CE 2020 | SMARTREC: Recupero di calore ad alta temperatura a Sali fusi per l’industria
SMARTREC è un progetto europeo dedicato allo sviluppo di tecnologie avanzate per il recupero del calore industriale ad alta temperatura. I settori coinvolti, come l’alluminio secondario, la ceramica, il cemento e il vetro, sono caratterizzati da fumi esausti intermittenti, corrosivi e ricchi di particolato, che rendono complesso l’utilizzo diretto del calore disponibile. SMARTREC propone una piattaforma modulare in grado di recuperare calore fino a temperature molto elevate, integrando scambiatori Heat Pipe (HPHE), un circuito a sali fusi come fluido termovettore e un sistema di accumulo termico che consente di trasformare una sorgente termica ciclica in un apporto energetico continuo. Il risultato atteso è un miglioramento significativo dell’efficienza dei processi industriali e una riduzione dei consumi di energia primaria.
Ingegneria, materiali e sperimentazione con sali fusi
All’interno del progetto, Spike ricopre un ruolo tecnico centrale nello sviluppo delle soluzioni basate su sali fusi. Per consentire la selezione e validazione dei fluidi termovettori ad alta temperatura, Spike ha progettato e realizzato il Molten Salt Test Plant (MSTP), un impianto sperimentale dedicato allo studio delle miscele di sali in condizioni operative reali. L’impianto, come riportato nella documentazione tecnica, è progettato per temperature fino a 600°C e permette di testare fluidi con differenti proprietà termofisiche, verificando stabilità termica, compatibilità con materiali metallici e prestazioni fluidodinamiche. Questo lavoro è indispensabile per definire quali sali siano adatti per alimentare il circuito SMARTREC e per stabilire i limiti operativi del sistema.
Il Molten Salt Test Plant: il cuore sperimentale del progetto
Il MSTP sviluppato da Spike è composto da un serbatoio di fusione e drenaggio del sale, una rete di tubazioni tracciate elettricamente per evitare solidificazioni, una sezione di test dedicata alle misure termo-fluidodinamiche e un sistema di raffreddamento radiante. La scelta dei materiali è stata effettuata tenendo conto dei problemi di corrosione tipici delle alte temperature: acciai inox come SS316 sono stati adottati per garantire resistenza e affidabilità, mentre leghe più performanti ma costose sono state considerate solo a livello teorico. Le prime prove sono state condotte con una miscela di nitrati NaNO₃–KNO₃, valida come riferimento per verificare la funzionalità dell’impianto e la logica di controllo. Questi test hanno confermato la capacità del sistema di operare in sicurezza e di garantire stabilità anche a temperature molto elevate.
Integrazione con lo scambiatore HPHE e il sistema di accumulo
Il contributo di Spike si inserisce direttamente nella logica più ampia di SMARTREC. Il calore recuperato dagli scambiatori Heat Pipe viene trasferito al circuito dei sali fusi, che lo trasporta verso il processo industriale o verso il sistema di accumulo termico. I dati raccolti attraverso le sperimentazioni del MSTP permettono di verificare la capacità delle diverse miscele saline di sostenere cicli termici complessi, di resistere alla corrosione e di garantire prestazioni stabili nel tempo. Le simulazioni sviluppate dal consorzio, basate anche sulle proprietà misurate da Spike, guidano il dimensionamento del circuito, il controllo delle temperature e l’integrazione con il Dual Media Thermocline (DMT), che consente di compensare le variazioni tipiche dei cicli di produzione industriale.
Una piattaforma per sviluppare la prossima generazione di fluidi termovettori
Grazie al lavoro svolto da Spike, il progetto SMARTREC dispone oggi di una piattaforma sperimentale in grado di esplorare nuove miscele di sali fusi e di verificarne il comportamento in condizioni operative altrimenti difficili da replicare. Questo consente di valutare con maggiore accuratezza gli effetti della corrosione, le perdite di carico, la compatibilità con pompe e valvole e le prestazioni termiche dei fluidi. L’impianto progettato da Spike è quindi una componente essenziale per rendere SMARTREC una tecnologia realmente installabile in contesti industriali reali, riducendo i rischi e migliorando l’affidabilità del sistema finale.
Il valore strategico dell’impianto dimostrativo
L’esperienza ingegneristica di Spike nella progettazione di impianti ad alta temperatura e nella gestione di fluidi complessi ha permesso al progetto SMARTREC di compiere un salto significativo nella validazione della tecnologia. Il Molten Salt Test Plant non è un semplice banco prova, ma una piattaforma progettuale e sperimentale che consente al consorzio di definire soluzioni reali, industrializzabili e competitive. Il lavoro di Spike rappresenta uno dei pilastri tecnologici del progetto e un contributo determinante per avvicinare le industrie europee a un recupero del calore più efficiente, sostenibile e flessibile.