Il presente rapporto descrive le attività di Ricerca di Sistema svolte nell’ambito del Progetto “Trasmissione e Distribuzione”, Work Package 1.1 “Determinazione dei limiti di portata in corrente delle linee aeree”. La portata in corrente delle linee aeree di trasmissione dipende dalla temperatura limite del materiale costituente il conduttore e dal suo allungamento termico. La temperatura del conduttore è da un lato funzione delle caratteristiche dei materiali costituenti, delle dimensioni e dei coefficienti di assorbimento ed emissività e dall’altro dipende dalle condizioni meteorologiche (temperatura ambiente, velocità e direzione del vento, irraggiamento solare) a cui è soggetto. La modifica del coefficiente di emissività del conduttore può influire significativamente sulla potenza dissipata per irraggiamento e consentire un incremento della portata della linea, poiché sposta il bilancio termico a favore delle potenze uscenti. Tale modifica è stata affrontata finora attraverso trattamenti meccanici della superficie o deposizioni di lacche o vernici, che possono danneggiarsi nel tempo provocando effetti corona. Obiettivo dell’attività è stato pertanto l’individuazione di un trattamento chimico/elettrochimico in grado di annerire stabilmente la superficie del conduttore per aumentarne l’emissività e di renderla speculare per riflettere una maggior quantità di energia solare. Dalla ricerca, condotta sia consultando testi di metallurgia ed articoli reperiti in Internet, che attraverso contatti e discussioni con gli elettrochimici ed il corrosionista presenti in CESI RICERCA, è emerso come l’anodizzazione sia il processo più comunemente utilizzato per l’alluminio. L’ottenimento di un prodotto stabile e duraturo nel tempo, con un aspetto brillante o satinato, colorazione da giallo-verde al marrone-nero, di spessore opportuno per resistere ai fenomeni corrosivi, è frutto di attrezzature sofisticate che permettono il massimo controllo dei parametri di processo coinvolti. Attraverso l’AITAL, l’associazione italiana che riunisce le aziende del settore trattamenti per l’alluminio, è stato contattata l’Anodica di Cologno Monzese, che si occupa in particolare di trattamenti galvanici ed anodici di prototipi, che ha sottoposto ad un ciclo di anodizzazione in acido solforico 4 campioni di filo elementare in alluminio 1350, di lunghezza ∼ 3 m, utilizzando però trattamenti di colorazione e fissaggio diversi. Il risultato è stata la fornitura di tre campioni di colore nero, il quarto marrone, tutti con superficie lucida, su cui è stata quindi avviata un’attività sperimentale. Gli spessori dell’ossido anodico sono stati misurati al SEM e sono risultati nel range 15÷20 µm. Presso il laboratorio di Brugherio di CESI RICERCA sono state effettuate le misure di carico a rottura e di allungamento a trazione, le prove di avvolgimento e di fatica a flessione e quelle di resistività elettrica secondo la norma CEI 7-2, con i seguenti risultati:

null Tutti i fili presentano, come prescrive la norma, una resistività <0.028264 Ωmm 2 /m a 20°C, misurata a 4 fili su una lunghezza utile di 1m. null Le prove di trazione, condotte secondo quanto previsto dalla norma CEI 7-2 mostrano che i fili anodizzati hanno resistenza meccanica superiore al filo vergine ed allungamento maggiore quanto minore è lo spessore di ossido, comunque rientrando nei requisiti di norma. null Le prove di avvolgimento si sono rivelate le più severe per i fili anodizzati, in particolare la fase di svolgimento delle spire ed il successivo riavvolgimento: solo i fili 3 e 4 hanno superato il test, non spezzandosi anche se presentano numerose e profonde cricche in superficie. Ciò è dovuto all’incrudimento del materiale a seguito del trattamento a caldo per la colorazione, utilizzato per i campioni 1 e 2. null Nella prova di fatica a flessione, della durata di 20 ore, solo il filo vergine si è rotto, mentre la superficie dei fili anodizzati, integri, presenta qualche cricca vicina alla zona di ancoraggio. La determinazione indiretta del coefficiente di emissività è stata effettuata presso il Laboratorio Materiali di CESI RICERCA, misurando la temperatura a regime dei fili, alimentati con diversi livelli di corrente elettrica. Questi valori di temperatura sono stati confrontati quindi riportati su curve T=f(ε) ottenute, per ciascun valore della corrente e per il filo elementare in Al 1350 con diametro φ=3.5 mm, attraverso un programma di calcolo messo a punto in precedenti attività di ricerca. Il risultato è un valore di prossimo all’unità per i fili con colore nero e di 0.9 per il filo marrone. L’attività sperimentale sui fili anodizzati, andrà comunque completata con particolare riguardo alla misura del coefficiente di assorbimento ed a prove di invecchiamento in ambiente corrosivo e, a fronte di risultati positivi, allargata anche a spezzoni di conduttore.