7 febbraio 2011

Voli ecologici: a che punto siamo?

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Aerei elettrici, ibridi o solari ecco i pro e i contro

Voli ecologici: a che punto siamo?

Quanti sono gli aerei, dai piccoli velivoli monomotore da turismo ai più grandi Jet pluri – reattori che solcano, ogni giorno, i cieli di tutto il mondo? Migliaia. E ciascuno di essi è, in parte, responsabile dell'emissione di gas serra nell'atmosfera. D'accordo, non costituiscono la causa principale del riscaldamento globale, ma rappresentano il mezzo di locomozione più inquinante in assoluto e se si potesse fare qualcosa...

Questo “qualcosa” potrebbe essere rappresentato dall'incremento del volo elettricoo solare. O, perché no?, ibrido. Pensiamoci: non sarebbe una ricetta vincente? Se gli aerei si muovessero grazie alla stessa tecnologia a zero (o basse) emissioni attualmente utilizzata dai veicoli che circolano su strada, si darebbe una mano all'abbattimento delle emissioni nocive, sia in termini di polveri e gas serra, che di inquinamento acustico.

In fondo, gli aerei a propulsione elettrica, o ad altri sistemi eco friendly, sono – potenzialmente – in grado di volare allo stesso modo di quelli che vediamo tutti i giorni. L'energia elettrica può, inoltre, derivare dalle celle di idrogeno, dai pannelli solari, dalle batterie al litio...

Dalla Cina, nei mesi scorsi era arrivato l'e430, prodotto dalla Yuneec: un piccolo velivolo biposto, elettrico al 100%, che secondo gli stessi costruttori ha già superato una fase di test, durata sei mesi. Equipaggiato con batterie al litio, è dotato di un'autonomia che oscilla fra un'ora e mezza e tre ore. Di più: ogni ora di volo, è stato calcolato, costerebbe circa 2 dollari(1,50 euro).

Dunque, “qualcosa si muove nell'aria...”. Non va dimenticato, infatti, l'esperimento messo in atto dallaBoeing, colosso mondiale dell'aviazione, con la propulsione elettrica applicata ai piccoli aerei da turismo monoposto o biposto. E gli esempi potrebbero continuare, con il Super Dimona della Diamond Aircfraft, modificato nella propulsione per ottenere un'alimentazione a celle di combustibile (le “celle di idrogeno” che alcuni costruttori in campo automobilistico, come la Mercedes, hanno presentato negli ultimi mesi): un aereo che vola grazie a un motore elettrico da 115 CV, e progettato per mantenere una velocità di circa 200 km/h.

Allora, ci sarà spazio per l'aviazione eco friendly? Vediamo i pro e i contro.

Vantaggi: migliore efficienza, più silenziosi

Se comparato a unmotore a scoppio o acombustione esterna (a reazione), unmotore elettrico riesce ad esserefino a 20 volte più efficiente. In termini percentuali, tenuto conto del fatto che l'efficienza negli attuali propulsori per aviazione arriva al 23%, quella di un motore elettrico può essereanche del 95%. Come dire: non si butta via niente (o quasi).

Riguardo al rumore, si può facilmente capire come un motore elettrico siamolto meno rumoroso rispetto a un motore a scoppio; di gran lunga più silenzioso rispetto a un turboreattore. Questo aspetto potrebbe risolvere i problemi di vivibilità ai quali sono soggette le persone che abitano vicino agli aeroporti.

Quanto all'economia di volo, se è vero che l'aereo cinese della Yuneec “si accontenta” di appena 2 dollari per ogni ora di volo, è chiaro che un incremento del volo elettrico potrebbe essere vantaggioso, non solo per il costo dell'energia elettrica rispetto ai carburanti derivati dal petrolio, ma anche perchési eliminerebbero le oscillazioni sul prezzo dell'”oro nero” che, spesso, contribuiscono ad influenzare anche il prezzo dei biglietti per i viaggiatori.

Restiamo con i piedi per terra...

Fin qui, ci siamo mossi nel campo dellateoria. Sulla carta, tutto è possibile. Anche realizzare degli aerei in grado di volare per lunghe tratte senza impiegare nemmeno una goccia di benzina o di kerosene.

In pratica, tuttavia, la questione è differente. Tecnicamente, il primo aspetto da considerare è un rapporto di planata che favorisca la fase di planata con il minor dispendio di energia. Per fare un esempio: grazie all'impiego di materiali compositi ultraleggeri e a un sapiente disegno dei profili alari, un aliante riesce ad avere un rapporto di planata di 60:1 (ovvero: da un'altezza di 1 km, impiegherà 60 km prima di toccare il suolo); l'aereo cinese elettrico ha un rapporto di planata di 25:1. L'obiettivo, dunque, è giungere a un rapporto di planataalmeno di 50-60:1. Ma se di più, tanto meglio.

Con questo, tuttavia, non si arriverebbe alla quadratura del cerchio. Le attuali batterie, infatti, non consentono di coprire autonomie superiori ai 300 km terrestri. Il volo elettrico, quindi, rischia di restare un aspetto di nicchia. Altro discorso, invece, se si prendono in considerazione le nanotecnologie: batterie sempre più piccole e sempre più potenti, che sarebbero in grado di supportare delle distanze più lunghe rispetto a quelle, oggi, potenzialmente superabili. Ma qui torniamo nel campo della teoria.

Nel caso degli aerei alimentati a energia solare, anche qui in teoria si potrebbe intervenire. Nei mesi scorsi  il Solar Impulse, un aereo dotato di pannelli solari a 1200 celle fotovoltaiche sulle ali, è riuscito a sostenere un'intera notte di volo, raggiungendo una quota di 8700 metri, a una velocità di 23 nodi (circa 50 km/h).

Niente male per un velivolo a zero emissioni. Anche qui, però, a giocare un ruolo fondamentale è stata la particolare forma costruttiva, l'impiego di materiali ultraleggeri (che hanno permesso all'aereo di ottenere un peso di appena 1,6 tonnellate) e un'adeguata apertura alare (63,4 metri).

Ci sarebbe, poi, da considerare l'ibridazione dei sistemi propulsivi. Se in ambito automobilistico la soluzione dell'accoppiamento fra il motore a scoppio (a ciclo Otto o a ciclo Diesel) e il motore elettrico è una realtà consolidata, nel campo dell'aviazione anche questa potrebbe essere una strada percorribile. Anche per i motori a reazione: abbinando i reattori a unità elettriche, si otterrebbe un risparmio di carburante,e di conseguenza valori inferiori di inquinamento atmosferico.

Alcuni progetti in corso d'opera

Un esempio, proveniente dagli Stati Uniti: nei mesi scorsi, un team di tecnici della Boeing, della General Electric e della Georgia Tech ha dato il via al progettoincentrato sulla progettazione di aerei supersonici a propulsione ibrida, che consentiranno – secondo i primi calcoli – un risparmio del70% di carburante e un'efficienza energetica globale del 60% circa.

Esiste un altro programma, messo in piedi dalla stessaBoeing, in collaborazione con la Pratt & Whitney, la Rolls Royce, la stessa Georgia Tech, la Wyle e la M4 Engineering, per quattro possibilità di sviluppo del volo ecologico: studi su carburanti a basso tenore di combustione, disegni per ali dal profilo a freccia e a geometria variabile,ali alternative a forma di forbice e progetti perschermare il rumore e il controllo del boom sonico. Il risultato, secondo i programmi, sarà un aereo –Icon II – capace di trasportare120 passeggeri per 5 mila miglia nautiche (circa 9 mila km) a una velocità di crociera oscillante fra 1,6 e 1,8 Mach.

Conclusione: per il momento, “accontentiamoci” dei voli brevi

Una soluzione che potrebbe mettere tutti d'accordo, almeno per il momento, potrebbe essere costituita dall'impiego delle nuove tecnologie alternative (volo elettrico, a energia solare o “ibrido”) per le brevi distanze. Voli interni, cioè. Rotte da non più di 3 – 400 km terrestri.

E' proprio questo, l'obiettivo al quale tendono i tecnici. Per Brian Seeley, presidente dellaCAFE (Comparative Aircraft Flight Efficiency) Foundation, ad esempio, allo stato attuale si sta “Considerando la possibilità di realizzare dei mini – aeroporti, da collegare con altrettanti impianti di piccole dimensioni, e da utilizzare al solo volo eco friendly”.

La finalità è quella di giungere aun rapporto vantaggioso nell'utilizzo dell'aereo rispetto all'auto o al treno. Ma sempre nell'ambito dei piccoli aerei. Tuttavia, quando il volo eco friendly sarà utilizzato anche solo per il piccolo cabotaggio, sarà già un primo importante risultato.
 

Articolo tratto da Greenme

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