Da Amsterdam a Melbourne, la ricerca punta a migliorare prestazioni, efficienza energetica e sostenibilità
Utilizzare l’intelligenza artificiale per progettare materiali di nuova generazione, in grado di resistere agli eventi estremi ma anche di svolgere funzionalità inedite. È questa la sfida a cui lavorano numerosi gruppi di ricerca a livello mondiale e che sta già sortendo risultati interessanti.
Nell’ambito del progetto Achief, che sta per “Innovative high performance alloys and coatings for highly efficient intensive energy processes”, finanziato dall’Unione europea, sono stati progettati nuovi materiali e rivestimenti protettivi ideali per le necessità delle industrie ad alta intensità energetica.
Obiettivo del progetto è migliorare l’efficienza energetica del 20%, ridurre le emissioni di Co2 del 20% e prolungare la durata di vita delle apparecchiature di almeno il 20 per cento.
In dettaglio, attraverso una piattaforma di intelligenza artificiale creata ad hoc, sono stati sviluppati quattro tipi di materiali, tra cui rivestimenti ceramici derivati da polimeri che presentano maggiore resistenza alla corrosione ad alta temperatura nonché all’erosione, e acciai al cromo con una resistenza superiore del 15 % alla corrosione derivante da elevate temperature. E sono stati anche prodotti alcuni rivestimenti ad alte prestazioni utilizzando nanocompositi composti da leghe ad alta entropia. «Per raggiungere gli obiettivi sono stati fondamentali non solo strumenti di progettazione dei materiali assistiti dall’intelligenza artificiale, ma anche sensori avanzati di temperatura e corrosione», spiega Raquel Aleman, membro del team Achief, evidenziando che i risultati degli esperimenti di laboratorio sono promettenti. Il passo successivo sarà definire il processo industriale per consentire la produzione e l’applicazione dei nuovi materiali e rivestimenti su scala più ampia e su superfici più grandi. «L’approccio di Achief per migliorare i processi di progettazione dei materiali, renderli più resistenti e aggiungere sistemi di monitoraggio in tempo reale rappresenta un balzo in avanti significativo nella scienza e nell’ingegneria dei materiali», aggiunge Aleman.
“AI for Sustainable molecules and materials” è il nome del progetto portato avanti da un team della facoltà di Scienze dell’Università di Amsterdam. Si punta ad utilizzare algoritmi di intelligenza artificiale e di deep learning per migliorare molecole e materiali esistenti, ma soprattutto per crearne di nuovi che siano sostenibili-by-design da utilizzare in vari settori industriali nonché in agricoltura e edilizia. Fra i progetti a cui si lavora ce n’è uno dedicato ai cosiddetti metamateriali progettati dall’intelligenza artificiale per l’acciaio sostenibile, per progettare componenti che soddisfano criteri specifici, come la resistenza alla deformazione e l’assorbimento di energia, minimizzando al contempo la produzione di Co2.
Un altro progetto riguarda gli idrati di sale per l’accumulo di energia termica, materiali che hanno densità energetiche molto elevate e sono quindi candidati promettenti per ridurre i costi energetici e la domanda di picco di potenza.
I ricercatori del Laboratorio di ingegneria civile per l’automazione e la sostenibilità nelle costruzioni e le infrastrutture intelligenti della Monash University di Melbourne, in Australia, hanno avviato una sperimentazione, che fa leva sull’addestramento di algoritmi di deep learning per analizzare immagini di rifiuti provenienti dai cantieri edili e riconoscere una vasta gamma di materiali e particelle. Il tutto allo scopo di automatizzare il processo di raccolta e riciclo dei rifiuti edili.
In copertina: Frame of ©ACHIEF video, Youtube
