I Sun Devils stimolano l'innovazione nella costruzione della sostenibilità

Ogni anno, Schneider Electric, una società di soluzioni energetiche e automazione digitale, ospita un concorso studentesco per promuovere nuove idee in materia di sostenibilità chiamato Schneider Go Green. Nel 2023, il concorso ha incaricato i candidati di concettualizzare un’idea che avrebbe rivoluzionato la circolarità e l’efficienza energetica degli edifici.

Hussain Bhavnagarwala, uno studente che sta conseguendo il master in ingegneria meccanica presso la School for Engineering of Matter, Transport and Energy, parte delle Ira A. Fulton Schools of Engineering presso l'Arizona State University, ha sentito parlare della concorrenza dal professore di ingegneria meccanica e aerospaziale Patrick Phelan mentre era iscritto a un corso sulle proprietà di trasferimento del calore dei materiali. Gli studi di Bhavnagarwala lo hanno ispirato a sviluppare un'idea sul trasferimento di calore per migliorare la sostenibilità dei materiali da costruzione. Sun Devil Sparks mira ad aumentare l'efficienza energetica degli edifici concettualizzando un pannello a parete che assorbirà il calore durante il giorno e lo rilascerà di notte, raffreddando gli spazi interni con un minor consumo di energia. Grafica di Hayley Hilborn ed Erika Gronek, ASU/Midjourney Scarica l'immagine completa

"Il trasferimento di calore è uno dei miei argomenti preferiti", ha detto Bhavnagarwala. "Mio padre, essendo lui stesso un ingegnere del riscaldamento, della ventilazione e del condizionamento dell'aria, lavora molto in questo settore e tendo a discutere molto con lui sugli edifici "verdi". L'efficienza energetica è strettamente correlata al trasferimento di calore, quindi questo mi ha motivato ad affrontare questa competizione con vivo interesse."

Quando ha cercato di iscriversi alla competizione online, Bhavnagarwala ha scoperto che una squadra ASU, i Sun Devil Sparks, era già registrata. Il team era stato creato da Deanna Chaney, una studentessa universitaria dell'ASU Online con sede nel Tennessee. Chaney sta conseguendo la laurea in sostenibilità con particolare attenzione all'energia, ai materiali e alla tecnologia presso la School of Sustainability, parte del College of Global Futures.

Chaney ha deciso di iscriversi al concorso poiché la sfida di quest'anno si concentra sull'innovazione di soluzioni energetiche sostenibili per gli spazi urbani, che secondo lei è proprio il suo "vicolo accademico".

Bhavnagarwala si è unito alla squadra sul sito web della competizione. I due successivamente reclutarono due compagni di squadra: Tosin Clement, uno studente laureato che studia analisi aziendale presso l'Università di Louisville, e Sai Saketh Narabathula, uno studente dell'ASU che conseguiva un master in ingegneria meccanica.

La prima fase del concorso prevedeva che i team presentassero una presentazione di 10 diapositive in cui concettualizzassero la loro idea.

Pensando a come migliorare la sostenibilità degli edifici, il team ha iniziato identificando uno dei maggiori consumatori di energia in casa: i condizionatori d'aria. Durante il giorno i condizionatori consumano grandi quantità di energia per rinfrescare gli edifici, ma questa funzione è meno necessaria di notte quando le temperature si abbassano.

Tuttavia, nella maggior parte degli edifici, l’isolamento trattiene il calore anche dopo il tramonto, rendendo gli interni caldi e rendendo necessario un controllo climatico continuo. Gli studenti hanno lavorato per ridurre questo consumo energetico evitabile sviluppando un pannello a parete che funziona sia come conduttore di calore che come isolante. Il pannello funzionerà come isolante durante il giorno e, premendo un interruttore, diventerà un conduttore di notte per espellere il calore trattenuto all’esterno dell’edificio.

Questo tipo di materiale, una sostanza che assorbe e rilascia energia termica quando cambia fase, viene definito materiale a cambiamento di fase o PCM. I PCM sono già oggetto di ricerca per diverse applicazioni come l'uso nelle batterie delle automobili per mantenere la temperatura operativa ideale.

L'idea e la presentazione del team hanno fatto guadagnare loro un posto nelle finali nordamericane del concorso, dove si recheranno alla sede nordamericana di Schneider Electric nel Tennessee per presentare la loro idea ai giudici.