Aquesta és una pregunta que ha desconcertat els científics durant un segle.Però, impulsat per un premi al servei distingit per a la carrera inicial del Departament d'Energia (DoE) dels EUA de 625.000 dòlars, Matteo Bucci, professor ajudant del Departament de Ciència i Enginyeria Nuclears (NSE), espera apropar-se a una resposta.
Tant si esteu escalfant una olla d'aigua per a la pasta com si esteu dissenyant un reactor nuclear, un fenomen, l'ebullició, és fonamental per als dos processos de manera eficient.
“L'ebullició és un mecanisme de transferència de calor molt eficient;així és com s'elimina una gran quantitat de calor de la superfície, per això s'utilitza en moltes aplicacions d'alta densitat de potència", va dir Bucci.Exemple d'ús: reactor nuclear.
Per als no iniciats, l'ebullició sembla senzill: es formen bombolles que esclaten, eliminant la calor.Però, què passaria si es formessin i s'unissin tantes bombolles, creant una ratxa de vapor que impedia una major transferència de calor?Aquest problema és una entitat coneguda com la crisi d'ebullició.Això comportaria una fuga tèrmica i una fallada de les barres de combustible del reactor nuclear.Per tant, "entendre i identificar les condicions en què es pot produir una crisi d'ebullició és fonamental per desenvolupar reactors nuclears més eficients i competitius en costos", va dir Butch.
Els primers escrits sobre la crisi a foc lent es remunten gairebé un segle abans de 1926. Tot i que s'ha fet molta feina, "està clar que no hem trobat una resposta", va dir Bucci.Les crisis en ebullició segueixen sent un problema perquè, malgrat l'abundància de models, és difícil mesurar els fenòmens rellevants per demostrar-los o desmentir-los."[Ebullició] és un procés que passa a una escala molt, molt petita i durant un període de temps molt, molt curt", va dir Bucci."No podem veure-ho amb el nivell de detall necessari per entendre què està passant realment i provar hipòtesis".
Però durant els últims anys, Bucci i el seu equip han estat desenvolupant diagnòstics que poden mesurar els fenòmens relacionats amb l'ebullició i donar una resposta molt necessària a una pregunta clàssica.El diagnòstic es basa en mètodes de mesura de la temperatura infraroja utilitzant llum visible."En combinar aquestes dues tecnologies, crec que estarem preparats per respondre a les preguntes sobre la transferència de calor a llarg termini i poder sortir del forat del conill", va dir Bucci.Les subvencions del Departament d'Energia dels EUA del Programa d'Energia Nuclear ajudaran aquest estudi i altres esforços de recerca de Bucci.
Per a Bucci, que va créixer a Citta di Castello, un petit poble prop de Florència, Itàlia, resoldre trencaclosques no és cap novetat.La mare de Butch era professora de primària.El seu pare tenia un taller de màquines que fomentava l'afició científica de Bucci."De petit era un gran fan de Lego.Va ser passió", va afegir.
Tot i que Itàlia va experimentar un greu descens de l'energia nuclear durant els seus anys de formació, el tema va fascinar a Bucci.Les oportunitats laborals en el camp eren incertes, però Bucci va decidir aprofundir."Si he de fer alguna cosa durant la resta de la meva vida, no és tan bo com voldria", va bromejar.Bucci va estudiar enginyeria nuclear de grau i postgrau a la Universitat de Pisa.
El seu interès pels mecanismes de transferència de calor es va radicar en la seva investigació doctoral, en la qual va treballar a la Comissió Francesa d'Energia Alternativa i Energia Atòmica (CEA) a París.Allà, un company va suggerir treballar en la crisi de l'aigua bullint.Aquesta vegada, Bucci es va fixar en l'NSE del MIT i es va posar en contacte amb el professor Jacopo Buongiorno per informar-se sobre la investigació de l'institut.Bucci va haver de recaptar fons al CEA per a la investigació al MIT.Va arribar amb un bitllet d'anada i tornada dies abans de l'atemptat de la Marató de Boston del 2013.Però des d'aleshores Bucci s'hi ha quedat, convertint-se en investigador científic i després en professor ajudant a l'NSE.
Bucci admet que va tenir dificultats per adaptar-se al seu entorn quan es va matricular per primera vegada al MIT, però el treball i les amistats amb els seus companys, considera que Guanyu Su i Reza Azizyan de NSE són els seus millors amics, van ajudar a superar els primers recels.
A més del diagnòstic d'ebullició, Bucci i el seu equip també estan treballant en maneres de combinar la intel·ligència artificial amb la investigació experimental.Creu fermament que "la integració de diagnòstics avançats, aprenentatge automàtic i eines de modelatge avançades donarà els seus fruits en una dècada".
L'equip de Bucci està desenvolupant un laboratori autònom per dur a terme experiments de transferència de calor en ebullició.Impulsat per l'aprenentatge automàtic, la configuració decideix quins experiments s'executaran en funció dels objectius d'aprenentatge establerts per l'equip."Estem fent una pregunta que la màquina respondrà optimitzant els tipus d'experiments necessaris per respondre aquestes preguntes", va dir Bucci."Sincerament, crec que aquesta és la següent frontera que s'està bullint".
"Quan puges a un arbre i arribes al cim, t'adones que l'horitzó és més ample i bonic", va dir Butch sobre el seu entusiasme per investigar més en aquesta àrea.
Fins i tot lluitant per noves altures, Bucci no ha oblidat d'on ve.Per commemorar la celebració de la Copa del Món de Futbol de 1990 a Itàlia, una sèrie de cartells mostren l'estadi de futbol dins del Coliseu, ocupant un lloc d'orgull a casa i oficina.Aquests cartells, creats per Alberto Burri, tenen un valor sentimental: l'artista italià (ara mort) també era de la ciutat natal de Bucci, Citta di Castello.
Hora de publicació: 10-agost-2022