I film sottili posso essere utilizzati in diverse applicazioni di interesse per il sistema elettrico, sfruttando le loro proprietà di conducibilità elettrica, trasparenza, abbattimento dei campi elettro-magnetici e risonanza plasmonica.

La deposizione e la caratterizzazione di film sottili di spessore nanometrico richiede l’utilizzo di apparecchiature e competenze specifiche. Tali film sono stati utilizzati in due principali applicazioni: lo sviluppo di visiere trasparenti e conduttive per il completamento delle tute conduttive per lavori sotto tensione e lo sviluppo di sensori ottici per il monitoraggio del degrado dei trasformatori di potenza.

Per entrambi questi temi, si è progettata la composizione dei film sottili ed è stato messo a punto il processo di deposizione, completando le attività con la caratterizzazione dei film e dei prototipi funzionali.

Le tute conduttive per la protezione dei lavoratori addetti alla manutenzione delle linee in tensione (LVV), sono disciplinate dallo standard IEC 60895. La norma impone requisiti di conducibilità ed efficienza di abbattimento del campo elettrico, oltre ad elevata resistenza e durata, per i materiali che costituiscono la tuta. Attualmente la norma è in fase di revisione. L’orientamento del comitato di regolamentazione è di includere, per le attività superiori a 750kV, l’obbligo di una maschera facciale con opportune proprietà di schermatura del campo elettrico.

L’attività di ricerca è volta a dimostrare le proprietà di film compositi a base di ossidi conduttivi e metalli per l’applicazione in dispositivi trasparenti e conduttivi di protezione dei lavoratori.

Le prestazioni di alcuni prototipi di visiera costituiti da film multistrato ITO/oro/ITO depositati su policarbonato, misurate nel periodo precedente, mostrano una eccellente capacità di schermatura del campo elettrico e una buona conducibilità elettrica, non tuttavia sufficiente a rispondere ai requisiti che la norma prevede per i materiali costituenti le tute conduttive. Nel periodo in esame sono state eseguite alcune prove di fattibilità volte a valutare la diminuzione della resistenza complessiva che si può ottenere con la sovrapposizione di piste metalliche micrometriche ai film trasparenti e conduttivi, in modo da soddisfare pienamente i requisiti della norma.

Il degrado del sistema isolante carta-olio del trasformatore è un fenomeno complesso che dipende da fattori di tipo chimico-fisico e di tipo costruttivo e progettuale. Un accurato monitoraggio di indicatori diagnostici del degrado consentirebbe a Costruttori e Utilities di intervenire con strategie di manutenzione più efficienti e mirate. La disponibilità di sensori affidabili, sicuri, poco invasivi e soprattutto dal costo contenuto è di grande interesse per il monitoraggio in linea del trasformatore di potenza. L’attività qui descritta si riferisce allo sviluppo e alla validazione di un sensore ottico innovativo, basato sul fenomeno della risonanza plasmonica, in grado di individuare le molecole prodotte nel degrado del sistema carta-olio nei trasformatori. In particolare, si descrivono gli studi relativi ai film sottili che compongono il dispositivo sviluppato, in relazione alla loro grande influenza sulle prestazioni dei dispositivi stessi.