių gamintojai gali pasinaudoti sutrumpėjusiais mokslinių tyrimų ir plėtros terminais.
Galiausiai, elektromobiliai, tokie kaip BMW i3, yra neišvengiama ateitis. Su vandenilio kuro celėmis ar naujos kartos gerokai daugiau energijos talpinančiais akumuliatoriais - jie po truputį išstums automobilius su vidaus degimo varikliais. Be to, negalima pamiršti ir ekologijos - elektromobiliai kur kas labiau tausoja aplinką nei nuolatos iškastinį kurą deginantys įprasti automobiliai. Kanapių pluošto integravimas į automobilių gamybą tik sustiprina šią tendenciją, siūlydamas tvaresnes ir efektyvesnes alternatyvas.
tags: #kanapiu #panaudojimas #bmw #i3