Avete presente quegli accendigas che fanno la scintilla senza che ci sia una batteria? Ebbene, funzionano con il principio piezoelettrico. Wikipedia definisce “la piezoelettricità, (la parola deriva dal greco πιέζειν, premere, comprimere)” come “la proprietà di alcuni cristalli di generare una differenza di potenziale, quando sono soggetti ad una deformazione meccanica. Tale effetto è reversibile e si verifica su scale dell’ordine dei nanomentri”, (Un nanometro è pari ad un milionesimo di millimetro).
Wikipedia prosegue dicendo che “il funzionamento di un cristallo piezoelettrico è abbastanza semplice: quando viene applicata una pressione (o decompressione) esterna, si posizionano, sulle facce opposte, cariche di segno opposto. Il cristallo, così, si comporta come un condensatore al quale è stata applicata una differenza di potenziale. Se le due facce vengono collegate tramite un circuito esterno, viene quindi generata una corrente elettrica, detta corrente piezoelettrica. Al contrario, quando si applica una differenza di potenziale al cristallo, esso si espande o si contrae”.
Vi raccontiamo questo, perché una società Israeliana, la Innowattech, basata a Ra’anana, con strutture di ricerca presso l’Istituto Technion, ad Haifa, ha pensato bene di sfruttare questo principio in maniera originale. Ha infatti sviluppato un prodotto, da annegare sotto l’asfalto oppure cemento armato o composito, dentro le traversine della ferrovia per generare elettricità prodotta a causa dal passaggio di veicoli, treni, pedoni e che viene accumulata in un sistema a batterie parimenti sviluppato dall’azienda. Questa soluzione, produce energia elettrica in funzione del numero di veicoli, il loro peso e la loro velocità.
Quindi maggiore è il traffico, più conveniente risulterà essere la soluzione che, secondo la società, è di semplice e veloce implementazione, sia in caso di costruzione di nuove strade, sia quando si procede a riasfaltare il manto stradale. Alla base di tutto questo c’è un brevetto di un nuovo generatore piezoelettrico (IPEG™) sviluppato da Innowattech in grado di raccogliere energia da peso, movimento, vibrazioni, variazioni di temperatura.
Nella pratica, l’unica fonte di raccolta di energia elettrica deriva dalla parte di energia meccanica legata alla deformazione verticale dell’ asfalto, che è una percentuale dell’energia totale del veicolo (proveniente dalla combustione del carburante). E’ risaputo che il carico verticale delle ruote del veicolo, produce sollecitazioni a compressione, diminuendo con la profondità ed i generatori di Innowattech vengono posti nell’asfalto ad una profondità di circa cm. 5, nell’area in cui è massimo lo stress da compressione. Sotto il materiale piezoelettrico, viene lasciato un ulteriore spazio, per consentire ai generatori di lavorare meglio; accade così che la deformazione del generatore e l’accorciamento delle colonne piezoelettriche incorporate nei generatori, generino cariche sulle colonne piezoelettriche che vengono poi raccolte nell’apposito sistema di accumulo.
Innowattech tiene a specificare che questo sistema non comporta maggiori consumi per i veicoli e neppure deformazioni dell’asfalto più grandi di quanto normalmente già non accada. Inoltre, non richiede l’occupazione di aree limitrofe alla sede stradale, è in grado di funzionare con qualsiasi condizione meteorologica, necessita di poca manutenzione. (Secondo l’azienda, i generatori potrebbero necessitare riparazioni o sostituzioni dopo una trentina d’anni).
Ci pare evidente che una simile soluzione possa risultare utile per alimentare segnalazioni luminose stradali, illuminazioni a L.E.D e comunque dove sia necessario disporre energia, ma che comporterebbe difficoltà e maggiori costi per allacciarsi alla rete elettrica tradizionale.Il tutto, oltretutto, in maniera ecologica e che dovrebbe portare vantaggi nei costi di esercizio delle strade. Quindi, l’utilizzo di questa soluzione è adatta a molteplici impieghi come nelle strade cittadine e sui marciapiedi più trafficati, sulle strade extraurbane di grande traffico, sulle autostrade e, perché no, nelle piste degli aeroporti, oltre che nelle ferrovie. Un’ulteriore applicazione, denominata I-WIM (Weigh In Motion – pesa in movimento) e che sfrutta questa tecnologia, sarebbe molto utile sulle strade Italiane, percorse costantemente da T.I.R.. Si tratta della possibilità di rilevare automaticamente il peso dei mezzi commerciali, oltre alla velocità, e, similmente per quanto accade con i rilevatori di velocità, registarne i dati ed emettere una sanzione per chi superi i limiti di peso consentiti, cosa che, quando avviene, potrebbe mettere in pericolo l’incolumità degli utenti.
Dopo i “muli volanti“, Questa è un’altra innovazione che giunge da Israele, che riteniamo interessante al punto che allo scrivente, professionalmente, piacerebbe poterla portare in Italia.
Fabio Ronchi
