Il presente rapporto descrive le attività sperimentali finalizzate alla comprensione del fenomeno della contaminazione superficiale degli isolatori ed alla sua successiva ricostruzione modellistica. Le attività sperimentali sono state svolte in parte in laboratorio e in parte in campo.

Le attività sperimentali di laboratorio si sono focalizzate sullo studio dei processi di umidificazione/deumidificazione e conseguente passaggio di fase liquido/solido dei composti presenti nel deposito al variare della temperatura e umidità relativa, per riprodurne le proprietà conduttive. A tale fine, è stata configurata una Aerosol Exposure Chamber (AEC) per studiare il comportamento di un aerosol sintetico depositato su un provino campione in condizioni ambientali controllate.

In questa prima fase del progetto l’aerosol sintetico era costituito da miscele più semplici rispetto alla composizione osservata sugli isolatori per permettere una verifica di funzionalità più efficace. Le prove sperimentali in AEC hanno quindi fornito un primo confronto tra il dato sperimentale e il codice modellistico ISORROPIA (testato per essere inserito nella catena operativa di RSE). Tra le prove effettuate, il confronto tra la curva di umidificazione sperimentale e quella riprodotta del modello è risultata soddisfacente per il solfato di potassio. Per le specie solfato di magnesio, cloruro di magnesio, nitrato di calcio e il mix di sali (NaCl+MgSO4) il modello mostra un accordo con le curve sperimentali solo nelle fasi finali di crescita igroscopica. Il risultato ha confermato le potenzialità del modello termodinamico, ma ha evidenziato nel contempo la necessità di introdurre alcuni correttivi.

Sono inoltre proseguite le attività in campo presso la stazione di ContIsola, la facility sperimentale dedicata alla caratterizzazione dell’evoluzione temporale del processo di contaminazione da aerosol in diverse condizioni di esposizione. La stazione ContIsola, attiva dal 2020, è stata rinnovata nel corso del 2022 posizionando le catene in vetro temprato, con sei isolatori cappa e perno in vetro, su una piattaforma in alluminio che le solleva a 2 metri dal suolo.

Sulla piattaforma sono state poi installate una seconda catena verticale e una seconda deposition box con isolatori in vetro temprato rivestiti da un coating antisporcamento. L’analisi dei parametri ESDD e NSDD, utilizzati dalla normativa per quantificare il livello di contaminazione degli isolatori, ricavati dai campionamenti 2022 ha evidenziato una sostanziale coerenza sia con le misure effettuate presso la precedente ubicazione della stazione sia con le misure Terna 2016-2018, confermando quindi la rappresentatività di ContIsola per lo studio del fenomeno.

Contestualmente, sono proseguite le attività di laboratorio per la caratterizzazione della composizione chimica del deposito prelevato. Tale caratterizzazione fornisce un contributo essenziale per la comprensione delle fonti che contribuiscono alla contaminazione e quindi alla corretta modellazione del fenomeno. L’analisi della frazione ionica, che determina l’ESDD, ha mostrato che il contributo principale è dovuto ad Ammonio, Calcio, Sodio, Potassio, Nitrato e Solfato. Per quanto riguarda i metalli, il contributo maggiore è associato a silicio e zinco; anche se la contaminazione metallica non supera mai il valore di 1 milligrammo per litro. L’analisi della frazione carboniosa, che contribuisce al termine NSDD, invece, ha permesso di quantificare il contributo del carbonio elementare (EC) e del carbonio organico (OC) alla frazione non solubile del deposito. Il risultato ottenuto ha evidenziato che il rapporto OC/EC del deposito è molto più elevato del corrispondente rapporto in atmosfera, suggerendo quindi la probabile presenza di processi di accrescimento e deplezione del deposito che influenzano in modo differente le due frazioni carboniose.

Infine è stata progettata una nuova campagna di misura annuale, analoga a quella condotta in collaborazione con TERNA negli anni 2016-2018, che coinvolgerà 66 siti e che inizierà a primavera del 2023; i depositi saranno prelevati con cadenza trimestrale e saranno sottoposti alle analisi di composizione chimica con le stesse procedure adottate nelle attività di laboratorio condotte in ContIsola I risultati della campagna permetteranno di aggiornare ed estendere le conoscenze sulle caratteristiche del deposito contaminante sull’intero territorio nazionale. Inoltre, durante tale campagna in un sito di riferimento si affiancheranno all’analisi del deposito su isolatore (67° sito), campionato mediante tecnica di spugnatura, anche misure meteorologiche e di qualità dell’aria. Tali misure permetteranno di fornire una completa caratterizzazione non solo del deposito contaminante ma anche delle caratteristiche dell’aerosol atmosferico da cui si genera il deposito e delle variabili meteorologiche che determinano il processo stesso. Le informazioni raccolte saranno poi utilizzate per verificare e aggiornare il sistema modellistico.