Nuove frontiere sui motori "puliti"

Negli ultimi tempi l'attenzione dei ricercatori nell'ambito dello studio sulla riduzione delle emissioni inquinanti si è rivolto ai motori a benzina. Noto con la sigla HCCI (per homogeneous-charge compression-ignition combustion, ovvero combustione ad accensione per compressione e alimentazione omogenea), questo nuovo processo di combustione potrebbe costituire il punto di partenza, lo slancio per dar vita alla produzione di nuovi tipi di motori a basse emissioni inquinanti e lunga durata.
Gli ingegneri che studiano tali propulsori sostengono che saranno in grado di ottenere consumi bassi, al livello dei diesel, ma con meno impatto ambientale in termini di emissioni di NOx (ossidi di azoto) e particolato.
D'altro canto anche le normative in materia di emissioni ammissibili diventano col passare del tempo sempre più stringenti e rigorose, e i motori a celle di combustibile sembrano tardare; proprio per questi motivi i ricercatori stanno lavorando per determinare se la tecnologia HCCI possa essere tecnicamente ed economicamente realizzabile.
Se così fosse, questo nuovo tipo di propulsori potrebbe costituire un ponte, un collegamento fra la "vecchia" tipologia di motori (parliamo dei diesel e benzina a ciclo otto), e quella nuova a celle di combustibile, caratterizzata da emissioni inquinanti nulle.
L’affollamento delle sessioni tecniche sulla combustione HCCI al recente Congresso mondiale della Society of Automotive Engineers, tenutosi a Detroit, è un’indicazione che i motori HCCI sono considerati la grande novità del futuro mercato dell’automobile. Un ulteriore segno è dato dai crescenti fondi stanziati dal Dipartimento dell’energia degli Stati Uniti, che cominciò a finanziare gli studi nel 1997. L’interesse è grande anche in Giappone, dove gli ingegneri che hanno esplorato la realizzazione dell’HCCI (chiamata combustione attiva a termo-atmosfera) e in Europa, dove il processo è conosciuto come autoaccensione controllata.
Tuttavia non ancora è chiaro se l’HCCI potrà essere il motore ottimale per i futuri veicoli a propulsione ibrida, dato che la capacità d’immagazzinamento dell’energia delle attuali batterie non è sufficiente per fornire la potenza supplementare necessaria per le accelerazioni e per le salite. L’ostacolo tecnico da superare non ha certamente scalfito l’entusiasmo degli ingegneri. Alcuni osservatori sono scettici, però, sul fatto che questa possa dimostrarsi la soluzione così a lungo cercata per la questione ambientale.
Di volta in volta l’industria automobilistica si applica con entusiasmo a una particolare tecnologia di trazione, come se fosse la soluzione di tutti i problemi. A metà degli anni ottanta era un motore a due tempi a fare i maggiori progressi; un paio di anni fa era un motore a benzina a iniezione diretta che, sebbene abbia avuto un discreto successo, non si è dimostrato una panacea per tutti i mali. Molti ricercatori credono che i propulsori basati sull’HCCI saranno i primi motori veicolari progettati dall’interno verso l’esterno, per il cui sviluppo, cioè, si ricorrerà a tecniche di modellizzazione avanzate: prima di iniziare un progetto di motore, gli ingegneri saranno in grado di esplorare la cinetica chimica dell’ossidazione del carburante e i fenomeni di fluidodinamica associati al mescolamento e alla combustione che controllano l’HCCI.
Chiaramente, è troppo presto per dire se l’HCCI avrà successo. Si tratta di una tecnologia ad alto rischio. Inoltre, la maggior parte degli esperti è d’accordo sul fatto che valga la pena di aspettare qualcosa di più ecologico.

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Davide Baracchi