Un’invenzione all’avanguardia per la sicurezza dei veicoli a idrogeno
Un avanzamento importante per la sostenibilità ambientale e la sicurezza delle navi alimentate a idrogeno, che potrebbe dare maggiore impulso a questa fonte energetica.
Sandia Lab ha messo a punto la tecnica Flow Assist Vent Mast che consente, quando l’imbarcazione deve scaricare l’idrogeno, di diluire il gas infiammabile e disperderlo in modo sicuro ed ecologico, lontano dalla nave. Una funzionalità di sicurezza di nuova concezione non riservata alle navi ma che può essere utilizzata per vari veicoli a idrogeno ed è pronta per essere immessa nel mercato.
Il Flow Assist Vent Mast, messo a punto da Sandia Labs (USA) sostituisce l’albero di sfiato presente nelle stazioni di idrogeno e in quelle che gestiscono gas più leggeri dell’aria e consentendo, per lo scarico di tali gas, 2 funzioni: la diluizione e la dispersione che assicurano che i vapori, potenzialmente infiammabili siano tenuti lontani dalle persone e dalle strutture.
La nuova tecnica Flow Assist Vent Mast
Il chimico fisico Lennie Klebanoff e la fluidodinamica Myra Blaylock, artefici di questa nuova tecnica, hanno spiegato a energy.sandia.gov in cosa consiste, partendo dai procedimenti di stoccaggio dell’idrogeno.
I procedimenti di stoccaggio dell’idrogeno sulle navi
“Le navi alimentate a idrogeno potrebbero immagazzinare idrogeno ad alta pressione in un serbatoio composito che assomiglia a un serbatoio per immersioni subacquee, oppure l’idrogeno potrebbe essere liquefatto in serbatoi criogenici” ha detto Lennie. “In entrambi i casi, vogliamo essere pronti per i rilasci di idrogeno pianificati e non pianificati. Potresti ottenere dei rilasci durante la manutenzione ordinaria quando è necessario svuotare una sezione del tubo per ripararlo. Ma possono esserci anche casi di emergenza in cui è necessario svuotare rapidamente i serbatoi dell’idrogeno”.
Come funziona
“Ciò che fa questa invenzione è forzare l’aria periferica attorno al lato di questo tubo verso l’uscita dell’albero di ventilazione in modo che l’idrogeno rilasciato venga miscelato con molta aria, diluendo l’idrogeno al di sotto della soglia di infiammabilità del 4% nel pennacchio in uscita, riducendo il rischio di combustione. Questo è il primo miglioramento effettivo apportato rispetto al tubo vuoto -ha proseguito Lennie -. L’idrogeno è il gas più leggero, il che lo aiuta a disperdersi mentre sale nell’aria più pesante, migliorando la sicurezza. Tuttavia, quel peso introduce anche un problema”.
Come garantisce la sicurezza
“Le molecole di idrogeno sono molto leggere, quindi vengono spinte in giro dalle molecole d’aria più pesanti. Questo è un problema se l’idrogeno che esce dall’albero di ventilazione incontra venti diretti verso il basso, che possono spingere l’idrogeno verso i passeggeri, l’equipaggio o le strutture della nave. Avere un flusso periferico aiuta il pennacchio di idrogeno a superare qualsiasi vento che punta verso il basso, spingendo l’idrogeno verso l’alto e lontano, diluendolo” ha concluso Lennie.
Myra ha quantificato questa idea modellando il funzionamento del Flow Assist Vent Mast in un ambiente ventoso, confermando che il flusso d’aria periferico funzionerebbe per aumentare la quantità di moto verticale delle molecole di idrogeno, diluendo al tempo stesso la loro concentrazione nel flusso d’aria.
Ci è riuscito, ha riferito ancora Myra, utilizzando il Sierra Toolkit all’avanguardia di Sandia “per la fluidodinamica computazionale per analizzare il flusso molto complicato di questo sistema”.
Non solo per le navi
Sandia Lab studia da decenni i sistemi per combustibili alternativi. E suoi esperti sostengono che la Flow Assist Vent Mast potrebbe essere utilizzato anche per le stazioni di rifornimento di idrogeno e“forse”, anche per alcuni veicoli come ad esempio i treni. Particolarmente, interessante, allora sarebbe per il progetto italiano che prevede la rivoluzione verde della ferrovia del Centro Italia.
Immagini e testo: 1) una nave della California Air Resources Board dotata del Flow Assist Vent Mast la cui tecnica è raffigurata nella grafica seguente (2). Le fotografie sono tratte dal sito Sandia.gov.Labnews, fonte anche del testo
