L’incredibile “dispositivo di Manelas” e il nanomagnetismo

In questo articolo scopriremo le caratteristiche principali di un incredibile generatore a stato solido di energia gratuita – il cosiddetto “dispositivo di Manelas”, dal nome dell’abile ingegnere che l’ha inventato, scomparso nel 2014 – in grado di ricaricare per anni le batterie di un’auto elettrica. Le uniche informazioni esistenti sul dispositivo vengono dal resoconto tecnico fatto nel 2014, in un congresso scientifico svoltosi presso il prestigioso MIT di Boston, da Brian Ahern, un noto ed esperto fisico con un PhD in scienza dei materiali che negli ultimi anni si è occupato di nanomagnetismo e di calore in eccesso.

Come riportato nel 2012 dalla scrittrice di free-energy Jeane Manning nella rivista Atlantis Rising [1],”nel 1996 Ahern e alcuni altri colleghi hanno scoperto proprietà vibrazionali uniche nei materiali trattati ricadenti in un intervallo di dimensioni di circa 3-12 nm. In particolare, egli è una delle poche persone nel mondo scientifico che conosce le ‘oscillazioni cooperative’ tra le particelle di ferrite in quella gamma di dimensioni apparentemente magiche in cui i vortici magnetici si presentano come trombe d’aria in miniatura. Quelle particelle operano secondo un diverso insieme di regole”.

Il ferromagnetismo, infatti, è un fenomeno cooperativo che esibisce un certo numero di proprietà che vengono portate a un livello superiore nel “superferromagnetismo”. Le ferriti lavorate a 3-12 nm hanno delle oscillazioni cooperative ed a quelle dimensioni sorgono vortici magnetici che sono coordinati nella precessione dei grani magnetici. Le interazioni del vortice possono potenzialmente estrarre o amplificare energia attraverso la “localizzazione dell’energia”, tant’è che certe ferriti speciali si raffreddano, consentendo di utilizzare il calore ambientale altrove in un sistema.

Il generatore di free-energy di Manelas

Nell’agosto 2011, Ahern stava conducendo esperimenti in un reattore con scariche ad alta tensione (gli elettrodi erano distanti 1 cm, per cui la tensione di scarica era di 700 V, ed egli usava un alimentatore da 2000 V con frequenze da 0 a 20 kHz) per cercare di replicare i risultati dell’E-Cat di Andrea Rossi usando delle nano-polveri magnetiche, e incontrò l’invenzione che probabilmente cambiò la sua vita. È bello leggere la parte principale della storia nelle parole originali dell’articolo di Jeane:

Brian Ahern ed uno dei reattori su cui stava lavorando con l’alta tensione nel 2011.

“Ahern aveva bisogno di uno specialista per riparare il suo alimentatore ad alta tensione necessario per gli esperimenti sulle LENR, perché gli impulsi ad alta tensione potevano innescare un’amplificazione energetica da parte delle nano-polveri. Arthur Manelas, un ingegnere elettrico e meccanico che aveva lavorato nel programma spaziale degli Stati Uniti durante la missione Apollo 11, si recò da uno Stato vicino al laboratorio di Ahern e ritirò l’attrezzatura. Quando la riparazione fu completata, Ahern guidò fino al laboratorio di Manelas. I due chiacchierarono, e Ahern rimase stupito dalla tecnologia di Manelas correlata al nano-magnetismo: le batterie dell’auto elettrica di Manelas sembravano caricarsi da sole!”.

Così non c’è da stupirsi che Manelas avesse interesse agli impulsi ad alta tensione attraverso nanoparticelle magnetiche e che pure lui stesse inviando impulsi in sistemi di particelle nanomagnetiche. Infatti, Arthur Manelas gestiva la sua vettura, una Solectria del 1997, alimentandola con un dispositivo cosiddetto “di tipo Sweet” – delle dimensioni di un cestino da pranzo per scolari – che poteva ricaricare completamente le batterie in circa tre giorni, senza che queste dovessero mai venire collegate a qualsivoglia fonte di elettricità, a differenza di quanto accade con tutte le normali batterie.

L’auto elettrica di Arthur Manelas (nella foto), inizialmente alimentata da 450 kg di batterie al piombo acido, poi sostituite da Manelas con 160 kg di batterie agli ioni di litio. (fonte Ahern)

Floyd Sweet era un ex ricercatore della General Electric che, dopo il pensionamento, a metà degli anni Ottanta fece esperimenti scientifici a casa sua per sviluppare un dispositivo che potesse attingere all’energia del campo magnetico che permea l’intero universo. Sweet vide che, molto raramente, si verificano delle auto-oscillazioni di lunga durata (da poche ore a mesi o più), dopo una corretta “attivazione”, in trasformatori elettrici basati su magneti in ferrite di bario, del tipo di quelli usati nei vecchi apparati audio che all’epoca erano abbastanza comuni nei negozi di surplus. Sentiva che questo effetto poteva essere sfruttato per fare qualcosa di utile, come produrre energia.

Ma la parte più interessante deve ancora venire. Ecco le parole di Ahern:

“Il dispositivo di Manelas è costruito attorno a una piastra quadrata di 10 centimetri di lato e di poco più di 1 centimetro di spessore fatta di particelle di un qualche tipo di ferrite di dimensioni nanometriche (“ferrite” significa ferro o materiali contenenti ferro). La lastra è anche il nucleo di un trasformatore collocato nel circuito elettrico del dispositivo. Le specifiche tecniche dicono che questo trasformatore dovrebbe riscaldarsi fino a circa 5 gradi di più rispetto alla temperatura dell’aria circostante quando lavora. Invece, funzionava a 5 gradi Celsius di meno rispetto alla temperatura ambiente locale “.

La piastra fatta di particelle di ferrite del dispositivo di Manelas. Essa è stata condizionata in modo da far levitare un ago nel centro. Ciò potrebbe essere dovuto a campi magnetici auto-oscillanti. Secondo Floyd, tali oscillazioni sono un prerequisito per la produzione di energia.

Ahern fa misure e indaga sul dispositivo

Poi Ahern ha testato l’alimentatore in ferrite che stava facendo funzionare l’auto. La piastra di ferrite era attraversata da impulsi ad alta tensione, creando elettricità in eccesso. Hanno guidato la macchina per 25 miglia con quattro passeggeri, dopodiché hanno parcheggiato l’auto per una settimana completamente sigillata e isolata da qualsiasi fonte di energia. In questo lasso di tempo, in apparente violazione del 1° principio della termodinamica, la capacità della batteria è aumentata dal 69,6% (che aveva dopo il viaggio) all’89,4% – in pratica di 3,4-3,8 kWh – mentre la tensione è aumentata da 168 a 172 V. La potenza media di ricarica fornita durante i 7 giorni era dunque di circa 27 W.

La tensione ai capi della batteria dell’auto durante i 7 giorni in cui non è stata usata.

L’indicatore di carica della batteria dell’auto all’inizio e alla fine dei 7 giorni del test.

L’incredibile auto-ricarica della batteria di Manelas ottenuta grazie al dispositivo in ferrite fu misurata da Ahern con un voltmetro durante i 7 giorni in cui l’auto è rimasta sigillata. Le “buche” nel grafico rappresentano l’effetto delle aurore boreali: in particolare, secondo Ahern, la prima buca a sinistra corrisponderebbe a quella fu la quarta più grande di quell’anno, mentre la buca di centro alla più forte dell’anno. “Non sappiamo perché vi sia un’interazione fra questo dispositivo e la magnetosfera, ma” – dice – “c’è una correlazione esatta”.

Manolas lo ha autorizzato ad approfondire l’indagine sul suo dispositivo, che “ha operato negli ultimi 20 mesi”, racconterà Ahern nel 2014. In un secondo test, Ahern ha collegato per 4 giorni alla batteria dell’auto di Manelas una lampadina che ha assorbito per tale lasso di tempo una potenza di 57 W l’ora, e la batteria non si è scaricata: anzi, la tensione della batteria è leggermente aumentata nel tempo. Ahern ipotizza che i nanograni di ferrite presenti nel dispositivo di Manolas siano ferrite di stronzio (SrFe12O19).

La tensione ai capi della batteria dell’auto nei 4 giorni del “test della lampadina”.

Nella figura seguente vi è invece la parte più importante della fisica del dispositivo in ferrite di Manelas che osserviamo ma non comprendiamo. Ahern ha posto un termistore sulla piastra in ferrite (che fungeva da nucleo di un trasformatore) e altri tre intorno all’auto per misurare la temperatura ambiente. I trasformatori diventano sempre più caldi rispetto all’ambiente, ma questo era da 3 a 5 °C più freddo. “Non me l’aspettavo” dice Ahern, “infatti avevo messo i sensori per vedere quanto si scaldava il trasformatore, perciò durante il funzionamento di quest’ultimo c’era quella che si chiama una ‘isteresi negativa’ ”.

La dfferenza fra la temperatura della piastra (in basso) e quella ambiente (in alto).

Manelas ha lavorato fino all’ultimo da solo sul proprio dispositivo, finché non è stato colpito da un aneurisma e dopo due anni è morto. Il dispositivo è finito quindi nelle mani di Ahern, che ha effettuato misurazioni insieme ad altri due scienziati trattandolo come una “black box”. Questa è un’immagine della piastra in ferrite con la sua struttura in termini di poli multipli e che, quando la si avvolge su tre differenti accessi e si inviano impulsi ad alta tensione, si comporta in un modo che non ci aspettavamo. La sorgente di energia è sconosciuta.

I poli multipli evidenziati da Ahern sulla piastra in ferrite del dispositivo di Manelas.

Per finire, un lettore ha confrontato il grafico con le “buche “ che Ahern attribuisce alle aurore boreali e non ha trovato nessuna correlazione con le fluttuazioni del campo magnetico locale fornite dal sito intermagnet.org; mentre, analizzando i dati meteo relativi a Pelham (New Hampshire), dove Manelas viveva, ha notato che le “buche” si sono verificate in periodi di temperatura bassa / umidità. Ciò sembra suggerire che il dispositivo si comporta in modo differente quando fa freddo / è umido.

Una possibile spiegazione del fenomeno

Probabilmente, la polvere di ferrite presente nel dispositivo di Manelas aveva piccoli microdomini e quest’ingegnere di origine greca aveva trovato il modo di attivare delle auto-oscillazioni in tali magneti. Il resto del dispositivo stava semplicemente trasformando questo campo magnetico oscillante in elettricità che andava a ricaricare il pacco batterie, dando vita a una “batteria auto-ricaricabile”.

Lo schema elettrico della batteria che si auto-ricarica grazie al dispositivo di Manelas con la nano-ferrite, qui indicato come “black box” (fonte: B. Ahern)

Questo è probabilmente il motivo principale per cui Ahern crede che il dispositivo di Manelas – e probabilmente gli esperimenti ed i reattori LENR (Low Energy Nuclear Reaction, o “reazioni nucleari a bassa energia”) del tipo nichel-idrogeno (Ni-H) che coinvolgono le nano-polveri – non siano basati su reazioni nucleari, bensì su una nuova e inattesa forma di nanomagnetismo.

Secondo Ahern, anche il magnetismo ha effetti amplificati nell’intervallo di dimensioni da 3 a 12 nanometri nelle ferriti – come già succede per la cosiddetta “localizzazione dell’energia” nello spazio e nel tempo scoperta da Fermi-Pasta-Ulam e pure riguardante le nanopolveri (si legga in proposito il mio articolo Il rivoluzionario esperimento di Fermi-Pasta-Ulam) – e questo nanomagnetismo amplificato interagirebbe per generare l’energia extra di ciò che erroneamente chiamiamo LENR, perché la parola “nucleare” non dovrebbe essere usata per i reattori che utilizzano nanopolveri.

Secondo l’intervista di Jeane, “Ahern credeva di vedere ancora un altro esempio di ‘localizzazione dell’energia’ che si verifica in particelle nell’intervallo da 3 a 12 nm. In questo caso, viene prodotta elettricità piuttosto che calore che deve essere convertito in elettricità tramite turbine a vapore”. Ciò suggerirebbe una connessione tra il dispositivo di Manelas e l’E-Cat, in particolare con la sua versione di ultima generazione – chiamata “QuarkX” – in grado di produrre elettricità in modo diretto.

Il dispositivo di Manelas, nascosto sotto il foglio, è mostrato in Fig.3 (che trovate ingrandita in cima a questa pagina). Il resto è il circuito che ricarica il pacco di batterie al litio.

Vi sono anche alcuni articoli “peer reviewed” (su riviste come Nature e Science) che Ahern cita come dimostrazione del fatto che altri stimati ricercatori hanno scoperto e studiato gli effetti speciali del nanomagnetismo a 3-12 nanometri. Solo per darvi un’idea, in un articolo di Van Waeyenberge et al. [2], intitolato “Inversione del nucleo del vortice magnetico mediante eccitazione con brevi burst di un campo alternato” e pubblicato su Nature nel 2006, leggiamo:

“Lo stato di vortice, caratterizzato da una magnetizzazione ad arricciamento, è una delle configurazioni di equilibrio dei materiali magnetici soft e si verifica in sottili elementi ferromagnetici a forma quadrata e a disco di dimensioni micrometriche e inferiori. [..] Qui riportiamo la manipolazione controllata della polarizzazione del nucleo del vortice mediante eccitazione con piccoli “burst” di un campo magnetico alternato. [..] Il movimento a vortice è stato esaminato mediante microscopia a raggi X a scansione in trasmissione con risoluzione nel tempo. [..] La struttura del vortice è stata eccitata con un campo magnetico alternato prodotto attraverso una corrente alternata lineare nel piano con un’ampiezza di 0,1 microtesla (mT) e una frequenza di 250 MHz”.

La manipolazione della struttura a vortice in un materiale ferromagnetico nanometrico con un campo magnetico alternato (Van Waeyenberge et al., Nature, 2006).

L’intrigante quadro che sta emergendo

Spero che, se hai letto anche il mio articolo Il rivoluzionario esperimento di Fermi-Pasta-Ulam, tu abbia apprezzato questo lungo e strano viaggio attraverso molti fatti interessanti ma poco conosciuti che possono apparire così lontani l’uno dall’altro. Al contrario, sta emergendo una visione unificante che cercherò di illustrare in questi ultimi due paragrafi.

Il fenomeno della “localizzazione dell’energia” – già dimostrato da Fermi-Pasta-Ulam con semplici simulazioni al computer di una catena unidimensionale di oscillatori non lineari – è, in linea di principio, in grado di spiegare la produzione di calore in eccesso nei reattori Ni-H (o Ni-Li-H, come l’Hot-Cat di Andrea Rossi) con nano-polveri nella gamma 3-12 nm. Infatti, può fornire localmente, ad alcuni ioni, un’energia cinetica sufficiente a liberarsi di un buca di potenziale (permettendo ad esempio l’eccitazione di Coulomb e/o il tunneling neutronico legato) e/o di una barriera di Coulomb (permettendo altri tipi di reazioni). In questo modo, la localizzazione dell’energia avvierebbe alcune reazioni esotermiche altrimenti impossibili, attivando canali di reazione a una particella, a due particelle o a più particelle.

È interessante notare che il concetto di localizzazione dell’energia è complementare a quello di “Nuclear Active Environment” (NAE) introdotto nel campo delle LENR da Edmund Storms, un chimico nucleare in pensione dal Los Alamos National Lab e ben noto per i suoi trent’anni di lavoro nella fusione fredda. Secondo Storms, “il meccanismo nucleare che causa le reazioni nucleari si verifica raramente e richiede una condizione molto particolare. Il NAE è questa condizione unica. Le sue caratteristiche possono essere ulteriormente limitate richiedendo al NAE e al meccanismo nucleare di lavorare insieme in modo logico. La sfida è quindi identificare il NAE e crearne il più possibile. L’identificazione del NAE può iniziare trovando una singola condizione che è presente durante tutti gli studi LENR di successo. Una volta identificato il NAE, la ricerca del meccanismo che produce LENR diventa più semplice” [3].

Uno dei primi articoli di Edmund Storms sull’importanza dei NAE nelle LENR.

Dall’altro lato, il fenomeno del “nanomagnetismo” è, in linea di principio, in grado di spiegare la produzione di correnti dirette all’interno del dispositivo Manelas e all’interno di un reattore LENR che utilizza nano-polveri ferromagnetiche nell’intervallo di dimensioni 3-12 nm. Secondo l’insegnamento di Ahern [4], “il ferromagnetismo è un fenomeno cooperativo. In particolare, le ferriti lavorate a 3-12 nm hanno oscillazioni cooperative e a quelle dimensioni si formano vortici magnetici. Queste interazioni vorticose estraggono energia attraverso la localizzazione dell’energia, in modo simile all’idrogeno nelle nanoparticelle in cui sono state amplificate le modalità anarmoniche. Le proprietà magnetiche sono amplificate dai processi non lineari sviluppati nelle particelle di ferrite di 3-12 nm. Di conseguenza, le ferriti si raffreddano”.

I materiali ferromagnetici (come ferro, nichel, etc.) tendono a formare domini magnetici: in un campo magnetico, questi domini si allineano con il campo creando un forte magnete. L’acciaio è per lo più fatto di ferro e alcuni acciai sono più magnetici di altri. La ruggine e la corrosione influenzano fortemente le proprietà magnetiche dei metalli, introducendo atomi di altri elementi (tipicamente ossigeno), creando nuove forme chimiche che di solito finiscono per essere non ferromagnetiche o meno ferromagnetiche del metallo magnetico puro. Ma la ruggine e la corrosione di solito si verificano in uno strato molto sottile del materiale vicino alla superficie; il resto del materiale sarà magnetico come è sempre stato, appena sotto lo strato arrugginito. Ciò potrebbe ulteriormente spiegare perché la ruggine è un buon candidato per alcune reazioni LENR a catena che producono hotspot, come noto in letteratura.

C’è nanomagnetismo nei reattori tipo-E-Cat?

Lo sviluppo a lungo termine dei reattori E-Cat di Rossi e dei suoi partner può essere visto come caratterizzato da tre fasi, corrispondenti a design molto diversi e, probabilmente, a princìpi operativi leggermente diversi: (1) 2008: E-Cat o E-Cat a bassa temperatura (120 °C); (2) 2012: E-Cat ad alta temperatura o “Hot-Cat” (600 °C); 2016: il cosiddetto “QuarkX” (che si distingue principalmente per la produzione diretta di energia elettrica in aggiunta all’energia termica fornita). Sappiamo dalla letteratura che i campi elettromagnetici svolgono un ruolo chiave nell’Hot-Cat [5], un reattore molto compatto che può essere visto come una sorta di trait d’union tra l’E-Cat a bassa temperatura (dove la stimolazione elettromagnetica non era importante, se non nella modalità auto-sostentata, o SSM) e il QuarkX rivelato al pubblico nel 2017 (dove sembra essere fondamentale).

Pertanto, possiamo riassumere la situazione come nell’illustrazione. Il calore in eccesso rilasciato dai reattori Ni-H (l’E-Cat a bassa temperatura di Rossi, ma anche i reattori di Piantelli e Miley, etc.) potrebbe essere collegato alla localizzazione dell’energia, mentre la corrente continua prodotta da alcuni sistemi utilizzando nanopolveri magnetiche (il dispositivo di Manelas, il QuarkX di Rossi) potrebbe essere collegata al fenomeno del nanomagnetismo. In questo contesto, il trait d’union tra l’E-Cat a bassa temperatura di Rossi (2008) e il QuarkX (2016) sembra essere rappresentato più dal reattore “Hyperion” – sviluppato nel 2012-13 dalla società greca Defkalion, dopo la rottura dell’accordo con Rossi – che dall’Hot-Cat (2012), almeno per quanto ne sappiamo dai documenti pubblici disponibili.

Un possibile quadro interpretativo che sta oggi emergendo grazie al lavoro di Ahern.

Mi riferisco al fatto che, in un Hyperion R-5, dopo ogni ciclo di lavoro di attivazione, il campo magnetico a 20 cm dal reattore è passato da 0,6 Tesla a 1,6 Tesla durante il periodo di reazione (senza alcun triggering!). Può essere utile ricordare che l’innesco del nucleo del reattore preriscaldato è stato ottenuto utilizzando la scarica a incandescenza del plasma attraverso due elettrodi a V ≈ 24 kV, utilizzando una corrente continua I ≈ 22 mA con una frequenza di kHz (l’uscita termica è stata modulata variando il duty-cycle  dell’impulso di innesco) [6]. Ciò indica che, anche in un reattore Ni-H come l’Hyperion, le LENR producono campi elettrici E (e correnti I) molto forti, non solo il campo magnetico molto forte B = 1,6 Tesla!

Quindi, in un reattore Hyperion, la scarica prodotta dalla fessura della scintilla ad alta tensione dissocia l’H2 nell’idrogeno monatomico, ed i campi magnetici generati dal trigger esterno potrebbero fornire per brevi periodi, su superfici localizzate di polveri di Ni, allineamenti magnetici di atomi di Ni e potenziali trappole magnetiche localizzate per atomi, molecole o ioni, consentendo in linea di principio reazioni esotermiche altrimenti impossibili. Nel reattore Hot-Cat di Rossi (2012), un possibile effetto finale piuttosto simile (e probabilmente molto migliore) è stato ottenuto utilizzando un campo elettromagnetico generato usando un Triac e modulando l’alimentazione in ingresso delle tre bobine di riscaldamento con una forma d’onda controllata – che è una forma d’onda protetta dal segreto industriale – una procedura necessaria per attivare correttamente la reazione nella polvere del combustibile [5]. Nell’E-Cat a bassa temperatura, o E-Cat “Low T” (2008), invece, c’era probabilmente solo un innesco di tipo termico.

 

Riferimenti bibliografici

[1]  Manning J., Tiny Tornadoes of Magnetism: Keys to Free Energy?, pp. 58-59, Atlantis Rising, n.95, September/October 2012.

[2]  Van Waeyenberge et al., Magnetic Vortex Core Reversal by Excitation with Short Bursts of an Alternating Field, Nature, Vol. 444, pp. 461-464, November 23, 2006.

[3]  Storms E., An Explanation of Low-Energy Nuclear Reactions (Cold Fusion), J. Condensed Matter Nucl. Sci., Vol. 9, pp. 1-22, 2012.

[4]  Ahern B., Energy Localization: The Key to Understanding Energy in Nanotechnology and Nature, slides available in LENR-CANR website.

[5]  Ventola R., Nikolova V., Hot-Cat 2.0: How last generation E-Cats are made, Amazon, 2015.

[6]  Kim Y.E., Hadjichristos, Theoretical Analysis and Reaction Mechanisms for Experimental Results of Ni-H Systems, slides presented at ICCF-18, University of Missouri, July 25, 2013.

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