Configurazione sperimentale del sensore. La configurazione sperimentale consisteva in un analizzatore di rete vettoriale, alimentatore, stadio Peltier freddo, data logger di temperatura, riscaldatori per circuiti stampati e sensore risonatore ad anello diviso. Credito:Comunicazioni sulla natura (2022). DOI:10.1038/s41467-022-32852-6
Gli ingegneri dell'UBC Okanagan hanno collaborato con i ricercatori dell'Università di Toronto per fare una svolta significativa nella tecnologia di sbrinamento.
La loro ultima ricerca, pubblicata nell'edizione di questo mese di Nature Communications , esamina un sistema di sbrinamento intelligente, ibrido, che significa passivo e anche attivo, che funziona combinando un rivestimento interfacciale con un sensore a microonde che rileva il ghiaccio.
Questo rivestimento integra i sensori nel materiale consentendo al calore di rimuovere il ghiaccio senza che una persona o una macchina lo scioglino fisicamente, spiega il dott. Mohammad Zarifi di UBCO.
"Molti di noi hanno avuto la sfortuna di sedersi su un aereo in attesa che venisse sbrinato mentre si preoccupavano di perdere un volo in coincidenza", afferma il dottor Zarifi, professore associato presso la School of Engineering della UBCO e coautore del rapporto. "La nostra nuova tecnologia adotta un approccio ibrido aggiungendo sensori all'interno di un rivestimento repellente al ghiaccio che può essere facilmente aggiunto alle pale aeronautiche o delle turbine eoliche."
Il dottor Zarifi spiega che l'accumulo indesiderato di ghiaccio è problematico con molte tecnologie di energia rinnovabile come le turbine eoliche e le dighe idroelettriche, l'aviazione e la trasmissione di energia. Le strategie di mitigazione del ghiaccio possono essere suddivise in metodi attivi o passivi. Lo sbrinamento attivo comporta un input di energia esterno utilizzato per rimuovere il ghiaccio, in genere attraverso metodi termici, chimici o meccanici. Al contrario, lo sbrinamento passivo riduce il tasso di accrescimento del ghiaccio, abbassa la forza di adesione tra il ghiaccio e la superficie o entrambi.
"Nessuna delle strade verso una superficie priva di ghiaccio è vista come una panacea oggi, poiché i metodi di sbrinamento attivo utilizzano una notevole energia, ma i rivestimenti di sbrinamento passivo non possono mantenere una superficie priva di ghiaccio a tempo indeterminato", aggiunge. "Un sistema ibrido che combina tecnologie di sbrinamento passive e attive può essere una soluzione interessante ai problemi di accumulo di ghiaccio."
Questo è il motivo per cui il sensore, che vive sotto il rivestimento che verrà applicato a una turbina o a un aeroplano, potrebbe essere un punto di svolta. Il sensore funge da rilevatore di ghiaccio e richiede ai riscaldatori integrati di sciogliere il ghiaccio automaticamente.
Ciò crea un sostanziale miglioramento dell'efficienza energetica ed è ciò che distingue questa ultima innovazione dagli approcci esistenti, afferma Zahra Azimi Dijvejin, dottoranda e autrice principale dello studio.
"L'approccio ibrido consente all'operatore di monitorare in modo rapido e accurato l'attrezzatura in modo sostenibile", afferma. "Non sarà necessario sbrinare inutilmente l'attrezzatura, evitando l'usura e lo spreco di energia, perché i sensori possono determinarne la necessità."
I sensori, integrati in materiali innovativi, potrebbero mantenere le superfici libere dal ghiaccio senza la necessità di ulteriori prodotti chimici o metodi ad alta intensità energetica.
"Stiamo passando dalla nostra fase di sperimentazione all'utilizzo nella vita reale e abbiamo visto la tecnologia resistere a condizioni difficili", spiega il dottor Zarifi. "Stiamo attualmente lavorando con i produttori canadesi di turbine per incorporare la tecnologia per il prossimo inverno". + Esplora ulteriormente
