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Solar Impulse


L’aereo che deve fare decollare le energie pulite




Test del cockpit in una galleria del vento nel 2013. Solar Impulse può far progredire molte tecnologie, in ambiti che non hanno nulla a che vedere con l'aviazione. (Fred Merz/Rezo/SolarImpulse/Polaris)

Test del cockpit in una galleria del vento nel 2013. Solar Impulse può far progredire molte tecnologie, in ambiti che non hanno nulla a che vedere con l'aviazione.

(Fred Merz/Rezo/SolarImpulse/Polaris)

Solar Impulse non è l’aereo del futuro e non ha mai preteso esserlo. Come indica il suo nome, il progetto di Bertrand Piccard, André Borschberg e tutti quelli che lavorano con loro, aspira a dare un impulso scientifico e tecnologico. E i risultati non sono per forza là dove ce lo si aspetta.

Ha l’apertura alare di un Boeing 747, il peso di un’automobile e la potenza di uno scooter. Solar Impulse vola solo se le condizioni meteorologiche lo permettono e il suo unico occupante non può sperare di superare i 90 km/h. Le compagnie aeree, che trasportano più di 5 miliardi di persone ogni anno a velocità dieci volte superiori, non sono quindi di certo pronte a convertire le loro flotte all’energia solare, anche se gli aerei consumano globalmente più di 11'500 litri di cherosene ogni secondo.

Bertrand Piccard l’aveva affermato sin dal lancio del progetto nel 2003 e da allora non smette di ripeterlo: «Lo scopo è di sviluppare un simbolo forte, capace di promuovere in modo attraente lo spirito pionieristico e innovativo, di motivare la gente a rimettersi in discussione per raggiungere obiettivi ambiziosi, in particolare nell’ambito delle tecnologie pulite e delle energie rinnovabili».

Spingersi ai limiti

Chi dice innovazione e tecnologia, dice scuole universitarie. Sin dall’inizio, Solar Impulse si è alleato con il Politecnico federale di Losanna (EPFL). Venti laboratori della scuola hanno collaborato al progetto. «Questo tipo di progetti stimola la ricerca e spinge le persone a cercare i limiti, per creare cose che non esistono, spiega Pascal Vuilliomenet, responsabile scientifico dei grandi partenariati dell’istituto. Ciò permette a professori, assistenti e studenti dei differenti laboratori di lavorare assieme e di creare così dei legami, che altrimenti forse non si creerebbero. Inoltre attira futuri potenziali studenti. Ad esempio, possiamo spiegare a un liceale con esempi concreti cos’è un ingegnere in materiali ».

Un esempio concreto sui materiali? Solar Impulse doveva essere molto leggero e nello stesso tempo molto solido. A due passi dal campus dell’EPFL, vi sono due aziende all’avanguardia nei materiali compositi. North TPT fabbrica la materia base, un mix di fibra di carbonio e di resina, mentre Decision SA costruisce delle strutture. «Due nostri laboratori hanno lavorato per ottimizzare questi materiali, illustra Pascal Vuilliomenet. È un po’ come essere in una cucina: a seconda del pezzo da realizzare, bisogna utilizzare tale pressione, tale temperatura, metterlo in forno per tanto tempo…». Il risultato è che la struttura di Solar Impulse è più leggera e più solida di ciò che si fa d’abitudine. Le due imprese partner possono dal canto loro utilizzare il know-how acquisito per fabbricare altri pezzi, ad esempio per navi o satelliti.

Potenza massima

Le 17'248 celle solari che ricoprono le ali dell’aereo non hanno in sé nulla di rivoluzionario. Se non che anche in questo caso dovevano essere le più leggere possibili. Non si poteva quindi incapsularle in placche di vetro, come si fa sui tetti degli edifici. L’EPFL ha quindi testato una nuova plastica molto leggera, flessibile e perfettamente trasparente, prodotta dal gigante belga della chimica Solvay, un altro partner del progetto. Anche in questo caso, le conoscenze potranno essere applicate in altri ambiti, la costruzione ad esempio.

L’altro giro del mondo ‘solare’

Un giro del mondo spinti solo dall’energia del sole? Prima di Piccard e Borschberg, altri svizzeri sono riusciti nell’impresa: l’équipe di Planet Solar. Salvo che hanno scelto il mare invece che il cielo. Partito il 27 settembre 2010 da Montecarlo, il battello ha concluso il suo periplo di più di 60'000 chilometri (attraversando i canali di Suez e di Panama) il 4 maggio 2012. Da allora, continua a navigare, riconvertito in piattaforma scientifica e di promozione delle energie verdi.

«Una delle differenze fondamentali con Solar Impulse, è che l’aereo è stato interamente concepito in laboratorio. Tutto è stato ottimizzato, prodotto di sviluppi all’avanguardia. Per la nave abbiamo invece semplicemente selezionato con rigore i componenti già disponibili, per mostrare che il mercato è capace di fornire dei prodotti affidabili e abbordabili, anche da un punto di vista finanziario, per fare un giro del mondo con un’imbarcazione di quasi 100 tonnellate, senza consumare una goccia di carburante», spiega Pascal Goulpié, direttore e cofondatore di Planet Solar.

Le due iniziative sono comunque complementari. «Ci impegniamo entrambi per la promozione delle energie rinnovabili. I due piloti [di Solar Impulse] erano a Montecarlo all’arrivo del nostro giro del mondo. E neppure noi pensiamo che Planet Solar sia la nave del futuro, ammette Pascal Goulpié. Ciò che diciamo, è che vi sono molti luoghi del mondo dove dovremmo sfruttare maggiormente l’energia del sole. Per me, il futuro è una combinazione di differenti fonti energetiche, solare e vento, in complemento forse all’energia fossile».

Solvay ha anche sviluppato nuovi componenti per le batterie, che permettono di aumentare la loro capacità di stoccaggio del 10% e di diminuire il loro peso del 2%. Meglio di niente.

Affinché Solar Impulse possa sfruttare appieno la poca potenza di cui dispone, si è dovuta ottimizzare la gestione dei flussi di energia tra le celle, le batterie e i motori. I laboratori dell’EPFL vi hanno lavorato sopra e hanno trasmesso i loro risultati al fabbricante di Neuchâtel Etel, che ha così potuto sviluppare motori elettrici con un rendimento del 96%, un record, secondo Pascal Vuilliomenet.

Certo, si è guadagnato solo qualche punto in più rispetto ai motori attuali, ma come sottolinea il responsabile dell’EPFL «senza un progetto eccezionale come Solar Impulse non si sarebbero investiti tempo, mezzi e energia necessaria per giungere a questo risultato e poi estendere questo guadagno a tutto il mercato. Anche se è mimino, è pur sempre interessante. Si tratta di un altro mattone di conoscenza che sarà disponibile in altri ambiti, magari più vasti dell’aviazione e quindi con ricadute molto più importanti».

Ricadute a volte inattese: il gigante svizzero degli ascensori e delle scale mobili Schindler, altro partner di Solar Impulse, ha da poco lanciato il suo primo ascensore solare. Il modo di gestione dell’energia si è direttamente ispirato dalla collaborazione con l’équipe di Bertrand Piccard e i laboratori dell’EPFL.

Attenzione, per favore!

Un altro partner del progetto, il marchio orologiero svizzero Omega, ha da parte sua sviluppato un convertitore per alimentare l’elettronica del cockpit (che funziona a un voltaggio più debole dei motori). Un prodotto che la ditta presenta come «più leggero, più compatto e più efficace degli altri disponibili sul mercato».

Sempre nel cockpit, si è prestata un’attenzione particolare allo stato di forma del pilota, che deve restare ai comandi a volte per giorni e notti di fila, senza dormire per più di 20 minuti. «Hanno sensori per la respirazione, il ritmo cardiaco, l’attività cerebrale e videocamere che sorvegliano il movimento degli occhi e dei muscoli del mento, spiega Emmanuel Barraud, portavoce dell’EPFL. La novità è che abbiamo sviluppato un microcomputer molto leggero e poco energivoro, che combina i dati per poter dire con certezza se il pilota si sta addormentando».

Se sbatte gli occhi, può trattarsi del semplice effetto del sole, ma se il mento si rilassa e il cuore rallenta, è sicuro che si sta addormentando. La macchina può quindi far scattare l’allarme. «Questa tecnologia potrebbe essere utilizzata in un’automobile, rileva Emmanuel Barraud. È chiaro che non si indosserà un casco con gli elettrodi ogni volta che ci si mette al volante, ma solo con gli occhi si possono avere elementi molto interessati per quanto concerne lo stato di veglia del conducente».

Automobili, celle solari, costruzioni, battelli, satelliti, ascensori, motori elettrici, informatica: Solar Impulse può insomma potenzialmente permettere di compiere dei passi in avanti in numerosi settori. Eccetto quello dell’aviazione…


Traduzione di Daniele Mariani, swissinfo.ch

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