Da sfocato a progetto: una metodologia fuzzy Delphi per valutare tecnologie emergenti in fase iniziale—il caso dello smontaggio delle batterie di trazione automobilistiche a fine vita

Perché le batterie delle auto usate sono importanti

Con la diffusione delle auto elettriche sulle nostre strade, le loro potenti batterie prima o poi si esauriscono e hanno bisogno di una seconda vita. Ciò che succede a questi ingombranti accumulatori è cruciale per ridurre l'inquinamento climatico ed evitare carenze di metalli come litio, nichel e cobalto. Questo studio esamina il modo migliore per smontare le batterie di trazione automobilistiche usate e introduce una procedura passo dopo passo per valutare tecnologie nuovissime e ancora incerte molto prima che siano ampiamente adottate.

Dal rottame alla risorsa

Le batterie dei veicoli elettrici contengono metalli che l'Unione Europea classifica come critici o strategici perché sono difficili da reperire ma essenziali per le tecnologie pulite. Produrre una singola batteria può rappresentare fino alla metà delle emissioni legate alla fabbricazione di un'auto elettrica, gran parte delle quali derivano dall'estrazione e dalla raffinazione delle materie prime. Il riciclo delle batterie a fine vita può alleviare la pressione sulle miniere, rafforzare la sicurezza delle forniture e ridurre i gas serra, ma solo se i pacchi vengono preparati correttamente prima delle fasi effettive di riciclo. Lo smontaggio è la chiave del pretrattamento: apre il pacco, separa i moduli e le parti strutturali e fornisce flussi di materiale più puliti ai riciclatori a valle.

Perché smontare i pacchi è così difficile

I pacchi reali non sono progettati come mattoncini Lego. Variano ampiamente per forma e configurazione, contengono molte giunzioni incollate o saldate e spesso hanno parti di difficile accesso. Allo stesso tempo, i pacchi possono essere danneggiati, elettricamente instabili o contaminati da elettrolita infiammabile, comportando rischi per la sicurezza. Oggi molte operazioni sono ancora eseguite a mano, con pochi operatori specializzati e scarsa automazione. Ricerche precedenti tendevano a esaminare una sola tecnica di smontaggio alla volta, come svitare o fresare, rendendo difficile per aziende o responsabili politici confrontare le opzioni in modo equo. Gli autori sostengono che sia necessario un benchmark ampio e strutturato affinché investimenti e normative favoriscano soluzioni efficienti, sicure e rispettose dell'ambiente.

Ascoltare gli esperti, passo dopo passo

Per costruire un tale benchmark, i ricercatori hanno prima mappato tutti gli stakeholder rilevanti lungo la filiera del riciclo delle batterie, dai costruttori di auto e di macchine ai riciclatori, ai regolatori e ai ricercatori. Hanno poi intervistato 65 esperti per raccogliere i criteri più importanti nella valutazione delle tecnologie di smontaggio. Sono emersi sedici criteri, fra cui sicurezza, robustezza del processo, produttività, costo, impatto ambientale, purezza dei materiali recuperati e facilità di automazione o scalabilità della tecnologia. Successivamente, un pannello più piccolo di 13 specialisti nello smontaggio delle batterie ha partecipato a diverse tornate di interrogazioni strutturate con il metodo “Delphi”, in cui gli esperti rivedono le proprie risposte dopo aver visto riassunti anonimi delle opinioni del gruppo. Per gestire l'incertezza e i giudizi vaghi, il team ha combinato questo approccio con la logica “fuzzy”, che tratta le opinioni come intervalli piuttosto che numeri fissi.

Classificare i metodi di taglio

Utilizzando questo quadro fuzzy Delphi, gli esperti si sono prima messi d'accordo sull'importanza di ciascuno dei 16 criteri, quindi hanno valutato otto diversi approcci di smontaggio rispetto a questi criteri. I metodi spaziavano dalla triturazione distruttiva di interi pacchi al taglio semi-distruttivo con strumenti come laser, coltelli e teste di fresatura, oltre allo svitamento non distruttivo e alla separazione manuale. I punteggi ponderati finali hanno indicato il taglio laser come l'opzione complessivamente più promettente, seguito da triturazione, taglio con coltello o cesoia, fresatura, utensili di taglio rotativi, svitamento robotico, smontaggio manuale senza attrezzi e, per ultimo, taglio a getto d'acqua. I sistemi laser hanno ottenuto buoni risultati in termini di produttività, pulizia dei prodotti e potenziale di automazione, sebbene affrontino ancora sfide legate alla sicurezza, ai danni da calore e ai costi d'investimento. La triturazione ha beneficiato della semplicità ma è stata penalizzata per la bassa purezza dei materiali e le limitate opportunità di riutilizzo dei componenti.

Cosa significa per il futuro

Per il lettore non specialista, la conclusione è che il modo in cui apriamo le vecchie batterie influisce fortemente su quanto la mobilità elettrica possa essere verde e sicura. Questo studio suggerisce che un taglio controllato con cura, in particolare con i laser, potrebbe offrire un migliore equilibrio tra sicurezza, efficienza e recupero delle risorse rispetto alla semplice frantumazione dei pacchi, anche se probabilmente entrambe le soluzioni coesisteranno. Più in generale, gli autori forniscono un “progetto” riutilizzabile per valutare tecnologie in fase iniziale in qualsiasi campo in cui i dati certi scarseggiano ma le decisioni non possono aspettare. Raccogliendo sistematicamente i pareri di esperti diversi e usando la matematica fuzzy per combinarli, il loro approccio aiuta a trasformare l'immagine sfocata degli strumenti emergenti di oggi in una guida più chiara per i pianificatori industriali e i responsabili politici.

Citazione: Rettenmeier, M., Möller, M. & Sauer, A. From blur to blueprint: a fuzzy delphi methodology for evaluating early-stage emerging technologies—the case of end-of-life automotive traction battery disassembly. Sci Rep 16, 15516 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-50592-1

Parole chiave: riciclo delle batterie, veicoli elettrici, valutazione tecnologica, metodo Delphi, smontaggio laser