L’obiettivo principale del Spoke 6, parte del Centro nazionale di ricerca Icsc, è ottimizzare la combustione nei motori per incrementarne l’efficienza, minimizzare le emissioni di sostanze inquinanti e facilitare l’adozione di combustibili sostenibili come l’idrogeno. Questo ambito di ricerca è cruciale per settori ad alta intensità energetica come l’aviazione e la metallurgia, dove la necessità di energia concentrata è ancora imprescindibile. Riccardo Malpica Galassi, esperto di propulsione aeronautica presso l’Università Sapienza di Roma, sottolinea l’importanza di ridurre l’impatto ambientale della combustione, focalizzandosi in particolare sull’eliminazione di prodotti finali indesiderati.
Per raggiungere questi obiettivi, è essenziale analizzare dettagliatamente le reazioni chimiche all’interno delle camere di combustione, che rappresentano il nucleo dei motori termici. La combustione è descritta come un fenomeno multiscala, dove processi macroscopici e microscopici si influenzano reciprocamente. Questi includono interazioni tra vortici di larga scala e reazioni chimiche locali, così come dinamiche che variano da reazioni chimiche ultra-rapide a processi più lenti come il rilascio di calore o la formazione di inquinanti.
Per comprendere fenomeni complessi come un ciclone su scala globale, è necessario considerare le interazioni locali, poiché queste non solo subiscono l’effetto del ciclone ma contribuiscono anche a modificarlo. Invece di analizzare ogni scala in modo esplicito, vengono impiegate tecniche di modellazione avanzata per integrare gli effetti delle scale rapide e microscopiche nel modello globale. Questo approccio permette di ridurre i costi computazionali mantenendo al contempo un’alta precisione.
Un esempio specifico di applicazione è lo sviluppo di metodi più efficaci per l’utilizzo dell’idrogeno. Nonostante i numerosi vantaggi di questo combustibile, esistono significative sfide legate al suo trasporto e gestione, specialmente per applicazioni come l’alimentazione degli aerei. Una soluzione potenziale potrebbe essere l’uso dell’ammoniaca come supporto all’idrogeno. Tuttavia, la comprensione delle reazioni chimiche coinvolte e la riduzione degli inquinanti come gli ossidi di azoto rimangono sfide critiche.
