SPUNTI DI RIFLESSIONE SULLA CAMMALIGHT

 

– costi e benefici –

Lo scopo di questa riflessione non è quello di schierarsi pro o contro una fonte di produzione energetica classica sebbene sia indubbio che produrre energia elettrica a impatto ecologico zero sia ormai imperativo soprattutto se economicamente conveniente .

Di conseguenza è possibile analizzare i costi/benefici di una centrale cammalight solo se paragonati a una centrale nucleare.

Allo stato attuale il nostro paese, teoricamente, dovrebbe essere autosufficiente per la produzione di energia elettrica in quanto la potenza massima erogabile da tutte le nostre centrali è di circa 120 Gw contro una richiesta massima di circa 60 Gw registrata nell’estate del 2007.

Malgrado tutto, però, siamo costretti per vari motivi ad importare dall’estero circa il 15% del fabbisogno energetico e, nel prossimo futuro, inoltre, sono previsti aumenti della richiesta energetica di circa il 20%.

Lo scenario attuale quindi ci induce a riflettere su come aumentare la produzione di energia elettrica premesso che le fonti alternative non riusciranno a coprire la richiesta ne tantomeno ad abbassare i costi di produzione.

L’energia elettrica prodotta con il nucleare non è certo la più economica perché non si tiene conto, di norma, nelle analisi diffuse, di quanto inciderà lo smaltimento futuro delle scorie.

A parte questo dettaglio non di poco lo stesso costo di realizzazione di una centrale nucleare nei confronti di una centrale cammalight è praticamente doppio.

Nel tempo, inoltre, una centrale nucleare, deve necessariamente monitorare la sicurezza dell’intera struttura con costi di manutenzione non indifferenti mentre una centrale cammalight in quanto a manutenzione richiede praticamente la sola sostituzione dei cuscinetti a sfera, unico elemento di usura di tutto il dispositivo.

Una centrale nucleare che produce quindi una potenza di circa 1'000 Mw ha un costo di realizzazione di circa 10 miliardi di euro al quale vanno sommativi i costi annuali per l’acquisto del carburante nucleare, della manutenzione elevata al grado di sicurezza per questo tipo di impianti e per lo smaltimento dei rifiuti.

Un ultimo costo che si omette anche perché difficilmente calcolabile è quello relativo allo smantellamento di una centrale a fine ciclo produttivo e alla bonifica di tutta l’area della centrale.

Di contro una centrale cammalight ultimata la realizzazione, come già detto, necessita della manutenzione ordinaria relativa alla sostituzione delle parti soggette ad usura come i cuscinetti a sfera.

In caso di eventuale danneggiamento della struttura, a causa di un sisma, ad esempio, tutte le parti meccaniche sono assolutamente riciclabili così come è possibile prevedere che per la realizzazione delle masse di spinta in ferro si potranno riciclare le immense riserve di materiali ferrosi già dismessi.

Da una prima analisi è possibile indicare sin da adesso che una centrale cammalight che produca 1'000 Mw di potenza avrebbe un costo dimezzato rispetto a una centrale nucleare e, a differenza di questa, l’ammortamento dell’intero impianto avverrebbe in appena circa 5 anni trascorsi i quali la produzione di energia elettrica avverrebbe a costi praticamente prossimi allo zero.

La natura stessa del dispositivo cammalight favorisce infine la possibilità di creare centrali più piccole da distribuire su tutto il territorio nazionale e collegate tra loro per evitare disastrosi black-out.

Con costi così bassi per la produzione di energia elettrica anche lo sviluppo di veicoli elettrici potrebbe decollare definitivamente contribuendo a diminuire drasticamente l’emissione di gas nocivi.

Come ho già avuto modo di sottolineare la disponibilità di energia elettrica a così buon mercato favorirebbe, paradossalmente, persino i produttori di petrolio perché ne prolungherebbe l’attività estrattiva, in quanto diminuirebbe, ma manterrebbe inalterati i margini di ricavo in quanto ne abbatterebbe drasticamente i costi di produzione.

Soprattutto il petrolio, finché sarà disponibile, avrà una sua insostituibile utilità anche se è assolutamente auspicabile che se ne limiti l’uso, come per le altre fonti energetiche da materie prime fossili, al minimo indispensabile.

 

Rosario Cataudo

SPUNTI DI RIFLESSIONE SULLA CAMMALIGHT

– brevi cenni storici sugli antenati della cammalight –

 

La cammalight può vantare illustri antenati che, sebbene non funzionanti, hanno affascinato per secoli studiosi e appassionati.

Tra tutti ricordiamo, per motivi storici, la macchina di Villard de Honnecourt e di Mariano di Jacopo, meglio conosciuto come il Taccola, e la macchina a ballotte di Leonardo da Vinci in omaggio alla sua indiscutibile genialità.

Grazie alla bravura di Gaetano D’amico e ai suoi splendidi disegni che seguono, possiamo tuffarci, con ammirazione, in un passato che, seppur lontano, ritorna prepotentemente di attualità.

 

Tutti di forma circolare questi meccanismi hanno in comune anche il movimento delle masse di spinta inefficace e l’assenza di un dispositivo esterno al disco in grado di veicolare le masse su un percorso ben definito.

Inoltre sono anche antecedenti alla teoria di Newton sulla forza di gravità e da qui l’erronea associazione al moto perpetuo, che, ricordiamo, irrealizzabile secondo la definizione della fisica universalmente riconosciuta.

Discorso a parte meritano le ruote di Johann Ernst Elias Bessler, anche conosciuto con lo pseudonimo di Orffyreuss, che secondo autorevoli fonti storiche, erano assolutamente funzionanti.

Di questi meccanismi però si sa ben poco perché distrutti tutti dallo stesso inventore che, sebbene contemporaneo di Newton, non fece alcun cenno alla forza di gravità alimentando ulteriormente l’equivoco sul moto perpetuo.

Un po’ in tutto il mondo, a conferma di quanto sia entusiasmante questo argomento, vi sono parecchi tentativi di replica delle ruote di Bessler basate sulle scarne informazioni arrivate fino a noi.

Tra i meccanismi recenti citiamo per tutti la ruota del francese Aldo Costa che dimostra come sia, in definitiva, abbastanza semplice sbilanciare il moto circolare e produrre un surplus di energia cinetica.

La ruota di Aldo Costa evita gli errori dei meccanismi storici utilizzando un dispositivo esterno di veicolazione delle masse che eseguono un percorso di posizionamento ideale ma espone le masse all’azione della forza centrifuga che in fase di ritrazione erode parecchia energia quando la ruota acquisisce velocità annullando di fatto il vantaggio acquisito con lo sbilanciamento.

Nel realizzare questa ruota dal diametro di circa 17 metri Aldo Costa si è focalizzato sulla dimostrazione dello sbilanciamento del moto circolare più che sulla potenza erogabile e per quanto esposto in precedenza la ruota, praticamente, funziona paradossalmente, a bassa velocità.

Il disegno seguente si riferisce al modello matematico statico associato alla ruota di Aldo Costa attraverso il quale si possono facilmente eseguire eventuali verifiche sulla quantità di surplus iniziale erogabile.

 

 

La cammalight eredita dai suoi antenati la forma circolare e i principi base di funzionamento implementando il binario ellittico che risolve tutti gli errori costruttivi dei suoi predecessori consentendo inoltre l’utilizzo di masse di notevoli dimensioni e peso in grado di fornire una eccezionale potenza in rapporto alle dimensioni finali come sottolineato nel post iniziale di presentazione.

 

Rosario Cataudo

SPUNTI DI RIFLESSIONE SULLA CAMMALIGHT

– applicazione della forza centrifuga –

 

 

In fisica, in particolare in meccanica, l'inerzia di un corpo è la proprietà che determina l'opposizione alle variazioni dello stato di moto.

 

Il volano è un organo meccanico che tende ad opporsi ad ogni tentativo di variazione della sua velocità angolare, stabilizzando la rotazione e mantenendola più uniforme.

 

Il volano può anche essere utilizzato per accumulare l'energia meccanica a bassa potenza su un lungo periodo per rilasciarla ad alta potenza in un breve istante.

 

Un corpo che si muove di moto circolare sviluppa la forza centrifuga.

 

Nei post precedenti abbiamo sottolineato alcune caratteristiche della cammalight in assenza di moto introducendo, opportunamente, il concetto di velocità e di tempo per calcolare la potenza sviluppata dal dispositivo e sottolineando, inoltre, che, il comportamento del dispositivo in fase dinamica, presenta ulteriori caratteristiche che analizziamo in questo post.

Immaginiamo la cammalight come una grande ruota panoramica che, al posto dei seggiolini, monta delle masse cilindriche, libere di ruotare sul proprio asse, che eseguono il percorso vincolato e veicolato dal binario principale e quindi in grado di allontanarsi o di avvicinarsi longitudinalmente rispetto alla posizione del fulcro.

Lasciando la cammalight  libera di girare, le masse di spinta, sottoposte alla forza di gravità, inizieranno a muoversi, inizialmente, lentamente perché per inerzia tenderanno ad opporsi alla variazione di stato del moto.

Contemporaneamente il binario costringe le masse a ruotare sul proprio asse favorendo l’insorgere della forza centrifuga.

In questa fase iniziale o di accelerazione, come ad esempio quando mettiamo in moto l’autovettura, l’energia meccanica prodotta non viene trasmessa alle ruote, fintanto che la velocità di rotazione del motore non erogherà la potenza ritenuta idonea.

A questo punto soltanto, attraverso la frizione, la potenza del motore sarà trasferita alle ruote con gradualità.

Pertanto nella cammalight tutta l’energia meccanica in eccedenza, nella fase di accelerazione, sarà accumulata sia dal disco principale, che si comporta come un volano, sia dalle stesse masse di spinta sotto forma di forza centrifuga.

L’energia meccanica accumulata dal disco di rotazione concorrerà a stabilizzare e mantenere uniforme la velocità angolare del meccanismo in modo passivo mentre la forza centrifuga accumulata dalle masse concorrerà in modo attivo scaricandola, sul binario ellittico, in fase di risalita, sfruttando il principio inerziale per cui la velocità angolare tenderà a rimanere inalterata.

Quando la massa inizierà la fase di risalita, infatti, il binario ellittico imporrà alla massa un repentino rallentamento che provocherà il rilascio della forza centrifuga sul binario che per effetto della rotazione provocherà una ulteriore spinta verso l’alto della massa contribuendo ad una ulteriore accelerazione dell’intero dispositivo.

Fino a quando non verrà prelevata energia meccanica da trasformare, ad esempio, in energia elettrica, la cammalight continuerà ad accelerare perché le masse di spinta sono sottoposte continuamente alla forza di gravità, sia in fase di spinta che in fase di risalita, ed è grazie ai meccanismi di trasferimento e trasformazione delle forze descritte, che il surplus energetico viene aggiunto al dispositivo perché, ricordiamo, la cammalight non è un sistema isolato.

 

Rosario Cataudo