CORDIScovery Podcast- Episodio #2 - Guidare il futuro della mobilità sostenibile
Questa trascrizione è stata prodotta con l’intelligenza artificiale.
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Anthony Lockett
Salve e benvenuti in questo episodio
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Anthony Lockett
speciale del podcast CORDIScovery. Oggi ci concentreremo sul futuro dell’energia e della mobilità: due temi al centro della transizione dell’Europa verso un’economia più verde, intelligente e sostenibile. Dal controllo più intelligente del traffico aereo ai veicoli elettrici avanzati, fino agli aerei con consumi ridotti: la ricerca e l’innovazione stanno cambiando il nostro modo di viaggiare.
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Anthony Lockett
Oggi abbiamo con noi i rappresentanti di tre progetti, beneficiari di sovvenzioni del programma Orizzonte Europa dell’Unione Europea, che puntano a un futuro in cui la mobilità non sia solo più sostenibile, ma anche più connessa e resiliente. Innanzitutto, è con noi Gabriel García Rodríguez, ingegnere industriale di formazione, con un’esperienza nel mondo accademico e nelle ricerche e tecniche di mercato.
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Anthony Lockett
Ha quasi 20 anni di esperienza nel settore dell’aviazione e coordina ECHOES, un nuovo progetto faro che dimostra la combinazione di tecnologie VHF spaziali e soluzioni di sorveglianza per rendere i voli più sicuri, ecologici ed efficienti. Dall’Austria ci ha raggiunto Christoph Abart, senior project manager presso AVL List e coordinatore tecnico del progetto HiEFFICIENT.
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Anthony Lockett
Oggi coordina HiPower 5.0, l’attività di follow-up al progetto sostenuta nell’ambito dell’impresa comune “Chip”. L’ultimo ospite è Jérome Geneix, dottore di ricerca e membro fondamentale del team di RACER, un dimostratore ad alta velocità sviluppato nell’ambito del programma di ricerca europeo Clean Sky 2. Nell’ambito del progetto RACER, Geneix ha guidato lo sviluppo dei sistemi dinamici.
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Anthony Lockett
Iniziamo da lei, Gabriel. Nel progetto ECHOES, il vostro obiettivo è estendere la copertura ad altissima frequenza (VHF) nelle aree oceaniche, polari e remote. Può dirci perché è così importante?
Gabriel García Rodríguez
Grazie. Si tratta di un progetto davvero enorme che concluderemo entro la fine dell’anno. Il suo obiettivo è estendere la copertura VHF.
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Gabriel García Rodríguez
Oggi è il metodo di comunicazione più affidabile per scopi aeronautici, ed è usata comunemente nelle aree continentali. Ora la stiamo estendendo alle aree oceaniche. L’aspetto positivo, o l’aspetto chiave, del progetto è che, una volta che l’aereo si addentra nell’oceano per qualche centinaio di chilometri, perde questa copertura.
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Gabriel García Rodríguez
Perde la copertura VHF e deve affidarsi ad altri mezzi, come la radiofrequenza, che è più vecchia e meno affidabile, e ad altri metodi come le comunicazioni satellitari. Definirei la comunicazione satellitare come una conversazione 1 a 1, come le telefonate. Ma l’aspetto positivo del VHF è che una volta che si preme il pulsante, tutti i partecipanti alla frequenza ascoltano e tutti sono consapevoli. Genera una consapevolezza generale.
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Gabriel García Rodríguez
Ok, questo è un punto chiave per la sicurezza estrinseca. Scusi, intendevo per la sicurezza intrinseca.
Anthony Lockett
Sì. Che differenza farebbe in termini di sicurezza?
Gabriel García Rodríguez
Per quanto riguarda la sicurezza intrinseca, come dicevo, una volta entrati nell’oceano, si perde questo tipo di comunicazione e quindi ci si deve affidare a comunicazioni sempre meno affidabili.
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Gabriel García Rodríguez
E per mantenere la sicurezza, è necessario separare maggiormente gli aeromobili tra loro. Quindi, se si arriva da un continente si devono separare gli aerei da 8 miglia nautiche fino a 50 o 80 miglia nautiche, a seconda dello spazio. Si tratta di un metodo davvero inefficiente, che tuttavia è necessario nelle regioni oceaniche. Ma ora grazie a ECHOES cambieremo la situazione.
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Gabriel García Rodríguez
Con ECHOES, infatti, realizziamo la prima comunicazione vocale e di dati tra velivoli e controllori del traffico basata nello spazio. E questo è il nostro vero obiettivo. Tutto questo senza cambiare nulla nell’aeromobile. Questo è uno dei punti chiave: non stiamo cambiando nulla nell’aereo, né nelle procedure dei piloti o dei controllori.
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Gabriel García Rodríguez
L’applicazione è immediata. E permette un grande risparmio di denaro.
Anthony Lockett
Si risparmia molto, è più sicuro e più efficiente. Lei ha parlato di spazio. Se non erro, il vostro progetto si basi sul lancio di una costellazione di oltre 200 satelliti in orbita terrestre bassa per monitorare le frequenze aeronautiche. Quanti di questi satelliti sono effettivamente nel cielo in questo momento?
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Gabriel García Rodríguez
Ce ne sono due. Ci sono due satelliti. Mi permetto di fare un piccolo appunto: non monitoriamo le frequenze, ma usiamo alcune di queste per fornire servizi. Torniamo alla domanda principale. Abbiamo lanciato, in questo spazio, dei satelliti.
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Gabriel García Rodríguez
Si tratta di due dimostratori, IOD-1 e IOD-2, attualmente in volo. Attualmente stiamo eseguendo dei test con questi satelliti, che stanno avendo esiti positivi e dimostrano buone prestazioni.
Anthony Lockett
Cosa ci vorrà per passare da 2 a 200, e quanto tempo ci vorrà?
Gabriel García Rodríguez
Sì, prevediamo che la costellazione sarà dispiegata entro la fine del decennio, nel 2030 o 2031, e che inizierà a fornire servizi entro quella data.
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Anthony Lockett
Ok. Grazie mille, Gabriel. Torneremo a parlare con lei più tardi. Ora vorrei passare la parola a Christoph del progetto HiEFFICIENT. Il vostro progetto mira a promuovere un trasporto efficiente e decarbonizzato. In particolare, si concentra sui circuiti e sui sistemi di alimentazione elettronica dei veicoli elettrificati, sui sistemi di collaudo e sulle infrastrutture di ricarica.
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Anthony Lockett
Sono temi molto attuali. Sono sicuro che siano di grande interesse per i nostri ascoltatori che possiedono veicoli elettrici o che ne stanno considerando l’acquisto.
Christoph Abart
Tutti questi circuiti elettronici di potenza sono il cuore di un veicolo elettrico. Sono necessari per caricare il veicolo e guidarlo. Sono obbligatori per fare queste cose.
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Christoph Abart
Quando si è a casa e si vuole ricaricare il proprio veicolo, è necessario, ad esempio, un caricabatterie a bordo, che deve essere il più efficiente possibile per evitare lo spreco di denaro. Naturalmente, se pensiamo all’inverter che aziona il motore elettrico, l’idea è di poter coprire la massima distanza possibile con il veicolo.
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Christoph Abart
Quindi l’aumento di efficienza è fondamentale. E se si pensa che oggi i componenti hanno un’efficienza del 94 % o 95 %, nel nostro progetto abbiamo dimostrato che i componenti arrivano al 99 %. Quindi, ci stiamo avvicinando al massimo. Inoltre, il progetto prevede l’applicazione di nuove tecnologie per i semiconduttori alle nostre soluzioni, riducendo il volume, aumentando l’efficienza e l’affidabilità dei componenti. In futuro, infatti, sono in arrivo nuove applicazioni come le funzionalità vehicle-to-grid e grid-to-vehicle (da veicolo a rete e viceversa).
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Christoph Abart
Così il veicolo potrà essere caricato, ma potrà restituire l’energia alla rete per stabilizzarla. A causa delle nuove energie rinnovabili, non sempre tutta l’energia è disponibile, quindi possiamo supportare la rete con i veicoli elettrici. Pertanto, è necessario aumentare la vita utile. Partendo dalle 8 000 ore di funzionamento attuali, si arriva a 200 000 ore di funzionamento.
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Christoph Abart
Perciò, come capirà, è necessario un salto di qualità in termini di affidabilità. Questo aspetto è stato analizzato nel corso del progetto.
Anthony Lockett
Capisco. Mi sembra di capire che il vostro progetto si basi su una tecnologia chiamata wide bandgap, o ampia banda proibita. Può spiegare ai nostri ascoltatori di cosa si tratta esattamente e qual è la sua importanza?
Christoph Abart
Certo, ci proverò.
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Christoph Abart
In passato si usavano semiconduttori a base di silicio. Questa è la tecnologia standard, che è durevole ed è diventata molto nota nell’ultimo secolo, degli ultimi decenni, direi. Un paio di anni fa, le tecnologie dei chip a banda larga sono arrivate sul mercato. Rispetto ai semiconduttori al silicio, sono ottime in termini di efficienza, in base alle loro proprietà e al loro funzionamento.
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Christoph Abart
E quindi è possibile rendere le tecnologie più compatte ed efficienti. Ed è proprio questo il vantaggio per l’utente finale: aiuta a migliorare tutti questi componenti.
Anthony Lockett
Capisco. Che differenza potrebbe fare una maggiore efficienza dei circuiti elettronici di potenza rispetto, ad esempio, al miglioramento delle tecnologie delle batterie? Quale avrà un impatto maggiore? Abbiamo bisogno di entrambi?
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Christoph Abart
In realtà, entrambe le cose. Naturalmente è possibile aumentare l’efficienza dei circuiti elettronici, come ho detto, passando dal 94 % al 99 %, il che significa ottenere un aumento massimo del 4 % o 5 %. Non è questo il grande cambiamento, direi. Ma naturalmente, se si pensa alle batterie, nei prossimi anni potremo aumentare di molto la densità di potenza.
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Christoph Abart
Quindi, avere una batteria di dimensioni dimezzate avrebbe un impatto molto maggiore, credo, perché le batterie sono l’elemento del veicolo che ne determina maggiormente il peso, per così dire. Riducendo il peso in modo significativo, è possibile estendere l’autonomia di guida o ricaricare il veicolo più velocemente.
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Christoph Abart
Ci sono quindi molti parametri che si possono regolare in questo campo.
Anthony Lockett
Quanto siamo vicini a circuiti elettronici di alimentazione più efficienti nei veicoli?
Christoph Abart
Abbiamo iniziato già nel 2008 con un altro progetto chiamato High Perform.
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Christoph Abart
Siamo stati quasi i primi a portare nel settore automobilistico i semiconduttori wide bandgap. In quel momento erano realizzati in carburo di silicio. È uno di questi semiconduttori, che ora è già abbastanza comune. Tesla è stata la prima a portarlo sui veicoli. Ora anche i produttori di apparecchiature originali tedeschi lo usano con una certa frequenza.
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Christoph Abart
Quindi è sul mercato. Ma il passo successivo ora è il nitruro di gallio, che è ancora migliore per alcune applicazioni, ma non è ancora sul mercato. Pertanto, in HiEFFICIENT ci siamo concentrati molto su questa tecnologia, per renderla più resistente e portarla davvero sul mercato, visto che in questo progetto sono state coinvolte anche le aziende automobilistiche.
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Christoph Abart
Questa sarà sicuramente la prossima tecnologia rivoluzionaria, se vogliamo dirlo in modo ambizioso. Ma ci vorranno ancora un paio d’anni, credo, per poter davvero portarla nelle automobili che percorrono le nostre strade.
Anthony Lockett
Sì. Capisco. Grazie mille, Christoph. Ora vorrei passare a Jérome con il progetto Racer.
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Anthony Lockett
State sviluppando, o puntate a sviluppare, un velivolo commercializzabile che voli veloce come un aereo ma possa anche stazionare in aria come un elicottero. Penso che questa non sia un’idea del tutto nuova. Ma perché è il momento giusto per poter fare dei passi avanti?
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Jérome Geneix, dottore di ricerca
Sì. Ha pienamente ragione, Tony, non è una novità assoluta. Ed è da decenni che Airbus Helicopters con diversi progetti mira ad aumentare la velocità nel mondo degli elicotteri. Ora grazie al precedente dimostratore, che si chiama X3... era un dimostratore, una prova di concetto, che abbiamo costruito a partire da diverse parti di aerogiri esistenti nella nostra flotta. Lo abbiamo creato solo per verificare la fattibilità della qualità del motore, del concetto stesso.
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Jérome Geneix, dottore di ricerca
Ma questo velivolo, con questo metodo di produzione, ha molte limitazioni, ed è giusto fare un passo in più con un dimostratore di missione: un velivolo che sia rappresentativo in termini di carico utile e portata e che possa dimostrare la missione. Ed è questo l’obiettivo di RACER.
Anthony Lockett
Capisco, e lei è responsabile dei sistemi dinamici.
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Anthony Lockett
Quali sono le sfide tecniche che avete dovuto superare per colmare il divario tra gli elicotteri tradizionali e i velivoli ad ala fissa?
Jérome Geneix, dottore di ricerca
Sono tanti, tantissimi. È difficile elencarli, ma direi che oggi la principale limitazione alla velocità degli elicotteri convenzionali non è di tipo tecnico, ma fisico.
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Jérome Geneix, dottore di ricerca
È qualcosa contro cui è difficile lottare. È il limite di velocità della pala avanzante, che è semplicemente la somma della velocità di avanzamento dell’aereo e della velocità di rotazione della pala stessa sul rotore principale. Non vogliamo superare la velocità del suono e avere delle vibrazioni e così via.
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Jérome Geneix, dottore di ricerca
Si tratta quindi di una limitazione fisica. Ci sono molte tecniche per superare questa limitazione.
Anthony Lockett
Capisco. Uno dei casi d’uso di questo tipo di velivolo è il soccorso. Potrebbe spiegarci quali sarebbero i vantaggi?
Jérome Geneix, dottore di ricerca
Sì. Naturalmente. Oggi le missioni degli elicotteri sono molto variabili.
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Jérome Geneix, dottore di ricerca
Ci sono molti tipi di missioni diverse, ma in molti casi un netto aumento della velocità potrebbe fare la differenza. Parlo di tutte le missioni in cui risparmiare tempo significa salvare vite umane. Le missioni di ricerca e soccorso sono le prime in cui si può aumentare la velocità in un’area dove si trovano i feriti, mantenendo la capacità dell’elicottero di stazionare, di atterrare in un’area non preparata e di salvare le persone. E serve velocità per portarle direttamente in un ospedale che abbia la capacità di gestire i feriti.
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Anthony Lockett
Capisco. Quanto presto potremmo assistere a questi soccorsi con un simile velivolo?
Jérome Geneix, dottore di ricerca
Oggi c’è un solo dimostratore. Al momento non è un programma. si tratta di un dimostratore in cui mettiamo in volo un prodotto nuovo, e siamo solo all’inizio della storia.
00:15:18:01 - 00:15:44:05
Jérome Geneix, dottore di ricerca
Il velivolo ha solo 37 ore di volo, quindi c’ ancora molto da imparare e dobbiamo raccogliere dati per la fase successiva.
Anthony Lockett
Capisco. Buona fortuna. Sembra un progetto davvero ambizioso e importante. Forse potrei tornare da Gabriel. Ovviamente, Orizzonte Europa si basa molto sull’idea di collaborazione con diversi partner.
00:15:44:05 - 00:16:09:17
Anthony Lockett
Sono certo che il vostro progetto non fa eccezione. Può spiegarci con quali partner ha collaborato? Come ha funzionato la collaborazione e come avete interagito con le diverse parti interessate?
Gabriel García Rodríguez
Sì. Naturalmente. ECHOES è un progetto molto grande. Siamo sei partner nel consorzio, oltre a un soggetto associato. Il campo di applicazione di ECHOES è geograficamente immenso.
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Gabriel García Rodríguez
Stiamo effettuando sperimentazioni nel corridoio atlantico meridionale, che va dall’Europa all’America del Sud. Stiamo eseguendo test con i satelliti con piloti e controllori reali in cinque diversi spazi aerei, dal Portogallo alla Spagna. Inoltre, contiamo su fornitori di servizi di comunicazione che gestiscano la parte del progetto relativa ai dati.
00:16:40:21 - 00:17:10:18
Gabriel García Rodríguez
Anche le compagnie aeree sono partecipanti chiave, perché sono gli utenti finali. Abbiamo tra i nostri collaboratori TAP Air Portugal, Iberia, Plus Ultra, Tui, Vueling.
Anthony Lockett
Per quanto riguarda le compagnie aeree e i controllori del traffico aereo, che citava, stanno aspettando con impazienza che questa nuova tecnologia sia disponibile, oppure c’è una certa resistenza o scetticismo?
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Gabriel García Rodríguez
No, no, ad essere onesti, sono impazienti. Sì. Soprattutto i piloti e i controllori, perché lo spazio aereo è grande. Ma anche gli oceani sono spazi aerei molto, molto grandi. Grazie a questa tecnologia i piloti comunicano molto meglio rispetto a ora, perché è stata testata e ha dimostrato che la qualità è più che accettabile.
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Gabriel García Rodríguez
E anche i controllori. Davvero, non vedono l’ora di usarla.
Anthony Lockett
Capisco. Christoph, AVL List è un’azienda familiare con una lunga storia. Con quali nuovi partner avete potuto lavorare in questi progetti, HiEFFICIENT e HiPower 5.0? E quali sono stati le sfide e i vantaggi di queste collaborazioni?
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Christoph Abart
Come ho accennato prima, abbiamo iniziato con HiPerform nel 2018 e da allora abbiamo creato un consorzio di circa 30 partner. Ora, in HiPower ci sono già 45 partner, quindi il numero è cresciuto negli ultimi due anni. Il consorzio è davvero ampio, perché volevamo che l’intera catena del valore in Europa fornisse questa soluzione automobilistica.
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Christoph Abart
Partiamo proprio dai semiconduttori: abbiamo ad esempio Infineon, Imec, che supportano i dispositivi a semiconduttore. Abbiamo sviluppato nuovi dispositivi a semiconduttore nell’ambito del progetto e li abbiamo portati fino all’applicazione. Per farlo, è necessario coinvolgere anche tutti i soggetti nel mezzo. A partire dai semiconduttori, sono state coinvolte molte università e organizzazioni di ricerca e tecnologia, che hanno sviluppato nuove tecnologie di base e contribuito alla progettazione dei componenti, per poi arrivare ai produttori di apparecchiature originali del settore automobilistico.
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Christoph Abart
Abbiamo avuto Mercedes-Benz, in futuro avremo Ampere, che lavorerà sulle soluzioni per gli utenti finali. E nel mezzo ci sono altri partner, come Valeo e Tesco, che stanno adottando questa tecnologia. Per questo motivo è necessaria una grande varietà di aziende per garantire il successo del progetto.
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Christoph Abart
Inoltre all’interno del progetto abbiamo avuto due diversi flussi, i cosiddetti casi d’uso, per sviluppare diversi dimostratori, non uno solo. In HiEFFICIENT avevamo oltre 12 dimostratori che dimostravano i dispositivi a semiconduttore in diverse applicazioni legate al settore automobilistico.
Anthony Lockett
Capisco. Grazie. Jérome, se non erro lei sta lavorando con molti partner industriali per il progetto RACER, probabilmente diversi.
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Anthony Lockett
Qual è la loro idea per il progetto?
Jérome Geneix, dottore di ricerca
Sì. Esatto, abbiamo 40 partner diversi sparsi per l’Europa in 13 Paesi. Quindi la comunicazione è fondamentale. E ci costringe a formalizzare un po’ di più, rispetto al lavoro da soli. E questo ha un grande vantaggio alla fine. Il velivolo ha maturità come dimostratore.
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Jérome Geneix, dottore di ricerca
Ha un’ottima maturità con pochissimi voli. Siamo riusciti a dimostrare la nostra velocità target di 220 nodi in soli sette voli.
Anthony Lockett
Quindi 220 nodi è il massimo?
Jérome Geneix, dottore di ricerca
Sì. Come ordine di paragone, gli aerogiri convenzionali hanno una velocità di 140 nodi. Quindi abbiamo raggiunto il 50 % di velocità in più. E questo non avviene ad ogni costo. Come ha detto all’inizio della discussione, il nostro obiettivo è quello di avere un velivolo efficiente dal punto di vista dei costi.
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Jérome Geneix, dottore di ricerca
La semplicità è quindi un elemento fondamentale. È una partnership enorme. Era anche la chiave di questo scambio: renderlo semplice.
Anthony Lockett
Quindi si è trattato di un vero e proprio lavoro di squadra?
Jérome Geneix, dottore di ricerca
Sì. Esatto.
Anthony Lockett
Ottimo. Grazie. Temo che il tempo a nostra disposizione sia finito per questo episodio. Grazie mille ai nostri ospiti essere stati con noi.
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Anthony Lockett
E grazie a voi per aver ascoltato questo episodio. Seguiteci su Spotify e Apple Podcasts e consultate la homepage del podcast sul sito web di Cordis. Iscrivetevi per non perdere le ricerche scientifiche più interessanti finanziate dall’UE. Potete trovare più informazioni e progetti passati sul sito web di Cordis, sul sito web della Commissione europea dedicato alla ricerca e all’innovazione e sulla nostra rivista online, Horizon.
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