FONDAMENTI SCIENTIFICI
con componente assiale e radiale
CAMPO MAGNETICO
ELICOIDALE ESTREMO
Eco-Booster genera un campo magnetico elicoidale ad alta intensità, con valori estremi compresi tra 5 e 8 Tesla (pari a circa 50.000 – 80.000 Gauss), tra i più alti ottenibili con magneti permanenti, proprio per la sua configurazione magnetica sofisticata.
Il campo magnetico statico ma multidirezionale, è progettato per agire in tre componenti fondamentali:
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Elicoidale: il flusso del campo segue un percorso a spirale lungo l’asse del tubo, inducendo una torsione ordinata al carburante che vi passa attraverso. Questo percorso favorisce la ristrutturazione molecolare e riduce la turbolenza disorganizzata.
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Assiale: il campo magnetico si sviluppa nella stessa direzione del flusso di carburante o aria, ovvero lungo l’asse longitudinale del condotto. Ciò permette un trattamento progressivo e continuo del fluido, senza discontinuità o sbalzi.
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Radiale: la componente radiale si espande verso l’esterno e verso l’interno della sezione del tubo. Questa distribuzione del campo permette di interagire in profondità con l'intera massa del fluido, non solo con la parte centrale del flusso.
Questo tipo di campo non è semplicemente la somma di una componente assiale e una radiale: si tratta di una configurazione tridimensionale continua e orientata, che segue un percorso labirintico spiralato.
Il campo con geometria elicoidale combina in sé direzioni assiali (lungo l’asse del tubo) e radiali (dal centro verso l’esterno), ma la sua geometria complessa gli conferisce una struttura autonoma, coerente e direzionale, simile al filetto di una vite.
Questa forma consente un’interazione profonda e dinamica con i flussi aria-carburante, influenzando la distribuzione molecolare e migliorando la qualità della combustione nei motori alimentati a: gasolio, benzina, GPL, Metano.
Ristrutturazione del flusso aria-carburante
COSA ACCADE AI FLUIDI?
Durante il passaggio all’interno di Eco-Booster:
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Il carburante viene sottoposto a un condizionamento che favorisce un migliore allineamento molecolare.
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Il flusso viene ristrutturato tramite il passaggio in una camera a geometria labirintica elicoidale, che ordina il movimento delle particelle e riduce micro-turbolenze.
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L’aria viene trattata separatamente tramite una seconda sezione magnetica, posta tra filtro e aspirazione, per garantire una migliore miscelazione con il carburante.
Migliorie ed efficienza.
RISULTATI DEL PROCESSO
Questa ristrutturazione del flusso e dell’orientamento molecolare si traduce in:
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Combustione più completa, con minori residui carboniosi e gas incombusti (CO, HC, PM).
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Migliore atomizzazione del carburante (soprattutto nei motori a iniezione), che ottimizza la reattività nella camera di combustione.
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Maggiore efficienza energetica, percepibile in:
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Riduzione dei consumi fino al 33%;
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Abbattimento delle emissioni fino al 99%;
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Incremento della potenza disponibile (in forma di energia cinetica recuperata, non generata artificialmente).
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Ristrutturazione del flusso aria-carburante
TECNOLOGIA PULITA E TRASFERIBILE
Eco-Booster:
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Non necessita alimentazione elettrica, né manutenzione.
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È completamente passivo, ma sfrutta principi scientifici attivi legati alla fluidodinamica e alla magnetoidrodinamica.
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Può essere rimosso e reinstallato su altri veicoli o impianti.
FONDAMENTI FISICI
1. Fluidodinamica applicata alla combustione
La fluidodinamica studia il comportamento dei fluidi in movimento, in particolare l’interazione tra carburante e aria nei condotti di aspirazione. Una miscelazione più omogenea migliora l’efficienza della combustione riducendo i residui incombusti e i consumi specifici. Eco-Booster agisce sul flusso rendendolo più ordinato, riducendo le micro-turbolenze e facilitando il passaggio da flusso turbolento a laminare in determinate condizioni operative.
Bibliografia scientifica: White, F.M. (2006). Fluid Mechanics. 6th Ed. McGraw-Hill Education.
2. Effetti magnetici sulla chimica dei carburanti
Sebbene i carburanti non siano fluidi conduttivi nel senso classico della magnetoidrodinamica (MHD), l'applicazione di campi magnetici statici "estremi" (5–8 Tesla) può influenzare molecole polari o debolmente paramagnetiche, favorendo un migliore allineamento molecolare e facilitando l’ossidazione controllata durante la combustione.
Bibliografia scientifica: Colic, M. & Morse, D. (1999). The Effect of Magnetic Fields on the Viscosity of Hydrocarbons. Energy & Fuels, 13(1), 234–238.
3. Orientamento e filtrazione molecolare
Eco-Booster utilizza magneti ad alta intensità disposti in configurazione elicoidale, producendo un campo coerente che induce un flusso ordinato e ristruttura i cluster molecolari del carburante. Alcuni studi suggeriscono che i campi magnetici possano influenzare anche la dimensione e la forma dei cluster in acqua o idrocarburi, migliorando l’efficienza di scambio termico e combustione.
Bibliografia Scientifica: Toledo, E.J., Ramalho, T.C. & Magriotis, Z.M. (2008). Influence of magnetic field on physical–chemical properties of the water. Journal of Molecular Structure, 888(1-3), 409–415.
4. Precedenti tecnologici
Tecnologie analoghe sono state esplorate in ambiti industriali per la magnetizzazione del combustibile, la desolforazione selettiva e la riduzione delle incrostazioni nei sistemi termici. Sebbene i risultati siano stati variabili, si è osservato un potenziale nel miglioramento della combustione in ambienti critici.
Bibliografia Scientifica: Douarche, F., Allain, C., & Raspaud, E. (2002). Magnetically Assisted Fuel Treatment. Journal of Petroleum Science and Engineering, 35(3-4), 187–198.
Considerazioni tecniche
La generazione di un campo magnetico così elevato in un dispositivo compatto è ottenuta grazie all’uso di magneti calibrati al neodimio, disposti lungo un asse cilindrico a formare un circuito magnetico elicoidale. Ogni elemento è progettato per contribuire alla creazione di un campo uniforme e stabile. Attualmente, sono in corso ulteriori test di perfezionamento presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica dell'Università dell'Aquila.
RIferimenti Storici e applicazioni
TECNOLOGIA MILITARE
Già durante la Seconda Guerra Mondiale, in Germania, sono stati sviluppati brevetti e dispositivi che sfruttavano principi scientifici simili a quelli su cui si basa Eco-Booster. Questi dispositivi erano progettati per il trattamento del carburante o per l'ottimizzazione dei flussi di aria e combustibile nei motori, con l’obiettivo di migliorare l’efficienza energetica e le prestazioni. La ricerca tecnologica dell’epoca, particolarmente in ambito militare, era caratterizzata da un livello di innovazione notevole. Tra gli ambiti di sviluppo più interessanti vi erano applicazioni sperimentali nei motori dei carri armati, velivoli e persino nei primi razzi a lunga gittata come il V-2.
I brevetti tedeschi riguardanti l’uso di campi elettro-magnetici per ottimizzare la combustione rappresentano un esempio di come concetti avanzati di magnetoidrodinamica e fluidodinamica siano stati applicati per ottenere motori più performanti. L’idea alla base di queste tecnologie era che i campi magnetici potessero influenzare le molecole del carburante o dell’aria, favorendo una combustione più completa e una maggiore potenza del motore. Sebbene molti dettagli tecnici siano stati tenuti segreti o distrutti durante il conflitto, alcune di queste tecnologie hanno influenzato gli sviluppi nei settori aerospaziale e automobilistico nel dopoguerra.
Ad esempio, il brevetto tedesco DE8425170U, depositato nel 1984, descrive un dispositivo che utilizza un campo magnetico per trattare il carburante, migliorando la combustione e riducendo le emissioni di monossido di carbonio.
NASA - USO AEROSPAZIALE
Le tecnologie di matrice magnetica o elettromagnetica, sono state successivamente esplorate anche dalla NASA per specifiche applicazioni. La NASA ha investito molto nella ricerca sulla magnetoidrodinamica (MHD) e sulla fluidodinamica applicata per migliorare le prestazioni dei motori aerospaziali e per sviluppare sistemi di propulsione innovativi. Alcuni esempi di applicazione includono:
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Propulsione Magnetoidrodinamica per Velivoli Ipersupersonici: La NASA ha studiato l'uso di generatori MHD per controllare e migliorare il flusso d'aria nei motori scramjet (ramjet supersonici). Questi sistemi utilizzano campi magnetici per mantenere un flusso d’aria subsonico all’interno della camera di combustione, aumentando l’efficienza del motore e riducendo i problemi legati alle alte velocità ipersoniche.
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Riduzione della Resistenza Aerodinamica durante il Rientro Atmosferico: Un'altra applicazione ha riguardato l’uso di campi magnetici per ridurre la resistenza aerodinamica e il riscaldamento termico dei veicoli spaziali durante il rientro atmosferico. Questa tecnologia ha il potenziale di migliorare la sicurezza e la sostenibilità delle missioni spaziali.
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Generazione di Energia nei Sistemi a Ciclo Combinato: La NASA ha esplorato generatori MHD accoppiati a motori a ciclo combinato per aumentare l'efficienza energetica in sistemi spaziali. Questi generatori possono convertire direttamente l’energia termica dei gas di scarico in energia elettrica senza parti in movimento, rendendoli ideali per applicazioni spaziali.
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Trattamento e Condizionamento dei Combustibili: Studi sull’uso di campi magnetici per migliorare le proprietà del carburante nei motori a razzo hanno dimostrato che un condizionamento magnetico può portare a una combustione più completa, riducendo i residui di scarico e migliorando le prestazioni.
SPERIMENTAZIONE, RICERCA E APPROFONDIMENTI
Potenziali Applicazioni Future
Tecnologie come quelle alla base dell'Eco-Booster sono ancora in fase di esplorazione e potrebbero trarre grande beneficio da ulteriori approfondimenti scientifici e sperimentazioni, coinvolgendo laboratori e competenze multidisciplinari, come quelle di università o di altri centri di ricerca avanzata nazionali e internazionali. L'integrazione tra i principi della magnetoidrodinamica, fluidodinamica e altri principi con applicazioni pratiche nei settori automotive o aerospaziale rappresenta un ambito promettente, che potrebbe non solo migliorare l’efficienza energetica ma anche contribuire concretamente alla riduzione dell’impatto ambientale. In prospettiva, queste tecnologie potrebbero aprire nuovi campi di applicazione con impatto positivo sulla qualità della vita umana e sulla tutela del pianeta.
APPROFONDIMENTO:
Molecole Polari o Parzialmente Polari nel Carburante
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Ossigenati
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Etanolo (C₂H₅OH): Utilizzato come additivo nella benzina (come nella benzina E10 o E85), è una molecola fortemente polare grazie al gruppo idrossilico (-OH).
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Metanolo (CH₃OH): Simile all’etanolo, viene talvolta usato come componente o additivo.
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MTBE (Metil-Terziario-Butil-Etere): Additivo ossigenato parzialmente polare, utilizzato per migliorare la combustione e ridurre le emissioni inquinanti.
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Composti Aromatici con Gruppi Polari
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Fenoli: Piccole quantità di fenoli o derivati (con gruppi -OH legati ad anelli aromatici) possono essere presenti.
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Acidi carbossilici: In tracce, possono derivare da contaminazioni o dal processo di raffinazione.
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Additivi Polari
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Detergenti e disperdenti: Additivi chimici usati per pulire gli iniettori o prevenire depositi, spesso contengono gruppi polari.
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Antiossidanti: Molecole come gli aminofenoli o i derivati dell’anilina possono essere usati per stabilizzare il carburante.
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Inibitori di corrosione: Composti polari che proteggono le parti metalliche dall’ossidazione.
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Biodiesel (Esteri metilici degli acidi grassi - FAME): Parzialmente polari a causa del gruppo estere presente nella struttura chimica.
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Impurità o Contaminanti
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Acqua: Sebbene non sia parte del carburante, l’acqua può essere presente in tracce come contaminante. L’acqua è una molecola fortemente polare e può interagire con altri componenti polari.
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Zolfo (nei carburanti meno raffinati): Può presentarsi come composti polari come i solfossidi o i disolfuri.
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Ossigeno Disciolto
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Anche se non è una molecola polare del carburante stesso, l’ossigeno disciolto può interagire con molecole nel carburante e risponde debolmente ai campi magnetici, essendo paramagnetico.
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INTERAZIONI
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Molecole polari o parzialmente polari rispondono meglio ai campi magnetici rispetto alle molecole completamente apolari. Il campo può orientarle o influenzarne il moto all'interno del fluido.
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Non polari ma influenzabili: Anche molecole non polari, come certi idrocarburi, possono subire effetti secondari in presenza di campi magnetici molto intensi, se il carburante contiene impurità o additivi che modificano le proprietà del fluido.
