Esiste un futuro per le auto a vapore super efficienti?

Riuscite a immaginare di guidare uno di questi? Dai un'occhiata a queste immagini di veicoli a carburante alternativo per saperne di più! Chris Ison - Pool / Getty Images

In futuro, tutti noi possederemo macchine volanti. Oh, aspetta - questo è "The Jetsons". Le nostre opinioni sui trasporti futuri sono un po 'più realistiche, ma le automobili useranno sempre più l'energia elettrica, riducendo la nostra dipendenza dai combustibili fossili. Destra?

Questo risultato non è affatto certo. In effetti, ci sono alcune persone inclini alla meccanica che pensano che la strada del futuro automobilistico vada completamente in un'altra direzione: i motori a vapore. E sebbene possa sembrare un po 'antiquato, è meno datato di quanto si possa immaginare.

Alimentare un veicolo con il vapore non è tanto un'innovazione quanto la rivisitazione di una vecchia idea. I progetti per i veicoli a vapore risalgono al XVII secolo. Intorno al 1672, un gesuita fiammingo di nome Ferdinand Verbiest elaborò le specifiche per un veicolo a vapore molto piccolo (forse un giocattolo) mentre viveva alla corte imperiale cinese. Ci sono poche prove che suggeriscono che Verbiest abbia mai costruito il veicolo, ma un primo tentativo meglio documentato è quello di Nicolas-Joseph Cugnot nel 1769. La sua carrozza a vapore era lenta e si esaurì rapidamente (letteralmente), ma segnò ancora una svolta nel trasporto.

Le innovazioni nella potenza del vapore continuarono per tutto il XIX secolo. Quando le automobili iniziarono a diventare un luogo comune nelle strade cittadine, le auto a vapore erano una delle opzioni. La Stanley Motor Carriage Company produceva veicoli a vapore che erano affettuosamente conosciuti come Stanley Steamers o Flying Teapots. Erano molto popolari all'inizio del 1900, ma presto divenne più economico ed efficiente acquistare quella che ora è la norma per le automobili commerciali: un'auto con un motore a combustione interna. Ciò significa che il carburante viene bruciato all'interno del motore e l'esplosione della benzina in fiamme produce la pressione necessaria per far girare le parti mobili del motore. Al contrario, i motori a vapore funzionano per combustione esterna, il che significa che è necessaria una fonte di carburante all'esterno del motore per produrre il vapore che spinge le parti in movimento. Finora, i motori a combustione interna si sono dimostrati fisicamente più piccoli e più efficienti in termini di consumo di carburante rispetto ai loro cugini esterni.

Ma questo potrebbe cambiare. Una manciata di armeggiatori e imprenditori inclini alla meccanica hanno deciso di costruire motori a vapore più efficienti. Alcuni, come il British Steam Car Team, sembrano partecipare alla sfida e al divertimento. Poi c'è Harry Schoell, la cui azienda, Cyclone Power Technologies, ha prodotto un motore automobilistico a vapore che potrebbe effettivamente convincere i consumatori a provare la potenza del vapore acqueo. Mentre i motori a vapore del passato erano grandi e ingombranti, i motori di Schoell si adatterebbero facilmente all'ingombro di un motore a combustione interna standard.

Allora cosa c'è di diverso? Il design di Schoell si basa su un sistema di riscaldamento e raffreddamento a circuito chiuso, che rende il motore molto più efficiente e produce meno rifiuti rispetto ai modelli precedenti. Il vapore diventa così caldo che si comporta più come un liquido, che produce più potenza. È anche meno costoso da produrre e mantenere perché non ha bisogno di un convertitore catalitico, marmitta, olio o una trasmissione come un motore a combustione interna. Ma soprattutto, in questa era di ansia da combustibili fossili, puoi usare qualsiasi carburante che ti piace per avviare il processo del vapore, sia che si tratti di benzina dal petrolio o di biocarburanti..

Ma i motori a vapore verranno utilizzati su larga scala? Continuate a leggere per saperne di più.

I motori a vapore dovranno superare molti ostacoli per ottenere l'approvazione del pubblico, come un malinteso comune secondo cui i motori a vapore tendono ad esplodere (smentito da una serie di fonti, incluso il sito Web Hybrid Cars). Altri temono che impiegherebbe troppo tempo perché il motore accumuli la quantità di vapore necessaria per guidare da un avviamento a freddo, ma Cyclone riporta un tempo di 10-15 secondi per l'avvio e la piena potenza in meno di un minuto. È meno tempo di quanto un motore diesel richiede per riscaldarsi.

Un altro punto a favore del motore a vapore è la sua già citata flessibilità del carburante. Quando le automobili furono prodotte per la prima volta, nessuno pensava di rimanere senza combustibili fossili. In questi giorni, tuttavia, la nostra dipendenza dai combustibili fossili è motivo di preoccupazione per molti e qualsiasi alternativa che ci consenta di ridurre tale dipendenza sta iniziando a sembrare molto allettante.

Il che porta a un'altra domanda: come si sovrappongono le auto a vapore agli ibridi e ai veicoli elettrici? I modelli ibridi ed elettrici rappresentano sicuramente un passo nella giusta direzione verso la conservazione delle risorse, ma non ci libereranno in alcun modo dalla nostra indipendenza dai combustibili fossili. Gli ibridi attuali utilizzano una combinazione di gas ed energia elettrica per funzionare; queste auto consumano meno benzina rispetto ai normali veicoli a combustione interna, ma la richiedono comunque. Producono anche meno emissioni, ma alcune rimangono. E le auto elettriche, come sottolineato qui, utilizzano spesso l'elettricità generata dal carbone o da altri combustibili fossili, il che significa che le emissioni di carbonio fanno ancora parte del quadro generale.

Nel caso del motore a vapore Cyclone, le emissioni sono meno preoccupanti (anche se non del tutto scomparse). Secondo il sito Web dell'azienda, il motore brucia più a lungo della maggior parte e quindi incenerisce più particelle, il che significa meno gas di scarico. E quello scarico dipende dal tipo di carburante utilizzato. Se riusciamo a sviluppare fonti di carburante che hanno un impatto sempre minore sull'ambiente, l'impronta di carbonio del motore a vapore diventerebbe ancora più piccola.

Naturalmente, tutto questo è del tutto accademico fino a quando le case automobilistiche non decidono effettivamente di mettere motori a vapore nei loro veicoli e altre macchine, ma sembra che stiano iniziando a mordere. Popular Science riferisce che Cyclone Power ha raggiunto un accordo per sviluppare motori per tosaerba e attrezzature da giardino e nell'aprile 2011, secondo Smart Planet, Cyclone ha stretto un accordo con la mega-azienda Raytheon, un appaltatore della difesa con legami con l'esercito degli Stati Uniti . Opzioni di carburante flessibili potrebbero fare una grande differenza per le truppe schierate che sono lontane da qualsiasi rifornimento affidabile.

Solo il tempo dirà se il motore a vapore ha effettivamente un impatto sul mercato automobilistico di consumo. Se la produzione su larga scala risulterebbe uguale o inferiore a quella dei tradizionali motori a combustione interna, il motore a vapore potrebbe essere adottato dalle case automobilistiche e possibili future crisi petrolifere potrebbero costringerci a ridurre seriamente il nostro uso di fossili. combustibili.

I motori a vapore di oggi sono di gran lunga superiori ai modelli di ieri, quindi non contarli per un uso diffuso domani.

L'inizio della locomotiva a vapore

I motori delle locomotive a vapore decollarono alla grande all'inizio del XIX secolo. L'ingegnere e inventore britannico Richard Trevithick progettò e costruì un numero di prototipi di motori a vapore, incluso uno che debuttò nel 1804 in grado di trasportare 10 tonnellate di ferro per 10 miglia. Le ferrovie, ei treni che le hanno percorse, si sono rivelate una componente essenziale della rivoluzione industriale e le locomotive a vapore hanno mantenuto la loro superiorità tecnologica per il trasporto per più di cento anni.

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fonti

• Clark, Josh. "Le auto elettriche sono migliori per l'ambiente?" Notizie sulla scoperta. 30 luglio 2010. (7 dicembre 2011) http://news.discovery.com/tech/are-electric-cars-better-for-the-environment.html
• Cyclone Power Technologies. "Domande frequenti." (7 dicembre 2011) http://www.cyclonepower.com/faq.html
• Cyclone Power Technologies. "Come funziona." (5 dicembre 2011) http://www.cyclonepower.com/works.html
• Encyclopedia Britannica. "Nicolas-Joseph Cugnot." (4 dicembre 2011) http://www.britannica.com/EBchecked/topic/145966/Nicolas-Joseph-Cugnot
• Agnello, Robert. "Come funziona la tecnologia a vapore: la locomotiva a vapore". Come funzionano le cose. (8 dicembre 2011) https: //science..com/steam-technology5.htm
• Nusca, Andrew. "Gli inchiostri Raytheon hanno a che fare con Cyclone Power per un motore pulito e versatile." Pianeta intelligente. 28 aprile 2011 (7 dicembre 2011) http://www.smartplanet.com/blog/smart-takes/raytheon-inks-deal-with-cyclone-power-for-clean-all-purpose-engine/ 15919
• Voelcker, John. "Steam sotto il cofano." Scienza popolare. 13 maggio 2008. (5 dicembre 2011) http://www.popsci.com/node/21610