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Come sapete nel nostro ultimo libro “Investire nei megatrend del futuro” abbiamo dedicato ampio spazio al tema dei trasporti, siano essi dedicati alle merci siano essi dedicati ai passeggeri (aerei, navi, veicoli a guida umana o autonoma). E abbiamo spiegato che è in corso una vera rivoluzione del paradigma grazie alle nuove energie pulite e all’avanzare di automazione, connettività e utilizzo in condivisione.
Oggi vi riporto un interessante contributo tratto dalla rivista scientifica Horizon pubblicata dalla Commissione Europea che ci racconta gli sforzi degli scienziati per ridurre l’impatto climatico del volo aereo grazie alla progettazione di aerei di linea più puliti e più veloci.
In questo articolo traduciamo dall’inglese e pubblichiamo ampi stralci dell’articolo originale dal titolo “The quest for hypersonic and hydrogen-fuelled air travel” scritto da Tom Cassauwers e al quale vi rimandiamo per approfondimenti e dettagli.
L’articolo inizia spiegandoci che “gli aerei passeggeri di oggi si basano su progetti che sono fondamentalmente gli stessi da decenni. Ciò significa che anche i tempi di volo sono cambiati molto poco.” E pone subito una domanda cruciale: “Ma cosa succederebbe se si potesse andare da Parigi a New York in meno di un’ora?“
Ambizioni elevate
È quanto propone il progetto STRATOFLY, finanziato dall’UE (e coordinato dal Politecnico di Torino): un aereo di linea a Mach 8, un velivolo ipersonico in grado di raggiungere almeno 9.500 chilometri all’ora, ovvero circa otto volte la velocità del suono.
“Sarà una vera sfida“, ha dichiarato Nicole Viola, coordinatrice di STRATOFLY e docente al Politecnico di Torino. Forse non siamo ancora pronti per Mach 8 in questo momento. Ma sono sicura che vedrò un aereo di linea ipersonico nel corso della mia vita”.
Con un’iniziativa triennale iniziata nel 2018, STRATOFLY ha progettato un prototipo di aereo ipersonico alimentato a idrogeno in grado di trasportare 300 passeggeri.
Non così veloce
Il progetto STRATOFLY ha comportato numerose sfide tecnologiche. Ma uno dei punti più difficili da risolvere non è stato tanto creare un velivolo che potesse volare velocemente, quanto piuttosto progettarne uno che potesse anche volare lentamente.
Questo comporta delle sfide di progettazione. Un motore in grado di raggiungere velocità ipersoniche, ad esempio, non è l’opzione migliore per velocità inferiori. Un motore ipersonico ha anche bisogno di un’enorme presa d’aria per “inspirare” l’aria, che viene miscelata con l’idrogeno. Ma a una velocità inferiore, è necessario aspirare meno aria nel motore. Ciò richiede agli scienziati un compromesso nella progettazione.
Il velivolo di 94 metri contiene un’enorme presa d’aria nel muso, con porte scorrevoli per regolare l’ingresso dell’aria.
Dal decollo fino a una velocità di circa 5 000 chilometri all’ora, sei motori più piccoli fanno tutto il lavoro. Al di sopra di questa velocità, un motore massiccio che si estende lungo la coda spinge l’aereo in avanti.
Pulire l’aria
Se alla fine sarà possibile volare ad alta velocità, un obiettivo correlato è quello di limitare l’impatto ambientale. Oggi l’aviazione è responsabile di circa il 2,5% delle emissioni globali di CO2, una percentuale che rischia di aumentare con voli più veloci.
L’idrogeno potrebbe essere la soluzione, secondo il professor Bobby Sethi dell’Università di Cranfield nel Regno Unito. “Stiamo facendo ricerche sull’idrogeno per l’aviazione da molto tempo“, ha dichiarato Sethi. “I costi, tuttavia, hanno a lungo smorzato l’entusiasmo. Ma la sua introduzione è una questione di quando, non di se“.
Sethi ha coordinato il progetto ENABLEH2, finanziato dall’UE (qui il sito), che ha esaminato il potenziale dell’idrogeno nell’aviazione per quattro anni, fino allo scorso novembre.
Secondo Sethi, l’idrogeno ha molti aspetti positivi. È uno degli elementi più abbondanti sulla Terra e, se generato con energia rinnovabile, non emette CO2. Inoltre, la ricerca ENABLEH2 ha dimostrato che i sistemi di combustione a idrogeno producono minori emissioni di NOx, un altro gas a effetto serra, rispetto al cherosene.
Inoltre, gli aerei alimentati a idrogeno possono percorrere distanze maggiori rispetto agli aerei elettrificati, che probabilmente saranno utilizzati solo per voli a breve e medio raggio.
Percorsi di transizione
Ma ci sono anche i costi. L’idrogeno si comporta in modo diverso dal normale carburante per l’aviazione, quindi gli aerei e alcuni aeroporti dovrebbero essere completamente riprogettati – una transizione che potrebbe richiedere circa 20-30 anni, secondo Sethi.
Potremmo tecnicamente riprogettare un aereo esistente, come un Airbus A380, per utilizzare l’idrogeno”, ha detto. Ma sarebbe necessario installare serbatoi di idrogeno nell’aereo. Non possiamo semplicemente immagazzinare il carburante nelle ali come si fa ora, il che rende il modello non competitivo con il carburante normale o con i carburanti sostenibili per l’aviazione”.
Per questo motivo, la maggior parte delle previsioni prevede un periodo intermedio in cui l’industria utilizzerà carburanti alternativi sostenibili per l’aviazione (SAF), che sono generalmente prodotti da fonti come la biomassa o i rifiuti e producono meno CO2 nel ciclo di vita rispetto al normale carburante per aerei.
Approfondisci i temi sul sito di Horizon
Noi ci fermiamo qui, ma l’articolo originale sul sito della rivista online Horizon – The EU Research & Innovation Magazine è molto più approfondito e vi consigliamo di darci un’occhiata! Questo estratto è stato pubblicato sotto licenza Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0).
Suggerimenti di lettura
Su questo sito trovate molti articoli dedicati ai temi dei trasporti e dell’idrogeno. Qui sotto eccone alcuni che vi consigliamo:
Foto di copertina: sito del progetto StratoFly: https://www.h2020-stratofly.eu/
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