Come funziona l'Air Car

Le auto aeree potrebbero rendere i prezzi del gas come questi un ricordo? - Guarda le foto di veicoli a carburante alternativo. Tetra Images / Getty Images

La benzina è già il carburante del passato. Potrebbe non sembrare così mentre fai il pieno mentre vai al lavoro, ma il petrolio usato per farlo si sta gradualmente esaurendo. Inoltre inquina l'aria che sta diventando sempre più malsana da respirare e le persone non vogliono più pagare i prezzi elevati che le compagnie petrolifere chiedono per questo. Le case automobilistiche sanno tutto questo e hanno speso molto tempo e denaro per trovare e sviluppare il carburante del futuro.

La ricerca è iniziata, ma quale sarà questo carburante del futuro? I combustibili pronti come il petrolio stanno diventando sempre più difficili da trovare e le case automobilistiche si stanno rivolgendo a fonti di energia più ecologiche come le batterie. Queste batterie possono essere caricate con energia e collocate in un'auto dove l'energia può essere rilasciata. Per quanto possa sembrare buona questa idea, alcuni produttori pensano che l'aria potrebbe diventare una fonte di energia ancora migliore.

Aria? A prima vista, l'idea di mandare in onda un'auto sembra quasi troppo bella per essere vera. Se possiamo usare l'aria come carburante, perché pensare di usare qualcos'altro? L'aria è tutt'intorno a noi. L'aria non si esaurisce mai. L'aria non è inquinante. La cosa migliore è che l'aria è gratuita.

-Sfortunatamente, l'aria da sola non può essere utilizzata come carburante. In primo luogo, l'energia deve essere immagazzinata al suo interno comprimendo strettamente l'aria utilizzando un compressore d'aria meccanico. Una volta rilasciata l'aria compressa, si espande. Questa aria in espansione può essere utilizzata, ad esempio, per azionare i pistoni che alimentano un motore. L'idea di utilizzare l'aria compressa per alimentare un veicolo non è nuova: i primi prototipi di un veicolo ad aria compressa risalgono alla metà del 19^esimo secolo, anche prima dell'invenzione del motore a combustione interna.

Almeno un produttore pensa di essere pronto a vendere auto aeree al pubblico americano. Se tutto va bene, queste auto potrebbero essere disponibili negli Stati Uniti relativamente presto [fonte: Sullivan]. Nelle prossime pagine, esamineremo questa tecnologia, i motivi per cui potresti volerla utilizzare e alcuni motivi per cui potresti non.

AirPod One di MDI e il suo motore ad aria compressa, presso la sede di MDI vicino a Nizza, in Francia. Lionel Cirroneau / AP Photo

-Le leggi della fisica impongono che i gas incontaminati riempiranno qualsiasi spazio dato. Il modo più semplice per vederlo in azione è gonfiare un palloncino. La pelle elastica del pallone tiene saldamente l'aria all'interno, ma nel momento in cui usi uno spillo per creare un buco nella superficie del pallone, l'aria si espande verso l'esterno con così tanta energia che il pallone esplode. Comprimere un gas in un piccolo spazio è un modo per immagazzinare energia. Quando il gas si espande di nuovo, quell'energia viene rilasciata per funzionare. Questo è il principio di base alla base di ciò che fa funzionare un'auto aerea.- -

Le prime auto ad aria saranno dotate di compressori d'aria incorporati. Dopo una guida veloce, sarai in grado di portare a casa l'auto, metterla in garage e collegare il compressore. Il compressore utilizzerà l'aria intorno all'auto per riempire il serbatoio dell'aria compressa. Sfortunatamente, questo è un metodo di rifornimento piuttosto lento e probabilmente richiederà fino a due ore per un rifornimento completo. Se l'idea di un'auto aerea prenderà piede, saranno disponibili stazioni di rifornimento in aria presso le normali stazioni di servizio, dove il serbatoio può essere riempito molto più rapidamente con aria già compressa. Il riempimento del serbatoio alla pompa richiederà probabilmente circa tre minuti [fonte: Cornell].

Le prime auto aeree utilizzeranno quasi sicuramente il Compressed Air Engine (CAE) sviluppato dalla società francese Motor Development International (MDI). Le auto aeree che utilizzano questo motore avranno serbatoi che probabilmente conterranno circa 3.200 piedi cubi (90,6 chilolitri) di aria compressa. L'acceleratore del veicolo aziona una valvola sul serbatoio che consente all'aria di essere rilasciata in un tubo e quindi nel motore, dove la pressione dell'espansione dell'aria spingerà contro i pistoni e farà ruotare l'albero motore. Ciò produrrà energia sufficiente per velocità di circa 56 chilometri all'ora. Quando l'auto aerea supera quella velocità, un motore si avvia per azionare il compressore d'aria dell'auto in modo che possa comprimere più aria al volo e fornire potenza extra al motore. Anche l'aria viene riscaldata quando colpisce il motore, aumentandone il volume per consentire all'auto di muoversi più velocemente [fonte: Cornell].

Guy Negre della MDI mostra il prototipo dell'AirPod One nel gennaio 2009. Lionel Cirroneau / AP Photo

Uno dei principali vantaggi dell'utilizzo dell'aria compressa per alimentare il motore di un'auto è che un veicolo ad aria compressa pura non produce inquinamento al tubo di scappamento. Più specificamente, le auto ad aria compressa che probabilmente vedremo nel prossimo futuro non inquineranno affatto fino a quando non raggiungeranno velocità superiori a 35 miglia all'ora. Questo è il momento in cui il compressore d'aria interno dell'auto entrerà in funzione per ottenere una maggiore velocità. Il motore che aziona questo compressore d'aria richiederà carburante che produrrà una piccola quantità di inquinamento atmosferico. Un po 'di carburante (è possibile utilizzare biocarburanti ecologici o combustibili fossili) verrà utilizzato anche per riscaldare l'aria che esce dal serbatoio. I più recenti motori ad aria compressa offrono inoltre ai conducenti la possibilità di utilizzare combustibili fossili o biocarburanti per riscaldare l'aria quando entra nel motore. Tuttavia, questa tecnologia rappresenta un netto miglioramento rispetto alle auto alimentate da motori a combustione interna che producono quantità significative di inquinamento a qualsiasi velocità.

Le auto aeree sono inoltre progettate per essere più leggere delle auto convenzionali. La costruzione in alluminio di questi veicoli manterrà il loro peso inferiore a 2.000 libbre (907 chilogrammi), il che è essenziale per rendere questi veicoli efficienti in termini di consumo di carburante e li aiuterà ad andare più veloci per periodi di tempo più lunghi.

Un altro vantaggio delle auto aeree è che il carburante dovrebbe essere notevolmente economico, una considerazione importante in questa era di prezzi volatili del gas. Alcune stime dicono che le auto otterranno l'equivalente di 106 miglia (171 chilometri) per gallone, anche se probabilmente l'aria compressa non sarà venduta a gallone. Una stima più significativa è che potrebbe essere necessario un minimo di $ 2 di elettricità per riempire il serbatoio dell'aria compressa, sebbene avrai anche bisogno di benzina per alimentare il motore elettrico che comprime l'aria durante la guida [fonte: Cornell].

Anche i veicoli stessi saranno relativamente economici. Zero Pollution Motors, che prevede di rilasciare le prime auto aeree negli Stati Uniti e stima un prezzo di circa 17.800 dollari, che renderebbe queste auto accessibili agli acquirenti americani attenti al budget [fonte: Max].

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Potrebbe succedere a te in un incidente d'auto aereo? Clive Streeter / Getty Images

-Mentre un'auto ad aria compressa non produce inquinamento alimentando l'aria già compressa nel suo serbatoio, l'inquinamento viene comunque prodotto quando l'aria viene compressa, sia mentre l'auto è in movimento sia durante il rifornimento. Come accennato in precedenza, il compressore d'aria del veicolo probabilmente funzionerà a benzina e questo gas produrrà inquinamento quando bruciato.

Il compressore d'aria alla stazione di servizio sarà probabilmente alimentato dall'elettricità. La produzione di tale elettricità può o non può inquinare, a seconda di come viene generata l'elettricità. Ad esempio, l'elettricità alimentata a carbone potrebbe produrre notevoli quantità di inquinamento. Fonti di elettricità più pulite, come l'energia nucleare o idroelettrica, si tradurranno in un inquinamento molto inferiore. Secondo il sito Web Gas 2.0, un'auto aerea negli Stati Uniti creerebbe circa 0,176 libbre di emissioni di anidride carbonica per miglio in base al mix medio di fonti di energia elettrica durante il rifornimento. In confronto, una Toyota Prius Hybrid, che combina un motore elettrico alimentato a batteria con un motore a combustione interna, genera circa 0,34 libbre di anidride carbonica per miglio. Quindi, mentre l'auto aerea non è del tutto priva di inquinamento, rappresenta comunque un miglioramento rispetto a una delle auto ibride più popolari sul mercato [fonte: Nuccitelli].

Anche la distanza potrebbe diventare uno svantaggio, a seconda delle tue abitudini di viaggio. La distanza che un'auto aerea può coprire senza fare rifornimento è cruciale perché pochissime stazioni di rifornimento avranno inizialmente pompe ad aria compressa disponibili. Se prevedi di utilizzare la tua auto aerea solo per brevi tragitti - distanze inferiori a 100 miglia - andrà bene. Tuttavia, l'attesa di una o due ore prima che il compressore d'aria integrato nell'auto comprima un serbatoio pieno d'aria potrebbe diventare un problema durante i viaggi in campagna. Zero Pollution Motors - il braccio americano di MDI e la società che più probabilmente produrrà la prima auto aerea per il mercato statunitense - punta ad avere presto a disposizione un'auto in grado di viaggiare tra 800 e 1.000 miglia con un serbatoio d'aria più 8 galloni di gas [fonte: Cornell]. I primi prototipi, tuttavia, hanno percorso distanze più vicine a 120 miglia - abbastanza buono per i tuoi spostamenti quotidiani, ma non del tutto adeguato per viaggi più lunghi [fonte: Motavalli].

Cosa succederà se un'auto aerea subisce un danno in un incidente? Dopo tutto, i serbatoi d'aria compressa possono essere pericolosi. Per ridurre questo pericolo, i serbatoi d'aria sono realizzati in fibra di carbonio e sono progettati per rompersi, piuttosto che frantumarsi, in caso di incidente. Questa crepa consentirebbe al "carburante" di fuoriuscire in modo innocuo nell'aria circostante. I produttori temevano che l'aria che fuoriesce da un'estremità del serbatoio potesse produrre un effetto simile a un razzo e spingere l'auto su un getto d'aria. La valvola sui serbatoi del carburante delle auto è stata posizionata sul lato per ridurre al minimo questo effetto.

Nonostante queste precauzioni, vi è una certa preoccupazione che la costruzione leggera delle auto aeree possa rendere loro difficile il superamento dei severi requisiti di sicurezza americani e che ciò potrebbe ostacolare l'arrivo delle auto aeree nel mercato statunitense. Anche altri fattori sono venuti in primo piano e ne parleremo in seguito.

Uno sguardo all'interno del prototipo di AirPod One. Lionel Cirroneau / AP Photo

La Tata Mo-tors dell'India rappresenterà probabilmente la prima auto aerea sul mercato nei prossimi anni. L'auto aerea di Tata Motors utilizzerà anche il motore CAE. Sebbene Tata abbia annunciato nell'agosto 2008 di non essere ancora pronta a lanciare le proprie auto aeree per la produzione di massa, Zero Pollution Motors prevede ancora di produrre un veicolo simile negli Stati Uniti. Conosciute collettivamente come FlowAIR, queste auto costeranno circa $ 17.800. La società, con sede a New Paltz, N.Y., afferma che inizierà a prendere le prenotazioni a metà del 2009 per le consegne di veicoli nel 2010. La società prevede di lanciare 10.000 auto aeree nel primo anno di produzione [fonte: Max]. MDI ha anche recentemente presentato l'AirPod con joystick, l'ultima aggiunta al suo arsenale di auto aeree. Sebbene l'AirPod generi una velocità massima di soli 43 mph, è anche estremamente leggero e genera zero emissioni.

Le principali case automobilistiche guardano con interesse al mercato delle auto aeree. Se i primi modelli prendono piede con i consumatori, probabilmente svilupperanno i propri modelli di auto aeree. Al momento, alcune aziende più piccole stanno pianificando di portare sul mercato le auto aeree sulla scia dei veicoli basati su MDI. Questi includono: 

• K'Airmobiles -- La società francese K'Air Energy ha costruito prototipi di una bicicletta ad aria compressa e di un veicolo stradale leggero basato sul motore a compressione d'aria K'air [fonte: -K'air]
• Air Car Factories SA -- Questa compagnia spagnola ha un motore per auto aeree attualmente in fase di sviluppo. Il proprietario dell'azienda è attualmente coinvolto in una controversia con l'ex datore di lavoro MDI sui diritti sulla tecnologia [fonte: MDI].

Inizialmente, le auto MDI saranno gli unici veicoli aerei sul mercato. Tuttavia, secondo quanto riferito, MDI ha concesso in licenza la tecnologia a produttori in una dozzina di paesi diversi, quindi le auto aeree dovrebbero essere presto disponibili in tutto il mondo.

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Altri ottimi link

• Fabbriche di aeromobili (Motor Development International)
• Tata Motors
• Motori a inquinamento zero

fonti

• Chapa, Jorge. "MDI Compressed Air Car". Inhabitat.com. 1 giugno 2007. (visitato il 30/09/2008) http://www.inhabitat.com/2007/06/01/tata-motors-air-car/
• Cornell, Clayton B. "Un'auto ad aria che potresti vedere nel 2009: l'ibrido ad aria compressa 106 MPG di ZPM." Gas2.org. 15 luglio 2008. (9/28/2008) http://gas2.org/2008/07/15/an-air-car-you-could-see-in-2009-zpms-106-mpg-compressed- ibrido ad aria /
• Gizmag.com. "L'auto francese funziona con la tecnologia dell'aria compressa." 2 dicembre 2004. (30/9/2008) http://www.gizmag.com/go/3523
• Jones, Benjamin. "Air Car da 106 mpg per soli $ 18.000 in arrivo nel 2010." Ecomodder.com. 26 agosto 2008. (9/28/2008) http://ecomodder.com/blog/2008/08/26/106mpg-air-car-18000-coming-2010
• Max, Josh. "Auto ad aria compressa in arrivo con Breeze 2010". Notizie quotidiane di New York. 24 marzo 2008. (9/30/2008) http://www.nydailynews.com/services/autos/2008/03/24/2008-03-24_compressed_air_car_coming_with_2010_bree.html
• Motavalli, Jim. "L'auto aerea torna in scena". NYTimes.com. 10 settembre 2008. (30/9/2008)
• http://wheels.blogs.nytimes.com/2008/09/10/the-air-car-blows-back-into-the-picture
• Nuccitelli, Dana. "Air Cars vs. Electric Cars vs. Hybrid - Quali sono i più ecologici?" Gas2.org. 11 settembre 2008. (9/30/2008) http://gas2.org/2008/09/11/air-cars-vs-electric-cars-vs-hybrids-which-are-greener
• Sullivan, Matt. "Auto ad aria compressa in arrivo negli Stati Uniti nel 2009-2010 a meno di $ 18.000, potrebbe raggiungere un raggio di 1000 miglia". Meccanica popolare. 22 febbraio 2008. (28/9/2008) http://www.popularmechanics.com/automotive/new_cars/4251491.html