Recente invenzione raffredda l’ambiente: prodotto uno scambiatore di calore Eco-compatibile

Tradotto da Denis Gobbi

L’attuale crisi energetica globale richiede che la sostenibilità ora soppianti la necessità come la madre di tutte le invenzioni. Georgios Vatistas della Concordia University, professore presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Industriale, ha preso a cuore questa massima con la sua reinvenzione di un apparato base dell’industria: lo scambiatore di calore.

Utilizzato in ambienti commerciali su larga scala come ad esempio nei sistemi di refrigerazione, nelle centrali elettriche e nelle raffinerie di petrolio, gli scambiatori di calore sono macchine enormi che permettono il trasferimento di calore da un mezzo all’altro, al fine di regolare la temperatura dei processi industriali. Questo processo viene utilizzato su vastissima scala dall’industria moderna, e ciò si traduce in domande di energia enorme, cosi come sono enormi le pressioni esercitate sulle risorse ambientali.

Con la parte di ricerca del progetto ora completata, Vatistas ha grandi speranze che il suo progetto sarà accolta con entusiasmo dallo sviluppo industriale. ”In definitiva,” dice, ”questo scambiatore di calore avrà un ampio utilizzo in innumerevoli settori. Rispondendo alle esigenze industriali, con una soluzione più sostenibile, stiamo dimostrando che il futuro dell’ingegneria può essere un verde.”

L’innovazione dietro all’esclusivo progetto proviene da oltre due decenni di ricerche sui flussi di vortice. ”Crescendo nel sud della costiera in Grecia”, ricorda Vatistas, ”Ho imparato acquisire familiarità con il concetto di vortici in tenera età quando i miei anziani mi mettevano in guardia sui pericoli del nuotare vicino ai gorghi!” Questo fascino giovanile si è evoluto poi nella passione per la ricerca. Vatistas ha svolto un lavoro teorico avanzato sul modo in cui vortici alterano il flusso di sostanze fluide come l’aria o acqua. In seguito ha continuato a guadagnare fama internazionale per aver dimostrato io teorema sulla stabilità degli anelli di vortice – vecchio di 125 anni- del vincitore del Premio Nobel JJ Thomson.

Ma è sul lato pratico delle cose il luogo in cui il lavoro di Vatistas risuona decisamente in maniera più forte. Quando Vatistas si rese conto che il flusso vorticoso poteva aumentare notevolmente l’efficienza del trasferimento di scambio termico, l’applicazione commerciale della sua ricerca divenne presto evidente. Ha poi collaborato con Gestion Valéo per studiare nuovi modelli di scambiatori di calore e ha ricevuto un prestigiosa borsa di studio: L’”Idea per l’innovazione”  del Natural Sciences and Engineering Research Council a sostegno del suo lavoro.

Dottorando Mohamed Fayed (sfondo) e dottorato Georgios Vatistas con il nuovo prototipo di scambiatore di calore. | Foto di Concordia University

Con la collaborazione del dottorando Mohammed Fayed e dei suoi compagni, Vatistas ha riprogettato questo dispositivo ampiamente diffuso fino alla produzione di un prototipo che è 40 volte più efficiente rispetto al modello tradizionale. Questa reinvenzione rappresenta enormi chance di risparmi energetici, minori costi operativi e possiede implicazioni industriali di vasta portata.

Fonte: physorg.com

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L’alloggio temporaneo che vanta 64 combinazioni possibili

Tradotto da Denis Gobbi

Il designer italiano Gabriel Aramu ha progettato un sistema abitativo modulare che sembra offrire infinite possibilità. Soprannominato “Sliding Hub” (Centro scorrevole ndr) esso è costituito da cubi prefabbricati che si uniscono tra di loro per dare forma a soluzioni abitative temporanee adattabili a svariate possibili situazioni.

I moduli possono agilmente ospitare singoli individui, piccoli o grandi gruppi di persone senza problemi.

Durante situazioni in qui sono richiesti rifugi di emergenza, questi moduli possono essere imballati e spediti a qualsiasi destinazione. Una volta giunti alla meta, essi possono essere facilmente assemblati con la flessibilità necessaria a poter accogliere singoli individui, piccoli o grandi gruppi di persone senza limitazioni di sorta. Ogni modulo è dotato di un isolamento dall’ambiente esterno adatto a qualsiasi condizione atmosferica. In aggiunta, gli alloggi temporanei offrono un confortevole standard di vita, fattore importante nel caso di accoglienza di vittime da disastri naturali.

Costruito con rinforzi in acciaio, numerosi moduli possono essere combinati assieme per dare vita a varie forme e dimensioni, il semplice scorrere dei moduli crea ambienti interni più o meno ampi. Secondo Aramu, il sistema può essere configurato in 64 combinazioni possibili, mentre il sistema intelligente di arredamento interno permette di allestire in qualsiasi ambiente un bagno, una cucina od un salotto in pochissimi minuti.

Gli arredamenti interni "intelligenti"

Aramu ha concepito il progetto pensandolo appositamente per condizioni rurali e comunità nomadi, ma il design elegante lo rende adatto anche ad un contesto urbano. Non sono infatti difficili da immaginare come sedi di uffici temporanei, di presentazioni ed eventi, alloggi portatili per le vacanze o ancor più semplicemente come una conveniente soluzione abitativa.

Il sistema permette di variare gli ambienti attraverso lo "scorrimento" dei moduli

Fonte: GizMag

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Rendere l’Idrogeno Molecolare più efficiente

Traduzione a cura di Denis Gobbi 

Questa immagine raffigura la serie di reazioni che subisce l'acqua durante la separazione in molecole di idrogeno e ioni di idrossido (OH-). Il processo viene innescato dai grappoli di Idrossido di Nickel (verde) incorporati in un quadro di platino (grigio).

Quando si tratta di produzione industriale di sostanze chimiche, spesso l’elemento più indispensabile è proprio il meno visibile, anzi esso è invisibile, non lo puoi annusare, toccare nè tantomeno gustarlo. E’ l’idrogeno, l’elemento più leggero che esista.

I ricercatori del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti (DOE) nell’Argonne National Laboratory sono riusciti a sviluppare uno straordinario ed efficiente processo di ellettrolisi in due fasi che separa gli atomi di idrogeno dalle molecole d’acqua prima di ricombinarli tra di loro per dare forma ad idrogeno molecolare (H2). Questo idrogeno molecolare può essere utilizzato in qualsiasi applicazione: dalle celle combustibili alla trasformazione industriale.

Strade più accessibili e semplici alla produzione dell’idrogeno sono state a lungo bersaglio di molti scienziati ed ingegneri, principalmente perchè il processo richiede esso stesso una grande quantità di energia, basti pensare al fatto che il 2% di tutta l’energia prodotta negli Stati Uniti è dedicata proprio alla produzione di idrogeno molecolare. Si stà cercando quindi un modo per ridurre questa questa cifra.

“La gente comprende che una volta che hai l’idrogeno, da esso puoi estrarre un moltissima energia, ma non si rende conto di quanto sia difficile ottenerlo in primis.” ha detto Nenad Markovic, il chimico che ha guidato la ricerca.

Mentre una gran quantità di idrogeno viene creata dalla riformazione naturale del gas ad alta temperatura, questo processo genera emissioni di anidride carbonica. “Gli elettrolizzatori d’acqua sono fino ad ora il metodo più pulito per produrre l’idrogeno” ha detto Markovic. “Il metodo che abbiamo messo a punto combina le particolari caratteristiche di due dei migliori materiali noti per l’elettrolisi a base d’acqua.”

La maggior parte dei precedenti esperimenti di elettrolisi a base d’acqua si basano su metalli speciali, come il platino, per assorbire e ricombinare l’idrogeno reattivo intermedio in idrogeno molecolare stabile. La ricerca di Markovic si concentra sul passaggio precedente, che consiste nel miglioramento dell’efficienza con cui una molecola d’acqua in entrata di scompone nei suoi fondamentali componenti. Per fare ciò Markovic ed i suoi colleghi hanno aggiunto grappoli di una lega metallica conosciuta come Idrossido di Nickel [Ni(OH)2]. Collegati ad un quadro di platino, i grappoli lacerano le molecole d’acqua, permettendo all’idrogeno liberato di essere catalizzato dal platino.

“Uno dei punti più importanti di questo esperimento  consiste nella combinazione di due materiali che hanno punti di forza differenti.” ha detto Markovic. “Il vantaggio di usare sia gli ossidi che i metalli in combinazione migliora drasticamente l’efficienza catalizzante dell’intero sistema”.

In accordo con George Crabtree, studioso dei materiali dell’Argonne National Laboratory che ha aiutato inizialmente nell’avviare questo programma energetico di conversione, il successo dei ricercatori è da attribuire alla loro capacità di lavorare in quelli che vengono definiti come “sistemi monocristallini” materiali privi di difetti che permettono agli scienziati di prevederne accuratamente il comportamento a livello atomico. “Non solo abbiamo aumentato l’attività catalitica di un fattore di 10, ma abbiamo anche capito come ogni singola parte del sistema funziona. Con lo scaling dal singolo cristallo al catalizzatore vero e proprio, questo lavoro illustra come la comprensione fondamentale porta a nuove innovative tecnologie”.

Fonte: anl.gov

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Lavori iniziati per il più grande ponte solare del mondo a Londra

Traduzione a cura di Daniel Iversen

Blackfriars Bridge, un ponte ferroviario vittoriano nel cuore di Londra, è ormai sulla buona strada per ospitare la più lunga serie di pannelli solari della città e il più grande ponte solare del mondo. Quando l’installazione verrà completata, il tetto della nuova stazione ferroviaria di Blackfriars sarà la patria di oltre 6.000 metri quadrati di pannelli solari, che soddisferanno metà del fabbisogno energetico della stazione.

Recentemente in Belgio sono stati installati 16.000 pannelli solari su di un tratto di poco piu di 3km, situati sul tetto del tunnel ferroviario: questo fornisce energia alla segnaletica, all’illuminazione e al riscaldamento delle stazioni ferroviarie, e anche ad alcuni dei treni che utilizzano la rete ferroviaria del paese.

Ora, sul ponte di Blackfriars, è iniziata l’installazione di oltre 4.400 pannelli solari ad alta efficienza, posizionati sul tetto della recente costruzione, tutto ad opera della londinese Solarcentury e per mano di ingegneri della Jacobs. Il ponte di Blackfriars attraversa il Tamigi e fù originariamente costruito nel 1886, quando i treni andarono ancora a vapore.

La nuova stazione Blackfriars è stata recentemente ristrutturata, essendo parte di un programma di aggiornamento, il Network Rail Thameslink (con il finanziamento del Dipartimento per fondo di sicurezza e ambiente Transport), che mira ad avere più treni – che significa più posti per i pendolari – in percorrenza da Bedford a Brighton attraverso Londra. L’impianto solare genererà 900.000 kWh di energia elettrica ogni anno, e sarà affiancato da altre misure di risparmio energetico quali i sistemi di raccolta piovana e tubi solari per l’illuminazione naturale.

Fonte: gizmag

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