Dall’asfalto bollente all’energia

26 Giu

In questo articolo:

Caldo record? In Germania scoppiano le autostrade?

e’ stato fatto un commento davvero molto interessante. Come potete leggere, il commento pone l’attenzione sugli studi attualmente in corso per la produzione di energia sfruttando il calore accumulato dall’asfalto delle nostre strade. Questa possibile soluzione non e’ in realta’ l’unica al vaglio dei ricercatori e proprio per questo motivo, credo sia interessante fare il punto della situazione.

Come sapete bene, diverse volte ci siamo occupati di fonti di energia alternativa o anche di utilizzi piu’ intelligenti delle risorse a nostra disposizione. Questi sono solo alcuni degli articoli che potete trovare sul blog:

Elezioni, promesse verdi e protocollo di Kyoto

Il futuro verde comincia da Masdar

Energia solare nel deserto

Pannelli, pannelli e pannelli

Il led rosso dello stadby …

Elettrodomestici e bolletta

Ora, come anticipato, vogliamo analizzare le possibili tecniche per sfruttare il calore che viene raccolto dalle nostre strade per poter creare energia elettrica. Come sapete bene, l’asfalto e’ in grado di accumulare una notevole quantita’ di calore, che poi viene ceduta all’ambiente in tempi molto lunghi. Proprio per questo motivo, le nostre strade rimangono ad una temperatura elevata anche per diverse ore dopo il tramonto del sole. Purtroppo, riuscire a catturare questo calore non e’ semplice. Prima di tutto, una limitazione e’ data dall’enorme superficie da cui estrarre calore, cioe’ l’intera lunghezza della strada, e soprattutto nella scelta del metodo piu’ adatto per raccogliere efficientemente questa energia.

Il metodo proposto nel commento da cui siamo partiti, punta ad utilizzare il calore per scaldare l’acqua contenuta all’interno di piccole tubature inglobate nell’asfalto stesso. In tal senso, tubicini di materiale in grado di condurre molto bene il calore vengono posizionati a circa 1 cm dalla superficie, in modo da poter raccogliere il calore del catrame. L’acqua cosi’ riscaldata puo’ poi essere utilizzata per produrre energia o anche per fornire acqua calda sanitaria per le diverse postazioni o edifici intorno alla strada stessa. Questo metodo presenta anche due ulteriori vantaggi importanti. Il primo e’ che in questo modo viene ridotto il calore che rimane intrappolato nell’asfalto e che, quando ceduto all’ambiente, crea il cosiddetto problema dell’isola di calore soprattutto nelle nostre citta’. L’altro vantaggio notevole e’ che un impianto cosi’ realizzato potrebbe essere sfruttato anche al contrario, un po’ come avviene nei pannelli radianti sotto il pavimento utilizzati per riscaldare le nostre case. Cosa significa? Durante i mesi invernali, si potrebbe pompare nel sistema acqua a temperatura maggiore, in modo da riscaldare la strada e non permettere la formazione di ghiaccio, responsabile molto spesso di incidenti.

Questa che abbiamo visto, non e’ pero’ l’unica soluzione al vaglio dei ricercatori.

Un altro metodo per sfruttare le nostre strade e’ quello di integrare direttamente pannelli solari. Cosa significa? Come detto in precedenza, l’asfalto e’ soggetto, molto spesso, ad un irraggiamento notevole. Le piu’ grandi arterie sono praticamente sempre assolate garantendo un’esposizione buona ai raggi solari. Bene, sostituendo le nostre strade con una sequenza di pannelli solari, si potrebbe produrre direttamente elettricita’ sfruttando l’effetto fotovoltaico. Questa energia potrebbe al solito essere utilizzata per alimentare aree di servizio e abitazioni in prossimita’, ma potrebbe anche essere immessa nelle rete elettrica e dunque essere a disposizione dei consumatori.

Come e’ possibile mettere un pannello solare al posto delle strade?

Ingegneristicamente parlando, la soluzione proposta e’ molto interessante. Negli USA e’ gia’ in corso uno studio utilizzando pannelli di larghezza 3,7 metri, che e’ la larghezza standard delle corsie americane. Se consideriamo un’esposizione di 4 ore al giorno, con un efficienza anche solo del 10%, poiche’ l’orientamento dei pannelli e’ deciso dalla strada e non dall’ottimizzazione dell’esposizione, si potrebbero produrre circa 5-6 KWh per pannello al giorno. Se ora pensiamo che, solo negli Sati Uniti, ci sono circa 100000 Km di autostrade, direi che i numeri cominciano a diventare interessanti.

Tornando pero’ all’ingegneria, come puo’ un pannello resistere al passaggio di una macchina o, ancor piu’, ad un mezzo pesante? I pannelli per questo scopo sono costruiti con una protezione in vetro, pensata come quella dei vetri anti proiettile delle vetrine. Essendo questi vetri studiati per resistere ai notevoli impulsi dei proiettili, sarebbero in grado di supportare anche il peso di un veicolo. C’e’ un altro problema da considerare. Per evitare slittamenti dei veicoli al loro passaggio sul vetro, la superficie verrebbe lavorata in piccolissimi prismi, in grado di assicurare una buona presa degli pneumatici sui pannelli. Come detto, una sperimentazione in questa direzione e’ gia’ in corso negli USA appunto per verificare costi e benefici di una soluzione del genere.

C’e’ poi un’ultima soluzione che vorrei presentarvi, anche se leggermente diversa dalle precedenti. Il problema principale di molte strade e’, come sappiamo bene tutti, il traffico. Per sfruttare questo, una compagnia privata giapponese, ha studiato uno speciale dosso in grado di trasformare il passaggio di un mezzo in energia elettrica. Il meccanismo e’ semplicissimo. Quando un veicolo passa su questo speciale dosso, manda in pressione dei pistoni idraulici che a loro volta possono essere sfruttati per far muovere delle turbine e produrre corrente elettrica. Un primo prototipo di dosso e’ stato costruito ed e’ lungo circa 1 metro, con un’altezza dell’ordine dei 6 mm. Questa soluzione andrebbe implemantata nei punti piu’ nevralgici per il traffico dove si hanno molti mezzi pesanti che circolano a velocita’ ridotta. Soluzioni ottimali potrebbero essere all’interno delle citta’, in prossimita’ dei porti o anche vicino ad aree di parcheggio. Il costo di questo sistema non e’ molto basso e si aggira intorno ai 300000 dollari a dosso, comprensivi ovviamente anche del sistema di produzione dell’energia. Secondo quanto riportato dalla ditta, in un punto di traffico sostenuto in cui transitano circa 20000 veicoli al giorno, il prezzo verrebbe ripagato nel giro di 3-4 anni e sarebbe in grado di fornire corrente per almeno 100 case. Ovviamente, si tratta di numeri molto provvisori, detti poi dalla ditta produttrice del sistema.

Concludendo, esistono diversi metodi per poter sfruttare le nostre strade nella produzione di energia. Come avete visto, non stiamo parlando di soluzioni innovative di tecnologie non utilizzate prima, bensi’ di applicazioni, a mio avviso anche molto intelligenti, di sistemi conosciuti in ambiti nuovi. Questo rientra a pieno titolo nello sfruttamento piu’ intelligente dei sistemi che gia’ conosciamo. Ora, come detto, si tratta di soluzioni sulle quali sono in corso studi ancora molto preliminari, ma chissa’ che un giorno queste non diventeranno soluzioni standard nella costruzione delle nostre, assolutamente non eliminabili, strade.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

Annunci

7 Risposte to “Dall’asfalto bollente all’energia”

  1. Importante giugno 26, 2013 a 12:45 pm #

    Ho letto che prevedono un terremoto fortissimo in Italia e che c’e un vulcano nell’adriatico che vogliono tenere ” nascosto “..so che i terremoti sono imprevedibili ma Che mi dici del vulcano?grazie

    • psicosi2012 giugno 26, 2013 a 12:48 pm #

      Ciao,
      per il terremoto, se ne parla perche’ quache tempo fa, come documentato sul blog, si parlava gia’ di pericolosita’ della Garfagnana. Noi qui avevamo gia’ detto che la zona doveva essere tenuta sotto controllo perche’ un terremoto in una zona sismica, poteva esserci. E cosi’ e’ stato. A seguoto di questo, si e’ parlato di predizione esatta, dati nascosti, insomma le solite cose. Tra l’altro, poi si e’ passati a sparare prevsioni su tutte le zone d’Italia.

      Per il Vulcano, stiamo parlando del Marsili, di cui abbiamo parlato in tantissimi post. Per trovarla basta cercare marsili in alto a destra. Anche qui si tratta di un vulcano stranoto e anche pericoloso. Ogni giorni si sveglia qualcuno e dice che il Marsili e’ tornato in attivita’. Al solito si tratta di chiacchiere e niente piu’.

      Matteo

  2. Importante giugno 26, 2013 a 1:11 pm #

    Quindi è vero che il vulcano e pericolo..?! Ma per quali zone?! Inoltre volevo chiederti: secondo te la situazione economica può influenzare tutte queste speculazioni?! Un tempo non mi sembrava di essere circondata da tanti pericoli 😉

    • Patrizia giugno 26, 2013 a 4:41 pm #

      Il Marsili è nel Tirreno ed è un vulcano pericoloso, ma al momento non credo che abbia fornito segnali allarmanti. Di certo c’è chi si arricchisce con il catastrofismo e la speculazione mediatica, per cui, come ho già scritto in un post precedente, bisogna aprire bene gli occhi per discernere tra l’entità reale di un evento e il risalto mediatico che ne viene dato. A proposito di speculazione (ma quant’è brutta questa parola!), stamattina in edicola mi è capitato sotto gli occhi la rivista VOYAGER….addirittura ne hanno fatto una rivista? Ancora gli danno spazio a Giacobbo, dopo tutte le bagianate che ha profuso sul 2012? La democrazia ha qualche lato negativo, direi….

      • psicosi2012 giugno 27, 2013 a 7:02 am #

        Quello che dice Patrizia e’ vero. Il Marsili e’ un vulcano attivo, potenzialmente molto pericoloso, ma, al momento, non c’e’ nessun segnale di una sua attivita’. Ovviamente, non vogliamo fare i catastrofisti, ma nemmeno nascondere niente. Avere sotto controllo questo vulcano e’ fondamentale per qualsiasi attivita’ di prevenzione e messa in sicurezza. Proprio per questo motivo, e’ stata creata una fitta rete di monitoraggio per leggere ogni possibile variazione del vulcano. Il discorso e’ semplice, prendiamo come esempio i terremoti. In un mondo ideale, in un paese sismico come il nostro, si dovrebbe fare attivita’ di prevenzione mettendo in sicurezza gli edifici realizzati senza una normativa sismica. Ora, se questo venisse fatto, significherebbe che sta per arrivare un terremoto? Assolutamente no. E’ prevenzione, va fatta ed e’ l’unico modo per evitare danni maggiori. Allo stesso modo, si deve analizzare il Marsili e studiare il suo comportamento. Magari eruttera’ tra 10 anni, 100, 1000 o 10000, ma non possiamo far finta che non esista.

        Matteo

  3. Renato giugno 26, 2013 a 7:28 pm #

    Sono abbastanza scettico per il sistema dei pannelli solari stradali. Dovrei leggerne le caratteristiche, ma a occhio direi che i costi sono assolutamente enormi, per non parlare dello smaltimento che a tuttoggi mi sembra un problema non risolto. Vederemo come finirà questo test.
    Ciao.
    Renato.

    • psicosi2012 giugno 27, 2013 a 7:08 am #

      Ingegneristicamente il discorso pannelli solari autostradali e’ molto interessante. Per quanto riguarda i costi, condivido i tuoi stessi dubbi. Vero e’ che in un discorso di produzione di milioni di pezzi, il costo diminuirebbe molto. In questo caso, possiamo anche prescindere da un’ottimizzazione dell’efficienza …. tanto le strade le dobbiamo fare, a questo punto tanto vale pensare di ricavarci qualcosa. Certo, il tutto deve sempre rientrare in un discorso di valutazione economica. Se devo spendere per avere un ritorno nel giro di 20 anni …. lasciamo perdere. Credo che in questo senso, la sperimentazione sia l’unica strada per capire i reali benefici.

      Per quanto riguarda il discorso silicio come rifiuto, la situazione e’ ancora aperta. Per il momento, purtroppo, si fa ancora finta che il problema non esista. Nel giro di qualche anno, quando i primi impianti di grande dimensione, arriveranno all’esaurimento, ci sara’ da ridere. Purtroppo, non riusciamo quasi mai a fare un discorso lungimirante e proiettato a lungo termine. Facciamo le cose e poi aspettiamo che il problema si presenti per affrontarlo. Che ci possiamo fare, forse l’animo umano e’ fatto cosi’. Sono pienamente d’accordo con te che a breve ci sara’ il problema, vedremo tra un po’ come si pensera’ di risolverlo 😉

      Matteo

Rispondi

Inserisci i tuoi dati qui sotto o clicca su un'icona per effettuare l'accesso:

Logo WordPress.com

Stai commentando usando il tuo account WordPress.com. Chiudi sessione / Modifica )

Foto Twitter

Stai commentando usando il tuo account Twitter. Chiudi sessione / Modifica )

Foto di Facebook

Stai commentando usando il tuo account Facebook. Chiudi sessione / Modifica )

Google+ photo

Stai commentando usando il tuo account Google+. Chiudi sessione / Modifica )

Connessione a %s...

%d blogger hanno fatto clic su Mi Piace per questo: