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Emissioni di CO2, Airbus le abbatte con la stampa 3D

In fase di test una “partizione bionica” interamente stampata in 3D che riduce anche l’uso di risorse in fase di produzione e assemblaggio

3D-Printed Bionic Airplane Partition Airbus

 

(Rinnovabili.it) – Airbus taglia le emissioni di CO2 della sua flotta grazie alla stampa 3D. Per il momento non è stato ancora assemblato un aereo di linea interamente stampato in 3D, soltanto alcuni componenti. Ma questa tecnica sta attirando sempre più l’attenzione delle grandi compagnie. Infatti i vantaggi – sia quelli economici che quelli ambientali – sono consistenti. Per fare alcuni esempi, le parti risultano più leggere e richiedono meno quantità di materie prime, mentre le aziende riducono il loro lead time, cioè possono ultimare i lavori commissionati in meno tempo. Di conseguenza, l’impronta ambientale dell’intero processo è meno pesante.

Il consorzio europeo Airbus è sulla buona strada per sostituire la più grande e pesante componente metallica dei suoi velivoli con l’omologa stampata in 3D, un’operazione complessa che fino ad ora non era ancora stata tentata. Lo studio di architettura The Living di David Benjamin, insieme all’azienda di automotive Autodesk e a APWorks, la sussidiaria di Airbus dedicata alla ricerca e allo sviluppo di tecnologie di stampa 3D combinando alluminio e titanio, ha dato forma a una “partizione bionica” per il jet modello A320. Si tratta della barriera che separa l’area adibita al trasporto passeggeri dalla stiva dell’aereo, che va quindi a occupare l’intera lunghezza del velivolo.

 

3D-Printed Bionic Airplane Partition Airbus A320 1Il componente stampato in 3D, sostiene Airbus, arriva a pesare circa la metà con il vantaggio di garantire una maggiore resistenza rispetto ai suoi corrispettivi tradizionali. La nuova partizione, infatti, proprio per rispondere all’esigenza di impiegare meno materiale, sfrutta un design incrociato. Al momento attuale, la “partizione bionica” è in fase di test per ricevere le dovute certificazioni e poter essere assemblata sui nuovi velivoli della flotta Airbus.

Il vantaggio di questa modifica, in termini di emissioni di CO2, è consistente. Secondo le stime di Airbus, in fase di volo i nuovi jet produrranno circa 465.000 tonnellate cubiche di CO2 in meno ogni anno. Ma un taglio alle emissioni può arrivare anche dalla fase di produzione e assemblaggio, visto che la tecnologia 3D in questo campo permette una riduzione dell’energia utilizzata che può arrivare fino al 90% in meno rispetto ai metodi tradizionali.

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Turbine eoliche ad asse verticale, efficienza migliorata del 200%

Dall'EPFL svizzero il primo studio che applica un algoritmo di apprendimento automatico alla progettazione della pale delle turbine VAWT

Turbine eoliche ad asse verticale
via depositphotos

Nuovi progressi per le turbine eoliche ad asse verticale

Un aumento dell’efficienza del 200% e una riduzione delle vibrazioni del 70%. Questi due dei grandi risultati raggiunti nel campo delle turbine eoliche ad asse verticale,  presso l’UNFoLD, il laboratorio di diagnostica del flusso instabile della Scuola Politecnica Federale di Losanna (EPFL). Il merito va a Sébastien Le Fouest e Karen Mulleners che, in un’anteprima mondiale hanno migliorato questa specifica tecnologia impiegando un algoritmo di apprendimento automatico.

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Turbine eoliche VAWT, vantaggi e svantaggi

Si tratta di un progresso a lungo atteso dal comparto. Le turbine eoliche ad asse verticale o VAWT per usare l’acronimo inglese di “Vertical-axis wind turbines” offrono sulla carta diversi vantaggi rispetto ai classici aerogeneratori ad asse orizzontale. Ruotando attorno ad un asse ortogonale al flusso in entrata, il loro lavoro risulta indipendente dalla direzione del vento, permettendogli di funzionare bene anche nei flussi d’aria urbani. Inoltre offrono un design più compatto e operano a frequenze di rotazione più basse, il che riduce significativamente il rumore e il rischio di collisione con uccelli e altri animali volanti. E ancora: le parti meccaniche della trasmissione possono essere posizionate vicino al suolo, facilitando la manutenzione e riducendo i carichi strutturali.

Perché allora non sono la scelta dominante sul mercato eolico? Come spiega lo stesso Le Fouest, si tratta di un problema ingegneristico: le VAWT funzionano bene solo con un flusso d’aria moderato e continuo. “Una forte raffica aumenta l’angolo tra il flusso d’aria e la pala, formando un vortice in un fenomeno chiamato stallo dinamico. Questi vortici creano carichi strutturali transitori che le pale non possono sopportare“, scrive Celia Luterbacher sul sito dell’EPFL.

Energia eolica e algoritmi genetici

Per aumentare la resistenza, i ricercatori hanno cercato di individuare profili di inclinazione ottimali.  Il lavoro è iniziato montando dei sensori, direttamente su una turbina in scala ridotta, a sua volta accoppiata ad un ottimizzatore funzionante con algoritmi genetici di apprendimento. Di cosa si tratta? Di una particolare tipologia di algoritmi euristici basati sul principio della selezione naturale.

Quindi muovendo la pala avanti e indietro con angoli, velocità e ampiezze diverse, hanno generato una serie di profili di inclinazione. “Come in un processo evolutivo, l’algoritmo ha selezionato i profili più efficienti e robusti e ha ricombinato i loro tratti per generare una ‘progenie’ nuova e migliorata”. Questo approccio ha permesso a Le Fouest e Mulleners non solo di identificare due serie di profili di passo che contribuiscono a migliorare significativamente l’efficienza e la robustezza della macchina, ma anche di trasformare la più grande debolezza delle turbine eoliche ad asse verticale in un punto di forza. I risultati sono riportati su un articolo recentemente pubblicato sulla rivista Nature Communications.

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Giornalista scientifica. Da sempre appassionata di hi-tech e innovazione energetica, ha iniziato a collaborare alla testata fin dalle prime fasi progettuali, profilando le aziende di settore. Nel 2008 è entrata a far parte del team di redattori e nel 2011 è diventata coordinatrice di redazione. Negli anni ha curato anche la comunicazione e l'ufficio stampa di Rinnovabili.it. Oggi è Caporedattrice del quotidiano e, tra le altre cose, si occupa quotidianamente delle novità sulle rinnovabili, delle politiche energetiche e delle tematiche legate a tecnologie e mercato.