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Dossier
progettare
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maggio
2015
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industria alimentare
di Whirlpool sono alla ricerca di
soluzioni per migliorare l’efficien-
za energetica, esplorando nuove
possibilità di utilizzo dei materiali
e nuove modalità di produzione
e di progettazione degli elementi
termici.
I ricercatori che lavorano per
Whirlpool R&D (società italiana),
in collaborazione con i partner
del Progetto Greenkitchen (un’i-
niziativa europea che incentiva lo
sviluppo di elettrodomestici ad
alta efficienza energetica con un
ridotto impatto ambientale), fra
i quali è annoverato il Politecni-
co di Milano, stanno studiando il
consumo energetico dei loro forni,
analizzando i processi di trasferi-
mento del calore per convezione,
conduzione e irraggiamento. “Le
analisi multifisiche ci consentono
di comprendere meglio il processo
di trasferimento del calore che si
verifica all’interno di un forno per
uso domestico, ma anche di testare
strategie innovative per aumentare
l’efficienza energetica - afferma
Nelson Garcia Polanco, ricercatore
e ingegnere termico presso Whirl-
pool R&D, impegnato nel progetto
Greenkitchen - il nostro obiettivo
è quello di ridurre il consumo e-
nergetico dei forni Whirlpool di
oltre il 20%.”
Anche se in Europa è installato un
solo forno elettrico ogni tre fami-
glie, l’aumento di efficienza che
si potrebbe ottenere ridurrebbe
il consumo domestico annuale di
elettricità nel continente di circa
850 terawatt orari. Questo porte-
rebbe a una riduzione di circa 50
milioni di tonnellate di emissioni
di CO
2
all’anno.
Una pagnotta leggera
Una pagnotta dovrebbe essere
leggera come una piuma e non,
come si dice, pesante come un
mattone. Per ironia della sorte, il
test standard stabilito dall’Unione
Europea per misurare il consumo
energetico, è noto come ‘il test
del mattone’, che consiste nel ri-
scaldare un mattone impregnato
d’acqua e misurare la distribuzione
della temperatura e l’evaporazio-
ne dell’acqua durante il processo.
“Viene usato un mattone perché in
questo modo è possibile garantire
un test standard per tutti i forni. Il
mattone è realizzato in modo tale
da avere delle proprietà termiche e
una porosità simili a quelle di molti
alimenti e questo lo rende un buon
sostituto,” spiega Garcia-Polanco.
Durante l’esperimento, un mat-
tone umido con una temperatura
iniziale di 5 °C viene posizionato
al centro del forno e riscaldato
finché non si ottiene un incremento
di temperatura definito (in questo
caso, 55 °C). La temperatura e la
quantità di acqua evaporata dal
mattone vengono acquisite per
tutta la durata dell’esperimento.
Usando il software di simulazione
Comsol Multiphysics, i ricercatori
di Whirlpool R&D, avvalendosi del
supporto del dipartimento di Ener-
gia del Politecnico di Milano, han-
no creato un modello agli elementi
finiti del forno Whirlpool ‘Minerva’,
per studiare le sue prestazioni ter-
miche durante il test.
Il segreto di una cottura efficiente
è legato alla velocità del trasfe-
rimento di calore, che consiste
nella velocità con la quale il calore
si sposta da un punto a un altro.
All’interno di un forno, il cibo viene
riscaldato mediante una combina-
Temperature previste sulle superfici del forno (scala di colori in °C) dopo 50 minuti in un ciclo di cottura (sinistra) e in un ciclo con grill (destra).