BEYOND, la Federico II guida il progetto europeo per pompe di calore più efficienti e sostenibili
BEYOND, la Federico II guida il progetto europeo per pompe di calore più efficienti e sostenibili
Un esempio di come la collaborazione tra università, ricerca e industria contribuisce allo sviluppo di tecnologie innovative a supporto della decarbonizzazione, dell'efficienza energetica e della competitività del sistema produttivo
Le pompe di calore sono ormai uno dei pilastri della transizione energetica europea. A differenza dei sistemi tradizionali, non producono calore attraverso la combustione di un combustibile, ma trasferiscono energia termica da una sorgente esterna – aria, acqua o terreno – agli ambienti da riscaldare o raffrescare mediante energia elettrica e fluidi refrigeranti. Grazie all'elevata efficienza e alle ridotte emissioni di CO₂, il loro impiego è in costante crescita sia nel settore residenziale sia in quello automotive.
Per mantenere elevate prestazioni nel tempo è però necessario individuare tempestivamente anche le anomalie più lievi, spesso invisibili agli strumenti di controllo tradizionali e responsabili di un progressivo aumento dei consumi energetici.
Nasce da questa esigenza BEYOND, il progetto europeo che ha come partner l'Università Politecnica di Valencia e l'Università degli Studi di Napoli Federico II, di cui il professore federiciano Alfonso William Mauro è coordinatore. Finanziato dallo European Innovation Council con un investimento di 1,25 milioni di euro nell'ambito del programma Pathfinder Clean and Efficient Cooling, il progetto è iniziato nel 2024 e si concluderà nel 2028 con l'obiettivo di sviluppare una nuova generazione di strumenti intelligenti per la diagnosi delle pompe di calore, accompagnando la ricerca fino alle applicazioni industriali.
L'innovazione di BEYOND consiste nell'integrare modelli fisici e intelligenza artificiale per riconoscere non solo la presenza di un guasto, ma anche la sua natura e la sua gravità, persino quando si verificano contemporaneamente più anomalie. Per raggiungere questo risultato, il progetto utilizza i cosiddetti "gemelli digitali", modelli virtuali delle pompe di calore capaci di simulare milioni di possibili condizioni di funzionamento e confrontarle con i dati raccolti dai sensori installati sugli impianti. Un approccio che consente di pianificare interventi di manutenzione più efficaci, ridurre gli sprechi energetici e prolungare la vita utile delle apparecchiature.
La ricerca coinvolge competenze multidisciplinari della Federico II. Il Dipartimento di Ingegneria Industriale diretto dal professor Nicola Bianco, dove il gruppo di Tecnica del Freddo coordinato dal professor Alfonso William Mauro, sviluppa i modelli termodinamici che descrivono il comportamento delle pompe di calore anche in presenza di anomalie; il Dipartimento di Ingegneria Elettrica e delle Tecnologie dell'Informazione, diretto dal professor Fabio Villone, che, attraverso il laboratorio Software Quality and Intelligent Data-driven Systems (SQuIDS) coordinato dai professori Sergio Di Martino e Luigi Libero Lucio Starace, realizza gli algoritmi di intelligenza artificiale e le piattaforme software necessarie per elaborare i dati in modo rapido e affidabile; il Centro di Servizi Metrologici Avanzati (CESMA), diretto dal professor Domenico Accardo, nel polo di San Giovanni a Teduccio, accompagna invece il percorso di trasferimento tecnologico verso il mercato.
Il progetto guarda infatti oltre la ricerca scientifica. Tra gli obiettivi figurano il deposito di un brevetto internazionale e la costituzione di una spin-off accademica che possa portare questa tecnologia sul mercato, offrendo servizi avanzati per il monitoraggio e la manutenzione predittiva degli impianti. Le possibili applicazioni riguardano non solo il settore residenziale, ma anche l'automotive e, più in generale, tutti i sistemi che utilizzano pompe di calore.