La passeggiata che ricarica il cellulare

È TUTTO made in Italy ed è uno dei dispositivi più interessanti nel campo dell’energy harvesting, il processo per cui l’energia, proveniente da sorgenti alternative, viene catturata e salvata. Si tratta delle prime scarpe a recupero energetico, realizzate grazie a un’idea di quattro ragazze del liceo scientifico ‘C. Salutati’ di Montecatini terme, sotto la supervisione del Consiglio nazionale delle ricerche.

Scarpe che non a caso sono state battezzate Hermes, come l’instancabile messaggero degli dei. Tutto nasce nel 2010, quando l’Istituto di ricerca sulle popolazioni e le politiche sociali (Irpps) del Cnr organizza InvFactor, un concorso diretto alle scuole superiori italiane volto a valorizzare nuovi talenti in ambito scientifico-tecnologico e a premiare i progetti più interessanti dei ‘giovani archimedi’. Tanto per dimostrare che, a ben vedere, in Italia i cervelli ci sono: basta incoraggiarli.

Nel liceo Salutati c’è una ragazza, Irene Chirico, che ama fare jogging. Correndo correndo, improvvisamente la lampadina del genio si accende: perché non tentare di recuperare tutta quell’energia prodotta dal movimento e accumularla in una batteria per poi riutilizzarla? Espone la sua intenzione a tre amiche – Giulia Tuci, Alessia Nannini e Cecilia Pellegrini – e alla professoressa, Maria Carmela Foti.

"Abbiamo pensato a una calzatura che unisse comodità, resistenza e recupero dell’energia", spiega Irene Chirico. "Oggi è fondamentale cercare di sfruttare fonti energetiche rinnovabili, unendo magari questo aspetto a un’attività salutare". Sì, ma come realizzarle? Le ragazze allora si rivolgono all’Istituto di chimica dei composti organometallici (Iccom) del Cnr di Pisa, nella persona del professor Vincenzo Palleschi, responsabile del laboratorio di Spettroscopia applicata. "Buon giorno professore, noi avremmo un’idea…".

L’idea è quella di inserire all’interno della scarpa un dispositivo che sfruttando i principi dell’elettromagnetismo converta l’energia meccanica prodotta dalla camminata in energia elettrica. Un grande calzaturificio della zona dà la propria disponibilità a partecipare al progetto, disegnando addirittura una scarpa speciale per alloggiare il convertitore meccano/elettrico.

"Già dalla prima occhiata al progetto – spiega il professor Palleschi – ci siamo resi conto di avere a disposizione solamente pochi centimetri cubici per sistemare, all’interno del tacco, il generatore di energia elettrica. E i vincoli, definiti chiaramente dal titolare del calzaturificio di Monsummano, Claudio Bartoli, erano molto stringenti: niente parti esterne in movimento, nessuna possibilità di aumentare le dimensioni di tacco e suola, necessità di mantenere il rumore al minimo".

A questo punto l’equipe ha chiesto la collaborazione al dottor Lorenzo Grassi, fisico della Marwan Technology, che collabora da anni con l’istituto. La ditta realizza direttamente sia il trasduttore inserito nelle scarpe che il dispositivo elettronico per accumulare l’energia prodotta durante la camminata. "La scarpa – spiega Palleschi – funziona in questo modo. All’interno del tacco è inserito un piccolo avvolgimento elettrico di un paio di centimetri, un solenoide, con dentro un magnete mobile: il movimento del piede provoca lo spostamento del magnete, quindi la variazione di campo magnetico che serve per produrre l’elettricità. L’energia prodotta viene accumulata in una batteria che, collegata con un filo al solenoide, può essere portata in tasca".

"Il filo – continua Palleschi – che esce dalla scarpa sale lungo le gambe (se si corre in tuta, può essere agganciato facilmente ai pantaloni oppure fatto passare al di sotto di essi). L’energia accumulata può essere così utilizzata per caricare la batteria di oggetti di elettronica quali telefoni cellulari, lettori musicali, navigatori satellitare. Con un magnetino più potente si potrebbe fare meglio e lo faremo non appena la collaborazione con un’impresa di calzature si concretizzerà".

Dulcis in fundo, le ragazze vincono il premio creatività femminile del concorso e Irene è insignita del titolo di Alfiere della Repubblica dal presidente Giorgio Napolitano. "Inoltre – aggiunge il professore – quando Irene ha compiuto diciotto anni abbiamo brevettato l’invenzione". E ora due ziende di Montecatini e Monsummano sono interessate alle scarpe e vorrebbero acquisire il brevetto per poterle realizzare e lanciarle sul mercato.

Le scarpe Hermes sono solo uno dei numerosi dispositivi di energy harvesting che stanno attirando l’interesse delle aziende. Un altro esempio è quello della canadese Bionic Power che ha sviluppato il Bionic Energy Harvester, un dispositivo che si indossa come una ginocchiera e sfrutta la naturale fase di lavoro negativo dei muscoli delle gambe durante la camminata, e che può produrre fino a cinque watt di energia, senza che chi la indossa compia alcuno sforzo supplementare.

C’è poi il caso della palestra innovativa aperta negli Stati Uniti, la Green Microgym di Portland, nell’Oregon. In collaborazione con la texana Henry Works ha installato la Human Dynamo, che collega più cyclette a una batteria che accumula l’energia generata dalle pedalate: se si calcolano 100 watt a cyclette in una palestra che ne ha 40, questo significa che si possono produrre quattro kilowattora.

E a Rotterdam nel 2008 è stata inaugurata la prima discoteca sostenibile al mondo, il Watt Sustainable Dance Club. La pista da ballo converte l’energia cinetica prodotta da chi danza in elettricità. Il pavimento infatti è composto da mattonelle che si muovono leggermente in verticale (non più di un centimetro) quando vi si balla sopra.

L’istituto di ricerca Technion, assieme alla società Innovatech, hanno dato vita ad un innovativo accumulatore di energia, l’Energy Harvesting System, in grado di raccogliere la potenza generata dal passaggio delle vetture sul manto stradale. Il sistema, che si basa sul posizionamento di dispositivi piezoelettrici che convertono l’energia meccanica in elettricità, è stato ideato e realizzato in Israele.