DIMINUIRE IL TEMPO DI EBOLLIZIONE DELL’ACQUA E RISPARMIARE ENERGIA: LA RICERCA DEL MIT DI BOSTON
Ricercatori del Massachusetts Institute of Technology hanno scoperto un nuovo materiale in grado di far bollire l’acqua nel minor tempo possibile
Come sappiamo, il processo chimico-fisico di ebollizione dell’acqua avviene quando questa raggiunge la temperatura di 100°C, passando dallo stato liquido a quello gassoso, e si manifesta attraverso la formazione di bolle e vapore.
Questa trasformazione avviene quotidianamente nelle nostre case – ad esempio quando facciamo bollire l’acqua nella pentola prima di cuocere la pasta – ma anche nei processi industriali. È pratica frequente nella sanità e nella produzione alimentare, nel campo dell’elettronica e in impianti chimici o di generazione elettrica.
Finora, però, nessuno aveva scoperto una modalità per velocizzare questo processo, ottenendo anche un minore consumo di energia.
Velocizzare il processo di ebollizione, per risparmiare tempo e energia
Alcuni studiosi del MIT, coordinati da Youngsup Song, hanno cercato di trovare una soluzione scientifica, sviluppando un progetto in laboratorio per velocizzare il processo di ebollizione dell’acqua, con l’obiettivo di applicare un domani questa scoperta in ambito sia domestico che industriale, in tutti i contesti in cui sarebbe opportuno creare le condizioni per un effettivo risparmio energetico.
La soluzione? Un nuovo materiale
La ricerca, pubblicata sulla rivista accademica Advanced Materials, dimostra in che modo è possibile far sì che ciò accada: attraverso l’impiego di un nuovo materiale sul quale le bolle d’acqua rimangono separate e ferme in determinati punti, anziché diffondersi su tutta la superficie.
In questo modo, si impedisce la fusione e la formazione di una pellicola di vapore che rallenta il processo di ebollizione, in quanto introduce una resistenza che rende più difficile il trasferimento del calore tra la superficie calda e l’acqua.
In particolare, gli scienziati hanno creato sulla superficie una serie di micro-
cavità distanti 2 millimetri l’una dall’altra – che mantengono ferme le bolle – ricoperte a loro volta da nanostrutture che favoriscono l’ebollizione.
Così facendo, si ottiene l’ebollizione massima in un tempo minimo, riducendo i tempi ma soprattutto il consumo energetico.
Massimizzare la resa del coefficiente di scambio termico
Uno dei risultati chiave di questo studio, inoltre, è dato dal fatto che per la prima volta i ricercatori sono riusciti a massimizzare la resa di due parametri coinvolti nel processo di ebollizione, evitando che il miglioramento di uno di questi danneggi l’altro.
Stiamo parlando del coefficiente di scambio termico (Heat Transfer Coefficient, HTC) e del flusso di calore critico (Critical Heat Flux, CHF), il cui valore si abbassa quando si crea uno strato di vapore tra la superficie e l’acqua.
Un materiale, un metodo, tante applicazioni
Per ora il progetto risulta essere relegato al laboratorio del MIT e non è applicabile a livello industriale, ma in ogni caso rappresenta un’ottima base di partenza su cui lavorare.
«Questa stessa metodologia su diverse scale di grandezza potrebbe essere utilizzata per diversi fluidi, adattando le dimensioni in base alle proprietà dei liquidi», ha commentato il coordinatore della ricerca Youngsup Song, aprendo la strada a possibili applicazioni future della medesima tecnologia.
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