Giubbotto di salvataggio gonfiabile
Data di pubblicazione
16-11-2020Codice
CH.18.063.AStato
LicenziatoData di priorità
04-08-2020Fase
Nazionale (brevetto concesso) e Internazionale (PCT)Titolare
Politecnico di MilanoDipartimento
DIPARTIMENTO DI CHIMICA, MATERIALI E INGEGNERIA CHIMICA "GIULIO NATTA"Autori
Davide Moscatelli, Ferruccio Resta, Roberto PrimavesiDescrizione
Al Politecnico di Milano è stato ideato un innovativo giubbotto di salvataggio auto-riscaldante, che consente aumentare la probabilità di sopravvivenza in caso di ipotermia.
Il problema tecnico era stato precedentemente e svantaggiosamente risolto utilizzando batterie (soggette a corrosione in ambiente marino) o materiali in grado di accumulare calore latente ma rilasciato con una elevata velocità di dispersione.
Produrre calore modulabile nel tempo è stato possibile ricorrendo ad una reazione chimica esotermica, ma controllata, tra un metallo (avente un potenziale elettrico inferiore a quello standard di riduzione dell’idrogeno) e una resina acida, attivati dal contatto con acqua, che ne consente l’innesco.
Le resine acide a scambio ionico (solfoniche, fosfoniche e carbossiliche) presentano gruppi simili a quelli dei corrispondenti acidi ma legati ad una struttura tridimensionale polimerica, che consente di ottenere particelle solide altamente porose che possono essere maneggiate con estrema sicurezza, non comportando problemi di corrosione.
Allo stesso tempo queste particelle in acqua liberano ioni H+, esattamente come l’acido solforico.
Tali caratteristiche fanno sì che le resine acide siano altamente idonee ad essere introdotte nella camera interna del giubbotto di salvataggio (contrassegnata con il numero 3 nella figura 1), diventando attive solo se immerse in acqua.
Uno tra i metalli che presentano una maggiore entalpia di reazione è l’ alluminio , che reagisce con gli ioni H+, producendo idrogeno attraverso una reazione esotermica che prosegue fino ad esaurimento dei reagenti.
È il tipo di metallo (e la dimensione dei grani utilizzati) che permette di regolare la durata della reazione e di controllare il rilascio di calore. Alluminio, magnesio e calcio sono i metalli preferiti, perché più sicuri da maneggiare.
Nella camera (3), oltre al metallo e alla resina acida protetti da un film polimerico idrosolubile , può essere inserito anche un sale solubile in acqua (cloruro di sodio, calcio o potassio) per poter rendere utilizzabile il giubbotto in acque dolci [1].
La camera riscaldante (3) è a diretto contatto con l’utilizzatore.
Può essere prevista anche una terza camera gonfiabile (8), in modo da coibentare ulteriormente la camera riscaldante (Figura 2).
La camera più esterna (2) ha una forma concava, in modo da accogliere parzialmente al suo interno la camera (3) ed è provvista di una membrana semipermeabile che consente l’ingresso di acqua e ne previene la fuoriuscita, di un sistema di gonfiaggio con CO2 e di un contenitore al cui interno è posta una soluzione di acqua e glucosio.
La soluzione zuccherina è aggiunta per permettere di incrementare la resistenza dell’utilizzatore una volta che il corpo è mantenuto ad una temperatura adeguata grazie all’utilizzo della reazione sopra descritta.
La camera riscaldante è provvista di un tubo che la collega con l’ambiente esterno per consentire la fuoriuscita dell’idrogeno che si forma durante la reazione [1].
Il giubbotto, che ha la forma di un gilet, è realizzato in materie plastiche stampabili, quali poliolefine, in modo da ottenere un basso costo del prodotto finito ed una estrema facilità nella composizione del dispositivo stesso.