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Sistemi no-frost: come impedire la formazione del ghiaccio

E' in italia il più grande e moderno Icing Wind Tunnel (IWT) del mondo per studiare le condizioni di formazione del ghiaccio. Intanto gli americani inventano "Slips" la pellicola superprotettiva

Aereoplano - problemi di ghiaccioIn inverno l’accumulo di ghiaccio può diventare molto pericoloso per la stabilità strutturale degli edifici e può influenzare negativamente le prestazioni di volo degli aerei, ad esempio aumentando il peso del velivolo o alterando le caratteristiche aerodinamiche e l’efficienza dei motori.

In circa dieci anni, sono stati ben 637 gli incidenti di volo causati dal ghiaccio, di cui 172 hanno avuto conseguenze fatali, provocando la morte di tutti i passeggeri a bordo. Basti pensare all'incidente avvenuto nel 1987, quando un ATR-42 precipitò a Conca di Crezzo causando la morte di 37 persone

Proprio per studiare le condizioni di formazione del ghiaccio il Centro Italiano di Ricerche Aerospaziali (CIRA) ospita il più grande e moderno Icing Wind Tunnel (IWT) del mondo, realizzato nell’ambito del Programma di ricerche Aerospaziali (PRORA), nato nel 1984 mantenere all’avanguardia il nostro Paese negli ambiti dell’Aeronautica e dello Spazio. 

CIRA - logoIl CIRA è una società pubblico-privata, che vede la partecipazione di Enti di Ricerca, Enti territoriali ed industrie aeronautiche e spaziali, grazie a una collaborazione che ha consentito la realizzazione di strutture di prova uniche al mondo e di laboratori volanti aeronautici e spaziali. 

Geograficamente è collocato in un area di circa 180 ettari nelle immediate vicinanze di Capua (CE). Al suo interno lavorano circa 320 persone, la maggior parte delle quali impegnate in attività di ricerca, nell’ambito di programmi nazionali ed internazionali.

Grazie ad un sistema innovativo che genera nuvole artificiali, l’IWT è in grado di simulare tutte le condizioni di formazione del ghiaccio esistenti in natura, anche quelle ancora non previste dalle norme di certificazione aeronautica.

CIRA - Impianto IWTPer rendere la simulazione quanto più completa possibile, l’impianto è capace di generare velocità dell’aria sino a circa 800 km orari, condizioni di quota fino a 7000 metri (velocità e quota limite in cui si possono verificare fenomeni di formazione del ghiaccio) e temperature fino a 40 gradi sottozero. Le diverse camere di prova consentono l’installazione dei più diversi oggetti in scala naturale: dalla presa d’aria del motore alle sezioni di ala, ai carrelli, ai sistemi di arma. La disponibilità della strumentazione più avanzata al mondo consente inoltre di valutare l'efficacia dei sistemi di protezione dal ghiaccio soggetti a certificazione e di comprendere quale sia l'effetto di eventuali loro malfunzionamenti sulla sicurezza del volo.

Grazie alle prestazioni di questo impianto e alle competenze di sperimentazione sviluppate nell’ambito di accordi pluriennali con NASA e Boeing, le principali aziende aerospaziali nazionali, europee ed internazionali si avvalgono del CIRA per certificare velivoli immuni dalla formazione del ghiaccio.

Molti sforzi si stanno, infatti, facendo proprio per sviluppare nuovi sistemi di prevenzione, i metodi convenzionali come la rimozione meccanica, il riscaldamento, l'applicazione di sale o l’uso di prodotti chimici, sono solo temporaneamente efficaci e inoltre possono corrodere i  materiali e danneggiare l'ambiente.

Darlingtonia californicaL’ultima novità arriva da un team di ricercatori dell’Università di Harvard e si ispira alla natura.  Osservando la strategia con cui la Darlingtonia californica, pianta carnivora del Nord America,  cattura gli insetti, il gruppo ha messo a punto un rivestimento, non tossico e anticorrosivo, che impedisce la formazione del ghiaccio sulle superfici metalliche.  La pianta impedisce agli insetti, attratti dal suo nettare, di fuggire grazie a foglie, completamente impermeabili e ricoperte da un fluido viscoso che li fa scivolare rendendoli facili prede.

I ricercatori hanno messo a punto una pellicola superscivolosa che si chiama Slips (Slippery Liquid-Infused Porous Surfaces): si tratta di un substrato poroso impregnato di un fluido lubrificante. Applicando questo trattamento, anche le superfici metalliche diventano super scivolose, a prova di ghiaccio.  Slips diventa così il candidato ideale per la costruzione dei rivestimenti antighiaccio delle ali degli aerei, ma anche di tetti, navi, cavi elettrici, segnaletica stradale e turbine eoliche.

 

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