FUTPRINT50. Lo scorso 19 ottobre 2022, si è tenuta la premiazione de FᴜᴛPʀIɴᴛ50 Aircraft Design Challenge. Una competizione durata 6 mesi tra 14 giovani, promettenti scienziati, che in squadra hanno presentato le loro proposte per la progettazione di un aeromobile ibrido-elettrico.

I partecipanti di quest’anno sono stati:
• Cristian Javier Mejía, Jona Eissele, Julian Schließus, Stefan Lafer e Tristan Wiedmann dell’Università di Stoccarda con il progetto HAIQU .
• Carlo Rotundo, Egon Beyne , Katarina Grubbe Hildebrandt e Yi-Kai Peng di TU Delft Aerospace Engineering con il progetto Clean-Sheet Design of a Hybrid Electric Aircraft: EGRET Electric Green REGional Transport .
• Alfio Campo dell’Università degli Studi Niccolò Cusano con il progetto Regional Aircraft Hybridization.
• Andrea Fiorino, Francesco Marrocco, Vincenzo Donato e Vincenzo Mazzone dell’Università del Salento con il progetto Conceptual design e ottimizzazione del velivolo ibrido LEAF: un passo verso il futuro.

Intervista ad Alfio Campo, studente Unicusano che ha partecipato al FUTPRINT50

Questa è la storia di Campo Alfio, 35 anni, studente a distanza della Unicusano (da Besnate in provincia di Varese). Alfio ha ripreso gli studi interrotti molti anni fa e dopo un periodo di stallo è riuscito a conciliare studio e lavoro, partecipando anche al FUTPRINT50.

“Dopo molte ricerche ho individuato in Unicusano la mia università: un campus dedicato, una serie di laboratori e ricerche sperimentali importanti e riconosciute a livello europeo, oltre che alla possibilità di studiare e dare esami anche online erano il migliore biglietto da visita che potessi sperare! Coniugare lavoro e studio non è facile e richiede un grande sacrificio (almeno personalmente), ma la gratificazione che poi si raggiunge ripaga di tutti gli sforzi. Grazie anche ai miei studi in Unicusano ho trovato un impiego stabile presso Leonardo divisione elicotteri, dove posso applicare gli studi che man mano porto a termine a toccare con mano i risultati che conseguo.”

Che cosa ha significato per te partecipare al futprint50?

Partecipare alla challenge Futprint50 è stato indubbiamente molto istruttivo. Credo molto nella “democratizzazione” dell’energia, poter pensare, ad esempio, di attingere direttamente dall’energia solare senza limiti o dipendenze “esterne” e con essa poter gestire ogni nostra necessità di vita quotidiana come utilizzare i nostri elettrodomestici, spostarci, eccetera, è sicuramente molto interessante, anche se, purtroppo, poi ci si deve scontrare con le leggi che governano la nostra attuale tecnologia: le basse densità energetiche degli accumulatori che sfruttiamo per immagazzinare l’energia elettrica (alias le batterie ed i condensatori ad esempio), la difficoltà di generarne a sufficienza per le nostre macchine e molti altri aspetti, di fatto, limitano la nostra capacità di farne largo uso.
La sfida di Futprint era proprio questo, poter limitare il nostro impatto ambientale (quindi in termini di consumi ed emissioni) trasformando o ideando un aeromobile “carbon neutral” per il trasporto regionale (circa 800km di missione di volo) di persone, un po’ come avviene per i voli low cost che tutti noi sfruttiamo per volare lungo la nostra penisola o per l’Europa.
Si poteva utilizzare l’approccio che più ci conveniva, ad esempio ideando una aerodinamica ad hoc, implementare tecnologie sia sperimentali che non per i gruppi propulsivi, proporre nuovi metodi di gestione dell’energia eccetera, ma dovendo, al tempo stesso, dimostrarne efficacia e fattibilità: ad esempio, se si optava per un aereo a propulsione di idrogeno, si doveva poi spiegare come poterlo implementare nelle infrastrutture di gestione dell’aeroporto stesso, la sua produzione e l’impatto ambientale e di costo connesso… insomma, uno studio preliminare si, ma a tutto campo per dimostrarne la reale fattibilità.

Hai scoperto questa opportunità, leggendo tag24.it (il quotidiano della Unicusano). Cosa ti ha spinto a candidarti?

Sono sempre molto intrigato dalle sfide e dalla tecnologia ed è in larga parte per questa passione che ho deciso di iscrivermi all’università. Sono uno studente lavoratore a distanza per la Unicusano e questo a volte può sembrare possa essere motivo di “disconnessione” tra noi studenti telematici e non. Ma non è così, con il passare del tempo ho capito che questo non preclude la possibilità di essere un membro attivo dell’università, anche se a distanza, grazie ai gruppi studenteschi, i forum della piattaforma Sophia e il quotidiano tag24. E in tal senso, è proprio grazie al quotidiano che ho letto delle candidature in corso a marzo per il progetto Futprint50 e mi sono iscritto. Purtroppo molti altri studenti interessati erano alle prese con esami e tirocini, perciò nonostante il progetto consigliasse almeno la partecipazione di cinque o sei studenti, non sono riuscito a coinvolgerne altri. Ho perciò proceduto da solo, ma sempre con il prezioso supporto del Ricercatore Paolo Candeloro, anche se a scapito di un rallentamento del mio percorso di studi principale. Ad essere sinceri, però, questo non è assolutamente un aspetto negativo! Ci sono molti professori qui in Unicusano che mi hanno lasciato (e lasceranno con il mio procedere negli studi qui) un “segno”, un valore aggiunto: tra questi sicuramente la professoressa Cacciotti e Nerilli che, durante alcune lezioni, ci hanno spronato e ribadito più volte di sfruttare la nostra esperienza qui in università per imparare il più possibile, di metterci in gioco, di vivere appieno la nostra esperienza didattica e sperimentale.
Anche per questo ho raccolto la sfida “solitaria”, volevo assolutamente misurarmi con un problema apparentemente semplice, ma che in realtà è molto complesso e sfaccettato, tant’è che, nonostante fossimo partiti con una decina di università iscritte e relativi studenti, la Challenge si è conclusa con solo quattro di esse arrivate alle selezioni finali presentando un progetto come da requisito.

In cosa consiste il progetto da te presentato?

Il nostro rapporto tecnico mira a dimostrare i potenziali vantaggi di un’ibridazione elettrica serie-parallelo di un aereo a turboelica regionale da 50 posti già esistente, modificandolo attraverso un powertrain ibrido prototipo ed analizzandolo all’interno della missione di volo proposta dalla challenge.
L’aereo scelto è stato Il Bombardier Dash8 Q400 (che poi abbiamo ri-battezzato Q400-M) per la sua buona efficienza aerodinamica, di gruppo propulsore nativo e per i 78 posti passeggeri a sedere.
Abbiamo perciò preferito mantenere il progetto il più realistico possibile, non modificandone l’aerodinamica (che avrebbe necessitato forti e profondi studi) e proponendo una soluzione di transizione ecologica “vera” e fattibile fin da subito: utilizzando un E-fuel sintetico ed ecologico come carburante, che si integra perfettamente nelle infrastrutture già esistenti producendolo per mezzo di tecniche pulite attraverso lo sfruttamento dell’energia solare e del recupero di CO2 dall’atmosfera, l’ibridazione “on board” integra l’efficienza e le basse emissioni dei propulsori elettrici con l’elevata densità energetica del turbogas tradizionale alimentato a combustibile sintetico.
Per generare la quantità adeguata di energia elettrica necessaria ad alimentare il sistema elettrico ibrido, è stato proposto un sistema di recupero del calore dei gas di scarico per mezzo di un sistema organico Rankine durante il volo (che sarà, tra l’altro, oggetto di tirocinio come approfondimento e spin-off del progetto Futprint) e di un sistema a tecnologia di pannelli solari fotovoltaici montati sulle ali per le fasi di stop e parcheggio in aeroporto.
Lo svantaggio principale del nostro sistema rimane però l’aumento di complessità e, soprattutto, di peso complessivo, ma che, accettando una riduzione di passeggeri a bordo dai 78 iniziali ai 50 di requisito, ci permette di modificare pochissimo la struttura dell’aereo e di integrare il sistema grazie alla più grande struttura del Q400.
I risultati, le ipotesi ed i calcoli sono stati poi studiati in modo approfondito nel report attraverso lo studio di letteratura dedicata, documenti di ricerca e podcast, supportando le nostre decisioni e mantenendo sempre un profilo quanto più possibile semplice (scopo della relazione finale).

Cosa studi alla Cusano e quali sono i tuoi obiettivi futuri?

In Unicusano studio il corso triennale di ingegneria industriale L9 ed attualmente, sono al secondo anno di studi. Sicuramente tra i miei obiettivi c’è quello di terminare il mio attuale percorso e, chissà, magari in futuro di continuare con l’indirizzo magistrale in autoveicoli o aerospaziale. Nel frattempo, come raccontavo prima, c’è sicuramente anche la volontà di cogliere tutte le possibili opportunità di crescita attraverso questi studi e challenge collaterali al percorso principale dove, scontrandosi con problemi reali e di applicazione pratica di ciò che si studia, permettono di crescere esponenzialmente e di acquisire consapevolezza delle proprie capacità.