Titolo del progetto: Effetto suolo

Squadra: Príncipe Felipe_Effetto suolo

Calle de Finisterre   Madrid   Spagna   6 Età dello studente: 14-15 anni

Possiamo progettare un veicolo che produca meno emissioni?

Dopo aver esaminato l'EO Browser e i gas metano, monossido di carbonio, biossido di azoto e biossido di zolfo, siamo rimasti sorpresi nel vedere le loro alte concentrazioni a Madrid. Per esempio, ci sono 59,4 μg/m3 di NO2 a Madrid e circa 2 μg/m3 a Toledo. Anche se queste città sono vicine, la differenza di concentrazione di gas nocivi è significativa, quasi 30 volte maggiore. Queste alte concentrazioni di gas possono causare diverse malattie ed è per questo che, dopo aver visto questo, abbiamo pensato a come diminuire le emissioni di gas inquinanti. Riteniamo di poter raggiungere questo obiettivo progettando un veicolo che sfrutti l'effetto suolo per muoversi ad una maggiore efficienza, riducendo il consumo di carburante e, quindi, le emissioni di questi gas.
Mentre pensavamo a come risolvere questo problema, abbiamo scoperto che un veicolo che utilizza l'effetto suolo per muoversi potrebbe produrre meno emissioni. I veicoli a effetto suolo volano vicino al terreno e, mentre si muovono, l'aria rimane intrappolata tra le ali e la superficie che stanno sorvolando. Non toccando il suolo, non subiscono perdite dovute all'attrito con la superficie e questo cuscino d'aria che si crea sotto le ali crea ancora più portanza. Ciò è molto utile perché riduce l'energia necessaria per muoversi a una determinata velocità ed è per questo che un veicolo che sfrutta l'effetto suolo emette meno gas inquinanti. Speriamo che l'utilizzo di veicoli progettati per sfruttare l'effetto suolo possa ridurre le emissioni di gas inquinanti.

Abbiamo analizzato le immagini EO Browser per studiare la concentrazione di metano, monossido di carbonio, biossido di azoto e biossido di zolfo a Madrid. Abbiamo confrontato tutti questi dati con i valori delle concentrazioni di CO e NOx nel Barrio del Pilar dal 2010 al 2023, che sono entrambi molto elevati. Abbiamo scaricato i dati dal "Portal de calidad del aire de Madrid" e da "AEMET Open Source".
Molti di questi gas nocivi vengono espulsi dai veicoli e quindi, progettando un veicolo speciale che produca meno emissioni, potremmo ridurle. Per farlo, sfrutteremo l'effetto suolo, che è la conseguenza del fatto che un aereo vola vicino al suolo. Riduce i vortici intorno alle ali, diminuendo la resistenza aerodinamica e aumentando la portanza. In questo modo si riduce il carburante necessario per viaggiare e, di conseguenza, si riducono le emissioni del veicolo.
Potremmo misurare l'impatto dell'effetto suolo sul consumo di energia di un veicolo costruendo un aereo con un sensore di corrente per misurare l'energia necessaria a mantenere una velocità costante e un sensore di distanza per eseguire questi test a un'altezza costante e verificare la relazione tra altezza dal suolo e consumo di energia, anche se abbiamo eseguito alcune simulazioni per ottenere questi valori senza dover costruire il veicolo vero e proprio.
Abbiamo analizzato l'energia di cui ha bisogno un veicolo mentre vola dentro e fuori l'effetto suolo. Nei grafici sottostanti si può notare che quando il veicolo è vicino al suolo sperimenta una minore resistenza aerodinamica e una maggiore portanza.

Progettando e costruendo nuovi veicoli come quello presentato in questo progetto, possiamo ridurre le emissioni inquinanti e migliorare il nostro futuro.

https://sites.google.com/view/ground-effect-vehicle/introduction?authuser=2

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