Un rivestimento nanostrutturato riduce la formazione di ghiaccio e aumenta l’aerodinamicità degli aerei
Le operazioni di sghiacciamento degli aeromobili in condizioni di freddo intenso risultano costose in termini di tempo, lavoro e materiali (ad es. solventi). Nell’ambito del progetto SANAD, finanziato dall’UE, gli scienziati hanno sviluppato un rivestimento superficiale idrorepellente per gli aeromobili che permette una notevole riduzione dei costi di manutenzione. L’innovativo rivestimento a base di nanoparticelle di carbonio garantisce nel contempo la riduzione della resistenza esercitata dal vento sulle superfici dell’aeromobile, determinando un contenimento del consumo di carburante e delle emissioni di carbonio. “Sin dall’inizio puntavamo a creare un rivestimento in grado di coniugare tutte queste caratteristiche,” afferma il dott. Stephanos Nitodas, coordinatore del progetto e responsabile del reparto di ricerca sulle nanotecnologie di Glonatech ad Atene, Grecia. “I primi lavori sono stati incentrati su vari rivestimenti caratterizzati da diverse combinazioni di materiali nanostrutturati incorporati all’interno di resine, nel tentativo di comprendere in che modo sarebbe stato possibile sfruttare al meglio le potenzialità di queste tecnologie”. Tra le varie formulazioni di rivestimenti preparate presso gli impianti dei partner NSCR Demokritos in Grecia e Bionanovate Ltd nel Regno Unito, in collaborazione con gli altri partner, sono stati selezionati tre rivestimenti basati su ossidi metallici o carbonio nanostrutturato (nanotubi di carbonio od ossido di grafene) tra i materiali più performanti a fronte di una rigorosa caratterizzazione basata sui requisiti definiti da British Airways. Presso l’Università di Kingston, nel Regno Unito, sono state condotte le prove in galleria del vento e l’analisi di fluidodinamica computazionale prima dell’esecuzione dei test in volo sull’Airbus A320 della British Airways (BA) che hanno dato riscontri positivi. “A seconda della specifica formulazione testata, abbiamo scoperto miglioramenti del 20-40 % in termini di misurazioni dell’angolo di contatto dell’acqua e, di conseguenza, dell’idrofobicità, rispetto ai rivestimenti attualmente in commercio utilizzati sulle attuali flotte di aerei privi di nanoparticelle,” afferma il dott. Nitodas. Ciò rappresenta un vantaggio essenziale in termini di risparmio economico, se si considera che il costo dello sghiacciamento si aggira intorno ad alcune decine di migliaia di euro o anche di più nel caso in cui fosse necessario ripetere l’operazione più di una volta in condizioni climatiche particolarmente proibitive. L’adozione di tecniche di nanoristrutturazione delle superfici ha consentito al team del progetto di adattare la rugosità del rivestimento al fine di ridurre gli effetti delle turbolenze in volo. Tali accorgimenti consentono di limitare l’accumulo di detriti sulla struttura principale dell’aeromobile, il bordo d’attacco delle ali e altre aree, riducendo in tal modo l’attrito e la resistenza sulla superficie dell’aereo. Ciò a sua volta garantisce un contenimento del consumo di carburante, dei costi complessivi dei voli e, infine, delle emissioni di carbonio, trasformando in tal modo gli aerei in mezzi di trasporto più ecologici. Inoltre, come sostiene il dott. Nitodas, la maggiore rigidità e durabilità del rivestimento nanostrutturato riducono la frequenza delle sostituzioni rispetto ai rivestimenti attualmente disponibili in commercio. Tuttavia, la sfida non consisteva unicamente in una modifica chimica delle nanoparticelle. “Abbiamo tentato di individuare una serie di processi per il trattamento superficiale delle nanoparticelle attraverso l’adozione di metodi non solo efficienti in termini di prestazioni finali, ma anche facilmente scalabili ai fini della produzione industriale,” dice l’esperto. Il prodotto sviluppato, vale a dire un rivestimento superficiale, è attualmente oggetto di una richiesta di brevetto e i partner del progetto, tra cui accademici, aziende operanti nel settore delle nanotecnologie e la stessa BA, stanno conducendo un’analisi di mercato relativa all’utilizzo di questo materiale non solo nel settore dell’aviazione, ma anche nell’industria automobilistica e in altri ambiti commerciali.
Parole chiave
SANAD, British Airways, BA, nanotecnologia, sghiacciamento, aviazione, emissioni