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TECH
La parete raffrescante stampata in 3D
Dai ricercatori dell’ORNL una parete smart dotata di un sistema di accumulo termico che consente di raffrescare l’ambiente in caso di necessità
L’isolamento attivo che circonda il sistema di accumulo termico può “ variare la conducibilità termica su richiesta. Trasferisce il freddo immagazzinato dall’interno della parete allo spazio occupato quando necessario
DIANA HUN, ricercatrice ORNL “
Iricercatori dell’ORNL, Oak Ridge National Laboratory, hanno presentato un prototipo di parete “smart”, stampata in 3D, che può fungere da sistema ausiliario al raffrescamento locale. La parete, chiamata EMPOWER, può essere impiegata come un normale tramezzo interno, pur essendo un concentrato di elettronica e ingegneria avanzata.
L’innovazione è infatti dettata dalla presenza, all’interno della parete, di un sistema di accumulo termico. L’accumulo termico viene eseguito “caricando” la parete attraverso un sistema di tubazioni, racchiuse all’interno dell’involucro isolante, che vengono temporaneamente collegate a un chiller che pompa acqua refrigerata con una pompa a inverter. L’inverter alimenta il refrigeratore collegato alla parete e le pompe che trasferiscono la temperatura fredda immagazzinata nel calcestruzzo sulla superficie della parete. Inoltre, l’inverter è collegato a una batteria che memorizza l’energia proveniente dalla rete elettrica principale dell’edificio durante i bassi tempi di richiesta di energia elettrica e consente la disponibilità di energia quando necessario durante i tempi di picco della domanda. Ad accumulo terminato, la parete è completamente amovibile e può essere trasportata nei locali dove vi è un maggiore richiesta di raffreddamento.
La stampa in 3D della parete è avvenuta utilizzando il sistema di manifattura additiva
SkyBAAM, che non necessita di un sistema a portale e quindi può essere allestito in cantiere in poche ore e “con una preparazione minima”, ha spiegato Brian Post, ricercatore di produzione ORNL. La parete misura circa 1,5 x 2,4 metri e, grazie alla sua capacità di “isolamento attivo”, promette di ridurre la necessità di impianti per il riscaldamento e il raffrescamento.
Il prototipo è stato presentato lo scorso agosto durante l’evento virtuale Energy Exchange, organizzato dal Federal Energy Management Program (FEMP) del Dipartimento dell’Energia statunitense. Gli esperimenti continueranno con la costruzione di altre due pareti per ottenere ulteriori dati sul loro funzionamento.
Un dispositivo al plasma freddo per ridurre il rischio di contagio
Un gruppo di ricerca dell’Università di Bologna sta sviluppando VIKI, un dispositivo per la sanificazione dell’aria all’interno di ambienti come scuole e uffici pubblici
Si chiamerà VIKI (VIrus KIller) e lo sta realizzando un gruppo di ricerca dell’Università di Bologna. Il punto di partenza è un prototipo già sviluppato in grado di inattivare il 99,9% dei batteri contenuti nel bioaerosol in appena 0,3 secondi. Grazie alla tecnologia del plasma freddo il dispositivo è in grado di ridurre la probabilità di trasmissione del contagio da coronavirus in un ambiente chiuso, inattivando le goccioline sospese nell’aria e contaminate da SARS-CoV-2. Un primo studio – che i ricercatori hanno pubblicato sullo “Special Issue on Advanced Applications of Plasmas in Life Sciences” della rivista Plasma Processes and Polymers – evidenzia che risultati di inattivazione totale si hanno anche per bioaerosol con RNA purificato di SARS-CoV-2. Si tratta dei primi riscontri finora ottenuti su questo tema a livello internazionale.
COME FUNZIONA
Il dispositivo agisce aspirando l’aria dell’ambiente in cui si trova e trattandola attraverso scariche di plasma freddo. Questo viene prodotto applicando un campo elettrico a un flusso di aria e bioaersol contaminato, generando così una serie di specie reattive dell’ossigeno e dell’azoto in grado di distruggere i microrganismi, tra cui i virus. Le prime prove con virus vitale sono state svolte presso l’Ausl Romagna, a Pievesestina, a fine settembre. L’obiettivo è raggiungere una capacità di sanificazione superiore al 99,9% per poi passare alla fase di scale-up del prototipo per adeguarlo a una futura industrializzazione come prodotto. Vogliamo realizzare un dispositivo in grado di ridurre sensibilmente la probabilità di trasmissione del coronavirus in ambienti “ indoor destinati ad attività lavorative o di servizio. I risultati di questo progetto renderanno possibile lo sviluppo su scala industriale di una gamma di prodotti da utilizzare in scuole, uffici pubblici, ospedali, studi dentistici e attività commerciali
VITTORIO COLOMBO, Dipartimento di Ingegneria Industriale, Università degli Studi di Bologna “ I FINANZIATORI DEL PROGETTO
Il progetto, finanziato dalla Regione Emilia-Romagna con il contributo dell’Unione Europea, è guidato dal CIRI-MAM (il Centro Interdipartimentale per la Ricerca Industriale dell’Università di Bologna che opera nei settori della Meccanica Avanzata e dei Materiali) attraverso il Gruppo di Ricerca per le Applicazioni Industriali dei Plasmi, coordinato dal professor Vittorio Colombo, che collabora con il gruppo del professor Vittorio Sambri, direttore dell’Unità Operativa di Microbiologia dell’Ausl Romagna e membro del Dipartimento di Medicina specialistica, diagnostica e sperimentale dell’Università di Bologna. Accanto agli studiosi dell’Alma Mater sono al lavoro diverse realtà aziendali (Alintel, AlmaPlasma, GLIP, RubensLuciano, Iso Engineering), con l’obiettivo di arrivare ad una prima produzione pilota di VIKI entro la prima metà del 2021.
Il Sistema intelligente che coniuga comfort e risparmio energetico
Aermec presenta Sistema Casa, una soluzione completa per la climatizzazione e il riscaldamento degli ambienti residenziali. Grazie al pannello touch screen del sistema di Controllo e Gestione VMF è possibile gestire l’intero l’impianto stanza per stanza e anche in maniera centralizzata, garantendo risparmio energetico e comfort tutto l’anno. Il cuore del Sistema Casa è Aermec BHP, la pompa di calore con refrigerante ecologico R32, progettata per produrre acqua calda fino a 60 °C con un range di funzionamento garantito con temperature esterne da -25 °C a +48 °C, soluzione ideale anche per la produzione di acqua calda sanitaria. La pompa di calore è costituita da due unità, interna ed esterna. La versatilità di installazione e il rispetto dell’integrazione architettonica sono assicurati dalla possibilità di scelta tra più tipologie di unità interna: a parete; a basamento, dotata di accumulo da 185 litri; serbatoio di accumulo da 300 litri, con o senza serpentino integrativo (per il solare, il termocamino etc).
La silenziosità di BHP è garantita dal compressore inverter a ridotta emissione sonora e dal particolare disegno delle pale del ventilatore, dotato del motore DC Brushless, anch’esso a inverter. BHP utilizza il fluido refrigerante ecologico R32 e ha un’elevata efficienza energetica, +15% in riscaldamento rispetto alle analoghe serie a R410A. Dal pannello di controllo multilingue touch screen è possibile accedere a tutte le funzioni della macchina: funzionamento di emergenza (può attivare una fonte di calore sostitutiva); funzione più rapido riscaldamento dell’acqua calda sanitaria (Quick Hot Water); funzione Weather Dependent Mode (regolazione climatica per il risparmio energetico). Il sistema è inoltre dotato di serie del modulo Wi-Fi: tramite app per iOS e Android è possibile controllarlo direttamente dal proprio smartphone o tablet.
Sistema Casa di Aermec si completa con i fancoil della serie OMNIA SLIM, silenziosi e prestazionali. La profondità di soli 129 mm rende la serie particolarmente adatta all’inserimento nei diversi ambienti della casa. VMF Aermec, vero cervello dell’impianto, permette l’interazione dei diversi elementi: pompa di calore; ventilconvettori ed eventuali sistemi di integrazione termica. Ogni elemento è parte di una rete: da un unico pannello di controllo si possono impostare tutte le funzioni.
Particolarmente interessante nel Sistema VMF è la Modalità Economy, che permette di modulare i flussi di refrigerante, dell’acqua e dell’aria in modo da ottimizzare comfort e risparmio energetico. Dati sperimentali hanno dimostrato che la modalità Economy di VMF permette di ottenere risparmi energetici fino al 20% sia per il riscaldamento invernale, sia per la climatizzazione estiva, rispetto al funzionamento in modalità standard. Sistema Casa di Aermec è quindi pronto a cogliere tutte le nuove sfide: coniugare integrazione architettonica, comfort e risparmio energetico.
Aermec S.p.A. Via Roma, 996 37040 – Bevilacqua (VR) www.aermec.com
Celle fotovoltaiche superefficienti
Il progetto AMPERE vuole dar vita a una linea di produzione italiano/europea di pannelli solari ad alta efficienza, recuperando la competitività nel settore
Sostituire strati di ossidi conduttivi ai tradizionali strati di silicio amorfo per innalzare di 1 punto percentuale l’efficienza delle celle solari fotovoltaiche: è questa l’innovazione realizzata da ENEA nell’ambito del progetto AMPERE, finanziato con 14 milioni di euro da Horizon 2020. All’interno del progetto è stata sviluppata a livello di linea di produzione una cella con efficienza del 23,5%, che potrà essere portata al 24,5% grazie alla tecnologia sviluppata nei laboratori ENEA. Le celle fotovoltaiche ad alta efficienza attualmente in commercio hanno un’efficienza massima intorno al 22%, e ad ogni punto percentuale di efficienza in più corrisponde una riduzione del 6% dei costi di produzione. A livello operativo, l’obiettivo è di produrre moduli fotovoltaici bifacciali: in una prima fase sarà realizzata una linea di produzione con una capacità produttiva di 200 MW/anno, che entro il 2022 sarà ampliata fino ad arrivare a un impianto da 1 GW/anno. Il progetto coinvolge anche Enel Green Power, come capofila, CNR, Rise Technology e alcuni dei maggiori attori della filiera fotovoltaica europea, quali CEA, Fraunhofer-ISE, Meyer Burger, NorSun e si propone di dar vita a una linea di produzione italiano/europea di pannelli solari ad alta efficienza, recuperando la competitività nel settore.
Nel settore fotovoltaico la sfida prioritaria è “ riuscire ad aumentare l’efficienza energetica, rendendo le strutture in grado di sfruttare al meglio l’energia del sole e di ridurre il più possibile la dispersione. Punto di forza degli ossidi conduttivi è la maggiore trasparenza che consente di ‘catturare’ più luce e massimizzare i parametri di conversione fotovoltaica della cella ad eterogiunzione
MASSIMO IZZI, Laboratorio Tecnologie Fotovoltaiche e Fonti Rinnovabili dell’ENEA “
Cemento, sale e acqua: un nuovo materiale di accumulo a basso costo
Il prodotto composito sviluppato dal Politecnico di Torino e dal CNR permette di sfruttare il calore del sole accumulato in estate durante l’inverno
Sviluppare calore idratando il sale inserito nei pori del cemento: è questa l’idea alla base di una ricerca pubblicata sulla rivista Scientific Reports da un gruppo di studiosi dei dipartimenti di Scienza Applicata e Tecnologia (DISAT) e di Energetica (DENERG) del Politecnico di Torino e dell’Istituto di Tecnologie Avanzate per l’Energia del CNR (CNR-ITAE). L’obiettivo è quello di sviluppare un nuovo materiale per l’accumulo di energia termochimica a basso costo. Alla base dello studio c’è una reazione nota da tempo e verificabile molto facilmente in maniera sperimentale: se proviamo a sciogliere in un bicchiere di acqua un buon quantitativo di sale, notiamo è che il bicchiere con alcuni tipi di sale si scalda e con altri si raffredda. Al posto di acqua allo stato liquido, i ricercatori hanno utilizzato vapore acqueo senza sciogliere il sale: il vapore acqueo interagisce con il sale sviluppando calore e, una volta completamente idratato, il sale potrà ritornare alla situazione di partenza eliminando l’acqua che interagisce con il sale semplicemente essiccando il materiale. Utilizzare il cemento come matrice per ospitare il sale è possibile ridurre notevolmente il costo dei materiali: il costo energetico, misurato in €/kWh accumulato, è migliore rispetto alla maggior parte dei materiali attualmente disponibili, come la zeolite. Il nuovo materiale mostra inoltre una straordinaria stabilità anche dopo centinaia di cicli. Questo lavoro può rappresentare il primo passo verso la creazione di una nuova classe di materiali compositi per l’accumulo di energia termochimica.
Il caschetto da cantiere con gli occhiali per la Realtà Mista
Trimble XR10 con HoloLens2 è un elmetto protettivo dotato di un visore senza cavi per la mixed reality
Proposta dalla statunitense Trimble Inc. e disponibile in Italia attraverso il rivenditore Harpaceas, Trimble
XR10 con HoloLens 2 è un’applicazione avanzata di Mixed Reality per il settore delle costruzioni: un dispositivo costituito da un elmetto protettivo che rispetta gli standard di sicurezza per l’uso in ambienti controllati, a cui è annesso il visore a realtà mista senza cavi firmato Microsoft (HoloLens 2). Completamente autonomo grazie al sistema operativo Windows 10, è utile soprattutto in contesti industriali e a rischio sicurezza. L’operatore sarà in grado di effettuare le proprie attività (pre-montaggio di impianti, verifica di installato e avanzamento, visibilità per attività di assemblaggio / manutenzione, ispezioni e Audit qualità) nel pieno utilizzo di entrambe le mani, accedendo a dati e informazioni a cui difficilmente avrebbe accesso senza questa tecnologia. È disponibile anche un’estensione, Trimble Connect for HoloLens, che permette di visualizzare modelli BIM, annotare rapidamente idee e commenti direttamente sul modello, collaborare con gli altri (sia sul posto sia da remoto)
mentre sono immersi nel modello. I modelli virtuali sono sovrapposti al mondo reale; questo permette di rilevare le interferenze, visualizzare i cambiamenti, utilizzare nel mondo reale i modelli BIM come “manuale di istruzioni” per la produzione effettiva. L’obiettivo è quello di utilizzare la realtà mista per aumentare la produttività del cantiere, fornendo un allineamento preciso dei dati olografici sul sito di lavoro e consentendo agli operatori di rivedere i propri modelli sovrapposti nel contesto dell’ambiente fisico.
