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La normazione nel campo della superconduttività applicata

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CEI CT 90

26/11/2021
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Superconduttività

CAMPO DI APPLICAZIONE

Il CT 90 si occupa degli aspetti tecnici, di problematiche e norme riferite a materiali superconduttori e relativi apparecchi. Sono comprese tutte le classi di superconduttori.

L’attività normativa comprende termini e definizioni, misure (materiali grezzi, spezzoni di fili, nastri e pellicole), specifiche dei materiali (come sopra), prestazioni di apparecchiature e apparecchi e specifiche di prova.

STRUTTURA

Il TC 90 della IEC si articola in 14 Gruppi di lavoro. A ciascun gruppo partecipa una delegazione italiana che, affiancata da altri tecnici del Comitato assicura il supporto nazionale ai lavori.

Working Groups IEC

  • WG 1  Terms and definitions
  • WG 2  Critical current measurement of Nb-Ti composite superconductors
  • WG 3  Critical current measurement method of oxide superconductors
  • WG 4 Test method for residual resistivity ratio of Cu/Nb-Ti and Nb3Sn composite superconductors
  • WG 5 Tensile test and electro-mechanical properties of composite superconductors
  • WG 6  Matrix composition ratio of composite superconductors
  • WG 7  Critical current measurement method of Nb3Sn composite superconductors
  • WG 8  Electronic characteristic measurements
  • WG 9  Measurement method for AC losses in superconducting wires
  • WG 10 Measurement for bulk high temperature superconductors – Trapped flux density in large grain oxide superconductors
  • WG 11 Critical temperature measurement – Critical temperature of composite superconductors
  • WG 12  Current Leads
  • WG 13  General characteristics for practical superconducting wires
  • WG 14  Superconductor electronic devices

PROGRAMMA DI LAVORO

L’attività principale è legata a quella della IEC a cui il Comitato contribuisce con esperti nei gruppi di lavoro, con commenti in sede di inchiesta e col voto finale. L’adozione dei documenti IEC da parte del CENELEC avviene automaticamente con voto parallelo.

COMITATI INTERNAZIONALI COLLEGATI

IEC

IEC TC 90 “Nanotechnology for electrotechnical products and systems”

Presidente: Dott. Luciano Martini

Segretario: Ing. Giuliano Angeli

Segretario Tecnico CEI: Ing. Simone Germani – simone.germani@ceinorme.it

Luciano Martini

Presidente CEI CT 90

Luciano Martini è il Direttore del Dipartimento “Tecnologie per la Trasmissione e la Distribuzione” presso Ricerca sul Sistema Energetico – RSE S.p.A., le cui attività comprendono, tra le altre, la caratterizzazione sperimentale di componenti elettrici per la trasmissione e la distribuzione, linee elettriche HVDC e ibride AC/DC, componenti innovativi, elettronica di potenza, mobilità elettrica, superconduttività applicata e applicazioni pilota di reti elettriche intelligenti.

Ha un’esperienza di oltre 25 anni nelle attività di Ricerca e Sviluppo riguardanti l’integrazione delle energie rinnovabili, la superconduttività applicata e le reti elettriche intelligenti. È Coordinatore del EERA Joint Programme on Smart Grids, che comprende 42 organizzazioni di ricerca in rappresentanza di 17 Paesi Europei, ed è membro del Governing Board della European Technology and Innovation Platform ETIP SNET. È Chair e Delegato Italiano all’interno dell’Executive Committee del IEA TCP ISGAN (International Smart Grid Action Network) e membro di diversi gruppi di lavoro internazionali.

Nell’ambito di Mission Innovation (MI) ha ricoperto il ruolo di co-Lead italiano dell’Innovation Challenge on Smart Grids (IC1) insieme ai colleghi provenienti dalla Cina e dall’India e, nella seconda fase MI2.0 di questa iniziativa globale, ha assunto il ruolo di Direttore del Green Powered Future Mission, una delle tre R&I missions lanciate all’inizio di giugno 2021.

Ha una vasta esperienza in attività di cooperazione internazionale ed è stato ripetutamente coinvolto come esperto esterno nella valutazione di proposte di ricerca e progetti R&D pubblici.


Quali sono i punti di forza del Comitato nazionale e quali prospettive in più per il futuro?

L’impegno e la competenza dei membri è sempre stata una costante nelle attività del CT 90 e ha sempre costituito la base su cui costruire il lavoro del Comitato. Un altro punto di forza è a mio avviso la diversificazione della rappresentanza all’interno del Comitato: abbiamo infatti colleghi provenienti dall’università, dall’industria e da enti di ricerca nazionali. Questo aspetto è sempre stato importante per coprire il maggior numero possibile di tematiche ed affrontarle da tutti i punti di vista.

Accanto a questi retaggi molto importanti che vengono dalla lunga storia del CT 90, è possibile individuare, secondo il mio punto di vista, almeno un punto di possibile potenziamento per il nuovo periodo, ovvero il coinvolgimento di nuovi esperti: il CT 90 è già composto da un buon numero di esperti, ma coinvolgere nuovi colleghi interessati alle nostre attività consentirebbe di coprire un’ancor più ampia gamma di tematiche tecniche rilevanti per la superconduttività applicata. Ci proponiamo in ogni nostro incontro di cercare potenziali nuovi esperti, ma le società impegnate attivamente in questo settore di frontiera sono purtroppo ancora in numero limitato. Il nuovo periodo, chiunque rivesta il ruolo di Officer, potrebbe essere un buon momento per affrontare sistematicamente questo importante aspetto. 

Come si rapporta l’attività del Comitato 90 al mondo dell’industria nel nostro Paese?

Nel campo della superconduttività, le tecnologie attualmente studiate presentano gradi di avanzamento molto diversi tra loro. I dispositivi medicali, ad esempio, sono già commerciali da decenni e l’industria ad essi collegata è già quindi molto consolidata. Al contrario, altre applicazioni sono oggi allo studio e, pur essendo molto interessanti, hanno davanti a sé ancora un ampio orizzonte temporale prima di arrivare a una vera e propria produzione industriale.

Esistono anche installazioni ormai in servizio da diversi anni che costituiscono una vera avanguardia tecnologica e l’esempio probabilmente più famoso è costituito dai magneti ad alto campo installati al CERN per studiare la fisica delle alte energie. Si tratta in questi casi di applicazioni estremamente di punta e allo stesso tempo riguardanti settori molto specifici (quello degli acceleratori di particelle nel caso citato).

Alcune applicazioni, infine, si stanno affacciando verso la loro commercializzazione, senza ancora averla del tutto raggiunta: i limitatori della corrente di guasto a superconduttore (in inglese abbreviati con SFCL), oppure i cavi per il trasporto dell’energia, contano ad oggi un numero significativo di prototipi installati nel mondo con successo, ma non sono ancora un vero e proprio prodotto commerciale che può essere acquistato al pari, ad esempio, di un cavo tradizionale.

Probabilmente gli sforzi dovrebbero essere rivolti nell’immediato futuro proprio a questo tipo di applicazioni, mostrando alle industrie potenzialmente interessate tutti i vantaggi che tali dispositivi possono portare per il sistema elettrico. A questo scopo, sono molti i canali che si possono utilizzare. Ad esempio, i progetti di ricerca nazionali i cui risultati sono pubblici e disponibili ai potenziali stakeholders, oppure con il coinvolgimento diretto dei costruttorinelle cordate dei progetti co-finanziati dalla Commissione Europea, oppure ancora tramite gli enti internazionali preposti proprio a facilitare lo scambio di informazioni e la condivisione dei risultati dei progetti di ricerca: a questo proposito, nell’ambito dell’International Energy Agency (IEA), è attivo da svariati anni un Gruppo di lavoro dedicato completamente alla superconduttività applicata che coinvolge esperti a livello mondiale in una piattaforma di condivisione delle informazioni che continua a suscitare un interesse sempre crescente tra gli addetti ai lavori.    

Quali sono secondo Lei gli obiettivi prioritari nel prossimo futuro del CT 90?

Il CT 90 contribuisce continuamente al processo che porta dalla proposta di una nuova norma all’emissione della norma internazionale vera e propria. Un fattore che caratterizza le norme riguardanti la superconduttività consiste nell’esistenza di molti documenti riguardanti le metodologie (spesso si tratta di metodologie di misura dei principali parametri elettromagnetici e meccanici di interesse per i vari tipi di fili superconduttori), ma al contrario si registra un numero molto limitato di norme di prodotto, riguardanti cioè un singolo componente o un singolo dispositivo.

Questa caratteristica è comprensibile se si pensa che non tutti i componenti o dispositivi a superconduttore presentano lo stesso grado di avanzamento dal punto di vista tecnologico, tuttavia può essere a lungo termine un punto di debolezza specialmente nei confronti di potenziali stakeholders che potrebbero essere interessati al nostro settore.

Dal mio punto di vista, quindi, un obiettivo prioritario nel medio-lungo termine per il CT 90 potrebbe essere proprio quello di sensibilizzare la comunità scientifica sull’opportunità di superare i lavori pre-normativi svolti e valutare la fattibilità di nuove norme di prodotto, a complemento del grande sforzo fatto fin qui con le norme di natura più metodologica. 

Giuliano Angeli

Segretario CEI CT 90

Laureato in Ingegneria Elettrica presso il Politecnico di Milano nel 2007, ha conseguito il Dottorato di Ricerca in Ingegneria Elettrica presso lo stesso ateneo nel 2011. Dopo aver svolto durante il dottorato la propria attività di ricerca nel campo del controllo di convertitori di potenza per reti di distribuzione in DC, dal 2011 lavora presso Ricerca sul Sistema Energetico – RSE S.p.A. nel gruppo di ricerca “Superconduttività” ed è coinvolto in progetti sia nazionali che europei riguardanti la superconduttività applicata alle reti elettriche di potenza. In ambito normativo, dal 2016 ricopre la carica di Segretario del Comitato Tecnico 90 “Superconduttività” del CEI.  


Di cosa si occupa il Comitato Tecnico 90 e quali sono le sue peculiarità?

Il CT 90 è il Comitato Tecnico CEI che affronta le tematiche normative nel campo della superconduttività applicata. Il fenomeno della superconduttività è noto e studiato da ormai oltre un secolo, ma solo in tempi relativamente recenti c’è stata una forte accelerazione nelle applicazioni industriali vere e proprie, che hanno portato anche all’installazione e alla sperimentazione di prototipi full-scale in reti elettriche reali.

In alcuni campi specifici, come ad esempio quello medicale, i dispositivi basati su materiali superconduttori sono invece già da tempo sul mercato come prodotti commerciali (ad esempio, sistemi per risonanza magnetica). Per questi motivi la necessità di un’attività di normazione anche per il campo della superconduttività si è fatto via via sempre più forte.

Da questa necessità nasce il CT 90, che ormai da svariati anni si occupa dell’attività normativa riguardante i materiali superconduttori e i dispositivi con essi realizzati. Attualmente il Comitato è costituito da 17 membri (provenienti da università, enti di ricerca nazionali e aziende) e si riunisce due volte l’anno, a meno di condizioni particolari che richiedano una frequenza maggiore. Il coinvolgimento non si limita all’ambito nazionale, infatti molti membri sono attivamente coinvolti anche nei Working Group attivi nell’ambito dell’IEC Technical Committee 90Superconductivity”.   

Quali attività comprende il lavoro svolto dai membri del Comitato Tecnico 90?

Il CT 90 è sempre stato attento nel seguire l’evoluzione del panorama normativo nel corso degli anni e nel dare il proprio contributo. Data la competenza di tutti i membri del Comitato, penso che le revisioni dei vari documenti normativi che vengono sottoposti al vaglio del CT 90 costituiscano sempre un contributo importante nel processo che, a partire da una proposta iniziale, porta alla pubblicazione di una norma tecnica.

Oltre a questo, molti membri sono coinvolti nei Working Group dell’IEC TC 90 e partecipano in modo attivo ai lavori, portando le loro competenze anche a livello internazionale. Va sottolineato che molti membri partecipano con il proprio laboratorio a diversi Round Robin Test (RRT), fornendo materialmente misure sperimentali accurate da confrontare con le misure degli altri laboratori coinvolti nello stesso RRT. Il bilancio del lavoro svolto dal Comitato italiano è particolarmente positivo perché, pur non essendo particolarmente numeroso, il CT 90 ha dimostrato di poter attivamente contribuire su più fronti alla normazione nel campo della superconduttività.

Come partecipa concretamente il Comitato italiano in sede internazionale IEC ed europea CENELEC?

Il CEI CT 90 è strettamente collegato al suo omologo internazionale IEC TC 90 e ne segue da vicino le attività. Periodicamente i membri del nostro Comitato Tecnico sono chiamati a revisionare e commentare i documenti sottoposti a voto parallelo IEC/CENELEC. In aggiunta, molti membri partecipano alle attività dei Working Group internazionali, riportando poi al Comitato nazionale tutte le novità rilevanti.

Alcuni sono coinvolti nei Round Robin Test (RRT), che costituiscono uno dei possibili primi passi di un eventuale progetto normativo: queste esperienze consentono di confrontare i propri risultati di misura sperimentali con i risultati di altri laboratori internazionali sugli stessi oggetti in prova (ad esempio, un set di campioni di nastro superconduttore).

Ogni due anni, inoltre, viene organizzato un meeting generale del TC 90 a cui anche il Comitato Tecnico italiano cerca di dare sempre il proprio contributo in qualità di P-member, ovvero come Paese membro con diritto di voto. Per quanto detto, i contributi in sede internazionale sono sempre stati una costante nel lavoro del CT 90 e anche in futuro si prevede che questa tendenza verrà mantenuta/garantita.

Come si può partecipare all’attività del Comitato?

Da diversi anni CEI ha intrapreso un’attività volta a semplificare la partecipazione attiva degli esperti nazionali alla vita dei Comitati Tecnici. Tale attività di semplificazione è articolata in varie iniziative che coinvolgono diversi aspetti di interesse per i Comitati: la procedura per coinvolgere nuovi membri è stata snellita e può essere efficacemente gestita dal Presidente, dal Segretario e dal Segretario Tecnico Referente CEI; è stato attivato un servizio di web-meeting, tramite il quale ciascun membro può partecipare alle riunioni del Comitato Tecnico di competenza completamente da remoto; la consultazione e l’accesso a documenti tecnici e norme è stato reso più diretto tramite la creazione delle due piattaforme MyComitato e MyNorma, con le quali ciascun esperto nazionale può cercare le norme di interesse, verificarne lo stato e ricevere notifiche su eventuali aggiornamenti.

In aggiunta, è già disponibile da diversi anni online il database Electropedia, un vero e proprio vocabolario elettrotecnico promosso dalla IEC e consultabile in diverse lingue, che comprende una sezione completamente dedicata alla superconduttività. Tutte le iniziative elencate hanno aiutato notevolmente il CT 90 a raggiungere un maggiore coinvolgimento di tutti gli esperti che partecipano ai lavori del Comitato Tecnico e un esempio della loro efficacia si è avuto proprio durante l’emergenza pandemica, quando a causa della situazione sanitaria non è stato possibile organizzare riunioni “in presenza”: utilizzando il servizio di web-meeting messo a disposizione da CEI, i membri del CT 90 hanno potuto riunirsi completamente da remoto portando avanti i lavori del comitato tecnico in totale sicurezza.

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