Inteligentna technologia odladzania
Lód to nie tylko śliskie chodniki i konieczność skrobania szyb samochodowych, ale także źródło poważnych problemów w wielu gałęziach przemysłu. „Lotnictwo, ogólny transport, produkcja energii, komunikacja i wydajne systemy detekcji to przykłady sektorów, w których oblodzenie jest poważnym problemem”, mówi Ana Borras, badaczka z Instytutu Nauki o Materiałach w Sewilli(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (ICMS). W tych sektorach potrzebne są nowe rozwiązania zapobiegające gromadzeniu się lodu i usuwające go z powierzchni. Nie mogą to być jednak pierwsze lepsze rozwiązania. Aby były skuteczne, muszą być w wysokim stopniu zautomatyzowane, energooszczędne i kompatybilne z różnymi materiałami i dużymi powierzchniami. Opracowania takich właśnie rozwiązań podjął się zespół SOUNDofICE(odnośnik otworzy się w nowym oknie). W ramach projektu finansowanego przez UE opracowano inteligentne, energooszczędne, bezpieczne dla środowiska i autonomicznie działające procedury odladzania, bazujące na powierzchniowych przetwornikach akustycznych zintegrowanych z wielkoformatowymi podłożami. „Odkryliśmy podstawowe mechanizmy skutecznego wykrywania gromadzenia się lodu i usuwania go z metali, stopów i szkła za pomocą drgań nanometrycznych i ultraszybkich czujników”, mówi Borras, pełniąca rolę koordynatorki projektu.
Oparty na falach akustycznych system zapobiegający gromadzeniu się lodu
Sercem projektu jest innowacyjna strategia inżynieryjna, która jest kompatybilna praktycznie z każdym podłożem oraz z powłokami ochronnymi dostępnymi już na rynku, jak i dopiero opracowywanymi. Podejście to pozwoliło badaczom na zintegrowanie aktywnego odladzania falami akustycznymi z zastosowaniem warstw i płyt piezoelektrycznych, a także funkcjami antykorozyjnymi i pasywnymi funkcjami przeciwoblodzeniowymi. Rezultatem jest kompleksowy i inteligentny system oparty na falach akustycznych, który zapobiega gromadzeniu się lodu. „Urządzenie jest w wysokim stopniu odporne na ekstremalne warunki pogodowe, a także energooszczędne dzięki zdolności do autonomicznego określania, kiedy i gdzie zastosować energię do odladzania”, wyjaśnia Borras.
Określenie najskuteczniejszych fal akustycznych do odladzania
Zespół przetestował swoje rozwiązania w warunkach laboratoryjnych odpowiadających rzeczywistym warunkom, co pozwoliło badaczom zidentyfikować najbardziej efektywne fale akustyczne do odladzania. „Dzięki tym pracom jesteśmy teraz w stanie wykorzystać interakcje fal i wody oraz fal i lodu do budowy niezwykle dokładnych czujników oblodzenia, które zrewolucjonizują bezpieczeństwo w sektorze lotniczym i motoryzacyjnym, a jednocześnie zwiększą autonomię i niezawodność dronów”, zauważa Borras. Naukowcy opracowali także serię docelowych urządzeń koncepcyjnych o różnych konfiguracjach, w tym przezroczyste urządzenie o dużej skali, które można łatwo wdrożyć w panelach fotowoltaicznych, inteligentnych ekranach i oknach. Zespół złożył liczne wnioski patentowe(odnośnik otworzy się w nowym oknie), jeden wniosek o wzór użytkowy i jeden o objęcie tajemnicą handlową. Opublikowano również ponad 30 artykułów(odnośnik otworzy się w nowym oknie) i przedstawiono wyniki badań na blisko 60 konferencjach i wydarzeniach(odnośnik otworzy się w nowym oknie).
Od pomysłu do skutecznego rozwiązania
Projekt SOUNDofICE położył podwaliny pod nową dziedzinę technologii o dużym potencjale wdrożenia w przemyśle, szczególnie w sektorach, w których kluczowe znaczenie mają bezpieczeństwo, efektywność energetyczna i odporność na czynniki środowiskowe. „Nasz pomysł polegał na wykorzystaniu powierzchniowych i zmasowanych fal akustycznych o wysokiej częstotliwości do odladzania i wykrywania lodu”, mówi Borras. „Pomysł ten przekształciliśmy następnie w wykonalne, wysoce efektywne rozwiązanie o dużym potencjale na przemysł”. Aby wykorzystać ten potencjał w praktyce, zespół pracuje obecnie nad zwiększeniem poziomu gotowości technicznej swoich rozwiązań i potwierdzeniem ich wykonalności w rzeczywistych warunkach. „Nasz przyszły cel jest jasny: przełożyć nasze przełomowe odkrycia naukowe na rozwiązania gotowe do wprowadzenia na rynek”, podsumowuje Borras.
