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%.
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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