Tendiamo a ritenere che il futuro automobilistico sia strettamente elettrico. I combustibili fossili si esauriscono, entrano le batterie. È la narrazione che ci ha venduto. Ma un piccolo gruppo di ingegneri e armeggiatori ritiene che stiamo guardando la storia sbagliata. Credono che la soluzione non sia la nuova tecnologia, ma la vecchia tecnologia, raffinata. Nello specifico, vapore.
Sembra uno scherzo. Una reliquia. Ma l’idea non è morta; ha appena dormito.
Una storia scritta col vapore
Il concetto di propulsione a vapore non è un’invenzione moderna. Risale al 1600. Nel 1672, un prete gesuita di nome Ferdinand Verbiest progettò un piccolo veicolo a vapore mentre si trovava alla corte imperiale cinese. Non è chiaro se sia stato effettivamente lui a costruirlo. Non abbiamo prove.
Ma Nicolas-Joseph Cugnot lo ha fatto. Nel 1769 costruì una carrozza a vapore. È stato lento. Ha esaurito il vapore quasi immediatamente. Aveva anche le dimensioni di una piccola casa per gli standard moderni. Tuttavia, ha dimostrato che il concetto funzionava.
Verso la fine del XIX secolo, il vapore era un serio contendente sulla strada. La Stanley Motor Carriage Company negli Stati Uniti produsse veicoli conosciuti come “Flying Teapots” per via delle loro caldaie distintive. Erano veloci per il loro tempo. Hanno iniziato facilmente al freddo. Erano popolari agli inizi del 1900.
Poi hanno preso il sopravvento i motori a combustione interna (ICE). Perché? Dimensioni ed efficienza. Un ICE brucia carburante all’interno del cilindro. L’esplosione spinge i pistoni. È compatto. È efficiente. Il vapore utilizza la combustione esterna. Riscaldi l’acqua all’esterno del motore per creare pressione. I macchinari erano ingombranti. Era più pesante. Il mercato ha votato con il portafoglio.
L’innovazione a circuito chiuso
Quella dinamica sta cambiando. Non perché vogliamo nostalgia, ma perché vogliamo efficienza.
Entrano Harry Schoell e Cyclone Power Technologies. Schoell non sta cercando di ricostruire una caldaia del XIX secolo. Sta costruendo un motore a vapore che occupa lo spazio di un motore a gas standard. La chiave è un sistema a circuito chiuso. Riscalda e raffredda continuamente l’acqua. Ciò riduce gli sprechi. Migliora significativamente l’efficienza termica.
Il vapore diventa così caldo e pressurizzato che si comporta più come un liquido che come un gas. Ciò consente un trasferimento di energia più denso. Più potenza in un pacchetto più piccolo.
Il costo della complessità
È qui che il confronto diventa interessante. Un ICE ha bisogno di una trasmissione. Ha bisogno di un convertitore catalitico per soddisfare gli standard sulle emissioni. Ha bisogno di un silenziatore per calmare le esplosioni. Ha bisogno di cambi d’olio.
Una macchina a vapore non ha bisogno di nulla di tutto ciò.
Nessuna trasmissione. Nessun convertitore catalitico. Nessuna marmitta. Niente olio.
Il profilo di manutenzione è drasticamente più semplice. Il numero delle parti è inferiore. Ciò dovrebbe significare costi di produzione inferiori. E una minore manutenzione a lungo termine.
Agnosticismo sul carburante
Forse l’argomentazione più forte a favore di una rinascita del vapore è la flessibilità del carburante. In un ICE sei legato alle proprietà chimiche della benzina o del diesel. Sono necessarie caratteristiche di combustione specifiche.
A Steam non importa.
Bruci qualsiasi combustibile per riscaldare l’acqua. Benzina. Diesel. Biocarburanti. Gas naturale. Anche biomassa solida. Al motore interessa solo il calore. Ciò disaccoppia il veicolo dalla fonte di carburante. Ti consente di cambiare carburante in base alla disponibilità e al prezzo senza modificare la trasmissione.
Questo lo rende fattibile per la produzione di massa? Può competere con l’infrastruttura radicata dei veicoli elettrici e ibridi?
La tecnologia esiste. La meccanica funziona. La domanda è se l’industria abbraccerà un’idea vecchia di 200 anni che in qualche modo sembra completamente nuova.
Steam moderno: avviamenti più rapidi e ustioni più pulite
Dimentica le esplosioni. Questo è il primo mito da seppellire. I moderni motori a vapore ad alta pressione non esplodono come i vecchi oggetti di scena dei film. La vera esitazione che hanno le persone è il tempo di riscaldamento. Rimarrai nel vialetto per venti minuti a guardare il sibilo del vapore?
No.
Il motore a vapore Cyclone si attiva in 10-15 secondi. La piena potenza è disponibile in meno di un minuto. Si tratta di un tempo più veloce di quello necessario a un moderno diesel per raggiungere la temperatura di esercizio. Non è lento. È semplicemente diverso.
Flessibilità del carburante rispetto alla trappola ibrida
Il principale punto di forza non è solo l’efficienza; è quello che metti nel serbatoio. Le prime case automobilistiche non si preoccupavano del picco del petrolio. Ora lo fanno. Ai motori a vapore non importa se li alimenti con etanolo, biodiesel, carburante per aerei o benzina standard. Questa flessibilità è una risorsa strategica in un mondo che soffoca nella dipendenza dai combustibili fossili.
Ma come si confronta effettivamente un’auto a vapore con gli attuali leader ecologici? Ibridi e veicoli elettrici sono passi necessari, ma non rappresentano il traguardo.
Gli ibridi bruciano ancora benzina. Semplicemente ne bruciano meno. Emettono ancora sostanze inquinanti, solo meno. Veicoli elettrici? La loro pulizia dipende dalla tua griglia. Se la tua centrale elettrica locale brucia carbone, il tuo veicolo elettrico è solo un diverso tipo di ciminiera.
Il vapore cambia l’equazione.
Il sistema Cyclone brucia il carburante più a lungo e a temperature più elevate. Questa combustione approfondita incenerisce le particelle prima che possano uscire dal tubo di scappamento. Le emissioni sono significativamente inferiori rispetto ai tradizionali motori a combustione interna (ICE). E poiché la fonte di carburante è flessibile, l’impronta di carbonio si riduce ulteriormente man mano che diventano disponibili combustibili più puliti. È un motore che diventa più verde man mano che la rete diventa più verde.
Dai tosaerba ai contratti militari
Questa non è più solo ingegneria teorica. I produttori si stanno svegliando.
Popular Science ha osservato che Cyclone Power si è assicurata accordi per alimentare tosaerba e attrezzature da giardino. Sembra banale, ma è il banco di prova. Ancora più importante, nell’aprile 2011, Cyclone ha firmato un contratto con Raytheon. Un appaltatore della difesa.
Perché i militari dovrebbero interessarsene? Logistica. Le truppe schierate in ambienti ostili hanno bisogno di carburante. Le linee di rifornimento sono vulnerabili. Un veicolo con motore a vapore che può funzionare con qualsiasi carburante disponibile localmente (cherosene, diesel o anche miscele sintetiche) riduce gli oneri logistici. Si tratta di libertà operativa, non solo di ambientalismo.
Arriverà mai nello showroom?
Per l’adozione di massa da parte dei consumatori, il prezzo è l’ultima parola. Se i costi di produzione si allineassero con quelli dei tradizionali motori ICE, il cambiamento potrebbe avvenire. Una crisi petrolifera non sarebbe una minaccia lontana; sarebbe un catalizzatore immediato.
I motori a vapore di oggi sono efficienti, compatti e versatili. Sono molto lontani dai goffi giganti del 19° secolo. La tecnologia è pronta. L’unica cosa che manca è la volontà di costruirlo su larga scala.
Il trasportatore a vapore originale
Vale la pena ricordare dove è iniziata questa tecnologia.
Richard Trevithick, un ingegnere britannico, non si dilettava solo con il vapore. Lo ha costruito. Nel 1804, il suo prototipo trasportò 10 tonnellate di ferro e 70 uomini per dieci miglia lungo una pista nel Galles. Era pesante. Era rumoroso. Ha funzionato.
Le ferrovie divennero la spina dorsale della rivoluzione industriale. Le locomotive a vapore hanno dominato i trasporti per oltre un secolo. Hanno dimostrato che il vapore ad alta pressione può spostare un peso enorme con relativa efficienza.
Abbiamo preso la tecnologia, l’abbiamo rimpicciolita, perfezionato la termodinamica e ora stiamo cercando di rimetterla in circolazione. I libri di storia dicono che non si potrebbe fare. La fisica dice che può. Il mercato sta ancora decidendo se vuole pagare per questo.
