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Rivestimenti antighiaccio per i componenti della rete elettrica: sintesi, modelli prestazionali e caratterizzazioni antighiaccio

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Rivestimenti antighiaccio per i componenti della rete elettrica: sintesi, modelli prestazionali e caratterizzazioni antighiaccio

I coating anti-ghiaccio rappresentano un’importante opportunità per mitigare i fenomeni di ghiacciamento sulle linee elettriche. Per aumentare la resilienza del Sistema Elettrico, RSE sta studiando nuovi coating con proprietà antighiaccio e sta mettendo a punto innovativi sistemi di caratterizzazione delle proprietà antighiaccio e antineve, coniugando le caratterizzazioni di laboratorio con test in campo presso la stazione WILD di Vinadio. Inoltre, in collaborazione con TERNA, sta testando le sue più promettenti funi di guardia presso una linea in esercizio.

I cambiamenti climatici in atto impongono sempre maggiori sforzi per aumentare la resilienza del sistema elettrico. In particolare, questa ricerca si pone, come obiettivo, di mitigare la formazione dei manicotti di ghiaccio e neve sui conduttori di fase aerei e sulle funi di guardia, riducendo i disservizi da essi derivanti. Lo studio presentato è relativo alla sintesi di rivestimenti con proprietà anti-ghiaccio e anti-neve e alla caratterizzazione di tali proprietà.

 

L’attività ha come obiettivo di individuare soluzioni maggiormente efficaci, ambientalmente compatibili, industrialmente applicabili ed economicamente sostenibili. Si è sviluppato un processo rapido per conferire proprietà antighiaccio a superfici zincate, materiali costituenti le funi di guardia. La rapidità del processo, inferiore a 2 minuti, lo rende particolarmente promettente sotto l’aspetto dell’applicabilità industriale. Si sono studiati coating elastomerici con differenti proprietà elastiche e coating elastomerici in cui è stato inserito un additivo liquido, al fine di aumentare la scorrevolezza tra le catene polimeriche e la scivolosità della superficie. Si è approfondito lo studio delle proprietà anti-ghiaccio e dell’invecchiamento atmosferico degli elastomeri: questi hanno mostrato promettenti proprietà (riduzione dell’adesione del ghiaccio da 5 a più di 50 volte), ma soltanto alcune formulazioni si sono mostrate durevoli alle condizioni di invecchiamento.

 

Si è eseguita l’ottimizzazione dei parametri sperimentali applicati alle misure di shear stress: nelle migliori condizioni applicative si è ottenuta una ripetibilità del dato di analisi che, indipendentemente dalla tipologia di superficie testata, si attesta al di sopra del 80%, valore eccellente rispetto a quanto riportato in letteratura. Il ventaglio delle caratterizzazioni anti-ghiaccio e anti-neve si è poi allargato con l’avviamento del laboratorio di neve artificiale (LNA) e lo svolgimento di prove e caratterizzazioni sulla neve. Nel LNA si sono eseguiti test per la produzione di neve con un contenuto di acqua liquida (LWC) che può variare dal 6% al 34%: ciò permette di simulare al meglio le condizioni di wet-snow critiche per la formazione del manicotto di neve. Sono stati poi condotti studi sull’adesione della neve alle superfici, variando sia il LWC che la rugosità e la bagnabilità delle superfici testate.

 

Questi studi hanno permesso, insieme ai dati di campagna, lo sviluppo di un modello di crescita e distacco di un manicotto di neve. I campioni più promettenti sono stati preparati in grandi dimensioni e installati presso la stazione sperimentale WILD, per l’inverno 2022-2023. Si è inoltre partecipato ad una campagna sperimentale organizzata da Terna, che ha permesso di montare e valutare, su un pezzo di linea di alta tensione (AT) in esercizio, due funi di guardia trattate con processo anti-ghiaccio.

 

Le funi testate sono state preparate con trattamento superidrofobico e, ad una delle due, sono stati abbinati anche particolari anelli chiamati snow-ring, che indeboliscono meccanicamente il manicotto di neve, promuovendone un distacco anticipato. Gli snow-ring sono stati progettati in RSE e il prototipo è stato realizzato internamente con stampa 3D. I risultati delle campagne invernali saranno oggetto di studio per l’anno prossimo; per ora si può affermare che la preparazione del trattamento superidrofobico su una fune di guardia di 650 metri è un indice della potenziale applicabilità industriale del processo proposto.

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