L’accensione laser inaugura u… – Information Centre – Research & Innovation

La preoccupazione a livello mondiale circa l’impatto negativo delle emissioni di fuel serra sulla salute e sull’ambiente hanno portato alla nascita di azioni concertate. La Commissione europea, ad esempio, ha imposto severi limiti sulle emissioni prodotte dal settore industriale e da quello dei trasporti, e sta investendo nella ricerca sull’energia pulita.

Malgrado ciò, è ampiamente risaputo che i motori alimentati a combustibili fossili continueranno a essere utilizzati fin quando soluzioni different (occur le auto elettriche) non diventeranno accessibili su larga scala. «Anche se tali different fossero ampiamente disponibili, i motori a combustione interna resterebbero comunque necessari», afferma Nicolaie Pavel, coordinatore del progetto LASIG-TWIN presso l’Istituto nazionale di fisica dei laser, del plasma e delle radiazioni (INFLPR) in Romania.

Studiare l’accensione laser

L’obiettivo del progetto LASIG-TWIN, finanziato dall’UE, era quello di sondare tecniche più efficienti for every l’accensione dei combustibili nei motori a combustione interna, occur quelli che si trovano nelle automobili. Fin dall’inizio del XX secolo, l’accensione dei veicoli avviene mediante una scintilla elettrica prodotta dalle candele. Il team del progetto ha cercato di capire se sistemi di accensione alternativi, occur l’accensione laser, possano rendere più efficienti i motori a combustione.

«Volevamo comprendere meglio i vantaggi dell’accensione laser», spiega Pavel. «Per fare ciò, abbiamo creato una rete tra l’INFLPR (e il suo laboratorio di elettronica quantistica dello stato solido situato in Romania) e altri quattro prestigiosi istituti in Francia, in Germania e nel Regno Unito. Particolare importanza è stata details alla formazione e alla condivisione delle esperienze di apprendimento nel campo dell’accensione laser».

All’interno della rete sono condition esaminate e testate una serie di tecniche, tra cui metodi for every imballare e saldare materiali ottici e metallici necessari for every la costruzione di candele di accensione laser. Inoltre, sono condition organizzate visite presso gli istituti associate for every condividere informazioni e condurre esperimenti congiunti.

«Tali visite sono condition spesso accompagnate da workshop, a cui hanno partecipato università, istituti di ricerca e aziende private», aggiunge Pavel. «In questo modo siamo riusciti ad accrescere l’interesse dei associate industriali nei confronti dell’accensione laser, ottenendo un più ampio riconoscimento».

Si sono inoltre tenute due scuole estive for every studenti e giovani ricercatori nel campo dell’accensione laser, con lezioni offerte da ricercatori esperti del progetto e professori universitari. Eventi internazionali quali la Conferenza sull’accensione laser, che si è svolta a Bucarest nel 2017, hanno contribuito anch’essi ad accrescere la visibilità del progetto.

Combustione efficiente sotto il profilo energetico

La cooperazione e la formazione tra paesi hanno consentito di sviluppare con successo un prototipo di candela di accensione laser. I risultati sono stati pubblicati in un articolo, scaricato da moltissimi utenti, sulla rivista Optical Engineering. Nel 2018, l’innovazione è stata collaudata sul motore a quattro cilindri a iniezione di carburante multipunto di un’autovettura a benzina.

«La novità di questi examination risiede nel fatto che il motore era alimentato da miscele aria-benzina magre (ovvero miscele in cui la concentrazione di aria rispetto al combustibile è superiore a quella abituale)», osserva Pavel. Ciò significa che il carburante in questione è meno inquinante. «Siamo stati anche in grado di dimostrare che l’accensione laser di queste miscele aria-benzina magre può effettivamente migliorare le prestazioni del motore rispetto all’accensione mediante scintilla elettrica prodotta dalle candele».

I risultati potrebbero portare anche allo sviluppo di un sistema di accensione laser compatto for every motori a fuel stazionari, del tipo usato nelle fabbriche e nelle centrali elettriche, che consentirebbe una combustione efficiente e potente, con emissioni inferiori. Si spera inoltre che l’accensione laser possa essere utilizzata nei motori alimentati a miscele extremely magre di idrogeno e aria ad alta pressione.

Pavel è fiducioso che l’accensione laser troverà impiego in applicazioni specifiche, ad esempio nei sistemi di propulsione for every il trasporto spaziale del futuro, o verrà impiegata for every il funzionamento di grandi motori alternativi a fuel naturale. Allo stesso tempo, l’interesse for every questa applicazione laser dipende dalla capacità di coinvolgere i produttori di auto, motivandoli a investire nella ricerca e nelle risorse materiali necessarie.

«Occorre tener presente che i sistemi di accensione laser diventeranno più economici solo se verranno implementati su larga scala», afferma Pavel. «Inoltre, sono necessari ulteriori examination for every significantly sì che questi dispositivi possano competere con l’accensione mediante candele, semplice e poco costosa», afferma Pavel.