Proposte o invenzioni ecologiche
Non importa se sei bianco o nero ma QUANDO sei bianco e QUANDO sei nero ,studio di superfici e vernici ad emissione assorbimento controllato "vernici selettive"

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qqcreafis

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Msg:10028

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Inviato il: 7/11/2010,20:14

Finalmente dopo molto tempo ho ottenuto il via al progetto (didattico) "vernici selettive".

La discussione è in pratica il proseguimento della discussione di...( una delle discussioni a cui devo tra l'iscrizione al forum)


Ma la progettazione parte da ciò che si vuole ottenere ovvero una vernice o superfice che ha la proprieta di avere un coefficiente di emissione che dipende in modo controllato dalla lunghezza d'onda (o frequenza)


Anettodo - qualche estate fa entrai in un piccolo internet point, parlando con il gestore circa la temperatura del locale il discorso cadde sul colore dei termosifoni ed io pensando ...adesso lo stupisco... mi precede e azzecca la risposta giusta.. NERO! dice . Io casco dalle nuvole oramai mi ero fatto l'idea di essere "l'unico al mondo" a conoscere queste cose.. e mi stupisco parecchio, poi salta fuori che era un ingeniere che si occupava di energie alternative...-

Ma se ci pensiamo bene il colore può essere bianco perche....

In realtà le vernici selettive possono essere bianche, Bianco Super Freddo

adatte per carrozzerie auto, tettoie, termosifoni....

Oppure nere, Nero Super Caldo

adato per pannelli solari, o comunque sistemi che devono assorbire


oppure se uno ci riesce con uno spettro di assorbimento a piacere




Modificato da qqcreafis - 7/11/2010, 21:43


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dudu loris
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Inviato il: 7/11/2010,22:13

prof. qqcreafis non ho capito una mazza, comunque potresti fare una ricerca su i colori

della natura, ad esempio xchè sono di un determinato colore e non di un altro, quali colori a

parità di grandezza riflettono di + o di - e così via, che ne dici?

 

qqcreafis

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Inviato il: 7/11/2010,23:29

il nostro occhio vede una piccola banda di frequenza dello spettro elettromagnetico,

Il colore che noi vediamo dal punto di vista energetico è una piccola parte dell'energia elettromagnetica che si può scambiare.

Il nostro occhio si comporta come un orecchio in grado di sentire una sola nota della tastiera di un pianoforte, questo "orecchio" non sente le altre note ma non è detto che non ci siano.

Se noi guardiamo una comune lampada ad incandescenza vediamo solo il 2% dell'energia che emette il resto è nell'IR prossimo

Se guardiamo un termosifone lo vediano del colore che la luce esterna ci permette, ma non vediamo che nell'infrarosso termico emette come una lampada da diversi KW



Comunque i concetti sono pochi

Un materiale se assorbe una certa frequenza (dalle onde radio ai raggi gamma)
LA PUO ANCHE RIEMETTERE.
Questa è la chiave di lettura di tutto!

Un Corpo Nero Perfetto (che assorbe tutto) può anche riemettere tutto
(è per questo che funziona male come assorbitore per pannelli, perchè si assorbe , ma anche riemette molto)

Un Corpo Bianco Perfetto (che riflette tutto) non emette nulla!

Quindi se si vuole creare una superficie selettiva per pannelli
occorre una superficie NERA nel visibile (dove deve assorbire) (quindi nera al nostro occhio) ma BIANCA nella banda dell'infrarosso termico (dove ci sono le perdite per irraggiamento)(ma qui il nosto occhio non vede)


Se si vogliono fare vernici per tettoie ,silos, auto,.... che si devono scaldare il meno possibile sotto il sole battente occorre una superficie BIANCA nel visibile (dove NON deve assorbire) (quindi bianca al nostro occhio) ma NERA nella banda dell'infrarosso termico (dove deve emettere per irraggiamento)(ma qui il nosto occhio non vede)
Questo tipo va bene anche per termosifoni, in quanto in genere si vogliono bianchi nel visibile per motivi estetici, ma l'importante che siano neri nel IR termico




Queste vernici bianche superfredde possono portare a notevoli risparmi energetici

comunque bianco o nero di suo non vuole dire nulla occorre specificare in quale banda di frequenza un oggetto riflette (bianco) , assorbe (nero), oppure è trasparente

Le vernici che si vogliono creare sono (in bande differenti)o assorbenti o riflettenti ma i suoi componenti possono essere trasparenti


AD es il trucco di TINOX e del SILICIO è di essere assorbente nel visibile ma di essere TRASPARENTI nel IR termico quindi funzionano bene SOLO se sotto c'è rame lucidato (bianco nel termico), se c'è allumino meno bene




Modificato da qqcreafis - 8/11/2010, 15:22


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qqcreafis

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Inviato il: 8/11/2010,15:37

il caso del Tinox

ForumEA/us/img825/5802/curvaspettrotinox.jpg

tinox su rame lucidato!

il tinox assorbe nel visibile ma è trasparente nel ir termico e quindi l'emissione è quella del rame sottostante, che dato che conduce bene, si comporta come uno specchio in ir termico quindi è perfettamente bianco



Bel trucco no?

Se il sottostrato è di alluminio il trucchetto funziona meno bene e sono obbligati a mettere una strato di rame!





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NonSoloBolleDiA...

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Inviato il: 8/11/2010,20:00

CITAZIONE (qqcreafis @ 7/11/2010, 20:14)
La discussione è in pratica il proseguimento della discussione di...( una delle discussioni a cui devo tra l'iscrizione al forum)

La discussione era questa......non venne molto capita...anche se l'ho sempre trovata una delle più interessanti del forum...vediamo se il fai da te riesce a produrre qualche cosa id interessante.
Un saluto
Bolle



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qqcreafis

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Inviato il: 8/11/2010,22:10

io spero di vincere il concorsino, ma il problema principale è recuperare le informazioni, ad es è tutto il giorno che cerco di trovare lo spettro di trasmissione nell IR del TiO2, ma nulla da fare, nulla di chiaro e solo roba a pagamento...e si che basterebbe un misero grafico

Comunque passiamo all'apparato sperimentale


ForumEA/us/img294/5609/fornellinoe.png

si tratta di una piastrina isolata termicamente di sotto con una resistenza usando un riferimento nero (piastra identica ma nera ideale) si dovrebbe capire la quantità di energia irraggiata nell'infrarosso termico

nel senso che se si regola la portenza affinchè la piastra raggiunga la stessa temperatura del nero di riferimento, la potenza in meno (perchè il max di emissione si ha con il nero perfetto)ci fornisce il valore del coeff. di emissione



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qqcreafis

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Msg:10028

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Inviato il: 9/11/2010,11:55

incredibile!

http://wolf-sec.biz/index.php?option=com_c...ewsflash&Itemid

è evidente che tra poco saranno di uso cumune



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OggettoVolanteI...

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GigaWatt


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Inviato il: 9/11/2010,18:18

Nel caso dei laterizi,il trattamento a base di vernici può creare seri problemi di traspirazione del muro,con ristagni di umidità e odori non proprio gradevoli che provengono dall'intonaco dentro casa.Mi chiedo come risolvano quest'inconveniente,l'isolamento che intendono fare è eccezionale,ma.....insomma.....sicuramente stanno prendendo anche questo,in considerazione.

 

qqcreafis

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PetaWatt


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Msg:10028

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Inviato il: 11/11/2010,22:18

si potrebbe utilizzare anche SiC carburo di silicio (Carborundum) è un semiconduttore ed appare nero nel visibile , se fosse trasparente nel IR termico il gioco sarebbe banale.

Rame lucidato sotto e strato di abrasivo scuro sopra per il nero super caldo

oppure metallo strato bianco TiO2 e sopra strato di SiC



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qqcreafis

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PetaWatt


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Msg:10028

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Inviato il: 11/11/2010,23:29

Comunque il punto di partenza è la costruzione di

un bianco di riferimento nel termico (rame lucidato)(essendo riflettente nel termico non assorbe e quindi riscaldato non emette )

Un nero "perfetto" di riferimento (piastra di rame rivestita di grafite e nerofumo)



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livingreen

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Msg:598

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Inviato il: 12/11/2010,20:47

Scusa se ti correggo, ma vedo che ti sei incaponito sul "visibile"...
Il visibile NON è infrarosso, e non fornisce alcun apporto termico, nè in entrata nè in uscita.
Ti devi concentrare sulle lunghezze d'onda degli infrarossi, che cambiano a seconda della "temperatura di colore", per dirla in modo semplice.
Partiamo dal classico effetto serra, visto che hai citato il Tinox: il vetro è trasparente agli infrarossi di onda corta (NIR) emessi dal Sole, che ha una temperatura superficiale di 6500K, ma è opaco agli infrarossi medi e lunghi, che sono emessi da superfici che si trovano a temperatura più bassa (la Terra, oppure i captatori dei pannelli solari).

Per avere lo stesso risultato con i mattoni, ad esempio, che da una parte sono a 20° e dall'altra magari a -10°, la finestra è enormemente più piccola (solo 30°, corrispondenti ad una minuscola varizione di lunghezza d'onda). Se fosse possibile, avresti dei mattoni in grado di assorbire calore ma non di cederlo (sarebbe perlopiù inutile, ma tanto per sperimentare...)
Invece, tu hai bisogno semplicemente dei materiali che abbiano una bassa emissività nel campo delle frequenze corrispondenti alle temperature minime e massime che ti interessano, e questo è abbastanza facile.

Ricordati le leggi di Panck, di Wien e di Stefan-Boltzmann...

http://it.wikipedia.org/wiki/Radiazione_termica

www.alkorproof.com/images/dld/54_46459_file.pdf
spettro solare normalizato ed altre info:

http://it.wikipedia.org/wiki/Radiazione_infrarossa
Classificazione degli infrarossi;

http://it.wikipedia.org/wiki/Radiazione_infrarossa

http://www.agentifisici.apat.it/Campi_elet...009Pubblica.pdf
Altro sito interessante.

CITAZIONE (gancetto @ 12/11/2010, 20:01)

Spettro del TiO2 (non mi sembra sia molto vantaggioso)

 

qqcreafis

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Msg:10028

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Inviato il: 12/11/2010,22:01

Le superfici selettive che vorrei investigare sono di due tipi

vernici bianche (o colorate ma chiare) nel visibile che emettano nel termico(quindi nero nel termico (epsilon=1))

quindi adatte per termosifoni, silos, auto tettoie, ecc ecc

il bianco nel visibile serve per basso assorbimento dell'energia solare o motivi estetici (termosifoni),

Il nero nel termico per raffreddarsi il più possibile per irraggiamento.

ma avete mai provato a toccare un tetto d'estate che temperatura raggiunge...


L'alto tipo di superficie è quello nero nel visibile (per assorbire il massimo della luce solare epsilon=1) e non emittente nel termico (bianco nel termico (epsilon=0))

usato per pannelli solari per riscaldamento solare ecc ecc


La mia idea è progettare a tavolino la superficie, ad es due strati di vernice opportuna e poi fare le prove



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livingreen

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Inviato il: 13/11/2010,00:41

CITAZIONE
vernici bianche (o colorate ma chiare) nel visibile che emettano nel termico(quindi nero nel termico (epsilon=1))

ok, ma nel visibile che energia ci sarebbe? E nel termico, a che frequenza emetteresti?
CITAZIONE
L'alto tipo di superficie è quello nero nel visibile (per assorbire il massimo della luce solare epsilon=1) e non emittente nel termico (bianco nel termico (epsilon=0)

Idem, che sia "nero" nel visibile non serve mica a nulla... deve essere nero nei NIR e bianco in tutte le altre lunghezze d'onda (SWIR, MWIR, LWIR, FIR)

 

qqcreafis

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Inviato il: 13/11/2010,22:24

La vernice bianca nel visibile e nera nel termico serve per rinfrescare, per tenere bassa la temperatura di oggetti esposti al sole diretto.

La vernice nera nel visibile serve a catturare l'energia solare e a tenersela il più possibile


nell'infrarosso grosso modo la legge di Wien ci da il massimo di emissione di un solido riscaldato.

ammettiamo il massimo di emissione-assorbimento a 40°C ed a 80°C

nel caso di 40°C lambda max= (2,897*10^-3)k/m/313K=9,3micron

nel caso di 80°C lamda max = (2,897*10^-3)/353=8,2micron


comunque prendiamo spunto dal tinox che ha una soglia tra trasparenza ed assorbimento intorno ai 2micron

diciano bianco nelle frequenze alte e nero in quelle basse

e viceversa



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Inviato il: 13/11/2010,23:50

Scusa se mi ripeto, ma ribadisco che nel visibile non c'è energia termica

CITAZIONE
La vernice bianca nel visibile e nera nel termico serve per rinfrescare, per tenere bassa la temperatura di oggetti esposti al sole diretto.

La "vernice" opaca ai NIR e trasparente alle maggiori lunghezze d'onda esiste già, sotto forma di film: un'interessante articolo su Le Scienze di una ventina di anni fa riportava le ricerche dell'Università di Napoli.
Una serra fredda, completamente isolata ad alto spessore di poliuretano meno la parte superiore (che era sempre in PU ad alto spessore ma a labirinto per la circolazione dell'aria, e con una finestra in film plastico) permetteva di avere in giorni sereni dai 6° ai 10° in meno rispetto alla temperatura ambiente (grazie all'irradiazione verso lo spazio profondo, che si trova alla temperatura della radiazione fossile di 4K).
Mi pare che usassero il film bicolore che si usa come antiumido nei container.

 
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