autocarri pesanti, come i veicoli a 18 ruote che trasportano molte delle merci mondiali dalla fattoria o dalla fabbrica al mercato, sono praticamente tutti alimentati da motori diesel. Rappresentano una parte significativa delle emissioni mondiali di gas serra, ma finora è stato fatto poco per frenare i loro scarichi che provocano il cambiamento climatico.

Ora, i ricercatori del MIT hanno ideato un nuovo modo di alimentare questi camion che potrebbe ridurre drasticamente l'inquinamento, aumentare l'efficienza, e ridurre o addirittura eliminare le loro emissioni nette di gas serra.

Il concetto prevede l'utilizzo di un sistema motore ibrido plug-in, in cui il camion sarebbe principalmente alimentato da batterie, ma con motore ad accensione comandata (invece di un motore diesel). quel motore, che consentirebbe ai camion di percorrere comodamente le stesse distanze dei camion diesel convenzionali di oggi, sarebbe un modello flex-fuel che potrebbe funzionare con benzina pura, alcool puro, o miscele di questi combustibili.

Mentre l'obiettivo finale sarebbe quello di alimentare i camion interamente con le batterie, dicono i ricercatori, questa opzione ibrida flex-fuel potrebbe fornire a tali camion un modo per entrare presto nel mercato superando le preoccupazioni per l'autonomia limitata, costo, o la necessità di un peso eccessivo della batteria per ottenere un'autonomia maggiore.

Il nuovo concetto è stato sviluppato dal MIT Energy Initiative e dallo scienziato ricercatore del Plasma Fusion and Science Center Daniel Cohn e dal principale ingegnere di ricerca Leslie Bromberg, che lo presentano alla conferenza annuale SAE International dell'11 aprile.

"Lavoriamo da diversi anni su come rendere i motori per auto e camion più puliti ed efficienti, e siamo stati particolarmente interessati a cosa si può fare con l'accensione a scintilla [al contrario dell'accensione per compressione utilizzata nei diesel], perché è intrinsecamente molto più pulito, " dice Cohn. Rispetto a un veicolo con motore diesel, un veicolo a benzina produce solo un decimo dell'inquinamento da ossido di azoto (NOx), una delle principali componenti dell'inquinamento atmosferico.

Inoltre, utilizzando una configurazione flex-fuel che gli consente di funzionare a benzina, etanolo, metanolo, o miscele di questi, tali motori hanno il potenziale per emettere molto meno gas serra rispetto ai motori a benzina pura, e il costo incrementale per la flessibilità del carburante è molto piccolo, Dicono Cohn e Bromberg. Se funziona con metanolo puro o etanolo derivato da fonti rinnovabili come rifiuti agricoli o rifiuti urbani, le emissioni nette di gas serra potrebbero addirittura essere pari a zero. "È un modo per utilizzare un combustibile a basso contenuto di gas serra" quando è disponibile, "ma avendo sempre la possibilità di farlo funzionare a benzina" per garantire la massima flessibilità, dice Cohn.

Mentre Tesla Motors ha annunciato che produrrà un camion pesante completamente elettrico, Cohn dice, "Pensiamo che sarà molto impegnativo, a causa del costo e del peso delle batterie" necessarie per fornire un'autonomia sufficiente. Per soddisfare l'autonomia prevista dei camion diesel convenzionali, Stima di Cohn e Bromberg, richiederebbe tra le 10 e le 15 tonnellate di batterie "Questa è una frazione significativa del carico utile" che un camion del genere potrebbe altrimenti trasportare, dice Cohn.

Per aggirare questo, "Pensiamo che il modo per abilitare l'uso dell'elettricità in questi veicoli sia con un ibrido plug-in, " dice. Il motore che propongono per un simile ibrido è una versione di quello su cui i due ricercatori stanno lavorando da anni, sviluppando un sistema altamente efficiente, motore a benzina a combustibile flessibile che peserebbe molto meno, essere più efficiente nei consumi, e producono un decimo dell'inquinamento atmosferico rispetto ai migliori veicoli diesel di oggi.

Cohn e Bromberg hanno svolto un'analisi dettagliata sia dell'ingegneria che dell'economia di ciò che sarebbe necessario per sviluppare un motore del genere per soddisfare le esigenze degli operatori di camion esistenti. Per eguagliare l'efficienza dei diesel, una miscela di alcol con la benzina, o anche alcol puro, può essere utilizzato, e questo può essere lavorato utilizzando fonti energetiche rinnovabili, hanno trovato. Modellazione computerizzata dettagliata di un'intera gamma di caratteristiche del motore desiderate, combinato con lo screening dei risultati utilizzando un sistema di intelligenza artificiale, ha fornito chiare indicazioni sui percorsi più promettenti e ha mostrato che tali sostituzioni sono effettivamente praticabili dal punto di vista pratico e finanziario.

Sia nell'attuale diesel che nei veicoli flex-fuel proposti, le emissioni sono misurate al tubo di scappamento, dopo che una serie di sistemi di controllo delle emissioni hanno svolto il loro lavoro in entrambi i casi, quindi il confronto è una misura realistica delle emissioni del mondo reale. La combinazione di una trazione ibrida e di un motore flex-fuel è "un modo per consentire l'introduzione della trazione elettrica nel settore degli autocarri pesanti, consentendo di soddisfare le esigenze di gamma e di costo, e farlo in un modo pulito, "dice Cohn.

Bromberg afferma che i motori a benzina sono diventati molto più efficienti e puliti nel corso degli anni, e il relativo costo del gasolio è aumentato, in modo che non prevalgano più i vantaggi di costo che hanno portato all'adozione pressoché universale dei diesel per l'autotrasporto pesante. "Col tempo, i motori a gas sono diventati sempre più efficienti, e hanno un vantaggio intrinseco nel produrre meno inquinamento atmosferico, " dice. E utilizzando il motore in un sistema ibrido, può funzionare sempre alla sua velocità ottimale, massimizzandone l'efficienza.

Il metano è un gas serra estremamente potente, quindi se può essere deviato per produrre un combustibile utile convertendolo in metanolo attraverso un semplice processo chimico, "questo è uno dei modi più attraenti per produrre un carburante pulito, " dice Bromberg. "Penso che i combustibili alcolici in generale abbiano molte promesse".

Già, fa notare, La California ha in programma nuove normative sulle emissioni dei camion che sono molto difficili da rispettare con i veicoli a motore diesel. "Pensiamo che ci sia una logica significativa per le aziende di autotrasporto di passare alla benzina o al carburante flessibile, " dice Cohn. "I motori sono più economici, i sistemi di trattamento dei gas di scarico sono più economici, ed è un modo per garantire che possano soddisfare le normative previste. E combinandolo con la propulsione elettrica in un sistema ibrido, data una rete elettrica sempre più pulita, può ridurre ulteriormente le emissioni e l'inquinamento del settore degli autotrasporti".

La pura propulsione elettrica per i camion è l'obiettivo finale, ma le batterie di oggi non la rendono ancora un'opzione realistica, Cohn dice:"Le batterie sono fantastiche, ma cerchiamo di essere realistici su ciò che possono fornire."

E la combinazione che propongono può affrontare due grandi sfide contemporaneamente, dicono. "Non sappiamo quale sarà più forte, il desiderio di ridurre i gas serra, o il desiderio di ridurre l'inquinamento atmosferico." Negli Stati Uniti, il cambiamento climatico potrebbe essere la spinta più grande, mentre in India e Cina l'inquinamento atmosferico potrebbe essere più urgente, ma "questa tecnologia ha valore per entrambe le sfide, "dice Cohn.