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LE PROPRIETA' DELLA LEGA SUPERELASTICA "NITINOL" A SERVIZIO DEL RISCALDAMENTO E RAFFRESCAMENTO DEGLI AMBIENTI

LE PROPRIETA' DELLA LEGA SUPERELASTICA
Il Nitinol è una lega superelastica di nichel e titanio a memoria di forma, ovvero capace di mantenere la memoria della sua forma riacquisendola una volta surriscaldata. I cavi, detti anche fili muscolari,  accumulano grandi quantità di calore quando sono piegati e lo rilasciano quando tornano alla fisionomia di partenza: è stato scoperto che la differenza tra le due conformazioni può arrivare fino a 20 gradi. Grazie a queste proprietà , un gruppo di ricercatori della facoltà di Ingegneria dell'Università tedesca del Saarland, ha progettato e ralizzato un prototipo di un sistema ecologico di riscaldamento e raffrescamento . L'impianto è in grado di innalzare o abbassare la temperatura dell’aria senza l’impiego di alcun tipo di gas refrigerante. Pare che questo innovativo prototipo sia stato valutato positivamente sia dalla Commissione europea che dal Dipartimento dell’Energia statunitense, che lo considererebbero come l’alternativa più promettente agli attuali sistemi di refrigerazione. Oltre che per gli aspetti tecnologici sopra elencati, questo nuovo sistema sta raccogliendo consensi anche per le caratteristiche ecologiche: evitando il rischio di disperdere liquidi o vapori nell’ambiente, non ha un impatto negativo sul clima. In questo modo, l’aria in un sistema di climatizzazione può essere raffreddata direttamente senza necessità di uno scambiatore di calore intermedio e non abbiamo bisogno di impiegare circuiti ad alta pressione, hanno spiegato gli scienziati. Al momento i ricercatori sono al lavoro per ottimizzare ulteriormente il trasferimento di calore all’interno del nuovo sistema al fine di incrementare ancora di più l’efficienza energetica. Il principio su cui si basa la macchina è semplice e consiste nel sottoporre i filamenti in nichel-titanio a cicli di carico / scarico (stress e rilascio) controllati. Le transizioni di fase risultanti che si verificano nel reticolo cristallino della lega rilascio o assorbono il calore latente, a seconda della parte del ciclo in cui si trova il materiale. Quando i fili di nitinol precompressi vengono scaricati a temperatura ambiente, si raffreddano di ben 20 gradi.Il dispositivo usa un cilindro rotante coperto di fasci di fili muscolari (fili di Nitinol); questi sono caricati quando il cilindro ruota da un lato, aspirando il calore dall’aria e accumulandolo. Con l’operazione inversa, possono riprendere la forma originale, scaricando il calore. L’aria viene soffiata attraverso i fasci di filamenti in due camere separate. Pertanto in una camera viene riscaldata, nell’altra raffreddata e il dispositivo può quindi essere utilizzato sia come pompa di calore che come sistema per raffrescare. Il prototipo realizzato ha dato risultati promettenti. Gli scienziati affermano che la potenza di riscaldamento o raffreddamento del sistema è fino a trenta volte maggiore della potenza meccanica richiesta per caricare e scaricare i fili della lega, e che questo renda il loro nuovo sistema fino a 2 volte più efficicente di una pompa di calore convenzionale e tre volte rispetto a un frigorifero.
Il Nitinol è una lega superelastica di nichel e titanio a memoria di forma, ovvero capace di mantenere la memoria della sua forma riacquisendola una volta surriscaldata. I cavi, detti anche fili muscolari,  accumulano grandi quantità di calore quando sono piegati e lo rilasciano quando tornano alla fisionomia di partenza: è stato scoperto che la differenza tra le due conformazioni può arrivare fino a 20 gradi. Grazie a queste proprietà , un gruppo di ricercatori della facoltà di Ingegneria dell'Università tedesca del Saarland, ha progettato e ralizzato un prototipo di un sistema ecologico di riscaldamento e raffrescamento .
L'impianto è in grado di innalzare o abbassare la temperatura dell’aria senza l’impiego di alcun tipo di gas refrigerante.
Pare che questo innovativo prototipo sia stato valutato positivamente sia dalla Commissione europea che dal Dipartimento dell’Energia statunitense, che lo considererebbero come l’alternativa più promettente agli attuali sistemi di refrigerazione.
Oltre che per gli aspetti tecnologici sopra elencati, questo nuovo sistema sta raccogliendo consensi anche per le caratteristiche ecologiche: evitando il rischio di disperdere liquidi o vapori nell’ambiente, non ha un impatto negativo sul clima. In questo modo, l’aria in un sistema di climatizzazione può essere raffreddata direttamente senza necessità di uno scambiatore di calore intermedio e non abbiamo bisogno di impiegare circuiti ad alta pressione, hanno spiegato gli scienziati.

Al momento i ricercatori sono al lavoro per ottimizzare ulteriormente il trasferimento di calore all’interno del nuovo sistema al fine di incrementare ancora di più l’efficienza energetica. Il principio su cui si basa la macchina è semplice e consiste nel sottoporre i filamenti in nichel-titanio a cicli di carico / scarico (stress e rilascio) controllati. Le transizioni di fase risultanti che si verificano nel reticolo cristallino della lega rilascio o assorbono il calore latente, a seconda della parte del ciclo in cui si trova il materiale. Quando i fili di nitinol precompressi vengono scaricati a temperatura ambiente, si raffreddano di ben 20 gradi.Il dispositivo usa un cilindro rotante coperto di fasci di fili muscolari (fili di Nitinol); questi sono caricati quando il cilindro ruota da un lato, aspirando il calore dall’aria e accumulandolo. Con l’operazione inversa, possono riprendere la forma originale, scaricando il calore. L’aria viene soffiata attraverso i fasci di filamenti in due camere separate. Pertanto in una camera viene riscaldata, nell’altra raffreddata e il dispositivo può quindi essere utilizzato sia come pompa di calore che come sistema per raffrescare. Il prototipo realizzato ha dato risultati promettenti. Gli scienziati affermano che la potenza di riscaldamento o raffreddamento del sistema è fino a trenta volte maggiore della potenza meccanica richiesta per caricare e scaricare i fili della lega, e che questo renda il loro nuovo sistema fino a 2 volte più efficicente di una pompa di calore convenzionale e tre volte rispetto a un frigorifero.

 

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