Il Cnr nello spazio per studiare i combustibili

spazioStudiare i combustibili e biocombustibili nello spazio, così da sviluppare tecnologie di combustione innovative e a basso impatto ambientale. Un progetto ambizioso, quello che vede impegnato l’Istituto motori del Cnr di Napoli. Un programma di ricerca dal titolo “Ice (Italian Combustion Experiment)” e che presto vedrà accendere un fuoco nello spazio. A occuparsene sarà l’astronauta Luca Parmitano, che nell’ambito della missione chiamata “Volare” verificherà il comportamento di combustibili e biocombustibili con l’intento di studiare carburanti innovativi, biocombustibili di seconda/terza generazione e i loro surrogati. «In questa prima fase – spiega Patrizio Massoli, dirigente di ricerca dell’Im-Cnr – verrà analizzata la combustione di singole gocce di miscele binarie di ‘surrogati’ al variare della pressione e della percentuale di ossigeno in condizione di microgravità sulla Stazione spaziale internazionale (Iss)», tutto questo in quanto una buona comprensione del processo di riscaldamento, di evaporazione e di combustione di combustibili ad alta pressione è di fondamentale importanza per lo sviluppo di tecnologie di combustione nei motori e sistemi energetici di nuova generazione. Stando a quanto raccontano dal Cnr, pare infatti che l’assenza di gravità crei condizioni sperimentali uniche, che permetterebbero di esplorare processi e reazioni non realizzabili sulla terra. Un esperimento, quindi, che avrebbe come vantaggio «la semplificazione – continua Massoli – della geometria e della fluidodinamica del processo che da tridimensionale diventerebbe monodimensionale (simmetria sferica o radiale) e, di conseguenza, dei processi di trasferimento di massa e calore, consentendo una maggiore focalizzazione sui processi fisico-chimici che avvengono durante la combustione».

Nel dettaglio – La composizione dei biocombustibili varia in funzione della biomassa iniziale, delle condizioni stagionali e del processo di trasformazione e in base al processo produttivo impiegato è possibile ottenere combustibili completamente diversi pur utilizzando la stessa biomassa. «Per questo motivo – riprende Massoli – è difficile poter definire un comportamento univoco dal quale estrarre leggi generali. Si ricorre, pertanto, ai “surrogati”, ossia composti che pur possedendo alcune proprietà fisico-chimiche simili ai biocombustibili sono composti puri. Definiti i composti base che caratterizzano la struttura del biocombustibile risulterebbe allora possibile sintetizzare il suo modello, modulandone la composizione in termini di surrogati. Idealmente, le proprietà di combustione di un qualsiasi biocombustibile potranno essere determinate dalla conoscenza di quelle dei surrogati che compongono il suo modello».

Obiettivo dello studio – Al centro dell’esperimento ci sarebbe la volontà di ridurre i consumi e l’impatto ambientale dei sistemi per la generazione di energia in impianti stazionari e per la propulsione spaziale aerea, marittima, terrestre. In contemporanea agli studi che saranno effettuati nello spazio, non mancherà la ricerca effettuata nei laboratori dell’Im-Cnr a terra, che permetteranno di effettuare uno screening preliminare e di portare avanti esperimenti in condizioni complementari a quelle realizzate in microgravità, così da evidenziare le trasferibilità dei risultati ottenuti a gravità zero.

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