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La natura al servizio dell'energia: fonte rinnovabile ma anche fonte d'ispirazione

La Natura è un immenso sistema di ingegneria in cui tutto funziona, anche le sue parti più piccole. Per questo i suoi processi sono spesso fonte d’ispirazione per l’uomo, che attraverso la biomimetica studia gli organismi che popolano il nostro pianeta (e i loro comportamenti) per trovare delle soluzioni o progettare degli oggetti che possano essere utili.

Quello dell’energia è uno dei settori che maggiormente utilizza la biomimetica, con risultati spesso stupefacenti.

Gli squali aiutano ad aumentare la velocità delle pale eoliche.
La pelle degli squali è ricoperta da piccole scaglie che gli permettono di muoversi in acqua con grande agilità. Secondo lo stesso principio le pale eoliche, munite di una pellicola con minuscoli denti, guadagneranno in aerodinamicità e quindi si sta sviluppando uno speciale tipo di rivestimento che possa migliorare le prestazioni e tagliare i costi di manutenzione delle pale eoliche.

Pannelli solari come ali di cicala.
La superficie delle ali della cicala è una sorta di trappola per i raggi solari: fa penetrare i fotoni fino in fondo alla loro struttura ed è quindi dotata di bassissima riflettività. Questa caratteristica unica, che applicata ai pannelli solari ne aumenta di molto l'efficcienza, è stata riprodotta in laboratorio per creare delle superfici capaci di trattenere la luce, invece che rifletterla.

Pannelli solari come petali di rosa.
Il fotovoltaico ha lo stesso principio di base della fotosintesi: la luce viene assorbita e trasformata in una forma diversa di energia. Più quantità di luce si riesce a catturare, più numerosi sono gli angoli di incidenza che si possono sfruttare, maggiore sarà l’energia prodotta. La struttura dei petali di rosa è particolarmente evoluta sotto questo aspetto: migliora l’interazione con la luce e aumenta la probabilità che i fotoni vengano assorbiti. Cercare di applicare la stessa struttura alle celle solari è una conseguenza inevitabile.
 
Il colibrì indica come migliorare l'efficenza.
Quando staziona in volo, le ali del colibrì disegnano il simbolo dell'infinito. Un’azienda tunisina ha progettato delle turbine le cui due pale oscillano al vento disegnando lo stesso movimento. In questo modo si cattura energia sia nel moto ascendente, sia in quello discendente.

I gufi ispirano il silenzio degli impianti.
La rumorosità degli impianti è uno dei punti deboli del sistema eolico: le turbine producono energia pulita ma il rumore delle pale mosse dal vento è insopportabile. I gufi potrebbero essere il modello giusto per risolvere il problema. 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 un prototipo di pale eoliche silenziose costruito da un team di ricercatori dell’Università di Cambridge.

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