Una tecnologia intelligente per rompere il ghiaccio
Il ghiaccio non determina solo la presenza di marciapiedi scivolosi e la necessità di sbrinare i parabrezza, ma anche la comparsa di problemi per un’ampia gamma di applicazioni industriali. «L’aviazione, i trasporti in generale, la produzione di energia, le comunicazioni e l’efficiente campo dei sistemi di rilevamento sono tutti esempi di settori in cui la formazione di ghiaccio pone serie preoccupazioni», afferma Ana Borras, ricercatrice presso l’Istituto di scienza dei materiali di Siviglia(si apre in una nuova finestra) (ICMS). Sono tutti ambiti che richiedono nuove soluzioni sia per prevenire l’accumulo di ghiaccio, sia per rimuoverlo dalle superfici interessate. Tuttavia, queste innovazioni non possono essere aspecifiche: per risultare efficaci, infatti, devono essere altamente automatiche, efficienti dal punto di vista energetico e compatibili con una varietà di materiali e ampie superfici. Ed è qui che entra in gioco SOUNDofICE(si apre in una nuova finestra). Questo progetto finanziato dall’UE ha sviluppato procedure di sghiacciamento intelligenti, efficienti a livello energetico, sicure per l’ambiente e a gestione autonoma che si basano su trasduttori acustici di superficie integrati su substrati di grandi dimensioni. «Abbiamo svelato le basi per rilevare in maniera efficiente l’accumulo di ghiaccio e rimuoverlo da metalli, leghe e vetro utilizzando vibrazioni su scala nanometrica e sensori ultraveloci», aggiunge Borras, che ha rivestito il ruolo di coordinatrice del progetto.
Un sistema basato sulle onde acustiche per la prevenzione dell’accumulo di ghiaccio
Al centro del progetto figura una strategia ingegneristica innovativa che risulta compatibile con praticamente qualsiasi substrato e rivestimento protettivo commerciale e di nuova generazione. L’approccio adottato da SOUNDofICE ha consentito ai ricercatori di integrare la rimozione attiva del ghiaccio basata sulle onde acustiche utilizzando strati e piastre piezoelettriche, congiuntamente a funzionalità passive anticorrosione e antighiaccio. Il risultato è un sistema completo e intelligente basato sulle onde acustiche che si dimostra efficace per la prevenzione dell’accumulo di ghiaccio. «Grazie alla sua capacità di determinare autonomamente quando e dove applicare l’energia di sghiacciamento, questa soluzione è estremamente resistente in condizioni meteorologiche estreme e notevolmente efficiente dal punto di vista energetico», spiega Borras.
Individuare le onde acustiche più efficaci per la rimozione del ghiaccio
Il progetto ha testato le sue soluzioni in condizioni di laboratorio che imitano scenari reali, consentendo ai ricercatori di identificare le onde acustiche più efficaci per la finalità di sghiacciamento. «Grazie a questo lavoro, siamo ora in grado di utilizzare le interazioni tra onde e acqua e tra onde e ghiaccio allo scopo di sviluppare sensori di formazione del ghiaccio estremamente precisi che rivoluzioneranno la sicurezza nel settore dell’aviazione e in quello automobilistico, migliorando al contempo l’autonomia e l’affidabilità dei droni», osserva Borras. I ricercatori hanno inoltre realizzato una serie di dispositivi per la prova di concetto finali caratterizzati da diverse configurazioni, tra cui un dispositivo trasparente su larga scala che può essere facilmente implementato in pannelli fotovoltaici, schermi intelligenti e finestre. Il progetto ha depositato numerose domande di brevetto(si apre in una nuova finestra), un modello di utilità e un segreto industriale, pubblicando per di più oltre 30 articoli(si apre in una nuova finestra) e presentando i suoi risultati in occasione di circa 60 conferenze ed eventi(si apre in una nuova finestra).
Dall’idea alla soluzione ad alto impatto
SOUNDofICE ha gettato con successo le basi per un nuovo campo tecnologico dotato di solide potenzialità in termini di adozione industriale, in particolare nei campi in cui sicurezza, efficienza energetica e resilienza ambientale sono fondamentali. «Siamo partiti dall’idea di utilizzare onde acustiche superficiali e di massa ad alta frequenza per la rimozione e il rilevamento del ghiaccio», afferma Borras. «Abbiamo quindi trasformato tale idea in una soluzione praticabile e ad alto impatto che dispone di un chiaro potenziale a livello industriale.» Per mettere in pratica questo potenziale, il team del progetto sta ora lavorando al fine di aumentare il livello di maturità tecnica delle sue soluzioni e per dimostrarne la fattibilità in condizioni reali. «Guardando al futuro, il nostro obiettivo è chiaro: tradurre le nostre scoperte scientifiche in soluzioni pronte per il mercato», conclude Borras.
