Cucinare, anche quando c'è vento

L'estate è anche tempo di campeggio. ? un momento meraviglioso per rinunciare ai soliti lussi e preparare invece una semplice cena su un fornello a gas da campeggio. Se solo non fosse per il vento, che soffia così forte da spegnere continuamente la fiamma del fornello a gas.

Un dottorando dell'ETH e gli studenti del Design and Technology Lab dell'ETH di Zurigo e della Scuola universitaria di Zurigo (ZHdK) hanno sviluppato un nuovo tipo di fornello in grado di resistere anche a forti venti: Un recipiente di cottura a forma di gugelhup racchiude un bruciatore a gas e lo protegge dal vento.

Prova pratica al vertice

Altre caratteristiche speciali del design rendono il fornello estremamente efficiente dal punto di vista energetico: la parete del bruciatore a gas è ondulata, simile a una pressa per agrumi. "Questo aumenta la superficie di contatto tra la fiamma e la pentola", spiega Julian Ferchow, responsabile del progetto e dottorando del gruppo del professor Mirko Meboldt dell'ETH. "Grazie a questo e al fatto che la parete è molto sottile, il trasferimento di calore al contenuto del recipiente è ottimale", aggiunge l'ETH Patrick Beutler, che ha scritto la sua tesi di laurea sul progetto.

Anche all'interno del bruciatore c'è molta esperienza ingegneristica: gli ugelli del gas sono i cosiddetti ugelli Venturi. "La loro geometria crea una pressione negativa localizzata. Questo aumenta il flusso d'aria, migliorando la qualità della fiamma e aumentando ulteriormente l'efficienza", spiega Ferchow.

I ricercatori hanno realizzato un prototipo della pentola in collaborazione con Inspire, l'organizzazione di interfaccia tra il Fare ETH di Zurigo e l'industria meccanica e metallurgica svizzera. Hanno chiamato il fornello "Peakboil". In linea con il nome, hanno testato il prototipo durante un'escursione sciistica sulla cima del S?ntis in primavera. "C'era molto vento e avevamo grossi problemi a far funzionare un fornello tradizionale. Con il nostro prototipo siamo riusciti a riscaldare l'acqua senza problemi", dice Ferchow.

Strato per strato

Il design speciale di Peakboil è stato possibile solo grazie alla produzione additiva. Utilizzando la fusione laser selettiva, Ferchow e i suoi colleghi hanno prodotto il fornello a gas strato per strato in acciaio inossidabile. Con questa tecnica, uno strato di polvere metallica fine viene applicato a una piastra di base. Questo viene fuso selettivamente con precisione millimetrica grazie a un raggio laser controllato da un computer. Quando il metallo fuso si solidifica, si lega alla piastra di base. Lo strato successivo di polvere metallica viene quindi applicato e fuso localmente. In questo modo si creano oggetti complessi dal basso verso l'alto in strati di un trentesimo di millimetro ciascuno.

"Questa tecnologia ci offre una grande libertà di progettazione che i processi di produzione convenzionali non offrono", spiega Ferchow. "Con la fusione del metallo, ad esempio, non sarebbe mai possibile produrre canali così sottili come quelli che abbiamo all'interno del nostro bruciatore a gas".

Il processo di fusione laser selettiva è stato originariamente sviluppato per la produzione di prototipi (prototipazione rapida). "Tuttavia, il processo è ora maturato a tal punto da poter essere utilizzato anche per la fabbricazione di prodotti in serie", afferma Ferchow.

Premiato con il design award

Peakboil è stata recentemente premiata da una giuria internazionale di esperti di design e ingegneri nell'ambito del "3D Pioneers Challenge" nella categoria Design. Secondo gli organizzatori, questo concorso, organizzato dal Ministero dell'Economia, della Scienza e della Società Digitale della Turingia, è uno dei premi più ricchi nel campo dell'innovazione della stampa 3D.

"La giuria ha premiato la nostra idea di un bruciatore a uso rispettoso delle risorse, anche in considerazione del fatto che l'applicazione all'aperto che abbiamo realizzato può servire da esempio per le applicazioni industriali della fabbricazione additiva, dove esiste un grande potenziale", afferma Ferchow. "Peakboil è un oggetto dimostrativo con il quale possiamo mostrare alle aziende cosa è possibile fare con la tecnologia di produzione additiva e a cosa bisogna prestare particolare attenzione nella costruzione".

Per il momento, tuttavia, Ferchow e i suoi colleghi vogliono rimanere fedeli al loro fornello a gas e migliorarlo nel Design and Technology Lab, dove utilizzeranno il premio in denaro. "Potrei immaginare di aumentare ulteriormente l'efficienza del bruciatore ottimizzando i flussi di gas e aria. Speriamo anche di trovare partner industriali che collaborino con noi per sviluppare ulteriormente il prodotto", dice Ferchow.