Il tallone d'Achille delle energie rinnovabili è quello della produzione in condizioni ambientali non favorevoli per produrla e quello della difficoltà di immagazzinarla quando la produzione supera il consumo. Esiste una tecnologia chiamata CryoBattery che ovvia a questo annoso problema di accumulo.L’energy storage britannico mette a segno un nuovo punto. A Manchester sono iniziati, infatti, i lavori per uno dei più grandi impianti di accumulo di energia elettrica in Europa. Il progetto porta il nome di CRYOBattery ™ e la firma di due società: la Highview Power e la Carlton Power. A giugno di quest’anno, Highview Power ha ricevuto una sovvenzione da 10 milioni di sterline dal Dipartimento britannico per le imprese, l’energia e la strategia industriale (BEIS) con cui finanziare la realizzare di un innovativo stoccaggio criogenico. La centrale sorgerà a Trafford Energy Park, poco distante da Manchester, e a regime vanterà una potenza di 50 MW e una capacità di 250 MWh. E come spiega Javier Cavada, CEO e presidente della società “fornirà alla rete nazionale un accumulo a lunga durata pulito, affidabile ed efficiente in termini di costi. La CRYOBattery™ aiuterà il Regno Unito a integrare l’energia rinnovabile e stabilizzare la rete elettrica regionale per garantire la sicurezza energetica futura durante i blackout e altre interruzioni”. Al di là delle dimensioni, l’elemento più rappresentativo dell’impianto è la tecnologia impiegata. CRYOBattery si basa su un processo chiamato liquefazione dell’aria. Quando vi è un surplus di produzione, l’energia elettrica viene impiegata per aspirare, comprimere e quindi raffreddare l’aria fino a temperature di -196°C. In questo modo, dallo stato gassoso si passa a quello liquido, e la miscela può essere immagazzinata in serbatoi isolati a bassa pressione. Quando aumenta la domanda di energia in rete, l’aria liquida può essere riscaldata e rapidamente espansa in gas, per azionare una turbina elettrica. I vantaggi di questo approccio sono la scalabilità e la possibilità d’offrire uno stoccaggio energetico a lungo termine rispetto alle batterie tradizionali. Da programma, nel primo trimestre del 2021 verrà inaugurato il centro visitatori per permettere a tutti di seguire “da vicino” lo stato di avanzamento dei lavori ed effettuare tour virtuali. La CRYOBattery ™ entrerà, invece, in funzione nel 2023 e utilizzerà le sottostazioni e le infrastrutture di trasmissione esistenti. L’impianto di accumulo criogenico offrirà anche preziose funzionalità tra cui il controllo della tensione, il bilanciamento della rete e l’inerzia sincrona. info: Rinnovabili
SCOPRI DI PIU'Molti sono i fattori che influenzano la qualità di un manufatto, uno di questi è la scelta delle polveridi Marco ArezioLo stampaggio rotazionale è un processo utilizzato frequentemente per la formazione di oggetti, tramite le resine termoplastiche, che abbiamo la necessità di essere cavi. La caratteristica principale del processo è che lo stampo ruota intorno a due assi, o mutualmente perpendicolari, inoltre, rispetto allo stampaggio ad iniezione tradizionale, la materia prima, sotto forma di polvere, viene introdotta nello stampo, per poi essere riscaldato e successivamente raffreddato. Quali sono le principali differenze con il processo di stampaggio ad iniezione? Forse la più evidente è che nello stampaggio rotazionale si utilizza la materia prima sotto forma di polvere e non di granulo, inoltre la resina polimerica si trova all’interno dello stampo chiuso, e non iniettata a pressione nello stesso. In aggiunta, lo stampo, nel processo rotazionale, lavora in base alla rotazione assiale a differenza della staticità dello stampaggio a iniezione. Infine, possiamo dire che gli stampi del processo rotazionale sono più economici in quanto non hanno da considerare la pressione di iniezione. Perché si sceglie lo stampaggio rotazionale? Quando si devono produrre oggetti con una forma cava, lo stampaggio rotazionale è particolarmente indicato per la sua facilità di adattamento a tutte le forme richieste. Inoltre, in assenza di grandi pressioni all’interno dello stampo, il manufatto tende facilmente a ritirarsi e a staccarsi dopo la sua produzione, anche se gli oggetti sono di grandi dimensioni. Infine, possiamo dire, che attraverso il processo rotazionale, è possibile realizzare elementi anche molto complessi sia dal punto di vista strutturale che di design. Caratteristiche principali degli stampi per lo stampaggio rotazionale Possiamo dire che i materiali principali che costituiscono gli stampi sono: • Cast alluminio • Nichel elettroformato • Acciaio inossidabile e non Quando saremo in presenza delle necessità di una migliore uniformità nello scambio termico all’interno dello stampo, sceglieremo il cast alluminio. Se dovessimo privilegiare una fedele riproduzione delle figure potremmo scegliere gli stampi elettroformati, mentre in presenza di forme semplici e di grandi formati, possiamo optare per gli stampi in acciaio più economici. Se parliamo di spessori degli stampi possiamo dire che, normalmente, gli stampi cast in alluminio hanno spessori di 6-8 mm., mentre quelli in acciaio solo 2-3 mm. Nella progettazione dello stampo si dovrebbe sempre tenere presente quale materia prima si utilizzerà, in quanto alcuni polimeri ritirano sufficientemente facilitando l’estrazione del pezzo, altri meno, così da rendere necessario nello stampo un lieve angolo di sformo per agevolare il distaccamento del manufatto. Le fasi dello stampaggio rotazionale Come abbiamo detto in precedenza lo stampaggio rotazionale non è che uno scambio termico all’interno di uno stampo in condizioni di movimento. Le temperature durante il processo potranno variare, entro un certo range, in modo continuo durante l’intero ciclo di produzione. Nonostante queste continue variazioni di temperatura, la qualità di un manufatto si stabilisce calcolando l’esatta permanenza dello stampo all’interno del forno. Questo tempo è chiamato tempo di induzione. Possiamo quindi dire che, nella prima fase del ciclo, il tempo di induzione è quell’intervallo di riscaldamento dello stampo in cui la resina raggiunge la temperatura di fusione, che normalmente avviene attraverso l’insufflazione di aria calda. Il tempo di induzione è caratterizzato dalle seguenti variabili: • Temperatura del forno • Velocità di scambio termico • Spessore dello stampo • Temperatura di fusione della resina • Rapporto tra superficie e volume dello stampo • Coefficiente di scambio termico del materiale dello stampoLa seconda fase del ciclo, definito tempo di fusione, è il tempo necessario per fondere completamente la resina. Il tempo di fusione è caratterizzato dalle seguenti variabili: • Spessore del pezzo • Temperatura della resina e calore di fusione • Capacità di riscaldamento dello stampo • Rapporto tra la superficie dello stampo e il suo volume • Temperatura del fornoTutte queste variabili hanno un impatto significativo sul tempo di fusione e sulla qualità del pezzo che si vuole realizzare. Tuttavia, la velocità di fusione della resina può essere, in alcuni casi, incrementata innalzando la temperatura del forno, ma è importante non eccedere in questa operazione in quanto, se da una parte aumenta la produttività, dall’altro un’eccessiva permanenza del polimero nello stampo, a temperature molto alte, può portare alla sua degradazione. Scelta della polvere da utilizzare per lo stampaggio rotazionale Come abbiamo visto il tempo di fusione della resina è un fattore cruciale per il buon rendimento dello stampo e per la qualità dei pezzi da produrre. Quindi, possiamo dire che anche la dimensione delle particelle di polimero che vengono utilizzate, può influenzare il processo. Infatti una resina dimensionalmente maggiore aumenta il tempo necessario a fondere. Questo avviene a causa della diminuzione della superficie di contatto tra le particelle e le parti calde dello stampo, ma ciò normalmente non avviene se si impiega una dimensione della materia prima inferiore ai 500 micron. Al di là dell’importante parametro dimensionale delle polveri polimeriche da utilizzare, si può dire che una buona materia prima è quella che fluisce rapidamente negli angoli acuti e nelle rientranze, aderendo allo stampo e fondendo senza bolle attraverso il contributo termico. Inoltre, per esperienza, le polveri più fini vengono utilizzate per resine con MFI più bassi, al fine di ottenere una buona riproduzione superficiale, mentre l’utilizzo di un polimero con MFI alto può considerare l’utilizzo di particelle con dimensioni maggiori. Ciclo di raffreddamento dello stampo Il raffreddamento dello stampo e del manufatto può avvenire attraverso l’utilizzo sia dell’aria che dell’acqua. Normalmente l’aria, sospinta dalle ventole di raffreddamento, va ad investire la parte esterna dello stampo, mentre l’utilizzo di getti di acqua è riservato alla parte interna. Il tempo di raffreddamento è molto importante in quanto un’accelerazione di questa fase, quindi un rapido raffreddamento, potrebbe portare ad una deformazione del pezzo con un aumento della percentuale della fase amorfa dei polimeri cristallini.Categoria: notizie - tecnica - plastica - stampaggio rotazionale
SCOPRI DI PIU'Vediamo come, nella più iconica delle competizioni d'auto, la 24 Ore di Le Mans, si useranno solo biocarburantidi Marco ArezioLa gara automobilistica che si svolge ogni anno, nel mese di Giugno, presso il circuito di Le Mans in Francia è nata nel 1923 e, non c’è dubbio, ha fatto la storia delle competizioni sportive delle auto. Attraverso le competizioni, l’industria automobilistica si metteva in luce verso i propri clienti, utilizzando le corse come veicolo pubblicitario per i propri modelli di serie. Ricordiamo nomi eccellenti dell’industria dell’auto come la Ferrari, l’Alfa Romeo, la Bugatti, la Ford, la Bentley, la Jaguar, la Mercedes e molte altre marche, e più recenti, che hanno calcato il prestigioso circuito. Alcuni piloti sono diventati oramai leggenda, come Tazio Nuvolari, Luigi Chinetti, Phil Hill, Olivier Gendebien, Ludovico Scarfiotti, Lorenzo Bandini, Bruce McLaren, Chris Amon, Jacky Ickx, Henri Pescarolo, Gérard Larrousse, Jean-Pierre Jaussaud, Didier Pironi, Michele Alboreto, Stefan Johansson, Tom Kristensen e molti altri che si sono sfidati a velocità folli per far vincere il proprio team. La gara ha visto anche delle enormi tragedie, come l’incidente avvenuto nel 1955 quando una Mercedes, volò letteralmente oltre la pista, atterrando tra la folla che seguiva la gara. Ci furono 83 morti e 120 feriti. Ma la competizione di Le Mans è sempre stata vista come la battaglia tecnologica tra le case costruttrici che, attraverso le gare, volevano sottolineare la capacità industriale e la maestria nel produrre modelli vincenti, veloci e carismatici. I clienti di auto si identificavano, come nel calcio, con il proprio marchio preferito, supportandone le gesta e, i fortunati che potevano permettersi macchine così prestigiose, ne facevano uno status symbol. L’intreccio tra industria e sport è durato per molto tempo, nonostante da un po' di anni le case automobilistiche sono viste come produttori di mezzi inquinanti e, quindi, si è allentato quel forte sodalizio passionale che c’era prima con le auto. In realtà oggi si vuole cercare di conservare quella passione per il motore endotermico, che ha sempre affascinato il pubblico, cerando carburanti che siano pienamente rispettosi dell’ambiente e non di derivazione petrolifera. Infatti, secondo le informazioni di Total, si è realizzato un biocarburante composto da residui delle lavorazioni agricole, come le vinacce e le fecce, chiamato Excellium Racing 100, che è stato approvato dalla FIA come carburante adatto alle competizioni. Soddisfa inoltre le direttive delle case automobilistiche per quanto riguarda i motori, dei piloti per la guidabilità e dell’ente europeo sulle energie rinnovabili (RED). Tutte le 60 auto che correranno la gara di Le Mans nel 2022 saranno rifornite questo carburante ecologico, dimostrazione che passione e ambiente sono conciliabili, se si vuole.
SCOPRI DI PIU'di Marco ArezioChe fine faranno i treni a vapore tenuti in funzione da appassionati, su linee secondarie che attirano ogni anno milioni di turisti?E’ una domanda alla quale facciamo fatica a dare una risposta, in quanto la crisi energetica innescata dalla guerra tra l’Ucraina e la Russia e il successivo embargo da parte dell’Unione Europea al carbone Russo, ha messo in seria difficoltà la circolazione dei treni a vapore. La progressiva chiusura negli anni delle miniere Europee di carbone, dettata dalla necessità di ridurre l’impatto climatico di questa fonte fossile, ha creato una dipendenza verso quei paesi che continuano a produrlo come la Russia. Oggi le ferrovie storiche hanno delle scorte di carbone molto basse e la difficoltà di reperire la nuova materia prima, in altri paesi, è dettata sia dalla carente disponibilità sul mercato, a causa sia della forte domanda internazionale di energia, sia perché la qualità del carbone che serve per far circolare i treni deve essere tale da poter sviluppare un potere calorifico specifico. Non pensiamo che le linee ferroviarie storiche siano poca cosa nell’economia del turismo, in quanto solo in Gran Bretagna esistono circa 150 compagnie storiche che fanno viaggiare i loro treni per circa 900 Km., contribuendo all’industria del turismo e al mantenimento di molti posti di lavoro. Per venire incontro alla carenza di carbone e per salvare le ferrovie storiche si stanno provando combustibili alternativi che hanno un impatto ambientale ridotto. Questi nuovi combustibili sono stati sviluppati da miscele di antracite, polvere di carbone e melassa, quest'ultima funge da legante, creando così i presupposti per eseguire dei tests di combustione e di trazione. I risultati iniziali sono stati incoraggianti, sebbene siano ancora necessari tests per valutare l'impatto di tali combustibili sulle parti vulnerabili delle locomotive, come i focolari e i tubi delle caldaie. Foto: WP.F.
SCOPRI DI PIU'A che punto è la ricerca e lo sfruttamento energetico e quali sono le potenzialità dell’energia rinnovabile? Solare, eolico, idroelettrico.Da qualche anno ci siamo accorti, in modo definitivo, che l’energia per muoverci, illuminare le nostre case, far funzionare gli impianti industriali e sostenere la rete informatica che regola la nostra vita, può non dipendere totalmente dal petrolio. Il tempo che abbiamo perso, in tutti i campi, per creare uno stile di vita circolare, si è ripercosso sul problema dei rifiuti, sull’inquinamento dell’aria e delle acque, sullo sfruttamento intensivo delle risorse delle terra che siano nelle sue viscere che sulla sua superficie. Oggi abbiamo la consapevolezza di dover trovare delle alternative al petrolio, anche se la politica vive, spesso, di inerzia decisionale e di pressioni lobbistiche quando si affronta questo argomento. Dal punto di vista scientifico si sono fatti passi avanti nelle tecnologie di creazione, immagazzinamento e distribuzione dell’energia elettrica proveniente dai settori eolici, solare e idroelettrico. Ma serve sicuramente più energia a disposizione e a costi bassi, se vogliamo arrivare a sostituire completamente le fonti fossili che hanno una scadenza temporale di disponibilità. Anche l’oceano (o il mare) rientra in questa possibile fonte energetica di cui si sa poco e il cui sfruttamento è, per ora, molto marginale, ma che da ottime speranze di riuscire a catturare l’enorme quantità di energia che i moti ondosi, le correnti, le differenze del gradiente salino e le temperature delle acque generano. Gli scienziati hanno calcolato che sarebbe possibile ricavare dagli oceani un valore energetico pari a 2 Terawatt, che corrisponde a circa il consumo totale di energia che produce il pianeta. Ma come si genera l’energia e come è possibile utilizzarla? Dobbiamo considerare, per esempio, che le onde sono la più grande fonte di energia rinnovabile disponibile, con una densità energetica elevata, superiore a quella del sole e del vento. Inoltre, il moto che genera energia non è saltuario ma regolare e prevedibile, con un’estensione geografica diffusa. Esistono, allo stato attuale, degli studi fatti dall’università di Torino negli anni passati che hanno portato alla costruzione di apparecchiature sperimentali, in collaborazione con l’ENI, che consistono in due giroscopi che convertono il moto ondoso in energia elettrica. Su questi apparecchi è possibile istallare anche dei pannelli fotovoltaici creando un sistema ibrido inerziale. La caratteristica di queste macchine, chiamate Iswec, è quella di adattarsi alla direzione delle correnti e delle onde, per sfruttare al massimo l’energia che esse producono. In termini di potenza nominale, sono macchine che sono state progettate per creare circa 50 Kw di energia in presenza di un’onda di almeno 1,5 metri. Tra i tanti effetti negativi che il riscaldamento globale sta imprimendo al nostro pianeta, uno può essere considerato positivo. Si è scoperto che l’aumento delle temperature in atmosfera incrementerà l’energia delle onde. Secondo uno studio di Nature Communications, pubblicato il 14 Gennaio 2019, l’altezza delle onde dal 1948 ad oggi ha avuto in incremento dello 0,4%. Iswec, non è l’unico esperimento che l’uomo ha fatto nel tentativo di sfruttare l’energia prodotta dal mare, infatti i primi studi risalgono al secolo scorso ma sono naufragati a causa della difficoltà ad operare nell’ambiente marino, delle tecnologie non all’altezza e dei costi allora proibitivi. Nel corso della crisi energetica tra il 1973 e il 1974, questi studi sono stati ripresi con lo scopo di trovare soluzioni tecniche ed economiche compatibili con i costi delle fonti energetiche fossili. Si dovrà però aspettare fino al 2000, quando entrò in funzione il primo impianto, collegato ad una rete di utenze, che generava 500 Kw ma poi venne smantellata nel 2012. Così anche l’impianto portoghese, nel nord del paese, entrato in funzione nel 2008, che aveva una capacità di 2,25 Megawatt, durò soli pochi mesi a causa di numerosi problemi tecnici e forse anche economici. Un altro interessante esperimento di generazione energetica in mare è stato effettuato nel 1996 alle Hawaii, costruendo una centrale che frutta la differenza di temperatura tra le acque di superficie e quelle profonde, che può arrivare anche a 25 gradi. Dopo anni di studi e tentativi, sembra che entro il 2050 si potrebbero installare nel mondo impianti che sarebbero in grado di generare energia elettrica pari a 350 Terawatt/ora dalle maree e dalle onde. L’idea sarebbe quella di posizionare le centrali energetiche al largo, dove le onde sono massime, considerando che la superficie degli oceani è pari al 71% di quella terrestre, quindi si potranno avere fonti energetiche diffuse in tutti i continenti senza limitazione di spazio.Vedi maggiori informazioni
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