martedì 14 agosto 2012

I motori eolici ad asse verticale

La Gazzetta del Mezzogiorno, martedì 7 agosto 2012
 
Giorgio Nebbia nebbia@quipo.it

La produzione di elettricità con l’uso della forza, rinnovabile, del vento, è basata su una tecnologia ormai ben nota nell’ambito dell’utilizzazione dell’energia solare: è il Sole, infatti, che, riscaldando diversamente le varie parti della Terra, genera le correnti d’aria che chiamiamo vento. Torri eoliche svettano, con le loro pale in (talvolta lenta, svogliata) rotazione, nelle pianure e nelle colline in Puglia e in molte altre parti d’Italia, diffuse anche grazie a generosi incentivi pubblici. La diffusione dei motori eolici è motivata dalla giusta prospettiva di produrre elettricità senza ricorrere alle fonti energetiche, non rinnovabili e inquinanti, come petrolio, carbone o gas naturale, ed è accompagnata da un giro di affari che coinvolge importatori o fabbricanti di motori eolici, installatori, intermediari fra le industrie, i Comuni e le imprese che rivendono l’elettricità, un giro di affari che comunque fa bene all’economia. Si prospettano anche le installazioni di motori eolici nel mare, come avviene in molte zone ventose all’estero.

La maggior parte dei motori eolici è costituita da grandi eliche con asse orizzontale, che vengono orientate in modo da catturare la massima quantità di vento disponibile. Di recente però sta crescendo l’attenzione per motori eolici in cui le pale tengono in rotazione un asse verticale. A rigore i primi motori eolici erano proprio di questo tipo e sono stati costruiti intorno al 700 dopo Cristo dalle popolazioni che vivevano nel Sistan, una valle ventosa che si trova al confine fra gli attuali Iran e Afghanistan. La zona apparteneva alla “Persia” un grande paese che si estendeva dall’attuale Iran a parte dell’Afghanistan e ospitava una progredita società musulmana, con letterati e studiosi alcuni dei quali ci hanno fatto arrivare le notizie su queste prime macchine eoliche, utilizzate per azionare mulini da cereali. A Nashtifan, vicino a Khaf, esistono ancora, funzionanti, dei motori eolici ad asse verticale, costituiti da vele fissate ad un asse verticale, alto una diecina di metri, posto in una struttura muraria progettata in modo da far aumentare la velocità del vento.

Dalla Persia i motori eolici ad asse verticale sono passati in estremo Oriente e se ne trovano descrizioni nei testi cinesi datati intorno al 1000. Verso Occidente, attraverso i contatti fra i crociati e il mondo islamico, i motori eolici sono arrivati in Europa dove però hanno assunto la forma di pale ad asse orizzontale, diffusa in Sicilia, Spagna, Olanda e che è arrivata fino alle nostre montagne e colline, con continui perfezionamenti. Ma, per quei misteriosi cammini che le idee percorrono nei secoli, i motori eolici ad asse verticale del tipo di quelli dei Persiani sono stati descritti dallo scrittore Fausto Veranzio (1551-1617) in un libro di invenzioni pubblicato a Venezia nel 1615.

Poi l’idea è rimasta dormiente fino al 1922 quando l’inventore finlandese Sigurt Savonius (1884-1931) ha brevettato e costruito un motore eolico costituito da due pale semicilindriche, unite in modo da formare una “esse”, saldate ad un asse verticale, un dispositivo di grande semplicità che si mette in moto anche con vento poco veloce. I motori Savonius sono facili da costruire e sono raccomandati come una delle tecnologie energetiche appropriate per paesi emergenti.

Il passo successivo fu fatto nel 1927 dall’ingegnere aeronautico francese Georges Darrieus (1888-1979) che brevettò un altro motore eolico ad asse verticale, in cui la parte rotante è costituita da due sottili lame metalliche, piegate ad arco intorno all’asse. Il profilo delle sottili lame è stato progettato sul modello delle ali di aeroplano, il che rende molto migliore la “cattura” del vento anche quando la velocità è bassa. I motori Darrieus hanno il vantaggio che sono silenziosi, si mettono in rotazione col vento proveniente da qualsiasi direzione, sono di relativamente facile costruzione, non hanno bisogno di alte torri e possono essere “piantati” nel mare vicino alle coste in maniera da disturbare l’ambiente e la navigazione meno di quanto avviene con i tradizionali parchi eolici marini.

Anche il motore Darrieus è rimasto quasi dimenticato fino ad anni recenti. Nell’ultimo ventennio sono stati progettati e costruiti nuovi modelli, e addirittura un ingegnere russo, emigrato negli Stati Uniti, Alexander Gorlov, ha applicato lo stesso principio Darrieus ad una turbina azionata dal moto delle onde, delle maree e dal flusso di acqua nei fiumi. La turbina si presta per impianti idroelettrici che non richiedono dighe o interventi sul fiume, ma utilizzano l’energia dell’acqua corrente. Questo risveglio in tutto il mondo dell’interesse per i motori eolici ad asse verticale (ne hanno installati alcuni anche a Londra in occasione delle Olimpiadi), ha impegnato varie società anche italiane nella costruzione di motori eolici che possono anche essere di piccole dimensioni, adatte per una famiglia o un villaggio, che sono eleganti, silenziosi e hanno un rendimento, a parità di intensità del vento, superiore a quella dei motori ad elica ad asse orizzontale.

Noi abbiamo ereditato, spesso senza saperlo, antiche invenzioni che, perfezionate con le conoscenze di oggi, possono risolvere problemi umani, ambientali ed economici: una sfida per Università, giovani studiosi e imprese alla ricerca di innovazioni. Il passato è prologo.

martedì 7 agosto 2012

Persone: Maria Telkes (1900-1995)

“You see, sunshine isn’t lethal—except, perhaps in the form of sunburn.”

Dr. Maria Telkes (1900-1995) was born in the country of Hungry. She became interested in solar energy while she was a high school student. She earned a PhD. in physical chemistry. Later she moved to the United States and became an associate research professor at Massachusetts Institute of Technology. She also held a job at New York University College of Engineering.
      
Dr. Maria Telkes is one of the most famous female solar energy inventors. Her solar oven can heat up to 350 degrees and can hold heat up to an hour after the sun goes down. It can so anything from roast chicken to bake bread or cake. Her goal was for these ovens to be used in deserts in developing countries where there is a lot of sunshine, but not a lot of fuel.
      
Later, the Ford Foundation gave her a $45,000 grant to improve her already existing solar oven. She improved it so it could be used by children safely and wouldn’t scorch foods.
      
She also participated in building two solar houses, both in Massachusetts. The house that was built in Dover, Massachusetts has a heating system designed by her. The house was designed by architect Eleanor Raymond and was paid for by a wealthy Boston sculptor, Amelia Peabody. The house is still in use. Some of her other inventions and discoveries are listed below.
      
Inventions & Discoveries

-- Solar stills
-- Solar driers
-- Thermoelectric generators
-- A portable distilling system using solar energy to change salt water into fresh water on life rafts.
-- Solar oven
-- Designed the heating system for a solar house in Dover, Massachusetts.
-- Participated in the building of a different solar house also in Massachusetts. The solar oven and the two solar houses are talked about in the biography above.)
      
Awards & Honors
      
-- 1945: Dr. Maria Telkes received a certificate from OSRD for her development of a portable solar distiller for life rafts.
-- 1952: She won the first Achievement award ever given by SWE (Society of Women Engineers) for her work with solar energy.
-- 1977: She received the Charles Greeley Abbot Award. (The American Solar Energy Society gives this award.)