Biomimetica, quando l'energia si ispira alla Natura

Fonte rinnovabile e fonte d’ispirazione: la Natura è due volte alleata dell’energia.

La Natura è una grande opera di ingegneria, un immenso sistema in cui tutto funziona, anche le sue parti più piccole. È per questo che i suoi processi - e i suoi abitanti - sono spesso fonte d’ispirazione per le attività dell’uomo. Ed è per questo che la biomimetica è così affascinante. La biomimetica è lo studio degli organismi che popolano il nostro pianeta (e dei loro comportamenti) per trovare delle soluzioni o progettare degli oggetti che possano essere utili all’uomo. 
Naturalmente, anche il settore dell’energia utilizza la biomimetica e i risultati sono spesso stupefacenti. Vediamone insieme qualcuno.

PALE EOLICHE VELOCI COME SQUALI
Una startup texana sta lavorando allo sviluppo di un rivestimento che possa migliorare le prestazioni e tagliare i costi di manutenzione delle pale eoliche. Questo rivestimento è ispirato agli squali: la loro pelle, infatti, è ricoperta da piccole scaglie che gli permettono di muoversi in acqua con grande agilità. Secondo lo stesso principio, le pale eoliche, rivestite da una pellicola con minuscoli denti, guadagneranno in aerodinamicità.

SILENZIOSE COME GUFI
Uno dei punti a sfavore dell’eolico è la rumorosità degli impianti: le turbine producono energia pulita ma il rumore delle pale mosse dal vento è insopportabile. E se fossero silenziose? Un team di ricercatori dell’Università di Cambridge ha studiato i gufi  per trovare una soluzione. Questi uccelli hanno un’apertura alare relativamente ridotta, ma ampia rispetto al peso totale, e una frequenza del battito d’ali piuttosto bassa. Inoltre, le estremità delle loro ali presentano delle setole “a pettine” che gli garantiscono di essere molto silenziosi quando sono in volo. Queste caratteristiche sono state d’ispirazione per la costruzione di un prototipo di pale eoliche in grado di produrre energia in modo efficiente e, soprattutto, silenzioso

EFFICIENTI COME COLIBRÌ
Anche questi piccoli uccelli sono stati d’ispirazione per la creazione di pale eoliche più efficienti. Un’azienda tunisina ha progettato delle turbine le cui due pale oscillano al vento disegnando un infinito: è lo stesso movimento del colibrì quando staziona in volo. In questo modo, è possibile convertire il moto lineare in rotazione, e in modo molto efficace: infatti, si cattura energia sia nel moto ascendente, sia in quello discendente.

PANNELLI SOLARI COME ALI DI CICALA
Le ali della cicala hanno una caratteristica molto particolare: una nanostruttura unica, dotata di bassissima riflettività. La loro superficie è una sorta di trappola per i raggi solari che fa penetrare i fotoni fino in fondo alla loro struttura. Questa matrice è stata riprodotta in laboratorio per creare delle superfici antiriflesso capaci di trattenere la luce, invece che rifletterla. Applicati ai pannelli solari, questi “rivestimenti antiriflesso” ne aumentano l’efficienza.

O COME PETALI DI ROSA
Il fotovoltaico funziona un po’ come la fotosintesi: la luce viene assorbita e trasformata in una forma diversa di energia. Più grande è la porzione di luce che si riesce a catturare e più numerosi sono gli angoli di incidenza che si possono sfruttare, maggiore sarà l’energia prodotta. Le piante di rosa sono particolarmente evolute in questo: la struttura dei loro petali migliora l’interazione con la luce e aumenta la probabilità che i fotoni vengano assorbiti. Perché non applicare la stessa struttura alle celle solari? Un gruppo di scienziati del Karlsruhe Institute of Technology l’ha fatto, utilizzando una pasta di polidimetilsilossano. Il risultato è una maggiore efficienza dei pannelli solari.