Raffaele Berardi | Ralph DTE

12 febbraio 2011

Reflecmedia Lite-Ring + Chromatte

Rubrica: Keying
Titolo o argomento: La soluzione Reflecmedia Lite-Ring + Chromatte
Segue dall’articolo: Soluzioni per il Chroma Key Professionale

La soluzione Reflecmedia prevede l’impiego di uno speciale tessuto da utilizzare come background, denominato “Chromatte”. Il suo principio è il medesimo del materiale retro-riflettente utilizzato per i cartelli stradali, i quali risultano visibili al buio se illuminati dalla luce dei fari di un’automobile. Il Chromatte è sostanzialmente un tessuto di cotone (trattato in modo da essere ignifugo e da utilizzare nudo o sovrapposto a basi diverse per costituire pannelli rigidi, schermi quadrati ripiegabili, tendaggi da agganciare a strutture di Cyclorama, ecc.) tra le cui fibre è disperso, con orientazione casuale, un numero elevatissimo (oltre 11.000 per cm^2) di micro-calotte sferiche in vetro rivestite in alluminio sulla superficie esterna. Tali micro-calotte hanno la proprietà di retro-riflettere la luce soltanto nella direzione di incidenza rendendo così il tessuto selettivo rispetto all’angolo di incidenza della fonte di illuminazione. Si evidenzia che l’orientazione casuale delle micro-calotte permette di utilizzare il Chromatte con la stessa efficienza anche se presenta delle pieghe o risulta addirittura stropicciato. L’accettanza angolare per l’effetto retro-riflettente è difatti di +/- 85° dalla perpendicolare. Se a questo punto si abbina al Chromatte (di colore grigio neutro alla vista) una fonte di illuminazione blu o verde montata coassialmente all’asse ottico della telecamera il gioco è fatto: il Chromatte rifletterà uniformemente la luce blu o verde nella stessa direzione di incidenza, dunque direttamente verso la telecamera, mentre continuerà ad apparire grigio se osservato da tutti gli altri punti di vista. Inoltre il dispositivo di illuminazione del fondale seguirà qualsiasi movimento di camera (in quanto è vincolato ad essa) risolvendo così il problema del riposizionamento delle luci di background al muoversi delle telecamere.

Oltre 11.000/cm^2 microcalotte sferiche si occupano di riflettere la luce solo nella direzione di incidenza

Nella sua ingegnerizzazione, la fonte di illuminazione è stata realizzata con un anello composto da LED verdi o blu ad alta intensità, denominato Lite-Ring, da montare intorno al gruppo di messa a fuoco di un’ottica ENG. L’impiego di diodi LED comporta un altro vantaggio fondamentale: quello di generare una tinta quasi monocromatica più facilmente riconoscibile, dopo la retro-riflessione, dai dispositivi di chiave inseriti nei mixer o nei software di compositing. In questo modo non è più lo studio ad essere vincolante per il colore di chiave ma è lo è soltanto il suo dispositivo di illuminazione: quando occorra cambiare il colore di chiave basterà semplicemente sostituire l’anello di LED montato sulla parte frontale dell’obiettivo. Dal momento che il Chromatte è altamente riflettente (centinaia di volte di più della carta bianca), sono sufficienti potenze di illuminazione ridottissime per colorare uniformemente il background di un verde o di un blu molto brillante. Bastano difatti soli 5 Watt per illuminare tutto il campo visivo della telecamera, indipendentemente dall’obiettivo impiegato (sia grandangolare sia tele) e indipendentemente dalla posizione e dalla superficie di Chromatte, fino a distanze di 15-20m (a circa 10 m di distanza, la soglia di cancellazione dell’effetto del Lite-Ring è data da 1000 lux proiettati direttamente contro il Chromatte. Tenendo conto di tale limite, è ipotizzabile un impiego particolarmente creativo del Chromatte ottenuto video-proiettando su di esso una scena da un angolo diverso da quello di ripresa della camera equipaggiata con il Lite-Ring. Si può così incrementare l’interazione tra attori e scena virtuale e sfruttare addirittura la possibilità di avvicinarsi e toccare il background senza incorrere nel colour spill. All’estremo di tale concetto, si può addirittura utilizzare il Chromatte come vero e proprio Cyclorama, colorandolo di colori diversi a seconda degli angoli di ripresa delle camere, quando non occorra utilizzarlo come fondale per Chroma Key). Come diretta conseguenza è ora possibile realizzare dei Chroma Key in studi con illuminazione naturale, mista, o artificiale di tutti i tipi, oppure con scarsissima illuminazione, con luci ad intensità variabile o addirittura in studi che non sono illuminati affatto. La possibilità di realizzare Chroma Key con tali e varie condizioni di illuminazione, permette quindi di promuovere questo strumento per nuove e molteplici possibilità espressive. Il direttore della fotografia può finalmente ignorare il problema dell’illuminazione del background e concentrarsi totalmente (ed in tempi molto più rapidi) con i soggetti reali della scena. Uno dei vantaggi fondamentali del Chromatte è dato dal suo colore grigio. Un fondale o una parete di un set virtuale realizzati con tale tessuto non rifletteranno alcuna dominante colorata, lasciando liberi gli attori di interagire con le pareti del set anche in loro prossimità (da qui si intuisce anche che è possibile realizzare Chroma Key perfetti anche in un angolo di uno studio, o in spazi di superficie ridotta).

Il dispositivo di illuminazione segue ogni movimento di camera risolvendo così il problema del riposizionamento delle luci di background

Tornando ai costi una simile attrezzatura “telo Chromatte di grandi dimensioni + anello Lite-Ring e adattatore” può costare cifre che si aggirano intorno ai 2.000-3.000 Euro, tuttavia è opportuno considerare il fatto che si può ottenere un effetto Chroma Key analogo, se non migliore, rispetto ai migliori sistemi tradizionali evitando la spesa di numerosi riflettori, soft box ecc ed evitando consumi di corrente proibitivi… Nel bilancio (anche se i conti e le valutazioni finali spettano ovviamente a voi) potrebbe essere più che vantaggioso il sistema offerto da Reflecmedia.

Maggiori dettagli su reflecmedia.com

12 febbraio 20118 dicembre 2018

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12 febbraio 2011

Soluzioni per il chroma key professionale

Rubrica: Keying

Titolo o argomento: Problematiche legate alla tecnica del Chroma Key

Anche se in seguito tratteremo in maniera più approfondita i metodi corretti per realizzare un ottimo Chroma key (tecnica, attrezzature, materiali, illuminazione…) iniziamo col parlarvi di un’ottima tecnica alternativa a quelle più tradizionali. Si tratta di una tecnica tutto sommato piuttosto semplice che implica l’utilizzo di materiale altrettanto semplice ma a dir poco geniale (anche se i costi sono da valutare).

Come molti di voi sapranno il Chroma Key è una delle tecniche di produzione televisiva oggi più utilizzate. Uno studio di posa nel quale attori ed oggetti di scenografia sono ripresi davanti ad un background (normalmente costituito da un telo colorato o da pareti dipinte con tinta uniforme, tipicamente verde o blu) può essere utilizzato per sostituire la porzione di colore uniforme emergente dalla composizione con un altro contenuto video. E’ noto inoltre che l’evoluzione di tale concetto ha permesso la creazione di veri e propri set virtuali dove gli attori si muovono in realtà in un “blue box” o “green box”, ma che in fase di compositing risultano inseriti in una scenografia sintetica adattata in tempo reale a tutti i movimenti delle camere (incluse le operazioni di zoom e fuoco).

I problemi che affligono coloro che utilizzano la tecnica del Chroma Key sono principalmente:

La necessità di illuminare omogeneamente lo sfondo blu o verde con una certa intensità luminosa (normalmente, e utilizzando le camere più recenti ad alta sensibilità, si richiede un flusso luminoso compreso tra i 600 e gli 800 lux).
Il background deve essere assolutamente uniforme e privo di irregolarità, sia esso dipinto sulle pareti, sia esso realizzato con dei teli, per evitare problemi in fase di “taglio”.
La previsione di un adeguato sistema di condizionamento dell’aria per mantenere la temperatura dello studio entro livelli accettabili durante l’impiego dei potenti sistemi di illuminazione solitamente utilizzati e la conseguente disponibilità di una fonte di alimentazione con potenza elevata.

In tal senso, l’alternativa dell’illuminazione fluorescente, per sua natura più diffusa di quella prodotta da corpi illuminanti ad incandescenza, con temperatura colore più stabile con il dimming e con minore potenza richiesta, è sempre più impiegata.

Il direttore della fotografia avrà dunque un duplice compito:

Illuminare uniformemente il background o le pareti del set virtuale.
Realizzare la fotografia desiderata sui soggetti reali.

Risulta anche evidente che con la tecnica tradizionale, realizzare effetti di Chroma Key con luci ad intensità variabile, bassi livelli di illuminazione sui soggetti, o addirittura al buio, è praticamente impossibile. E’ anche evidente che per ogni movimento di camera le luci debbano essere riposizionate.

Continua… (Chromatte + Lite-Ring)

Un esempio di Chroma Key tratto dal noto film “Matrix”

8 febbraio 2011

Tecnologia Williams Hybrid Power

Rubrica: Tecnologie utili ai mezzi elettrici ed ibridi, ma non solo…

Titolo o argomento: Tecnologia Williams Hybrid Power – Parte seconda

Nell’articolo “Che cos’è un accumulatore di energia cinetica a volano?” vi abbiamo mostrato una panoramica del sistema Williams Hybrid Power basato su accumulatore di energia cinetica a volano, ora vi raccontiamo le caratteristiche tecniche nel dettaglio.

Il volano è in grado di raggiungere i 40.000 giri/minuto in soli 2 secondi.
In caso di avanzamento a velocità inferiore ai 7 km/h il sistema viene automaticamente scaricato per evitare ogni possibile fuga di energia elettrica.
Il sistema di controllo dell’isolamento è in continuo monitoraggio per individuare eventuali perdite di corrente.
Alla partenza della gara (ricordiamo che il dispositivo è montato su una Porsche 911 Hybrid destinata alle gare di endurance: 24 ore del Nurburgring, ecc.) l’accumulatore di energia cinetica è scarico ma bastano 2 secondi di frenata per portarlo a 40.000 giri/minuto.
L’accumulo di energia è straordinariamente veloce ma l’autonomia per alimentare i motori elettrici ha una durata di 6-8 secondi. Una normale batteria non riuscirebbe ad elaborare la corrente necessaria in tempi così brevi di carica e di scarica.
L’accumulatore di energia cinetica a volano è in grado di accumulare 1 Megajoule di energia.
E’ prevista una vita utile pari ad un milione di cicli di ricarica.
Piena potenza (60kw a motore – due motori alimentati) disponibile per 6-8 secondi.

I motori elettrici montati sull’avantreno della Porsche 911 Hybrid hanno un rendimento del 90% circa (rendimento che potrebbe essere superiore dato che non lavorano nel proprio carico ottimale ma girano tra 0 e 15.000 giri/min), inoltre l’elettronica di gestione dell’impianto Williams Hybrid Power comporta una perdita di un ulteriore 10%. In conclusione si può sfruttare solo l’80% circa dell’energia caricata e per una sequenza full in/full out si ottiene un rendimento stimato attorno al 65-66% ovvero un rendimento doppio a quello di un raffinato motore a scoppio.

Al momento il software di gestione del sistema e l’elettronica della vettura sono in pieno stadio di sviluppo e si presume pertanto di poter migliorare le prestazioni complessive del sistema stesso. Porsche sta compiendo tali sviluppi in piena autonomia in modo da approfondire le conoscenze necessarie in merito e fruire in futuro di una propria tecnologia.

Clicca per ingrandire. Porsche 911 Hybrid con tecnologia Williams Hybrid Power

7 febbraio 2011

La pubblicità pay per click combatte con la pigrizia degli utenti

Quando viene in mente di compiere un acquisto sempre più persone si informano anche su internet, questo rientra nella normale evoluzione della comunicazione. Il bello oggi è che si pretende di trovare il risultato desiderato con un numero di “click” sempre minore, un’azione sul mouse molto limitata e un’osservazione delle pagine web ancor più limitata. Talvolta pretendiamo addirittura di scrivere il nome di un prodotto e di trovare al primo colpo: la pagina web contenente esattamente tale prodotto, magari al centro della pagina, la sua descrizione scritta nel formato adatto alla nostra vista, quante più immagini possibili e, ovviamente, il prezzo più basso del web.

Nemmeno una “navigatina” sul resto del sito? Nemmeno una spesa di qualche minuto per prendere visione dei prodotti trattati da tale sito? Nemmeno una piccola visita a prodotti alternativi che potrebbero comunque interessarci o quantomeno incuriosirci? Nemmeno una “sfogliata” a possibili siti alternativi per comparare il grado di professionalità percepito? Nemmeno la ricerca di un contatto diretto con il titolare per tornare a parlare “a voce” con persone di esperienza?

La pigrizia che caratterizza una quantità sempre crescente di utenti del web è il problema che affligge chi si occupa di web marketing, realizza siti web, pagine pubblicitarie, campagne “pay per click”. Il compito del migliore annuncio pubblicitario è quello di catturare l’attenzione di possibili clienti, portarli esattamente dove desiderano al primo click e al contempo offrirgli tutte le informazioni di cui necessitano. Una bella sfida. Auguri 🙂

La pigrizia non ha limite, la tendenza è quella di sperare di ottenere tutto quello che desideriamo senza sforzo, nel caso di internet senza fare una “seria ricerca”. Talvolta senza ricercare affatto. Inoltre in pochi minuti pretendiamo di visitare sempre più siti “giornalieri” i quali, al primo click, vorremmo ci fornissero solo le info che ci incuriosiscono e le novità o comunque cose diverse da quelle che abbiamo visto il giorno precedente. In pochi minuti, alle volte secondi, si balza da un sito all’altro con il risultato che non ci si accorge di quante cose ci stiamo perdendo.

Fonte: Articolo tratto dalla mia esperienza in campo SEO, campagne AdWords, analisi del codice delle pagine web, analisi del traffico con sistemi di statistiche, sondaggi effettuati ponendo specifiche domande a centinaia di visitatori dei miei e, naturalmente, di altri siti web.

Effettuare una ricerca di immagini sulla pigriza può offrirvi risultati curiosi e divertenti. Con “un solo click”.

5 febbraio 2011

Campo vettoriale conservativo

Rubrica: Officina della Matematica

Titolo o argomento: Definizione di campo vettoriale conservativo

Il campo vettoriale conservativo è un campo le cui coordinate sono costituite dal gradiente di un potenziale.

In altre parole, se un campo vettoriale è conservativo, esiste una funzione potenziale il cui gradiente è uguale al vettore che descrive il campo: v = ∇ψ dove “v” è il campo vettoriale e “∇ψ” è il gradiente della funzione potenziale “ψ“. Il campo gravitazionale è un esempio di campo vettoriale conservativo.

Se F=(F1, F2, F3) è un campo vettoriale (o funzione vettoriale) nello spazio tridimensionale, la cui forma differenziale è esatta, allora tale campo vettoriale si definisce anche conservativo.

La forma differenziale della suddetta funzione è la seguente: F1 dx + F2 dx + F3 dx.

4 febbraio 2011

Che cos’è un accumulatore di energia cinetica a volano?

Rubrica: Tecnologie utili ai mezzi elettrici ed ibridi, ma non solo…

Titolo o argomento: Tecnologia Williams Hybrid Power

Ogni volta che, alla guida della vostra auto, frenate, buttate letteralmente l’energia che il vostro veicolo ha acquisito nella precedente accelerazione (e mantenuto durante il suo moto) con una grande spesa di carburante. Ma se ogni volta che frenate, una buona parte dell’energia cinetica venisse trasformata in energia elettrica da raccogliere in un apposito dispositivo, allora potreste riutilizzarla durante la successiva accelerazione del vostro veicolo per alimentare uno o più motori elettrici di ausilio al normale motore a scoppio. Ciò comporterebbe un evidente risparmio di carburante.

Si chiama “accumulatore di energia cinetica a volano”, o se desiderate “volano elettrico”, la tecnologia Williams Hybrid Power adottata con esito più che soddisfacente sulla Porsche 911 Hybrid destinata alle gare Endurance. Essa è basata su un volano in grado di accumulare, durante la frenata, l’energia elettrica proveniente dai motori elettrici (ma sarebbe più opportuno dire “macchine elettriche”) collocati all’avantreno. Tali motori vengono chiamati a svolgere una duplice funzione: quando vengono alimentati forniscono trazione alle ruote anteriori generando 60 kW ognuno (potenza che si va a sommare a quella del motore a combustione interna), quando invece non si dà gas e, anzi si sta frenando, fungono da generatori in grado di inviare energia elettrica all’accumulatore di energia cinetica a volano.

Normalmente un volano è costituito da un rotore tenuto sospeso da appositi supporti (nei sistemi più evoluti tali supporti sono magnetici al fine di ridurre le perdite per attrito e quindi l’autoscarica) e connesso ad un motore elettrico/generatore sia in accoppiamento diretto che in accoppiamento elettromagnetico (per un ulteriore riduzione delle perdite). Per la realizzazione di un accumulatore di energia cinetica a volano si possono utilizzare diversi materiali tra cui l’acciaio, varie fibre di carbonio e compositi. Si sono studiate diverse geometrie del rotore, al fine di garantire un’elevata velocità di rotazione ed un altrettanto elevato momento di inerzia, che hanno permesso di raggiungere il ragguardevole valore di 100.000 rotazioni al minuto.

Il rallentamento del veicolo avviene inizialmente unicamente per via meccanica. Solo nel momento in cui la presa tra le pasticche ed i dischi è massima inizia la trasformazione dell’energia di frenata in energia elettrica che attiva l’accumulatore di energia cinetica a volano. L’energia cinetica di quest’ultimo viene frenata elettricamente durante l’accelerazione del veicolo e la carica ottenuta aziona i motori posti all’avantreno i quali forniranno il loro “aiuto” durante l’uscita da una curva, un sorpasso, una salita… insomma quando si desidera uno spunto in più che provenga da un recupero di energia (quindi da una sorta di ottimizzazione) piuttosto che dall’impiego di una maggiore quantità di carburante.

La soluzione, per l’appunto montata sulla Porsche 911 Hybrid, non serve infatti ad incrementare le prestazioni bensì a ridurre i consumi e di conseguenza anche le emissioni inquinanti a parità di prestazioni. Va infatti considerato che i 60 kW di potenza in più servono a compensare i 150 kg aggiuntivi dell’impianto. Non se ne trae quindi un vantaggio prestazionale ma solo ed esclusivamente in termini di riduzione dei consumi e di conseguenza delle emissioni nocive.

Di recente il volano motore elettrico di Williams è stato migliorato con una particolare innovazione ovvero la tecnologia MLC (Magnetically Loaded Composite) che prevede l’impiego, al posto dei comuni magneti permanenti, di una polvere magnetica mescolata nella matrice di un rotore realizzato in composito. In assenza di grandi strutture metalliche le perdite di corrente ed il riscaldamento sono fenomeni trascurabili, ne segue logicamente un rendimento elettrico molto elevato. Inoltre tali dispositivi possono essere sfruttati a fondo e con continuità senza per questo pregiudicarne le prestazioni, l’affidabilità e la longevità. E’ da notare infine che l’utilizzo di un rotore in composito aumenta la sicurezza passiva del sistema: in caso di rotture (è opportuno pensare anche a questa evenienza) non ci sono frammenti metallici con una forte inerzia che possono essere centrifugati con forte rischio di espulsione (il rotore è in grado di raggiungere i 40.000 giri/min).

Un volano (flywheel) accumula energia sotto forma di energia cinetica rotazionale di una massa rotante (rotore). L’energia accumulata vale: E = 1/2 I ω² dove I è il momento di inerzia della massa rotante e ω è la velocità rotazionale.

Si tratta di sistemi con una moltitudine di proprietà interessanti:

ricarica rapida,
lunga vita utile,
elevata energia specifica (c.a. 130 Wh/kg),
elevata potenza specifica,
elevata efficienza di carica/scarica (c.a. 90%).

Vantaggi rispetto alle batterie:

regime di carica/scarica dipendente dall’elettronica e dal sistema/motore/generatore,
prestazioni indipendenti dalla temperatura,
materiali utilizzati privi di particolare impatto sull’ambiente,
contenuto energetico facilmente misurabile rilevando la velocità rotazionale.

D’altra parte vi sono anche degli svantaggi tra cui:

l’autoscarica dipende fortemente dalle condizioni d’uso,
l’effetto giroscopico della massa rotante influisce sulla dinamica di guida e richiede un opportuno bilanciamento che può rivelarsi persino vantaggioso se ben progettato,
rischio di esplosione (intesa come rilascio rapido dell’intera energia accumulata) della massa rotante in caso di malfunzionamento.

Link correlati

Tecnologia Williams Hybrid Power.

accumulatore energia cinetica a volano schema

Lo schema del dispositivo e il punto di alloggiamento scelto da Porsche per le prove in pista

accumulatore energia a volano

Spaccato del dispositivo Williams Hybrid Power montato da Porsche sulla 911 Hybrid

3 febbraio 2011

Che cos’è un Ultracapacitore (o Supercondensatore)?

Rubrica: Tecnologie utili ai mezzi elettrici ed ibridi, ma non solo…

Titolo o argomento: Accumulo e utilizzo rapido di energia mediante ultracapacitore

Un ultracapacitore (o ultracondensatore o supercondensatore) è una sorta di batteria in grado di accumulare grandi quantità di energia, essere ricaricata centinaia di migliaia di volte e, cosa più importante, essere ricaricata in tempi decisamente brevi. La tecnologia oggi è arrivata al punto di offrire ultracapacitori in grado di ricaricarsi completamente in tempi che vanno da 1 a 30 secondi. Ci sono delle pecche? Come è naturale che possa essere sì: il peso e, per qualche tempo ancora, i costi. L’efficienza è attestata intorno a valori del 90-95% e sono previsti 500.000 cicli di ricarica senza problemi. Tecnicamente un ultracapacitore è un dispositivo a cavallo tra le tradizionali batterie ricaricabili ed un condensatore elettrolitico. Vanta elevata potenza, energia e affidabilità a lungo termine. Un ultracapacitore è composto da due elettrodi immersi in un elettrolita. La separazione avviene per mezzo di un dielettrico poroso che previene il cortocircuito degli elettrodi. Un ultracapacitore immagazzina energia sotto forma di cariche elettrostatiche. Queste si dispongono in versanti opposti a seconda della carica che si forma tra la superficie degli elettrodi e l’elettrolita.

Simili dispositivi sono stati scartati ad esempio nel progetto della Porsche 911 Hybrid perchè, nonostante la buona autonomia fornita ai motori elettrici nonché la possibilità di ricarica rapida ad ogni frenata, il peso non rendeva complessivamente vantaggioso il meccanismo messo a punto da Porsche. Ragione per cui si è optato per un accumulatore di energia cinetica a volano.

Gli ultracapacitori più commercializzati sono costituiti da due elettrodi (solitamente a base di carbone attivo) e da un elettrolita, tale versione prende il nome di EDLC ovvero Electrochemical Double Layer Capacitor e funziona sostanzialmente come un normale condensatore accumulando energia elettrica e trasferendo cariche elettriche (positive e negative) sui due elettrodi separati da un isolante (in questo caso elettrochimico). Nell’ultracapacitore la carica elettrica si accumula all’interfaccia tra un conduttore (l’elettrodo) ed un elettrolita liquido, generando quindi un doppio strato di cariche dove ad ogni elettrodo equivale un condensatore a facce piane. L’aumento delle caratteristiche ottenuto dagli ultracapacitori, rispetto ai normali condensatori, è sostanzialmente dovuto all’utilizzo di materiali innovativi ad alta superficie microscopica ed allo spessore equivalente del dielettrico, pari alla distanza tra le cariche elettriche (spessore del doppio strato) e non a quella tra gli elettrodi. Possiamo effettuare interessanti distinzioni tra le configurazioni degli ultracapacitori (o supercondensatori), di seguito ne troviamo un breve elenco.

Pseudo-condensatori: alla carica elettrostatica aggiungono quella elettrochimica associata a 2 particolari reazioni elettrodiche.
Ultracapacitori simmetrici: hanno i due elettrodi uguali.
Ultracapacitori asimmetrici: hanno i due elettrodi dello stesso materiale ma di composizione diversa.
Ultracapacitori ibridi: hanno i due elettrodi di materiale diverso.
Ultracapacitori asimmetrici ibridi: ad un elettrodo di supercondensatore viene abbinato un elettrodo di una batteria.

Si possono poi effettuare distinzioni basate sull’elettrolita utilizzato, esso infatti può essere di tipo “acquoso” o di tipo “organico” (o non acquoso). Il primo tipo utilizza acido solforico diluito ed è caratterizzato da una tensione di lavoro di circa 0,7-0,9 V mentre il secondo tipo (più recente) raggiunge una tensione di cella superiore ai 2,3 V. Grazie a queste soluzioni si è potuto superare il limite di 5 Wh/kg di energia specifica e 4-5 kW/kg di potenza specifica con una stabilità e durata di vita ben maggiore di 500.000 cicli completi di carica e scarica.

L’energia accumulata vale:
E = 1/2 CV² dove C è la capacità del condensatore espressa in Farad e V è la tensione nominale in Volt.

La potenza di picco invece vale:
P = V²/(4R) dove V è la tensione nominale espressa in Volt ed R è la resistenza equivalente serie in Ohm.

Gli ultracapacitori sono prevalentemente destinati all’uso industriale (backup, unità di potenza ausiliaria, compensazione della potenza istantanea, compensazione potenza di picco), alle energie rinnovabili (stoccaggio energia ricavata in eccesso dai pannelli fotovoltaici), alle piccole utilità elettroniche (cellulari, computer portatili…) ed ai trasporti (vetture elettriche, vetture ibride, moto e biciclette elettriche, trasporti pesanti). Insomma possiamo definire un ultracapacitore un dispositivo affatto complesso che sfrutta un fenomeno puramente fisico di un processo reversibile di accumulo elettrostatico, anziché una reazione chimica, con la conseguenza che si ottengono i vantaggi e gli svantaggi sopra citati.

ultracapacitor

Un simile dispositivo è l’ideale per immagazzinare rapidamente l’energia fornita ad ogni frenata da un veicolo ibrido.

ultracapacitor

2 febbraio 2011

Introduzione alle tecniche di laminazione dei compositi

Rubrica: Laminazione dei materiali compositi

Titolo o argomento: Introduzione alla laminazione dei materiali compositi

Negli articoli che faranno parte di questa rubrica racconteremo le tecniche di laminazione destinata ai materiali compositi allo scopo di ricavare un prodotto finito ad elevata resistenza: un alettone, una carrozzeria, una scocca, una finitura, un componente accessorio… A tale scopo introduciamo i seguenti termini che più volte richiameremo nei prossimi articoli:

Autoclave: Vedi tutti i nostri articoli inerenti l’autoclave.

Laminato: Un materiale composito costituito da uno o più strati di tessuto di rinforzo impregnati con la resina e successivamente trattati. Il termine “laminato” intende la geometria dei materiali impiegati in tale processo.

Lay up: Il processo di posizionamento del materiale di rinforzo e della resina in uno stampo. Il processo di creazione di un laminato.

Hand lay up: Il processo di posa manuale di molteplici strati di fibre in uno stampo allo scopo di ottenere, dopo opportuni trattamenti, una struttura più robusta.

Wet lay up: Il processo in cui una specifica resina liquida viene aggiunta ad un tessuto di rinforzo per ottenere un laminato.

Dry lay up: Processo di fabbricazione di un componente laminato con materiale prepreg. Questo trattamento prevede la cottura del tessuto (formato intorno al suo stampo) a temperature e pressioni elevate in condizioni di vuoto assoluto all’interno di un involucro posto dentro un’autoclave.

Prepreg: Tessuto preimpregnato parzialmente con apposita resina. Deve essere conservato a bassa temperatura per inibire l’indurimento della resina della quale è imbevuto. Viene utilizzato nelle laminazioni con il metodo “Dry Lay Up”. Il prepreg è stato ideato per porre rimedio alla disuniformità di impregnamento del tessuto ottenuta manualmente e agli sprechi di prodotto che comporta la lavorazione a mano.

Continua…

Autore: Raffaele Berardi