Esta é unha pregunta que desconcerta aos científicos durante un século.Pero, impulsado por un premio ao servizo distinguido do Departamento de Enerxía (DoE) de 625.000 dólares, Matteo Bucci, profesor asistente do Departamento de Ciencia e Enxeñaría Nuclear (NSE), espera achegarse a unha resposta.
Tanto se estás quentando unha pota con auga para facer pasta ou deseñando un reactor nuclear, un fenómeno, a ebulición, é fundamental para ambos os procesos de forma eficiente.
“A ferver é un mecanismo de transferencia de calor moi eficiente;así é como se elimina unha gran cantidade de calor da superficie, polo que se utiliza en moitas aplicacións de alta densidade de potencia”, dixo Bucci.Exemplo de uso: reactor nuclear.
Para os non iniciados, a ebulición parece sinxela: fórmanse burbullas que explotan, eliminando a calor.Pero, e se se formasen e unísen tantas burbullas, creando unha raia de vapor que impedía unha maior transferencia de calor?Tal problema é unha entidade coñecida como a crise de ebulición.Isto levaría á fuga térmica e á falla das barras de combustible do reactor nuclear.Polo tanto, "comprender e identificar as condicións nas que pode ocorrer unha crise de ebulición é fundamental para desenvolver reactores nucleares máis eficientes e competitivos en custos", dixo Butch.
Os primeiros escritos sobre a crise remóntanse case un século antes de 1926. Aínda que se fixo moito traballo, "está claro que non atopamos unha resposta", dixo Bucci.As crises en ebulición seguen sendo un problema porque, a pesar da abundancia de modelos, é difícil medir os fenómenos relevantes para demostralos ou desmentilos."[A ferver] é un proceso que ocorre a unha escala moi, moi pequena e nun período de tempo moi, moi curto", dixo Bucci."Non podemos velo co nivel de detalle necesario para comprender o que realmente está a suceder e probar hipóteses".
Pero durante os últimos anos, Bucci e o seu equipo estiveron desenvolvendo diagnósticos que poden medir fenómenos relacionados coa ebulición e proporcionar unha resposta moi necesaria a unha pregunta clásica.O diagnóstico baséase en métodos de medición de temperatura infravermella mediante luz visible."Ao combinar estas dúas tecnoloxías, creo que estaremos preparados para responder ás preguntas de transferencia de calor a longo prazo e poder saír da madriguera do coello", dixo Bucci.As subvencións do Departamento de Enerxía dos Estados Unidos do Programa de Enerxía Nuclear axudarán a este estudo e a outros esforzos de investigación de Bucci.
Para Bucci, que creceu en Citta di Castello, unha pequena cidade preto de Florencia, Italia, resolver crebacabezas non é nada novo.A nai de Butch era profesora de primaria.O seu pai tiña un taller de máquinas que fomentaba a afección científica de Bucci."De pequeno era un gran fan de Lego.Foi paixón", engadiu.
Aínda que Italia experimentou un grave descenso da enerxía nuclear durante os seus anos de formación, o tema fascinou a Bucci.As oportunidades de traballo no campo eran incertas, pero Bucci decidiu afondar."Se teño que facer algo durante o resto da miña vida, non é tan bo como me gustaría", chanceou.Bucci estudou estudos de grao e posgrao en enxeñaría nuclear na Universidade de Pisa.
O seu interese polos mecanismos de transferencia de calor radicou na súa investigación de doutoramento, na que traballou na Comisión francesa de enerxía alternativa e enerxía atómica (CEA) en París.Alí, un compañeiro suxeriu traballar na crise da auga fervendo.Esta vez, Bucci puxo o seu ollo no NSE do MIT e púxose en contacto co profesor Jacopo Buongiorno para preguntar sobre a investigación do instituto.Bucci tivo que recadar fondos no CEA para a investigación no MIT.Chegou cun billete de ida e volta días antes do atentado do maratón de Boston de 2013.Pero desde entón Bucci quedou alí, converténdose nun científico investigador e despois en profesor asistente na NSE.
Bucci admite que tivo dificultades para adaptarse ao seu entorno cando se matriculou por primeira vez no MIT, pero o traballo e as amizades cos seus colegas -considera que Guanyu Su e Reza Azizyan de NSE son os seus mellores amigos- axudaron a superar os primeiros receos.
Ademais do diagnóstico de furúnculos, Bucci e o seu equipo tamén están a traballar en formas de combinar a intelixencia artificial coa investigación experimental.Cre firmemente que "a integración de diagnósticos avanzados, aprendizaxe automática e ferramentas de modelado avanzadas dará os seus froitos dentro dunha década".
O equipo de Bucci está a desenvolver un laboratorio autónomo para realizar experimentos de transferencia de calor en ebulición.Desenvolvido pola aprendizaxe automática, a configuración decide que experimentos executar en función dos obxectivos de aprendizaxe establecidos polo equipo."Estamos facendo unha pregunta que a máquina responderá optimizando os tipos de experimentos necesarios para responder a esas preguntas", dixo Bucci."Sinceramente, creo que esta é a próxima fronteira que está a ferver".
"Cando subes a unha árbore e chegas á cima, dás conta de que o horizonte é máis amplo e fermoso", dixo Butch sobre o seu entusiasmo por seguir investigando nesta área.
Aínda loitando por novas alturas, Bucci non esqueceu de onde vén.Para conmemorar a sede da Copa Mundial da FIFA de 1990 en Italia, unha serie de carteis mostra o estadio de fútbol dentro do Coliseo, ocupando un lugar de honor na súa casa e oficina.Estes carteis, creados por Alberto Burri, teñen un valor sentimental: o artista italiano (agora falecido) era tamén da cidade natal de Bucci, Citta di Castello.
Hora de publicación: 10-ago-2022