La nostra auto è spaziale
Con l'avvicinarsi dell'estate si rinnovano gli appelli affinché nelle ore più calde, vecchi e bambini non escano di casa, anche per la presenza di ozono che può danneggiare le vie respiratorie. Una delle maggiori cause di inquinamento urbano sono senz'altro le automobili. E le ricerche spaziali possono dare il loro contributo per cercare di risolvere il problema.
Una delle possibili strategie è quella di migliorare le tecnologie esistenti. Consideriamo, per esempio, le marmitte catalitiche, che qualche anno fa pareva dovessero essere la panacea di molti mali. Una marmitta catalitica, com'è noto, inizia a funzionare bene solo quando si trova a una temperatura di 7-800 gradi. E questo accade circa dieci minuti dopo l'accensione del motore. In città, specialmente in condizioni di traffico congestionato, questa temperatura non è mantenuta costante e la marmitta perde di efficienza. Per superare questo problema si possono utilizzare certe leghe metalliche che sono dette "a memoria di forma". Questi materiali devono il loro nome a una proprietà molto particolare: anche se vengono deformati, per esempio, rimangono nel nuovo stato solo fino a quando non sono esposti a temperature che superano una certa temperatura di soglia. Quando questo accade, le leghe a memoria di forma riprendono la loro forma primitiva.
L'applicazione spaziale tipica delle leghe a memoria di forma è legata ai meccanismi di apertura dei pannelli solari: quando le leghe sono esposte ai raggi solari si scaldano e riprendono la loro forma estesa, stendendo il pannello. Basta fare in modo che questo avvenga solo quando i pannelli sono orientati nel modo corretto rispetto alla luce solare. Nel caso delle marmitte catalitiche le leghe a memoria di forma potrebbero essere utilizzate per aprire e chiudere un setto di separazione all'interno della marmitta, permettendo il passaggio di gas inquinanti, come per esempio il monossido di carbonio, solo quando la temperatura è tale che la marmitta è pienamente efficiente.
Hai nominato i pannelli solari. Ma a che punto sono le ricerche per utilizzare l'energia solare per far muovere un'automobile?
Il grande problema dei sistemi alternativi per produrre energia sono gli elevati costi di produzione. Dal punto di vista delle performance, per esempio, le auto ad energia solare sono molto soddisfacenti: per esempio possono raggiungere oltre 150 km/h. Tuttavia questa velocità si paga con la necessità di una linea particolarmente aerodinamica e una struttura dell'auto leggera, che richiede l'utilizzo di fibre di carbonio, di plastica, e in generale di materiale che ha un notevole costo di produzione. Uno dei problemi legati alle celle solari è che la loro efficienza diminuisce ad alte temperature: occorre predisporre un impianto di raffreddamento che ne mantenga la temperatura al di sotto di una certa soglia.
L'Europa è all'avanguardia nell'utilizzo questa tecnologia per le auto, come dimostrano i recenti risultati della corsa per auto a energia solare che si è svolta in Australia, dal 18 al 21 novembre: l'auto europea, Nuna, si è aggiudicata la traversata di 3010 km da Darwin ad Adelaide, percorsi a una velocità media superiore ai 90 km/h, con punte di oltre 100 km/h.
A parte l'energia solare, ci sono sorgenti di energia alternativi alla combustione dei derivati del petrolio, come è oggi per la maggior parte delle automobili?
Le ricerche puntano verso l'utilizzo dell'energia prodotta da reazioni chimiche tra idrogeno - il carburante - e l'ossigeno. All'interno di una cella, questi due elementi sono tenuti separati da un setto poroso di platino che agisce da catalizzatore della reazione. Il risultato netto è una corrente elettrica che farà muovere il motore e, come rifiuto del semplice vapore d'acqua. Alla fine del 2000 la Mercedes ha costruito due veicoli basati su questo principio: la Mercedes-Benz A NECAR 5 e una Jeep, la Commander 2. Sono vicoli silenziosi che, come abbiamo detto, non inquinano.
Anche per quanto riguarda i rischi di esplosione legati ai primi prototipi che usavano idrogeno liquido ad alta pressione, la scelta della Mercedes è andata al metanolo, che da luogo alla stessa reazione senza però costituire un rischio. Questo, almeno in linea di principio, apre la porta alla commercializzazione, anche se il problema, anche in questo caso, riguarda la messa in opera delle linee di produzione di massa.
A parte le applicazioni futuristiche, quali sono gli elementi "spaziali" in un'auto moderna?
Per partire dalla catena di montaggio, basti pensare all'automatizzazione completa raggiunta in certi settori, come per esempio, l'assemblaggio di pezzi di carrozzeria o la veniciatura. Sono applicazioni che si sono avvalse dell'esperienza spaziale europea, che continua ad essere di punta, come dimostra la costruzione del braccio robotizzato europeo destinato alla Stazione Spaziale Internazionale. L'altro grande contributo riguarda l'utilizzo di materiali sviluppati per applicazioni spaziali o aerospaziali, come le materie plastiche o i materiali in fibra leggera. Oggi questi nuovi materiali sono utilizzati sia per la carrozzeria, che per il telaio, realizzato in resine di nuova generazione. Iniziano ad essere diffusi, anche se limitatamente alle auto da corsa, i freni realizzati con un materiale nuovo (carbon - carbon) che, a differenza dei materiali soliti, aumenta la sua capacità di frenaggio all'aumentare della temperatura: un meccanismo fondamentale se si tiene conto che, per attrito, è del tutto normale che i freni si scaldino durante la frenata.
