Guilherme Aquino
De Milão para a BBC Brasil

Os pesquisadores, da Universidade Politécnica de Turim e da empresa Kitegen, iniciaram os estudos há quatro anos e esperam que a vela proporcione uma nova fonte de energia renovável. Segundo eles, a idéia é concorrer com os modernos moinhos de vento.

Chamado de Kitgen, o protótipo está em fase de aperfeiçoamento e consiste em uma vela com área de 10 metros quadrados. Em setembro do ano passado, o protótipo voou sobre as colinas perto de Turim, no norte da Itália, a 800 metros de altitude e conseguiu produzir 40kW de energia.

"O sistema serve, essencialmente, para substituir as grandes centrais de energia a petróleo, gás e energia nuclear", explica um dos idealizadores, o engenheiro Mario Milanese.

"Com ventos de cerca de 10 metros por segundo, ele já pode gerar de 20 a 25 kW - o suficiente para alimentar dezenas de casas", afirma Milanese

Investimento

Apesar do competitivo preço do sistema – 20 euros/MWh (cerca de R$ 50 por MW/h) – que é duas ou três vezes menor que o de fontes de energia não renováveis, a política do governo italiano aponta para outra direção: o investimento em energia nuclear.

Depois da crise de Chernobyl, um referendo popular realizado em 1987 tinha fechado as três centrais italianas em operação e a quarta em construção.

No entanto, o novo governo italiano anunciou a decisão de voltar a investir em energia nuclear.

Simulações feitas durante o estudo indicam que 200 velas podem gerar 1000 MW de energia – o equivalente a uma central nuclear média - a um sexto do custo e com risco zero para o meio ambiente.

'Pipa no ar'

O Kitgen funciona com um princípio simples, semelhante ao de uma pipa no ar. No entanto, sua realização é complexa.

A vela é ligada a uma plataforma mecânica móvel no chão, composta de turbina e gerador elétrico. Ela gira segundo a direção do vento e o movimento é transmitido para a estrutura em terra através de dois cabos presos em suas extremidades.

Eles também são usados para controlar as velas e são acionados por motores. Esta força “extra” gasta cera de 15% da energia produzida. A situação se complica ainda mais quando um verdadeiro carrossel roda no ar e na terra.

Ao aumentar a área de cobertura e a altitude das velas, a capacidade de captar a energia eólica multiplica-se de forma exponencial. Dezenas de velas podem ser sustentadas por cabos ligados a um rotor conectado nas turbinas capazes de acionar os geradores elétricos.

Um programa de computador coordena os movimentos das velas, distantes 80 metros uma da outra, através de sensores instalados nas pontas. Eles informam as condições do vento para uma central, de onde saem as manobras que garantem a trajetória, a estabilidade e a tração ideais.

O sofisticado sistema de navegação, equipado com GPS, permite manter uma rota em forma de oito no céu, com subidas e descidas. "As condições de uso são com ventos entre 5 e 35 metros por segundo. Acima ou abaixo destas velocidades os kites podem voltar para a terra", explica Milanese.

Alguns projetos semelhantes estão em andamento em todo o mundo, mas o italiano é o mais avançado.

Na Alemanha, um sistema eólico já é usado para abater os custos da viagem de cargueiros pelos mares. A vela solta no ar, mas presa por longos cabos na traseira da embarcação ajuda a impulsionar os navios e a localizar a rota mais rápida e econômica.

(© BBC Brasil)

Una centrale elettrica ad aquiloni; l'ultima sfida all'energia nucleare

Il sistema funziona a un'altezza di 800-1000 metri dal suolo

MAURIZIO RICCI

CHIERI (Torino) - Se avete mai usato un aquilone, avete sentito quanto il vento tira sulle mani. Più è grande, più tira. Come vi spiegherà qualsiasi amante di kite surfing, possono far volare anche gli uomini. "Anzi - dice Massimo Ippolito, kite surfer per hobby - li costruiscono inefficienti apposta, altrimenti ti porterebbero via". Più in alto arrivano, più forte tirano.

A questo punto non è più un gioco per bambini e neanche uno sport. E' un'occasione: le forze, in natura, non si sprecano. Soprattutto, se si possono usare per generare elettricità. Forse ci voleva l'incontro fra un kite surfer come Ippolito e un appassionato di vela, come Mario Milanese, docente al Politecnico di Torino, perché scattasse l'idea di rivoluzionare dalle fondamenta il modo di produrre energia eolica.

Il fatto che il primo abbia un'azienda di sistemi automatizzati e il secondo insegni Controlli automatici all'università ha solo fornito gli strumenti per dare la scalata ad un obiettivo, a prima vista, impossibile: produrre tanta energia elettrica quanto una centrale nucleare, solo grazie al vento. Partendo non dalle gigantesche eliche delle turbine che ormai si costruiscono un po' dappertutto, ma dagli aquiloni dei bambini.

KiteGen, come si chiama il progetto a cui lavorano Milanese ed Ippolito, non è l'unico nel mondo a puntare in questa direzione, ma è anche uno dei rarissimi casi in cui l'Italia, che le energie rinnovabili, normalmente, si limita a comprarle, è alla frontiera della ricerca. All'idea del vento dagli aquiloni lavorano anche, infatti, almeno altri due gruppi, in Olanda e in California.

E' una guerra di brevetti. Perché, se gli esperimenti confermeranno le prime verifiche e i primi risultati dei prototipi, è come mettere le mani su una sorta di pietra filosofale, capace di scavalcare le debolezze più vistose dell'energia eolica e, in generale, delle energie alternative: costose, si dice, ingombranti, incostanti, troppo poco potenti. Dalla parte degli aquilonisti, c'è, anzitutto, il vento. Quanto forte soffia, per cominciare.

A 80 metri di altitudine (l'altezza normale di una turbina) il vento spira, in media, nel mondo, a 4,6 metri al secondo, un po' più di 16 chilometri l'ora. E' un primo problema. Sotto i 4 metri al secondo, infatti, le turbine, normalmente, vengono spente, perché diventano antieconomiche. Il Texas occidentale - dove l'Enel ha appena varato una centrale eolica con 21 turbine - è un'area ricercatissima, perché il vento soffia in media a 7-8 metri al secondo (un po' meno di 30 chilometri l'ora), che viene definita una velocità ottimale. Ora, a 800 metri di altitudine, il vento soffia, in media, nel mondo, a 7,2 metri al secondo. La velocità ottimale. E un parametro cruciale, perché, spiegano i manuali di fisica, l'energia che si può ottenere dal vento aumenta in modo esponenziale con la sua velocità. "A mille metri di altezza - dice Milanese - l'energia che puoi ottenere è otto volte quella disponibile a livello del suolo".

Il secondo problema del vento è che, in molti posti, non c'è sempre o, semplicemente non ce n'è. A De Bilt, in Olanda, che è un posto ventoso, le turbine funzionano 3 mila ore l'anno, in pratica un giorno su tre. A Linate, nessuno installa turbine, perché il vento è zero. Ma chi l'ha detto che la pianura padana è senza vento? Basta andare a 800 metri d'altezza: c'è vento per 3 mila ore l'anno, quanto a De Bilt per le turbine. E, nel cielo sopra De Bilt, si arriva a 6.500 ore, più di due giorni su tre. A Cagliari, si passa da 2.800 a 5 mila ore. Di vento, insomma, ce n'è molto di più di quanto si possa pensare sulla base dell'industria eolica attuale. Ma come catturarlo? "Con lo yo-yo" rispondono Milanese e Ippolito: un aquilone che sale e scende nel cielo.

In un capannone di Chieri, alle porte di Torino, l'aquilone elettrico dispiegato non è altro che un normale kite per il surfing. Assicurato a due leggeri cavi, da 3 millimetri di diametro, lunghi 800 metri, l'aquilone si libra in volo, sostenuto dal vento. Srotolandosi, i cavi fanno girare due cilindri ed è questa movimento che genera energia, come si carica una dinamo. Ma questa è la parte più facile. Da buon velista, Milanese spiega che una barca con il vento in poppa va meno veloce di una barca che lo prenda ad angolo acuto.

In termini scientifici, la potenza generabile dall'aquilone aumenta in funzione della velocità con cui si muove rispetto al vento. La parte importante del KiteGen è, infatti, il sistema di navigazione. Dei piccoli sensori, con rilevatori Gps, sono fissati sull'aquilone e collegati con un computer a terra che gestisce la navigazione dell'aquilone: un software manovra piccole trazioni sui cavi per assicurare che il kite proceda tracciando vorticosi 8 nel cielo. Grazie a queste scivolate d'ala, l'aquilone aumenta il suo differenziale di velocità rispetto al vento e, dunque, la potenza elettrica generabile. In pratica, l'aquilone si comporta come la striscia più esterna dell'elica di una turbina, senza dover far girare complicati ingranaggi: "Di fatto - dice Milanese - prendiamo la parte migliore di una turbina a vento e la mettiamo dove il vento è più forte".

Quando il cavo è tirato al massimo, l'aquilone non genera più elettricità. Uno dei due cavi viene mollato, l'aquilone si impenna, non offre più resistenza al vento e viene riabbassato: "Per recuperarlo, consumiamo il 15% dell'energia generata in ascesa". Il passo successivo è immaginare una serie di questi yo-yo che funzionano insieme. "Basterebbe tenerli distanti 70-80 metri l'uno dall'altro - dice Milanese - mentre le turbine devono essere separate da più di 300 metri". Questo significa che, invece di avere decine e decine di torri eoliche ad ingombrare il paesaggio, per generare la stessa quantità di energia basterebbero alti e invisibili aquiloni che, a terra, non occuperebbero più spazio di una normale centrale elettrica.

Tutto questo, comunque, per ora è sulla carta. KiteGen, finora, ha solo fatto volare il prototipo, generando, in tutto 2,5 kilowatt. "Ma - assicura Milanese - il prototipo ha rispettato le simulazioni del computer e questo ci rende fiduciosi sul fatto che anche le altre simulazioni siano realistiche". E questo spinge Milanese a pensare in grande. Ad esempio, ad un altro attrezzo per bambini: una giostra. Se si montassero 200 aquiloni su un anello, che la forza del vento fa ruotare, questo movimento potrebbe generare energia con una potenza di 1.000 megawatt, quanto una media centrale nucleare. Occupando, sul terreno, non più di un cerchio del diametro di 1.500 metri. Al costo, calcola Milanese, di 5-600 milioni di euro, un sesto di quanto costi, oggi, una centrale atomica. L'energia prodotta dalla giostra KiteGen sarebbe, infatti, più intermittente di quella nucleare, ma anche assai meno cara. Se la scala fosse davvero di mille megawatt, un kilowattora, secondo i calcoli di Milanese, costerebbe solo un centesimo di euro, un terzo di quanto costa, oggi, l'energia più economica, il carbone. Tutto così semplice? Con le energie alternative, sognare sulla carta è facile. Il responso finale, poi, come direbbe il vecchio Dylan, "soffia nel vento".

(© La Repubblica)