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Negli ultimi anni, la crescente necessità di sviluppare tecnologie sostenibili ha spinto la comunità scientifica a ricercare soluzioni innovative per un futuro migliore. Il progetto MetaVeh, finanziato nell’ambito di Horizon 2025, ha portato alla creazione di sensori innovativi che potrebbero rivoluzionare il monitoraggio ambientale e delle infrastrutture. Questi dispositivi, delle dimensioni di una monetina, sono capaci di raccogliere energia dalle vibrazioni ambientali, rendendoli autonomi e eco-compatibili.
Un consorzio di esperti per un obiettivo comune
Il progetto MetaVeh ha visto la collaborazione di istituzioni di prestigio, tra cui il Politecnico di Milano, la Zhaw Zurich e l’Imperial College London. Inoltre, hanno partecipato partner industriali come STMicroelectronics e Multiwave Technologies. Questi enti hanno investito oltre 4 milioni di euro per sviluppare una tecnologia volta a ridurre le emissioni di CO2 e a migliorare le prestazioni dei sensori utilizzati in diversi ambiti, comprese le telecomunicazioni 6G.
Il concetto di energy harvesting
Il cuore del progetto è il principio di energy harvesting, che consiste nel raccogliere energia da fonti ambientali. In questo caso, si sfruttano le vibrazioni generate dal passaggio di veicoli su infrastrutture come ponti e autostrade. Questo approccio mira a fornire l’energia necessaria per alimentare i sensori, evitando l’uso di batterie tradizionali, spesso difficili da sostituire e potenzialmente dannose per l’ambiente.
Materiali innovativi e sostenibili
Uno dei principali obiettivi del progetto MetaVeh è stato quello di sviluppare materiali piezoelettrici privi di piombo e terre rare. Durante la ricerca, è stato utilizzato un materiale facilmente reperibile come il nitruro di alluminio, che ha dimostrato di essere efficace e sostenibile. Questa scelta ha ridotto l’impatto ambientale e ha portato a un prototipo totalmente neutro dal punto di vista etico.
Metamateriali per prestazioni superiori
Un’altra innovazione significativa del progetto è la creazione di metamateriali meccanici, sviluppati per migliorare l’efficienza degli energy harvester. Questi materiali sono stati realizzati attraverso tecniche avanzate, tra cui la stampa 3D, e presentano una gradazione delle proprietà meccaniche che consente di manipolare le onde elastiche, ottimizzando così la raccolta dell’energia. Questo fenomeno, noto come rainbow trapping, consente di concentrare l’energia nelle aree in cui è posizionato il materiale piezoelettrico.
Applicazioni future e potenziali benefici
I risultati del progetto MetaVeh aprono la strada a numerose applicazioni pratiche in diversi settori. Tra i più promettenti vi è l’utilizzo di questi sensori per il monitoraggio dell’integrità strutturale, che potrebbe fornire dati in tempo reale sulle condizioni di ponti e gallerie. Inoltre, i dispositivi potrebbero essere impiegati per inviare allerta in caso di eventi sismici o movimenti del suolo, contribuendo così alla sicurezza pubblica.
Grazie alla collaborazione tra università e industria, sono stati realizzati prototipi su scala micrometrica, integrando i materiali piezoelettrici direttamente nel processo di fabbricazione. Questo ha dato vita a un dispositivo lungo solo 300 micron, pari alle dimensioni di una monetina da un centesimo. Secondo Andrea Colombi, coordinatore del progetto, questo risultato dimostra come l’energia vibrazionale possa essere sfruttata per creare una piattaforma di sensori completamente autonoma.
Il progetto MetaVeh rappresenta un passo significativo verso l’adozione di tecnologie sostenibili e innovative nel campo del monitoraggio ambientale e strutturale. Con l’impegno di esperti e la validazione di nuovi materiali, il futuro dei sensori autonomi si preannuncia luminoso e ricco di opportunità.