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rapporti - Rapporto di Sintesi

Progetto “Sensoristica innovativa e nanomateriali per il sistema elettrico” – Attività 2005

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Progetto “Sensoristica innovativa e nanomateriali per il sistema elettrico” – Attività 2005

Metodologie accurate, affidabili ed efficaci di rilevazione e monitoraggio di grandezze meccaniche, termiche, elettromagnetiche, e di parametri chimici e di processo, consentono di assicurare l’integrità e l’efficienza dei componenti vitali del sistema elettrico – impianti di generazione, trasmissione e distribuzione – individuando tempestivamente eventuali danni e malfunzionamenti evolutivi. Oltre a prevenire ricadute negative sulla sicurezza di persone e strutture, sull’ambiente, e sulla fornitura di elettricità, queste metodologie consentono di attuare un’efficace strategia di interventi nell’esercizio e nella manutenzione degli impianti, con l’obiettivo di aumentarne in misura sostanziale affidabilità e disponibilità contenendo nel contempo i costi complessivi di fornitura dell’energia. In questo contesto è fondamentale lo sviluppo della sensoristica per la metrologia e le applicazioni di diagnostica, sorveglianza e protezione degli impianti. Infatti le prestazioni dei sistemi di controllo e monitoraggio dipendono in misura critica dalla disponibilità di sensori selettivi e affidabili nel lungo termine, e dall’evoluzione delle modalità di trattamento dell’informazione da essi fornita. Il Progetto SENNA si è posto l’obiettivo, in risposta a concrete esigenze di misura, di studiare la fattibilità e valutare con modelli di analisi e prove sperimentali le prestazioni di nuovi sensori, e di proseguire lo sviluppo delle applicazioni di sensori innovativi in parte sperimentati nel primo periodo della Ricerca di Sistema, suscettibili di ricadute utili a breve e medio termine. Per quanto riguarda la realizzazione di sensori innovativi, di maggiore sensibilità e selettività e dimensioni ed invasività ridotte rispetto alla sensoristica attuale, SENNA ha in particolare considerato le prospettive offerte dallo sviluppo di materiali dei nanostrutturati e dei microsistemi, questi ultimi realizzati integrando sensori e dispositivi di condizionamento elaborazione e trasmissione del segnale. Coerentemente con tali propositi l’attività di SENNA è stata organizzata attraverso i Sottoprogetti SIN (Sensoristica innovativa per una maggiore affidabilità e sicurezza del sistema) e NANO (Nanomateriali per il sistema elettrico del futuro). SIN si è focalizzato sullo sviluppo e sulla sperimentazione di nuovi sensori e metodologie di misura, basate su tali sensori, valutando problematiche di controllo e diagnosi non distruttiva suscettibili di migliorare in relazione alla continua evoluzione dei materiali degli impianti, delle condizioni di esercizio e quindi anche delle possibili manifestazioni di degrado. L’elenco delle problematiche considerate comprende la caratterizzazione del danneggiamento delle barriere termiche di palette turbogas, sonde a correnti indotte con sensore GMR per rilevare difetti subsuperficiali fino a 5-10 mm di profondità, caratterizzazione ultrasonora di tubi eserciti di caldaia dalla superficie ossidate mediante sensori non a contatto, sensori a fibra ottica

particolarmente indicati per la sorveglianza di componenti elettrici in presenza di disturbi elettromagnetici, reti di sensori wireless per l’acquisizione sincrona di segnali con requisiti di risoluzione fino a 10 µsec. Sono state quindi considerate, con il Sottoprogetto NANO, le opportunità connesse al forte elemento di innovazione rappresentato da nanomateriali e nanotecnologie. In questo caso le azioni svolte hanno perseguito l’obiettivo di mettere in relazione gli sviluppi e i progressi della ricerca applicata, svolta dalle risorse di eccellenza presenti in Università e altre strutture di ricerca a livello nazionale, su programmi cooperativi mirati a fornire valide soluzioni alle problematiche di maggiore interesse per il Settore Elettrico. Tali problematiche includono la catalisi (abbattimento NOx, combustione catalitica), lo stoccaggio dell’idrogeno come vettore energetico, i rivestimenti innovativi (antiusura, anticorrosione, anche a temperature elevate), il miglioramento del monitoraggio in esercizio dell’assetto di combustione in caldaia e dei sistemi di denitrificazione mediante sensori di gas basati su ossidi nanostrutturati.

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