Gli isolatori per le linee elettriche sono soggetti a fenomeni di arco elettrico causati dal deposito di contaminanti inorganici e organici sulla loro superficie. Al fine di mitigare questo problema, gli isolatori vengono rivestiti con gomme vulcanizzate idrofobiche, in grado di mantenere la superficie relativamente asciutta anche in presenza di umidità e facilitare il dilavamento dei depositi quando piove. Pur essendo efficaci e ampiamente diffusi, i rivestimenti impiegati tendono a degradare nel tempo. Inoltre, i fenomeni erosivi portano alla formazione di superfici più scabre, che possono raccogliere maggiori quantità di contaminanti e, a lungo andare, causare la formazione di fessure e crepe nel coating stesso. Per tali motivi, nonostante i buoni risultati già conseguiti a livello industriale, è opportuno cercare di migliorare sia la durata che le proprietà autopulenti delle superfici degli isolatori.
In questo rapporto vengono spiegate le basi teoriche necessarie per definire la bagnabilità della superficie e riportati i meccanismi con cui i rivestimenti, a seconda delle loro proprietà idrofobiche o idrofiliche, mantengono pulita una superficie. Inoltre, viene presentato il meccanismo secondo cui agiscono i materiali fotocatalitici.
Con specifico riferimento alla realizzazione dei coatings sono illustrate:
➢ la sintesi di rivestimenti multistrato, per i quali si crea un primo layer adeso al vetro che viene successivamente funzionalizzato con rivestimenti idrofilici, idrofobici, superidrofobici;
➢ la sintesi di nanoparticelle superidrofobiche che possono essere impiegate nella formazione di un rivestimento bi-strato superidrofobico;
➢ la sintesi di coating fotocatalitici a base di TiO2 o di polidimetilsilossano (PDMS) che presentano proprietà di bagnabilità differenti, a seconda della formulazione proposta.
Tutti i rivestimenti sintetizzati sono stati caratterizzati in termine di bagnabilità, adesione e invecchiamento, attraverso l’esposizione all’aria aperta per 30 giorni. Molti campioni hanno dimostrato ottime capacità adesive. I campioni più promettenti sono stati testati in camera climatica, attraverso prove di invecchiamento accelerato: alcuni di questi, in particolare quelli a base di PDMS, hanno evidenziato ottima resistenza. Dal punto di vista delle proprietà autopulenti, sono state definite due procedure di test indoor, una per valutare le proprietà fotocatalitiche e l’altra per valutare le capacità autopulenti rispetto ai contaminanti. In particolare, per le prove di contaminazione indoor è stato messo a punto e validato il metodo analitico di caratterizzazione. Alcuni campioni sono stati quindi testati e tutti hanno mostrato buone capacità autopulenti; alcuni rivestimenti a base di PDMS mostrano capacità autopulenti fino a 30 volte migliori rispetto al vetro nudo.
Infine, si presenta il lavoro eseguito per l’avvio dei test in campo per i quali è stata raddoppiata la dimensione della test facility Contisola, sita nella sede RSE di Milano, adesso in grado di alloggiare due catene di isolatori, ed è stata costruita una camera secca, per il campionamento dei contaminanti da deposito aereo. E’ stata rivestita con un coating a bassa adesione una catena costituita da 6 isolatori che verranno esposti presso Contisola e la cui capacità autopulente sarà valutata nel corso del 2022 attraverso campionamenti e analisi trimestrali. Inoltre, un disco isolatore è alloggiato all’interno della camera secca allo scopo di campionare il contaminante depositato sulla sua superficie e di valutare l’invecchiamento del rivestimento, al netto dell’irraggiamento solare e delle precipitazioni.