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Tag: Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

  • L'Empa sta ricercando un calcestruzzo rispettoso del clima

    L'Empa sta ricercando un calcestruzzo rispettoso del clima

    La Fondazione nazionale svizzera per la scienza ( FNS ) finanzia un progetto quinquennale dei Laboratori federali svizzeri per le prove e la ricerca sui materiali ( Empa ) per la ricerca del legame della CO2 nel cemento. Nell’ambito della sovvenzione avanzata SNSF, gli scienziati che lavorano con la responsabile del progetto Barbara Lothenbach riceveranno 2,2 milioni di franchi per il loro progetto di ricerca, secondo un comunicato stampa .

    La sovvenzione sostituisce i fondi del Consiglio europeo della ricerca della Commissione europea , a cui attualmente i ricercatori svizzeri non hanno accesso.

    Con l’aiuto del finanziamento, gli esperti dell’Empa condurranno la ricerca di base nel campo del legame della CO2 nel cemento insieme ai partner dell’Università finlandese di Oulu.

    Lo sfondo del progetto chiamato Low Carbon Magnesium-Based Binders è che l’industria del cemento rilascia grandi quantità di anidride carbonica. Allo stesso tempo, il calcestruzzo è considerato un faro di speranza per legare la CO2 e quindi come un potenziale riduttore di gas serra dannosi per il clima se è a base di magnesio e non di calce come di solito accade.

    A partire dal 2023, i ricercatori scopriranno quanto sia stabile il calcestruzzo di magnesio a lungo termine, come può essere prodotto al meglio nei cantieri e come la temperatura, il valore del pH e altri fattori influenzano il livello molecolare.

  • Il pavimento in legno è progettato per assorbire il suono

    Il pavimento in legno è progettato per assorbire il suono

    Forschende  der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) arbeiten an einer Weltneuheit in der Schalldämmung von Holzbauten, wie es in einer Mitteilung heisst. Es geht insbesondere darum, den Trittschall zu reduzieren. Dabei greifen die Forschenden auf eine physikalische Theorie aus den 1990er-Jahren zurück.

    Bei der Theorie geht es um sogenannte akustische schwarze Löcher. Dabei sollen parabolische Aussparungen in einem Material Vibrationen wie Schall „schlucken“ können. Allerdings wurde diese Theorie bisher weder im Holzbau noch in der Bauakustik getestet. Stefan Schoenwald, Leiter des Bauakustiklabors der Empa in Dübendorf, hat mit seinem Team nun genau solche Experimente durchgeführt.

    Bei seinen Versuchen hat das Team akustische Spektren bereits am Computer berechnet. Danach hat es getestet, ob das Computermodell der Realität entspricht. Tatsächlich gab es nur Abweichungen von bis zu 5 Prozent, was die Forschenden unter anderem mit der natürlichen Variation des Holzes erklären.

    Die Forschenden wollen nun auch noch ein Verfahren entwickeln, das automatisch die beste Anordnung und Form der akustischen schwarzen Löcher auf beliebigen Bodengrössen und -formen aufzeigen kann. Danach gilt es, Industriepartner zu suchen. Bei den Versuchen hat die Empa bereits mit der Holzbaufirma Strüby AG in Seewen SZ kooperiert.

  • I superblocchi rendono le città più vivibili

    I superblocchi rendono le città più vivibili

    Uno studio dei Laboratori federali svizzeri per le prove e la ricerca sui materiali ( Empa ) ha esaminato quali città hanno il potenziale per essere trasformate utilizzando i superblocchi. Questo mezzo di pianificazione urbana può contrastare l’aumento dell’inquinamento da calore, rumore e aria e la diminuzione degli spazi verdi a causa del cambiamento climatico o della crescita della popolazione. La pianificazione urbana è fondamentale, l’autore dello studio Sven Eggimann è citato in una dichiarazione dell’Empa: “Il design e l’uso dello spazio stradale influenza la qualità della vita dei residenti e ha il potenziale per migliorare significativamente il clima urbano”.

    Il Barcellona è un modello per la formazione dei superblocchi. Lì, idealmente, 3 per 3 blocchi e i loro cortili interni sono combinati in un super blocco. Il traffico di sviluppo è instradato intorno all’esterno, l’interno rimane completamente privo di auto. Al posto di strade e parcheggi verranno create piste ciclabili e percorsi pedonali, aree verdi e zone di ritrovo. Inoltre, possono essere implementate misure di riduzione del calore.

    Secondo Eggimann, il potenziale di questo progetto urbano è così alto perché le strade costituiscono una parte significativa dell’area totale nelle aree urbane di oggi. Nelle città europee, questo è in genere compreso tra il 15 e il 25 percento.

    Eggimann ha calcolato il potenziale di superblocco delle singole città con valori compresi tra l’1 per cento e un terzo delle strade. Città come Città del Messico, Madrid e Tokyo hanno mostrato il maggiore potenziale. Tuttavia, secondo lo studio di Eggimann, le città le cui strade sono disposte in modo meno a griglia rispetto a Barcellona sono adatte anche per i super isolati: “Questo offre l’opportunità di rendere i quartieri urbani più attraenti mettendo al centro le persone e non i veicoli”.

  • IWB si unisce a Sympheny

    IWB si unisce a Sympheny

    IWB prende una quota del 30% in Sympheny . La giovane azienda con sede a Dübendorf ha sviluppato un software in grado di confrontare in pochi secondi possibili soluzioni energetiche per gli edifici. IWB vuole utilizzare le conoscenze acquisite da questo nella propria pianificazione per la conversione rispettosa del clima dell’approvvigionamento energetico.

    “La protezione del clima a prezzi accessibili richiede forniture energetiche ottimizzate”, IWB introduce un post su LinkedIn sull’adesione a Sympheny. Secondo lui, l’azienda per l’energia, l’acqua e le telecomunicazioni del cantone di Basilea Città vuole sostenere lo spin-off dell’Istituto federale di prova e ricerca sui materiali ( Empa ) con il capitale fresco nell’ulteriore sviluppo del proprio software. IWB scrive che non vedono l’ora di lavorare a stretto contatto con i co-fondatori di Sympheny Andrew Bollinger, Matthias Sulzer, Boran Morvaj e Julien Marquant.

    Secondo un rapporto su startupticker.ch, il software della giovane azienda, fondata solo nel 2020, è già stato utilizzato in oltre 20 grandi progetti di pianificazione. I clienti di Sympheny includono “fornitori di energia e appaltatori generali di tutta la Svizzera”, afferma. Il software di pianificazione energetica sviluppato da Sympheny simula il sistema energetico da esaminare con un gemello digitale. Algoritmi e dati geografici standardizzati (dati GIS) possono essere utilizzati per simulare la produzione, lo stoccaggio e il consumo di energia.

  • Empa mostra i vantaggi dei materiali isolanti ad alte prestazioni

    Empa mostra i vantaggi dei materiali isolanti ad alte prestazioni

    I ricercatori dei Laboratori federali svizzeri per le prove e la ricerca sui materiali ( Empa ) hanno studiato quando per i costruttori può essere utile un investimento in materiali isolanti costosi ad alte prestazioni come gli aerogel. Secondo un comunicato stampa , inizialmente sono state confrontate le 25 città più costose in Europa, Nord America e Asia. Il team di ricerca ha scoperto che il guadagno di superficie redditizio grazie agli aerogel più costosi a un prezzo al metro quadrato di oltre 8000 franchi supera i costi aggiuntivi della variante di isolamento più sottile.

    Il motivo addotto è che l’isolamento ad alte prestazioni ottiene lo stesso effetto isolante della lana minerale convenzionale, ma richiede solo da metà a un quarto del materiale utilizzato. Sullo sfondo dell’aumento dei prezzi immobiliari e della fitta edilizia nelle città, i materiali isolanti ad alte prestazioni come gli aerogel potrebbero promuovere la costruzione economica. Perché più sottile è l’involucro esterno di un edificio, maggiore è lo spazio disponibile all’interno.

    I vantaggi economici calcolati utilizzando un’equazione avrebbero potuto essere mostrati nelle 15 città più care, comprese le quattro città svizzere di Zurigo, Ginevra, Lugano e Basilea con i prezzi al metro quadrato più alti d’Europa. L’ammortamento è stato determinato nelle 14 città più care del Nord America e nelle dieci città più care dell’Asia. La conoscenza potrebbe anche supportare i futuri progettisti nel decidere il materiale isolante appropriato.

  • L'intelligenza artificiale analizza le emissioni di CO2 dal traffico

    L'intelligenza artificiale analizza le emissioni di CO2 dal traffico

    Un metodo di analisi sviluppato presso l’Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt ( Empa ) può fornire indicazioni su come il consumo della flotta di veicoli di un paese cambia di anno in anno. Questo nuovo metodo si basa sulla matematica e sulle tecniche di deep learning. Secondo una comunicazione , è in grado di mostrare da dove politici e acquirenti di auto potrebbero iniziare a ridurre le emissioni di CO2.

    Analizzare questo aspetto è diventato sempre più difficile negli ultimi anni. Perché i veicoli non possono più essere suddivisi in segmenti classici come le classi piccole, medie e di lusso a causa delle innovazioni tecniche. Inoltre, i nuovi veicoli stanno diventando sempre più grandi e pesanti. Inoltre, le cilindrate diminuirebbero, mentre l’efficienza dei motori migliorerebbe sempre di più.

    Ecco perché il dipartimento Empa Vehicle Drive Systems descrive la sua tecnologia di analisi come un “importante passo avanti”: consente di “valutare separatamente le emissioni di CO2 e di effettuare un’accurata classificazione automatica dei veicoli analizzando grandi database”, spiega il ricercatore Naghmeh Niroomand. “Questo rende più facile analizzare i cambiamenti nella flotta in un paese o in una grande azienda.” Grazie a questo nuovo metodo, i “fattori soggettivi ed esperti” verrebbero eliminati e le banche dati di tutto il mondo potrebbero essere confrontate.

    Per la Svizzera, il team è stato in grado di calcolare le emissioni medie di CO2 delle auto di nuova immatricolazione. Se sulle strade svizzere circolassero veicoli meno pesanti come i SUV, questo sarebbe il modo più efficace per promuovere la decarbonizzazione, afferma Niroomand. Sarebbe anche utile acquistare veicoli con prestazioni inferiori nella stessa classe di veicoli.

  • L'Empa raggiunge il record per le celle solari flessibili

    L'Empa raggiunge il record per le celle solari flessibili

    Il team Empa del Laboratorio per Film Sottili e Fotovoltaico , guidato da Ayodhya N. Tiwari, ha stabilito il suo settimo record per l’efficienza delle celle solari flessibili CIGS (Copper Indium Gallium Diselenide). Dopo un’efficienza record del 12,8 percento nel 1999, ora ha raggiunto il 21,38 percento, secondo un comunicato stampa. Questo nuovo record è stato confermato dal Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems di Friburgo, in Germania.

    Il valore ora misurato è già vicino alla migliore efficienza delle celle solari convenzionali e non flessibili in silicio cristallino del 26,7 percento. Le celle solari flessibili ad alta efficienza sono particolarmente adatte per l’uso su tetti e facciate di edifici, per serre, veicoli da trasporto, aerei ed elettronica portatile. Insieme alla società Flisom , con sede a Niederhasli ZH, spin-off dell’Empa e del Politecnico federale di Zurigo ( ETH ), i ricercatori stanno sviluppando la produzione roll-to-roll di moduli solari leggeri e flessibili per tali applicazioni.

    Queste celle solari sono prodotte su un film polimerico utilizzando un metodo di evaporazione a bassa temperatura. Il materiale semiconduttore che assorbe la luce si trova sulla parte superiore come un film sottilissimo. Il ricercatore dell’Empa Shiro Nishiwaki ha ottimizzato la loro composizione. In questo modo è stato in grado di aumentare ulteriormente l’efficienza. Secondo le misurazioni del team, l’aumento della potenza fotovoltaica è rimasto stabile anche dopo diversi mesi.

    Il team di Tiwari lavora a stretto contatto con il Kovalenko Lab for Functional Inorganic Materials presso l’ETH di Zurigo. Il lavoro di ricerca e sviluppo è stato sostenuto dall’Ufficio federale dell’energia .

  • I ricercatori Empa sviluppano barre a risparmio energetico per finestre

    I ricercatori Empa sviluppano barre a risparmio energetico per finestre

    I ricercatori dell’Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt ( Empa ) hanno sviluppato un nuovo tipo di isolamento termico per le finestre. Secondo un comunicato stampa , la striscia isolante è una sorta di sandwich con un ripieno ecologico. All’interno c’è una schiuma ottenuta da bottiglie in PET riciclate con microscopiche bolle d’aria. Questa cosiddetta barra riempita a risparmio energetico per finestre ha un valore di isolamento termico molto elevato.

    Il bullone è stato sviluppato da un team Empa guidato da Michel Barbezat e Giovanni Terrasi del dipartimento di ingegneria dei sistemi meccanici insieme agli esperti dell’azienda di costruzioni metalliche Hochuli a Wigoltingen TG. Frank Hochuli ha fondato la consociata hochuli advanced appositamente per il progetto. Hochuli offre il Dämmsteg con il marchio Alpet. Rispetto ai design di alta qualità di oggi, l’isolamento termico, ad esempio in un nuovo edificio per uffici, potrebbe essere migliorato fino a un quinto, si dice Frank Hochuli.

    Il nuovo prodotto è stato testato dai ricercatori Empa per la resistenza all’usura nell’uso a lungo termine e per le proprietà dell’isolamento termico. Un ulteriore test della nuova barra isolante è stato effettuato presso l’istituto di prova ift di Rosenheim, in Baviera. Secondo il comunicato stampa, l’ift è da decenni un punto di riferimento nel settore. Secondo l’annuncio dell’Empa, gli esperti lì hanno anche sottoposto i prototipi a prove di fuoco, prove di frattura e altri carichi, come microcricche invisibili dopo 1000 ore di stoccaggio in olio o acido leggero o dopo forte trazione in direzione trasversale.

    Secondo Frank Hochuli, esistono certificazioni ufficiali per il comportamento al fuoco e la capacità di carico statico. Il certificato di isolamento termico è ancora in attesa.