SM 3487 — Volare col Sole — 2012

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Ambiente Società Territorio, 57, (XII), (4), 38-39 (luglio-agosto 2012) 

Giorgio Nebbia nebbia@quipo.it

 Una strana famiglia quella dei Piccard, le cui avventure hanno accompagnato tutta la mia vita.  Avevo sei anni quando nel 1932 August Piccard (1884-1962) ha stabilito il primato di altezza (17.000 metri) a bordo di un pallone aerostatico. In quel tempo i giornali parlarono dell’avventura, del grande passo avanti rispetto a quando, nel 1783, il signor di Montgolfier aveva fatto la sua prima ascensione in pallone (ricordate la poesia di Vincenzo Monti: “Quando Giason dal Pelio/Spinse nel mar gli abeti/E primo corse a fendere/Co’ remi il seno a Teti”, con l’accenno un po’erotico alla dea del mare ?), racconti che eccitavano la fantasia di un bambino. 

Jacques Piccard (1922-2008) figlio di August, nel 1953 aveva costruito, in collaborazione con i cantieri italiani, il batiscafo “Trieste”, un sottomarino abitato capace di esplorare le profondità marine; dopo varie immersioni, nel 1960 aveva stabilito il primato di profondità raggiungendo 11.000 metri nella fossa delle Marianne, nel Pacifico, il punto più profondo degli oceani. Bertrand Piccard, figlio di Jacques, dopo aver effettuato nel 1999 il giro del mondo in pallone senza scalo, è impegnato adesso nella costruzione di aerei alimentati con l’energia solare, capaci di volare sia di giorno sia di notte. Dopo vari voli con successo, adesso, con il “Solar Impulse”, progetta di fare il giro del mondo in una ventina di giorni, con varie tappe, utilizzando come fonte di energia soltanto quella fornita dal Sole, Siamo forse alle soglie di una svolta che richiede non tanto soldi, quanto coraggio ”Il pioniere non è quello che ha successo, ma quello che non ha avuto paura dell’insuccesso”. 

Un lungo applauso ha accolto, alle undici di sera del 5 giugno 2012, l’arrivo a Rabat dell’aereo “Solar Impulse”. Ben meritati perché si trattava di un evento storico: il primo volo transcontinentale, dall’Europa all’Africa, di un aereo alimentato soltanto dall’energia del Sole. Un passo avanti, perché già nel luglio 2010 l’aereo “Solar Impulse”, progettato e costruito per iniziativa di Bertrand Piccard, aveva volato per 26 ore consecutive, giorno e notte, alimentato soltanto con l’elettricità fornita dalle celle fotovoltaiche solari poste sulle sue grandi ali; di giorno, mentre il Sole ricaricava le batterie, è salito a oltre ottomila metri e poi, con l’elettricità accumulata nelle sue batterie, ha continuato il volo superando le 24 ore di permanenza in volo senza altra fonte di energia al di fuori di quella del Sole. Le batterie a loro volta facevano ruotare le eliche del velivolo. 

Può sembrare una curiosità, ma non lo è e anzi può aprire le porte ad una nuova era nei trasporti senza-petrolio proprio come il volo dei fratelli Wilbur e Orville Wright, nel 1903: pochi metri sollevati da terra con un motore a benzina hanno segnato, “appena” un secolo fa, l’inizio dell’era dei trasporti aerei. L’aereo solare di Piccard non è il primo in assoluto. Il 7 luglio 1981 un aeroplano con pilota, interamente funzionante con energia solare, ha attraversato il canale della Manica, da Parigi in Francia a Canterbury in Inghilterra, 240 chilometri a 4000 metri di altezza; era stato costruito dall’americano Paul McCready (1925-2007), lo stesso che aveva inventato un aereo che volava con la forza muscolare del pilota. Nel 1990 un altro americano, Eric Raymond, con un aereo solare ha attraversato gli Stati Uniti in 21 tappe, la più lunga delle quali è stata di 400 chilometri. Nel 2001 l’agenzia spaziale americana NASA ha costruito un aereo solare senza pilota che ha raggiunto l’altezza di 30.000 metri. 

Gli aspetti nuovi dell’aereo solare di Piccard sono vari. Intanto esso rappresenta un passo avanti nell’uso dell’energia solare nel settore dei trasporti, il più petrolio-dipendente e il più apparentemente refrattario all’impiego di altre fonti di energia. Anche l’automobile elettrica, su cui in tanti oggi puntano, funziona con l’elettricità ottenuta da batterie che però devono essere ricaricate con l’elettricità prodotta da centrali termoelettriche tradizionali che “consumano” prodotti petroliferi o carbone o gas naturale; con le automobili elettriche, insomma, l’inquinamento si sposta dalle città, nella cui aria immettono meno gas nocivi, alle località in cui sono insediate le centrali termoelettriche inquinanti; un inquinamento diverso, se si vuole, rispetto a quello dei motori a scoppio, ma sempre inquinamento. Anche se l’elettricità per le auto elettriche è ottenuta con pannelli solari o motori a vento, tali auto sono vincolate all’accesso a impianti di ricarica delle batterie. L’aereo “Solar Impulse” è il risultato di molte innovazioni tecnico-scientifiche che promettono ricadute in molti altri campi. 

Prima di tutto ha richiesto innovazioni nel campo dell’aerodinamica perché il suo basso peso (appena 1600 chili) è stato reso possibile dall’uso di materiali da costruzione a base di fibre di carbonio, quelle che offrono maggiore resistenza a parità di peso. Un secondo campo riguarda la scelta di celle fotovoltaiche capaci di produrre la massima quantità di elettricità per unità di superficie. L’aereo “Solar Impulse” era dotato di 12000 celle fotovoltaiche poste sulle sottili ali, lunghe oltre 60 metri, e sul timone posteriore di quota, per una superficie complessiva di circa 200 metri quadrati. Anche per le celle fotovoltaiche hanno dovuto essere introdotti speciali accorgimenti e usati nuovi materiali, alcuni messi a punto anche da industrie italiane. 

La vera importante innovazione del “Solar Impulse”, rispetto ad altri tentativi di aerei solari, sta nel fatto che è dotato di speciali batterie al litio-polimero che, ricaricate con l’energia solare di giorno, hanno permesso di azionare i motori ad elica con cui il volo ha potuto proseguire di notte. Le batterie al litio-polimero hanno basso peso e grande capacità di accumulo dell’energia, e sono già utilizzate in molti dispositivi elettronici e elettrodomestici come computer, telefoni cellulari, eccetera, grazie anche all’aggiunta di ossidi di terre rare. Il litio, la cui produzione è oggi di fatto un quasi monopolio di Bolivia, Cile e Argentina, e le terre rare, che oggi sono prodotte soltanto in Cina, potrebbero essere le nuove materie prime strategiche che potrebbero sostituire in parte il petrolio nelle automobili elettriche e, domani, forse, negli aerei solari del futuro. Nel caso dell’aereo di Piccard le batterie hanno dovuto essere perfezionate per diminuirne al massimo il peso e lo spessore, per poterle disporre al di sotto delle ali e per renderle in grado di funzionare alle basse temperature, fino a cinquanta gradi sotto zero, che l’aereo ha incontrato a ottomila metri di altezza, l’altezza massima raggiunta nelle ore centrali della sua lunga giornata di volo. A mano a mano che diminuiva la radiazione solare e durante la notte le batterie sono state in grado di alimentare quattro motori a elica da circa 6 chilowatt, più o meno la stessa potenza del motore dei fratelli Wright nel loro storico volo. 

Quali prospettive ? Il primo limite degli aerei solari sta nel fatto che si possono collocare le celle fotovoltaiche principalmente sulle ali, aumentando il peso complessivo dell’aereo e rendendo più difficile il decollo. Il passo successivo riguarderà il perfezionamento delle batterie, anche in questo caso cercando di diminuire il peso a parità di energia accumulata. Queste sperimentazioni sono un po’ come le corse automobilistiche che spingono a innovazioni da applicare poi anche alle automobili di serie. Io credo che Piccard riuscirà a fare davvero il giro del mondo aereo con la forza del Sole.