Il presente lavoro fa parte delle attività previste nell’ambito del sottoprogetto di “Ricerca di Sistema” denominato DEMOELEC finalizzate allo studio ed alla dimostrazione della efficacia delle tecnologie elettriche per il risparmio energetico, la competitività delle imprese e la mitigazione dell’impatto ambientale delle lavorazioni industriali. L’utilizzo di tecnologie di riscaldamento dei materiali che si basano sull’impiego dei campi elettromagnetici ad alta frequenza, ed in particolare delle tecnologie utilizzanti la radiofrequenza e le microonde, consente in diverse situazioni di conseguire gli obiettivi suddetti. Nell’ambito questa attività sono state introdotte metodologie per l’analisi quantitativa dei fenomeni fisici derivanti dall’impiego dei campi elettromagnetici nel riscaldamento dei materiali. L’attività ha portato alla messa a punto di uno strumento di analisi, sotto forma di programma di calcolo, che costituisce un supporto scientifico utile sia alla comprensione quantitativa dei fenomeni in considerazione sia, in prospettiva, per la progettazione di applicazioni reali. L’utilizzazione in tal senso dei modelli matematici sviluppati, previo ulteriore adattamento alle specifiche configurazioni di futuro interesse applicativo, costituirà peraltro una componente importante nello sviluppo delle Ricerche di Sistema in questo settore. Le metodologie sviluppate consentono di analizzare gli effetti termici dell’interazione dei campi elettromagnetici con i diversi tipi di materiale. I modelli matematici permettono di calcolare le grandezze fondamentali per lo studio del riscaldamento elettromagnetico, e in particolare: • la distribuzione spaziale dei campi elettrico e magnetico e quindi della densità di corrente all’interno dei materiali riscaldati; • la distribuzione spaziale della potenza termica generata all’interno dei materiali con l’applicazione di campi elettromagnetici e le quantità totali di potenza attiva e reattiva assorbite dal materiale in regime sinusoidale; • l’evoluzione nel tempo della distribuzione spaziale della temperatura all’interno di materiali riscaldati per via elettromagnetica. Si sono prese in considerazione, in via preliminare, geometrie semplici, ma diffuse, per le forme dei materiali da scaldare e per gli applicatori di campo elettromagnetico. In particolare si sono considerati materiali in forma di lastra piana ed applicatori in grado di generare un campo elettromagnetico avente una direzione prevalente ed una variabilità spaziale di tipo unidirezionale. L’implementazione al calcolatore dei suddetti modelli di calcolo ha consentito di valutare l’influenza, sulle grandezze fondamentali nello studio del riscaldamento elettromagnetico, dei seguenti parametri:

• caratteristiche termofisiche (conduttività termica, densità, calore specifico) ed elettromagnetiche (costante dielettrica, conduttività elettrica, suscettibilità magnetica) dei materiali costituenti il corpo da scaldare; • caratteristiche geometriche del corpo da scaldare (dimensioni, materiali componenti e loro disposizione all’interno del corpo); • caratteristiche della sorgente di campo (frequenza e valori superficiali imposti del campo elettrico o magnetico). Sebbene il lavoro sia stato orientato prevalentemente all’analisi del riscaldamento “dielettrico”, i metodi di calcolo sviluppati sono applicabili al riscaldamento elettromagnetico in generale e tengono conto quindi, oltre che delle dissipazioni legate ai fenomeni di isteresi nelle caratteristiche dielettriche, anche degli effetti termici delle correnti di conduzione nel materiale e di eventuali dissipazioni legate ai fenomeni di isteresi nelle caratteristiche magnetiche del materiale (preponderanti nei materiali metallici). Risultati preliminari dell’attività sono oggetto della memoria, riportata in Allegato, dal titolo “Numerical Analysis of Electromagnetic Heating: Application to Dielectric Materials”, redatta per il convegno “Induction, Dielectric, Conduction HIS-01 International Seminar on Heating by Internal Sources”. Padova, 12-14 settembre 2001, la memoria sarà presentata nell’ambito di tale convegno.