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La sicurezza nella Toyota Mirai a idrogeno fuel cells

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L’idrogeno è sicuro?

Questa è la prima domanda che ci si pone quando si apprende che la Toyota Mirai è alimentata a idrogeno e sfrutta la tecnologia delle celle a combustibile.
La risposta è: “Si, è sicuro!” Toyota commercializza i suoi veicoli solo se vengono giudicati assolutamente sicuri.
Negli ultimi dieci anni sono stati testati centinaia di prototipi di Mirai, sottoponendoli a durissime prove su strada, crash test e test per la sicurezza, su qualsiasi tipo di terreno: in quello freddo e rigido della Finlandia settentrionale e in quello caldo torrido della Spagna meridionale. I serbatoi di idrogeno sono stati colpiti con proiettili sparati da armi ad alta velocità.
Il risultato? Mirai ha superato tutti i test con il massimo dei voti. L’alimentazione a idrogeno non ne compromette in alcun modo la sicurezza.

I serbatoi: solidissimi e sensori di idrogeno altamente sensibili
L’idrogeno che alimenta Mirai è conservato ad alta pressione (700 bar) in due serbatoi compatti e leggeri. Toyota li realizza dal 2000 e ha raggiunto alti livelli di solidità e sicurezza.
Il loro primo punto di forza è la struttura in fibra di carbonio. Su di essa è stato realizzato uno strato in fibra di vetro. Qualora il veicolo dovesse essere coinvolto in un incidente, gli eventuali danni a un serbatoio dell’idrogeno sarebbero chiaramente visibili su questo strato. È possibile eseguire dei test per valutare se è stata interessata anche la struttura in fibra di carbonio. La fibra di vetro non contribuisce alla solidità del serbatoio, ma serve ad accertare la sua assoluta integrità. L’intero serbatoio è rivestito in plastica per sigillare ermeticamente l’idrogeno.
Sono stati progettati per resistere fino al 225% della loro pressione operativa: un margine di sicurezza decisamente alto.

I sensori
Nel caso improbabile di una perdita, la Mirai è dotata di sensori ad alta sensibilità che rilevano alche il più piccolo quantitativo di idrogeno. Sono stati installati in posizioni strategiche per rilevare immediatamente la presenza del gas. Nell’improbabile eventualità di una perdita nel sistema di alimentazione, i sensori chiudono immediatamente le valvole di sicurezza e spengono il veicolo.

L’abitacolo
E’completamente separato dalla zona del serbatoio dell’idrogeno per impedire qualsiasi penetrazione dello stesso, che eventualmente si disperderà invece, gradualmente, nell’atmosfera.

Il processo di rifornimento
Rispetta gli standard di sicurezza internazionali E un processo cruciale perché richiede l’intervento umano e, per sua natura, può causare situazioni impreviste e pericolose. Per questo motivo sono state previste diverse precauzioni di sicurezza. L’erogatore di idrogeno è dotato di un blocco meccanico per assicurarne il collegamento ottimale con l’ingresso del serbatoio del veicolo. Il rifornimento non inizia se il blocco meccanico non si inserisce in posizione sicura.
Inoltre, attraverso un impulso di pressione, vengono rilevate eventuali perdite nel sistema tra la stazione di rifornimento e il veicolo. In caso di perdite, il rifornimento si interrompe.

Infine, la velocità del rifornimento è regolata in modo attento per evitare il surriscaldamento durante l’erogazione del gas. I sensori di temperatura installati nei serbatoi di idrogeno del veicolo monitorano che la temperatura non aumenti in modo eccessivo.
Gli standard internazionali SAE J2601, SAE J2799 e ISO 17268 stabiliscono i limiti di sicurezza e i requisiti prestazionali per gli erogatori di idrogeno. Tra i criteri vi sono la temperatura massima del carburante sull’ugello dell’erogatore, la velocità massima del flusso e la velocità massima per l’aumento della pressione.
Non è comunque possibile guidare Mirai con l’ugello del carburante attaccato al veicolo. L’accensione dell’automobile non si inserisce fino a quando l’ugello dell’erogatore non viene rimosso e il tappo del carburante non viene chiuso. Per aumentare la sicurezza, è stato introdotto un ulteriore sistema di controllo nel flessibile che blocca la pompa se il tubo viene tirato con troppa forza durante il rifornimento.

Quando l’idrogeno si incendia, si manifesta con una fiamma localizzata anziché provocare esplosioni improvvise. Infine, i serbatoi di Mirai dispongono di un dispositivo per lo scarico della pressione che rilascia l’idrogeno gradualmente nel caso in cui la temperatura aumenti in modo anomalo, come in presenza di un incendio. Questo sistema impedisce la sovrapressione o le esplosioni, sfatando un altro mito legato all’utilizzo dell’idrogeno.

Riassumendo: l’idrogeno è sicuro, privo di anidride carbonica e può essere ottenuto dalle risorse rinnovabili
e nel funzionamento dell’auto non emette alcun gas dannoso per l’ambiente. Non è un caso che il termine giapponese “mirai” significhi “futuro”.

Fonte: Toyota Motor Company