Climatizzazione ecologica, i muscoli artificiali della Saarland University

Efficiente dal punto di vista energetico privo di refrigeranti dannosi per il clima. È la tecnologia di tecnologia di raffreddamento creata dalla Saarland University e Centro di ricerca ZeMA

Climatizzazione ecologica
Credits: Università della Saarland, © Oliver Dietze

Il prototipo dimostrativo di refrigeratore elastocalorico sarà in mostra ad Hannover

(Rinnovabili.it) – La climatizzazione ecologica è pronta a “farsi i muscoli”. Letteralmente. Succede in Germania dove un gruppo di scienziati ha creato una nuova tecnologia di raffrescamento/riscaldamento basata sui cosiddetti “materiali a memoria di forma“. Si tratta di polimeri o leghe metalliche in grado di passare, in maniera ciclica, da uno stato deformato alla forma originale a seguito di uno stimolo esterno.

Il nuovo sistema sfrutta questa capacità per aumentare l’efficienza di lavoro e liberarsi dei tradizionali refrigeranti dannosi per il clima. L’innovazione è frutto di un gruppo di ricercatori accademici ed industriali della Saarland University e dal Center for Mechatronics and Automation Technology (ZeMA). Il team, guidato dal professor Stefan Seelecke, ha creato un impianto di climatizzazione ecologica usando fili di nichel-titanio (nitinol), per l’appunto una lega a memoria di forma. Questo materiale rilascia calore quando viene deformato meccanicamente nel suo stato superelastico e lo assorbe quando ritorna alla forma originale.

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Climatizzazione ecologica: come funziona?

Il funzionamento è semplice nella teoria. I fili sono sottoposti a cicli di carica/scarica (deformazione e rilascio) controllati a temperatura ambiente. E come spiega Seelecke “quando vengono scaricati, si raffreddano fino a circa 20 gradi sotto la temperatura ambientale”. Gli scienziati hanno già realizzato il primo dimostratore grado di funzionare in maniera continua, presentandolo in questi giorni alla Fiera di Hannover. 

“Sfruttiamo le proprietà del nichel-titanio per dissipare il calore”, ha affermato Susanne-Marie Kirsch, che ha contribuito a sviluppare il sistema di raffreddamento come parte del suo progetto di dottorato. “L’idea di base è quella di consentire ai fili a memoria di forma precompressi e superelastici di rilassarsi e quindi raffreddare lo spazio rimuovendo il calore da esso“. Il calore assorbito da questa sorta di muscoli artificiali viene quindi rilasciato all’esterno quando la lega è nuovamente sollecitata nell’ambiente circostante.

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Ovviamente il sistema di climatizzazione ecologica creato dal team è significativamente più complesso. Gli scienziati hanno progettato e sviluppato un circuito di raffreddamento in cui un azionamento a camme (in attesa di brevetto) ruota in modo tale che fasci di fili di nitinol spessi 200 micron vengano alternativamente allungati e rilassati. L’aria viene soffiata attraverso i fasci in due camere separate: in una viene riscaldata, nell’altra viene raffreddata. Di conseguenza, la macchina può raffreddarsi e riscaldarsi. Il risultato? “Il nostro processo […] è molto più efficiente delle attuali tecnologie di climatizzazione e fino a quindici volte più efficiente dei refrigeranti convenzionali”, spiega Seelecke.

L’ultimo obiettivo degli scienziati è sviluppare ulteriormente la loro tecnologia elastocalorica per il raffreddamento dei veicoli elettrici.

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