Il MIT ha ideato un aereo ibrido-elettrico per ridurre il problema dell'inquinamento

Il MIT ha ideato un aereo ibrido-elettrico per ridurre il problema dell'inquinamento

L'inquinamento atmosferico degli aerei non ha un impatto solamente sul clima, ma fa anche migliaia di morti l'anno. Un team di ingegneri del MIT propone un aereo ibrido-elettrico che potrebbe ridurre le emissioni di ossido di azoto del 95%.

di pubblicata il , alle 12:31 nel canale Scienza e tecnologia
 

Ci preoccupiamo molto dell'inquinamento causato dalle automobili, ma quello creato dagli aeroplani non è da meno, anzi. Un aereo che vola alla quota di crociera emette nell'atmosfera un flusso costante di ossidi di azoto, meglio noti come NOx: si tratta di una delle principali fonti di inquinamento atmosferico, ed è una delle possibili cause di asma, malattie respiratorie e disturbi cardiovascolari. Secondo alcuni studi, l'immissione in atmosfera di NOx da parte degli aerei causa 16.000 morti premature l'anno nel mondo.

Al MIT di Boston ritengono di avere una potenziale soluzione al problema. Un gruppo di ingegneri ha ideato un propulsore per aerei che, in base alle stime, potrebbe eliminare il 95% delle emissioni di NOx degli aerei, riducendo di conseguenza il numero di morti premature del 92%. Gli ingegneri si sono ispirati ai sistemi di controllo delle emissioni postcombustione usati nei motori diesel dei camion, aggiungendoci un pizzico di componente elettrica che, oggi come oggi, non guasta mai.

Per arrivare all'obiettivo è tuttavia necessario modificare in parte come funzionano gli aerei moderni. Un velivolo tradizionale, infatti, funziona grazie a motori a reazione posizionati sotto ogni ala. Ogni motore ha una turbina a gas che aziona l'elica che fa muovere il mezzo, mentre i gas di scarico prodotti dalla turbina escono dal retro.

Questa configurazione non permette di usare dispositivi di controllo delle emissioni perché interferirebbero con la spinta prodotta dai motori, così al MIT hanno pensato a un progetto "ibrido-elettrico, o "turbo-elettrico", in cui la fonte di energia di un aereo è ancora la turbina a gas, posta però nella stiva dell'aereo.

Anziché alimentare direttamente le eliche, la turbina a gas aziona un generatore, anch'esso nella stiva, per produrre elettricità, la quale a sua volta alimenta le eliche poste sulle ali. Le emissioni prodotte dalla turbina a gas possono quindi essere immesse in un sistema di controllo delle emissioni, sostanzialmente simile a quello dei veicoli diesel, in grado di ripulire i gas di scarico prima di espellerli nell'atmosfera.

"Anche se si tratterebbe di una tremenda sfida ingegneristica, non si scontra con limiti fisici fondamentali", ha spiegato Steven Barrett, professore di aeronautica e astronautica al MIT. "Se vuoi arrivare a un settore aereo a impatto zero, è una potenziale soluzione per risolvere la parte dell'inquinamento atmosferico in un modo tecnologicamente piuttosto fattibile". I dettagli del progetto sono stati pubblicati sulla rivista Energy and Environmental Science.

Il professor Barrett ha spiegato che l'idea affonda le proprie radici nello scandalo "Dieselgate" che coinvolse principalmente Volkswagen nel 2015. Il colosso automobilistico aveva intenzionalmente manipolato i motori diesel per attivare i sistemi di controllo delle emissioni solo durante i test di laboratorio, in modo da soddisfare gli standard sulle emissioni di NOx; in realtà i motori emettevano fino a 40 volte più NOx durante l'uso reale.

Cercando di capire l'impatto di questo imbroglio sulla salute, Barrett familiarizzò con i sistemi di controllo delle emissioni dei veicoli diesel. Più o meno nello stesso periodo, il professore stava studiando se fosse fattibile creare grandi aerei completamente elettrici. "Le ricerche degli ultimi anni mostrano che probabilmente potreste elettrificare aeromobili più piccoli, ma per gli aerei di grandi dimensioni ciò non avverrà tanto presto senza scoperte piuttosto importanti nel campo delle batterie", ha affermato Barrett. "Ho quindi pensato che forse potevamo prendere la parte di propulsione elettrica dagli aerei elettrici e le turbine a gas in circolazione da molto tempo, super affidabili e molto efficienti, combinandoli con la tecnologia di controllo delle emissioni usata nel settore automobilistico al fine di creare aerei semi elettrificati".

I ricercatori hanno calcolato che adottando un sistema ibrido-elettrico su un Boeing 737 o su un aereo simile ad un Airbus A320, il peso extra richiederebbe all'incirca lo 0,6% in più di carburante per far volare l'aereo, un valore "molte, molte volte più fattibile di quanto è stato proposto per gli aerei completamente elettrici", afferma Barrett. "Questo design aggiungerebbe alcune centinaia di chilogrammi a un aereo, a fronte di molte tonnellate di batterie". Le ulteriori analisi hanno poi fatto emergere che il progetto ibrido-elettrico potrebbe eliminare il 95% delle emissioni di NOx, evitando così il 92% delle morti premature legate all'inquinamento aereo.

I ricercatori del MIT stanno ora lavorando alla progettazione di un aereo "a impatto zero" in grado di volare senza emettere NOx e altre sostanze chimiche come l'anidride carbonica che altera il clima. "Dobbiamo arrivare essenzialmente a impatti climatici netti pari a zero e assenza di decessi per inquinamento atmosferico", ha aggiunto Barrett. "Questo design potrebbe eliminare efficacemente il problema dell'inquinamento atmosferico da parte dell'aviazione. Ora stiamo lavorando sulla parte relativa all'impatto sul clima".

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19 Commenti
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robweb216 Gennaio 2021, 12:54 #1
"Un velivolo tradizionale, infatti, funziona grazie a motori a reazione posizionati sotto ogni ala. Ogni motore ha una turbina a gas che aziona l'elica che fa muovere il mezzo, mentre i gas di scarico prodotti dalla turbina escono dal retro."

Quindi si parla di aerei turboelica non a reazione.
pipperon16 Gennaio 2021, 13:02 #2
Se volete andare oltre "il solito" procuratevi consulenti.

un turbofan non e' un motore a reazione.
Altrimenti lo saranno anche le eliche. Di fatto e' abbastanza simile ad un turboelica come il nostrano colibri' (ATR42)

questi stanno dicendo di mettere almeno 2 enormi turbine (per ragioni di sicurezza, non a caso con solo 2 motori non e' legale farsi l'oceano) con il "traffico" di gas nella stiva.
Sempre li mettere 2 enormi generatori elettrici da MW.
Per non inquinare un sistema di processamento fluidi, che ricordo, deve trattare i gas di un impianto da centrale elettrica, non quello di una panda 30.
La velocita' di crociera si abbasserà considerevolmente (forse per quello non consumera' il doppio?)

Se siamo fortunati un 747 avra' l'estetica di un Boeing X-32 sara' senza stiva e consumera' come un porcosauro a vapore (o pensiamo che 3 passaggi in piu' portino solo a poche perdite?).
Infine auguri per malpensa, un liner ad elica in decollo fa un baccano che il giorno dopo avete li tutto il paese.


Per il discorso degli aerei a batteria, se non sono dei piper.

un liner di grosse proporzioni (4 reattori) si beve circa 1000Kg di carburante ogni ora.
Un motore elettrico da 90.000HP 65MW sufficiente per portarsi a spasso per un ora un 747 a mach 0.9 consuma 65MWh.
Cmq noi decidiamo di avere batterie al litio per 65MWh, noccioline da bruciarsi in meno di un oretta, che LA centrale solare piu' grande d'europa produce, tenuto conto del caricabatterie, in 24h (leggi che ne servirebbero almeno 4 per ogni aereo RM-MI o RM-VA).
200Wh/Kg e' la densita' piu' alta della COSTOSA (da laboratorio) batteria al litio da buttare dopo SOLO 300 voli.
Per arrivare a 65.000.000Wh abbiamo bisogno di soli 325T che vanno arrotondati a 450T se non vogliamo dopo pochi voli ci lascino... in aria...

Un B747 ha un peso massimo al decollo, veivolo, hostess e carico e carburante (200T per 13.000Km), di 442Tonnellate.
La domanda e' dove mettiamo 450Tonnellate per fare varese-roma?

Ci facciamo seguire da un a380?

Non basta perche' il Maximum structural payload della versione freighter, la piu' grossa, e' solo 149,800 kg (330,000 lb).

MMMmmm

Andiamo dai russi che hanno il megagalattico esareattore con superruotone per grandi pesi porta la bellezza di 250Tonnellate.
E' cosi' capiente che l'esercito USA ne ha in noleggio la quasi totalita' (dopotutto ne esistono solo 2 di an 225 mrya e uno di fatto non vola). Un mostro! MA
MA
Ma anche tirando un cavo dal 747 e usando le tonnellate di kerosene che si ciuccia l'antonov non abbiamo payload sufficiente.

Salvo che qualche mente MALATA pensi che dall'oggi al domani si inventino batterie dalla capacita' di 100volte quella attuale
si pensi che le batterie Ni-Cd sono in commercio dal 1910 e le LiCo sono solo 4 volte piu' capienti in peso ma durano molto meno con quelle richieste.
harlock1016 Gennaio 2021, 13:03 #3
C’é un po di confusione, si parla di motori turboelica e poi si prende come esempio un 737 che é con propulsione turbogetto.

Gli aerei turbo elica hanno un limite di velocità raggiungibile molto più basso rispetto a quelli turbogetto, non é possibile superare i 600/700 kmh, questo perché, come le ali di un aereo, le pale dell’elica, ruotando, perdono efficenza all’avvicinarsi della velocitá del suono.
WarSide16 Gennaio 2021, 13:17 #4
"Anche se si tratterebbe di una tremenda sfida ingegneristica, non si scontra con limiti fisici fondamentali", ha spiegato Steven Barrett, professore di aeronautica e astronautica al MIT. "Se vuoi arrivare a un settore aereo a impatto zero, è una potenziale soluzione per risolvere la parte dell'inquinamento atmosferico in un modo tecnologicamente piuttosto fattibile". I dettagli del progetto sono stati pubblicati sulla rivista Energy and Environmental Science.


Dite a Mr Barrett di imparare ad usare i congiuntivi
io78bis16 Gennaio 2021, 13:31 #5
Originariamente inviato da: pipperon
Se volete andare oltre "il solito" procuratevi consulenti.

un turbofan non e' un motore a reazione.
Altrimenti lo saranno anche le eliche. Di fatto e' abbastanza simile ad un turboelica come il nostrano colibri' (ATR42)

questi stanno dicendo di mettere almeno 2 enormi turbine (per ragioni di sicurezza, non a caso con solo 2 motori non e' legale farsi l'oceano) con il "traffico" di gas nella stiva.
Sempre li mettere 2 enormi generatori elettrici da MW.
Per non inquinare un sistema di processamento fluidi, che ricordo, deve trattare i gas di un impianto da centrale elettrica, non quello di una panda 30.
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......


Forse HU ha interpretato male l'articolo originale. Il MIT non credo sia pieno di stupidi. Magari dai una lettura all'articolo originale e poi fai sapere a noi profani di volo
pipperon16 Gennaio 2021, 15:28 #6
Originariamente inviato da: io78bis
Forse HU ha interpretato male l'articolo originale. Il MIT non credo sia pieno di stupidi. Magari dai una lettura all'articolo originale e poi fai sapere a noi profani di volo


e' probabile, come quando parlano di audio o di furgoncini.
Rimane il fatto che un liner e' GROSSO e non ha molto spazio.
Se ho tempo lo leggero', tieni conto che elettrico, green, eco eccetera solitamente sono fakenews nel 99% delle volte come gli strz che andavano in giro con la nave solare e il suo giro del mondo riportata da tutti come risolutiva e foriera di trasporti GRATIS, anche da mondogatto.
Angelo Ter16 Gennaio 2021, 15:46 #7
A monte dei problemi di inquinamento c'è quello principale: l' Energia. Risolto questo gli altri si dissolveranno come neve al Sole ... il Sole appunto. Si spendono soldi in quantità iperboliche per tutto tranne che per questo. Conviene muoversi subito prima che finisca il petrolio e ragionare sul fatto che gli elementi primari non sono rinnovabili cioè infiniti su questo pianeta. La potenza della Stella del nostro sistema è virtualmente infinità rispetto alle necessità dell' umanità intera. Le soluzioni ci sono o meglio ci sarebbero al netto degli egoismi umani. Saluti.
pipperon16 Gennaio 2021, 16:07 #8
Originariamente inviato da: Angelo Ter
La potenza della Stella del nostro sistema è virtualmente infinità rispetto alle necessità dell' umanità intera


Ni, la potenza del sole non e' che la vai a prendere con un cavo dalla stella e la porti qui.

Servono immense superfici per prendere quell'energia e consumiamo enormi quantita' di energia.
non so se tuoi coprire completamente l'italietta, ma una singola compagnia aerea ha un centinaio di liner e ognuno ci va giu duro con i MW.

Per la sola energia elettrica, che da sola e' solo una piccola parte del complessivo, pensa solo agli altiforni o al riscaldamento, se usassimo il solare dovresti far sloggiare piu' di una regione perché la sicilia non basterebbe.

Ora io non penso che tu voglia perdere il lavoro, avere una bolletta di 30 volte l'attuale e litigare con i siciliani che avrai spostato in tunisia.
Poi se vuoi farci andare anche gli aerei ti conviene chiedere ai francesi se ti ospitano.
harlock1016 Gennaio 2021, 16:14 #9
Una soluzione é quella di usare gli aerei per le tratte lunghe e trans oceaniche, lasciando tutte le altre ai treni ad alta velocità. Gia oggi un Torino Roma o Roma Napoli é più conveniente in treno se si considera che si va da centro cittá a centro cittá e si vanno a vedere tutti i tempi morti che servono per andare in aeroporto, imbarcare bagagli, volo, atterraggio e sbarco, viaggio verso la città.
robweb216 Gennaio 2021, 16:21 #10
Originariamente inviato da: pipperon
Se volete andare oltre "il solito" procuratevi consulenti.

un turbofan non e' un motore a reazione.
Altrimenti lo saranno anche le eliche. Di fatto e' abbastanza simile ad un turboelica come il nostrano colibri' (ATR42)....
.


Ah, quindi, sencondo te, il turbofan non è un motore a reazione, fortunatamente solo secondo te, però.

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