Ingegnere energetico

L’ingegneria energetica è un ramo dell’ingegneria che applica principi di fisica, chimica, scienza dei materiali e di altre discipline collegate alla progettazione di sistemi e soluzioni per l’uso razionale dell’energia, sia da fonti rinnovabili che non.

L’Ingegnere Energetico è coloui che dovrà padroneggiare tutti questi aspetti, applicandoli nel concreto.

L’ingegnere energetico opera in ambiti nei quali sia necessario produrre, convertire o gestire flussi di energia.

Più nello specifico il suo lavoro potrà riguardare:

  • progettazione, collaudo e manutenzione di impianti energetici quali:
  • impianti per la produzione, distribuzione e utilizzo dell’energia;
  • impianti di riscaldamento e condizionamento in ambito civile e industriale;
  • l’impiego in industrie di produzione di componenti e impianti per i settori termoelettrico, idroelettrico, motoristico, petrolifero e del gas naturale o, ad esempio, delle fonti rinnovabili;
  • La gestione dell’energia in industrie, in aziende o enti pubblici;
  • Lo sviluppo di nuove tecnologie o processi avanzati nell’ambito di competenza

Il settore della gestione energetica, quello delle energie rinnovabili e tutti gli altri ambiti in cui un ingegnere energetico può trovare impiego, sono dei settori in costante sviluppo e aggiornamento.

Infatti, il compito di questo professionista è proprio riuscire a stare al passo e, talvolta, anticipare l’evoluzione continua che l’ingegneria sta subendo nei campi precedentemente anticipati.

L’adattamento a questi continui cambiamenti imporrà al ricoprente il ruolo di imparare a padroneggiare alcune soft e hard skills, che possiamo raccogliere in un unico paniere, indipendentemente dall’impiego specifico che questi avrà. Le principali competenze trasversali riguarderanno dunque:

  • La capacità di risolvere un problema, quindi di problem solving;
  • Le capacità di gestione efficace del tempo, quindi time management;
  • La capacità di lavoro in gruppo, quindi team working;
  • La capacità di adattarsi facilmente a nuovi ambienti e nuove task;

Un’ interessante innovazione in termini di efficienza energetica sono le batterie al grafene, la cui incredibile ideazione è stata resa nota da uno studio dell’Università della Florida Centrale, in cui si è descritto l’incredibile passo in avanti che queste porterebbero nel nostro quotidiano, in paricolare nell’oggetto che tutti noi utilizziamo: lo smartphone.

Batterie e grafene

Tramite questa nuova tecnologia si è riusciti a creare una batteria che permetterebbe ai nostri smartphone di raggiungere un’autonomia di carica di 1 settimana . Questa porterà così ad una ricarica meno frequente, che comunque non ridurrebbe in alcun modo la vita del dispositivo (si riporta di una resistenza della batteria alla ricarica anche dopo 30000 cicli, eludendo quindi l’ “effetto memoria”, cioè la riduzione della longevità della carica di una batteria ricaricabile, a causa della scarica incompleta negli usi precedenti).

L’incredibile potenziale di queste batterie (o ultracondensatori), non riguarda solo l’ambito della telefonia, ma anche l’ambito dell’automotive. Infatti, sono in produzione prototipi di batterie con autonomia anche di 1000 km con una capacità di ricarica che permette di passare dallo 0 all’80% in meno di dieci minuti.

Ulteriori sviluppi stanno avvenendo nell’ambito della produzione e stoccaggio dell’energia (permettendo un’immagazzinamento efficace in presenza di sole o vento, rispettivamente per l’energia solare e eolica, rilasciando poi energia, quando serve, anche quando queste risorse non sono disponibili) e in ambito medico potrebbero allungare la vita di dispositivi sanitari che prevedono il funzionamento attraverso batterie o in ambito “space” con l’allungamento della vita dei satelliti.

Cos’è il grafene?

Si tratta di un componente superconduttore elettrico formato da uno strato di atomi di carbonio legati in un pattern a esagono che è un milione di volte più sottile della carta e fino a 200 volte più resistente dell’acciaio. Il grafene, dunque, si può sintetizzare in due aggettivi: flessibile e duraturo.

Come funzionano?

Nell’ultracondensatore al grafene, questo funge da elettrodo. Quando viene applicata una tensione, le cariche elettriche si accumulano sulle superfici del grafene, creando un campo elettrico. Quest’ultimo può poi essere rapidamente rilasciato, permettendo al supercondensatore di scaricare l’energia molto più velocemente delle tradizionali batterie al litio.

Il suo doppio strato elettrico gli consente di accumulare una grande quantità di energia senza necessità di reazioni chimiche. Questo processo è completamente reversibile, il che significa che i supercondensatori possono essere caricati e scaricati ripetutamente milioni di volte senza subire danni o perdite di efficienza.

Le armature sono

  • rivestite da una sostanza porosa (come il carbone attivo in polvere) ed offrono un’area di superficie molto più ampia rispetto ad un normale condensatore, permettendo così di immagazzinare una maggiore quantità di carica.
  • immerse in un elettrolita e separate da un sottile isolante e quando vengono caricate, una carica opposta si forma su entrambi i lati dell’isolante, creando un doppio strato elettrico.

Impatto ambientale

L’importanza di un possibile sviluppo futuro di questa nuova, ma ancora acerba, realtà riguarda anche il sempre più sensibile tema dell’impatto sull’ambiente. L’incredibile capacità di immagazzinare energia, permette a queste batterie di essere, a parità di efficienza, più piccole delle batterie ora largamente diffuse (quindi quelle agli ioni di litio), permettendo così un minore utilizzo delle terre rare, compreso il cobalto, uno dei materiali che creano più criticità in termini di impatto ambientale. Come tutte le nuove tecnologie, i costi di produzione rimangono per il momento poco accessibili a piccole-medie realtà, sfiorando spesso una spesa del 6000% in più delle precedenti tecnologie.

BIBLIOGRAFIA:
https://www.pedago.it/blog/ingegneria-energetica.htm

https://it.wikipedia.org/wiki/Ingegneria_energetica

http://www.energetica.uniroma2.it/files/orientamento/brochure_ingegneria_energetica_2023.pdf

https://www.salesline.it/wp-content/uploads/Ebook-I-lavori-nellEnergy.pdf

https://www.primelettronica.com/batteria-al-grafene-lunga-durata-smartphone-auto-elettriche/#:~:text=Le%20batterie%20al%20grafene%20sfruttano,la%20vita%20di%20una%20batteria.

https://www.circularmobility.it/blog/dettaglio/batterie-al-grafene-una-soluzione-sostenibile-per-lo-sviluppo-della-mobilita-elettrica

FOTO:
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