Solo negli USA il 70% dei carichi pesanti è trasportato su ruote. Per questo compito vengono impiegati circa 3,8 milioni di autocarri e se ciò da un lato traina il mercato dell’automotive dall’altro ha un impatto ambientale notevole a causa dell’elevato consumo di carburante. Una nuova ricerca mira a sfruttare il vento elettrico generato da appositi dispositivi per migliorare l’aerodinamicità dei camion è ridurre così i consumi.
Trasporto su strada, necessario ma costoso
Se precedente abbiamo citato il caso degli USA, per avere un’idea del trasporto di merci su strada si pensi al fatto che al mondo non tutti i Paesi vantano le stesse infrastrutture degli Stati Uniti (rete ferroviaria, canali e fiumi navigabili) di conseguenza le percentuali di carichi movimentati su ruota salgono notevolmente. I camion inoltre non sono progettai con un’aerodinamica adatta a fendere l’aria (in molti casi ricordano infatti più un mattone che un veicolo) e ciò influisce in maniera significativa sui consumi, soprattutto quando si tratta di vento traverso.
Spunti di aerodinamica dal mondo dell’aviazione
Chi progetta e costruisce aeroplani deve affrontare il medesimo problema della resistenza aerodinamica. Specialmente in fase di decollo infatti, al crescere dell’angolo di attacco dell’ala, aumenta la resistenza all’aria e se ciò, da un lato è fondamentale per creare la portanza necessaria a sollevare l’aereo, dall’altro rende meno agevole il fluire dell’aria sulla sommità dell’ala e generando così turbolenza. I progettisti di aerei hanno risolto il problema con vari accorgimenti, in particolare, per quanto concerne gli aerei di linea, spesso vengono installate delle alette sulle punta delle ali per meglio incanalare i flussi d’aria.
Come precedentemente accennato, per quanto concerne il mondo degli autocarri, il problema non si pone quando si tratta di vento frontale, ma sono i flussi d’aria traversi che, scorrendo sulla fiancata, generano turbolenze e aumentano il consumo di carburante. Il team del KTH ha sviluppato una soluzione per scongiurare tale situazione; il progetto non prevede dei generatori di vortici metallici, ma sfrutta per il medesimo scopo il vento elettrico.
Soluzione del KTH: il vento elettrico
L’intuizione del KTH Royal Institute of Technology della Svezia consiste nell’utilizzare attuatori al plasma per caricare elettricamente l’aria permettendo così un controllo del flusso del vento intorno alla motrice riducendo la resistenza aerodinamica e migliorando il consumo di carburante del 5%.
Il sistema KTH utilizza attuatori plasma sulla parte anteriore della cabina. Si tratta di due elettrodi ad alta tensione che ionizzano le molecole d’aria circostanti e le accelera attraverso il campo elettrico per generare il vento senza la necessità di parti mobili o di profili aerodinamici sporgenti. Inoltre, questi attuatori possono essere regolati per contrastare la forza e la direzione specifiche di un vento in arrivo impostando vortici che forza l’aria nello strato limite, riducendo la resistenza.
Una riduzione del consumo di carburante del 5% può non sembrare particolarmente significativa, ma se moltiplicata per il numero di autocarri in circolazione i benefici risultano evidenti.