cèlla¹

Lessico

sf. [sec. XIII; dal latino cella, cameretta, dispensa].

1) Stanza piccola, spoglia, disadorna; in particolare quelle dei conventi, di antiche fortezze e delle carceri: cella di rigore, in cui vengono temporaneamente rinchiusi i detenuti indisciplinati o pericolosi.

2) Antiq., deposito per lo più sotterraneo in cui si conservano il vino e l'olio; dispensa, cantina.

3) In zoologia, scompartimento di una costruzione animale a molte camere (per esempio, cella reale, nei nidi delle termiti). Nei nidi di cera o di materiale cartaceo degli Imenotteri le celle hanno solitamente forma esagonale, che si ritiene la più adatta per ottenere insieme economia di spazio e di materiale costruttivo e robustezza della costruzione. Le celle di questi nidi sono adibite alla conservazione del polline e del miele e all'allevamento delle larve.

4) In architettura, la parte più interna del tempio, chiusa da muri, destinata ad accogliere la statua del dio. Rettangolare nel tempio greco, tripartita in quello etrusco, assunse anche forma circolare in età ellenistico-romana.

5) Cella memoriae, costruzione funeraria tipica dell'età paleocristiana. Di ridotte dimensioni, la cella memoriae, che tipologicamente ripete le forme di una cappellina o di un sacello, sorge sul luogo di sepoltura di un defunto (se si tratta di un martire prende il nome di martyrion) come espressione tangibile della volontà di perpetuarne il ricordo. È detta cella absidata quando presenta un vano, generalmente quadrato, con una sola abside, cella trichora quando le absidi sono tre.

6) Ant., chiesetta di campagna, di solito dipendente da un monastero; fattoria agricola benedettina connessa a un convento. In tal senso il termine sopravvive come toponimo.

7) Per estensione, ambiente, contenitore o dispositivo destinato a un uso pratico o tecnico specifico: cella campanaria, il vano situato alla sommità del campanile in cui si trovano le campane; cella frigorifera, locale destinato alla conservazione di materiali, generalmente alimentari, munita di un sistema di refrigerazione che consente di mantenere bassa la temperatura ambiente; cella raddrizzatrice, termine poco usato per indicare un raddrizzatore semiconduttore completo di alette refrigeranti.

8) In fisica nucleare: A) camera per la conservazione e la manipolazione di sostanze radioattive. La cella calda dispone di sistemi meccanici comandati a distanza, telemanipolatori, che permettono di operare sui radioelementi senza che lo sperimentatore entri in diretto contatto con essi. Nella cella a guanti la manipolazione avviene attraverso guanti opportuni infissi nella parete della camera a perfetta tenuta d'aria. B) Cella di reattore, componente del reticolo di un reattore eterogeneo, costituente di per sé un'unità autosufficiente, completa cioè di barre di combustione e del necessario moderatore. Si ripete con forma geometrica e proprietà atomiche costanti in tutto il reticolo. C) Nella separazione isotopica a cascata, gruppo di stadi costituenti un insieme unitario ai fini operativi.

9) In informatica, posizione di memoria direttamente indirizzabile destinata a contenere un'unità d'informazione, generalmente un carattere o una parola.

10) Nella tecnica, cella di carico, apparecchio, montato per esempio in un banco prova motore, usato per la misura della forza frenante. Consiste in un elemento sul quale sono stati montati degli estensimetri sottoposti a una forza trasmessa da un braccio solidale al blocco di supporto degli elettromagneti di frenatura. Gli estensimetri, sotto l'azione della forza, generano un segnale in tensione proporzionale alla forza stessa.

11) In topologia, insieme di punti che possono essere posti in corrispondenza biunivoca bicontinua con i punti di uno spazio euclideo; a seconda delle dimensioni n di questo spazio si avrà una cella di dimensione n ovvero una n-cella. Per esempio, l'insieme dei punti interni a un cerchio o a una calotta sferica è detto bicella; l'insieme dei punti interni a una sfera o a un cubo è detto tricella.

12) Nelle telecomunicazioni: A) nella tecnica ATM, le celle sono le unità di trasporto elementare in cui è suddiviso il messaggio informativo. La cella ha una lunghezza fissa (53 byte) ed è composta da un'intestazione (header, 5 byte), contenente informazioni di controllo, e dal carico utile (payload, 48 byte), all'interno del quale vengono posti i dati d'utente. B) Nelle telecomunicazioni cellulari, la zona di copertura di una rete cellulare viene suddivisa in aree elementari dette celle, ognuna delle quali è servita da una propria stazione radio.

Chimica: cella a combustbile

Le celle a combustibile (fuel cell) sono dei sistemi elettrochimici capaci di convertire l'energia elettrochimica di un combustibile in energia elettrica senza l'intervento intermedio di un ciclo termico. I principali elementi che le costituiscono sono: A) un elettrodo (anodo) in corrispondenza del quale avviene la reazione di ossidazione del gas combustibile con produzione di elettroni; B) un elettrodo (catodo) in corrispondenza del quale avviene la reazione di riduzione del gas comburente (ossigeno) con l'utilizzazione degli elettroni provenienti dal circuito elettrico esterno collegato con l'anodo; C) una sostanza di elevata conducibilità (elettrolita) che permette il passaggio del flusso di ioni. A seconda della natura dell'elettrolita gli ioni possono essere positivi (diretti al catodo) o negativi (diretti all'anodo). Le celle elementari sono collegate in serie, costituendo il cosiddetto stack, per ottenere la tensione desiderata. Le celle sono realizzate con diverse caratteristiche e la loro classificazione viene effettuata secondo la natura dell'elettrolita. § Cella a combustibile ad acido fosforico: opera a temperature di 200° C, con rendimenti elettrici che possono raggiungere il 4045%, è stata sviluppata negli Stati Uniti e in Giappone ed è ormai matura per la generazione elettrica e la cogenerazione di piccola e media taglia. In questo caso una miscela di gas ricca di idrogeno è inviata all'anodo, dove le molecole di idrogeno si dissociano in ioni ed elettroni secondo la reazione:

2H2= 4H⁺ +4e^-

gli ioni idrogeno attraverso l'elettrolita migrano al catodo, reagiscono con l'ossigeno contenuto nell'aria e con gli elettroni che provengono tramite il circuito elettrico esterno dall'anodo, producendo acqua secondo la reazione:₂ + 4H⁺ + 4e^- =2H₂Oimpianto pilota di 1,3 MW, con le celle sopradescritte, per la produzione di energia elettrica e calore è stato installato già nel 1995 nella zona di Milano. § Cella a combustibile a elettrolita polimerico: opera a temperature comprese tra i 70 e i 100° C e utilizza come elettrolita una membrana solforica perfluorata a elevata conducibilità protonica. Sviluppata negli anni Sessanta per la NASA, fondamentalmente per applicazioni spaziali, presenta caratteristiche quali una elevata densità di potenza (1 W/cm²), assenza di problemi di corrosione, rapidità di partenza a freddo e di risposta alle variazioni di carico e sembra pertanto la più interessante per la generazione di potenza a bordo dei veicoli pur senza trascurare il suo utilizzo per la produzione di energia elettrica in condizioni stazionarie. Gli impianti con celle a combustibile sono costituiti, oltre che dalla sezione elettrochimica sopra descritta, da una sezione di trattamento del combustibile, quali gas naturale, metano, metanolo, gas di sintesi (prodotto dalla gassificazione del carbone, combustibili liquidi, biomasse) che converte lo stesso gas in un gas di sintesi contenente idrogeno, purificato secondo le necessità imposte dal tipo di cella e da un sistema di condizionamento dell'energia elettrica, che converte l'energia prodotta sotto forma di corrente elettrica continua in alternata di opportune caratteristiche. Gli impianti con celle a combustibile presentano: A) assenza di impatto ambientale, e infatti le emissioni inquinanti sono assenti (articolato e ossidi di zolfo) o trascurabili (ossidi di azoto), mentre il livello di rumore è facilmente controllabile in quanto i componenti sono per la maggior parte statici; B) alto rendimento elettrico, poiché la conversione dell'energia avviene direttamente per processo elettrochimico consentendo, per le celle ad alta temperatura, di raggiungere un rendimento anche del 60%, mentre l'assenza di emissioni inquinanti consente di localizzare gli impianti vicino all'utilizzatore finale riducendo i costi e le perdite legate al trasporto dell'energia; C) modularità, che permette di accrescere la potenza installata via via che cresce la domanda di energia elettrica.

Chimica: cella elettrolitica

Una cella elettrolitica è costituita schematicamente da una vasca contenente un elettrolita e due elettrodi collegati a una sorgente di forza elettromotrice "Per la cella elettrolitica vedi il disegno a pg. 127 del 6° volume." . Più precisamente, nella cella elettrolitica, che funziona da utilizzatrice di energia elettrica, si ha una successione di conduttori elettronici, N e M, ed elettrolitici, α e β, due a due a contatto elettrico tra di loro. I due conduttori elettronici di estremità N e M, a diretto contatto con le soluzioni elettrochimiche α e β, prendono il nome di elettrodi; i punti H e K sono invece i poli o morsetti della cella. Gli elettrodi M e N possono essere costituiti da materiali metallici allo stato solido, da materiali metallici liquidi (per esempio mercurio) o anche da materiali non metallici, purché conduttori di tipo elettronico, per esempio ossidi semiconduttori, come la magnetite. L'elettrodo N, collegato al polo positivo della sorgente esterna di energia elettrica, si chiama anodo, mentre M, collegato con il polo negativo, è detto catodo. Nella cella elettrolitica la corrente elettrica convenzionale, erogata dal generatore S, circola pertanto dal polo positivo a quello negativo e quindi nell'interno della cella stessa dal polo a potenziale più alto a quello a potenziale più basso. Si realizza così uno scambio di energia elettrica tra il generatore e la cella elettrolitica in esame. Tali scambi energetici determinano una trasformazione di energia elettrica in energia chimica, immagazzinata nel sistema, e in energia termica che viene dispersa nella cella per effetto Joule. Le celle elettrolitiche sono, in generale, usate nella produzione, raffinazione, deposizione galvanica, lucidatura dei materiali metallici più diversi. Le soluzioni elettrolitiche usate sono numerose e variano di composizione chimica e per le condizioni operative in relazione al particolare processo elettrolitico considerato. Il numero di materiali utilizzabili come anodi solubili e insolubili e come catodi nelle celle elettrolitiche è piuttosto grande in relazione agli impieghi nei diversi processi elettrolitici. Un esempio di cella elettrolitica dal funzionamento molto semplice è costituito dalla cella a diaframma "Per la cella elettrolitica a diaframma per la produzione di cloro-soda vedi lo schema a pg. 127 del 6° volume." , utilizzata nella produzione di cloro-soda. La salamoia (soluzione concentrata di cloruro di sodio, NaCl) alimenta lo scomparto anodico A della cella alla temperatura di 60÷70 ºC, passa attraverso il diaframma D dallo scomparto anodico a quello catodico e infine esce. Nel corso dell'attraversamento della cella avviene l'elettrolisi di una parte della soluzione elettrolitica di cloruro di sodio con formazione di idrossido di sodio, NaOH, e di idrogeno al catodo, di cloro all'anodo. Un altro tipo di cella, ormai tuttavia in disuso, è quello a campana, con un elettrodo esterno e l'altro interno a un setto a forma di campana. Generalmente, nelle installazioni industriali diverse celle vengono collegate elettricamente in parallelo o in serie-parallelo, costituendo delle batterie alimentate da impianti speciali, capaci di fornire elevatissime correnti a bassa tensione (ogni cella funziona a bassa tensione, ma assorbe correnti dell'intensità di varie decine o anche centinaia di ampere).

Cristallografia

Cella unitaria primitiva, volume di spazio "Per la cella unitaria primitiva e il reticolo di Bravais vedi i disegni a pg. 127 del 6° volume." contenente un solo punto reticolare che, quando attraversa tutti i vettori di un reticolo di Bravais, riempie tutto lo spazio occupato da un cristallo senza lasciare spazi vuoti o creare sovrapposizioni. Dato un reticolo di Bravais, la scelta della cella unitaria primitiva non è unica, cioè possono essere scelte varie celle a partire da uno stesso reticolo. Il grosso inconveniente di questo tipo di cella è che può non avere la stessa simmetria del reticolo cristallino. Per ovviare a ciò, si introduce la cella unitaria convenzionale definita come il volume di spazio che, traslato attraverso un sottoinsieme dei vettori del reticolo di Bravais, riempie senza sovrapposizioni o spazi vuoti tutto lo spazio occupato dal cristallo. Questo tipo di cella è, generalmente, più grande della cella unitaria primitiva, ma ha il grande vantaggio di avere la stessa simmetria del reticolo cristallino. I valori delle dimensioni di una cella unitaria convenzionale sono chiamati costanti reticolari. La cella di Wigner-Seitz "Per la cella di Wigner-Seitz vedi il disegno a pg. 127 del 6° volume." è un altro tipo di cella e possiede entrambe le proprietà delle due celle precedenti: ha la stessa simmetria del reticolo cristallino e contiene, al suo interno, un solo punto reticolare.

Industria: il settore minerario

Cella di flottazione, dispositivo per la separazione del minerale utile dallo sterile. È un contenitore nel quale si immette la torbida che viene rimestata da un agitatore a palette; un tubo concentrico all'albero motore di questo aspira aria e torbida le quali si mescolano e, grazie all'immissione di un opportuno reagente, formano una schiuma che trasporta le particelle di minerale. In alcuni tipi di celle l'agitazione, anziché meccanicamente, è ottenuta per insufflazione diretta dell'aria; in altri i due sistemi si integrano. Negli impianti le celle sono riunite in serie di gruppi, detti batterie di celle, che consentono la rapidaseparazione, con successivi cicli e ricicli, di notevoli quantità di minerale.