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Waste Heat Integrated Industrialised Trucks and Tractors Engine

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Un motore ausiliario consente ai camion di convertire il proprio calore residuo in energia

Alcuni scienziati finanziati dall’UE hanno sviluppato un’esclusiva tecnologia dei motori in grado di catturare e utilizzare il calore residuo dai tubi di scarico di milioni di veicoli pesanti. Il nuovo sistema potrebbe far risparmiare centinaia di litri di carburante ai veicoli e ridurre le emissioni di CO2 del 10 %.

Energia

I motori a combustione interna alimentati da prodotti petroliferi non saranno eliminati presto. Si prevede che tali motori sopravvivranno all’interno di veicoli pesanti per almeno altri 20 anni. Sebbene i moderni sistemi motore siano notevolmente più efficienti rispetto ai loro predecessori, circa il 60 % dell’energia che producono contribuisce al calore piuttosto che all’alimentazione. Catturando questa energia e utilizzandola, il nuovo prototipo di motore WHIITE promette grandi guadagni nella conversione di potenza e nella riduzione del consumo di carburante.

Portare i sistemi di recupero del calore residuo nel trasporto pesante

Gli ingegneri sono stati pionieri nella progettazione di un piccolo motore ausiliario, facilmente integrabile nei motori esistenti (camion e trattori), in grado di creare ulteriore potenza meccanica senza emettere gas. «La nostra tecnologia si basa su un unico ciclo aperto termodinamico brevettato che utilizza l’aria ambiente come fluido motore. Grazie a uno scambiatore di calore e a una macchina ad aria calda, il motore converte l’energia termica dai gas di scarico del motore convenzionale in potenza meccanica. Il consumo di carburante e le emissioni di gas possono diminuire del 10 %», osserva Frédéric Thévenod, coordinatore del progetto WHIITE. I motori a combustione interna convenzionali bruciano diversi tipi di carburanti, come benzina, gas naturale o biogas, per far funzionare un albero che fornisce energia meccanica per spostare il veicolo. «Il nostro nuovo prototipo di motore è una macchina molto semplice che utilizza solo calore come combustibile. Trasforma il calore dei gas di scarico in pressione nel cilindro, che spinge un pistone; un albero a gomito trasforma quindi il movimento alternato del pistone in movimento rotatorio. L’operazione ricorda quella di una pentola a pressione», aggiunge Thévenod. Il nuovo motore non aggiunge alcun peso al veicolo: sostituisce il compressore d’aria e il radiatore di ricircolo dei gas di scarico.

Prossimi passi per aumentare il potenziale di mercato

Teoricamente, il nuovo sistema di WHIITE potrebbe funzionare con tutti i camion e i trattori. I costi di produzione sono bassi: il motore è costruito con materiali convenzionali che mitigano la necessità di disporre di elettronica. Utilizzando solo aria ambiente, il motore non richiede manutenzione per 1 000 000 km. L’unico vincolo è che il calore catturato deve raggiungere almeno i 500 gradi Celsius. A seconda del prezzo del carburante, il periodo di ammortamento può essere di soli 2 anni. «Con il completamento di un prototipo di successo, abbiamo compiuto un passo importante verso la soluzione di un problema primario nell’ambito del consumo energetico: lo spreco di oltre la metà dell’energia prodotta da veicoli pesanti», osserva Thévenod. Tuttavia, rimane molto lavoro di ingegneria da svolgere sulla tecnologia di recupero del calore residuo per produrre un impatto positivo sui camion. «Rendere il motore più compatto e adattare il suo funzionamento a temperature più basse (per uguagliare le temperature dei gas di scarico dei camion) sono buoni primi passi in questa direzione». Per ora, la tecnologia WHIITE può essere utilizzata nei sistemi di generazione di energia impiegati in applicazioni energetiche, ma nei prossimi anni si prevede che entrerà nel mercato dei trasporti. L’ambizione del progetto è quella di fornire una tecnologia di riferimento completa per il recupero del calore residuo nei veicoli pesanti. «Lo sviluppo di un motore rivoluzionario di qualsiasi tipo è sempre una grande sfida. Un’altra è presentarlo a un mercato di massa molto competitivo. Il primo passo è stato compiuto e ora dovremmo riuscire a ridimensionare e migliorare ulteriormente la tecnologia», conclude Thévenod.

Parole chiave

WHIITE, motore, potenza, calore residuo, camion, veicoli pesanti, trattore, recupero del calore residuo, gas di scarico, motori a combustione interna

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