L’esafluoruro di zolfo o SF6 è un gas sintetico formato da sei atomi di fluoro raccolti attorno ad un atomo di zolfo. Il legame chimico tra il fluoro e lo zolfo è molto forte: ciò conferisce alla molecola una stabilità chimica e termica molto elevata. È classificato come gas “serra”, in quanto appartiene alla famiglia degli F-Gas.
L’esafluoruro di zolfo (SF6) ha tre utilizzi principali nel settore elettrotecnico:
-isolamento elettrico, grazie all’elevata rigidità dielettrica, pari a circa 2,5 volte quella dell’aria alla pressione normale di uso;
-estinzione dell’arco elettrico, grazie all’elettronegatività delle molecole, all’ottima capacità di raffreddamento dell’arco e all’elevata velocità di ricomposizione molecolare a seguito dell’azione dell’arco;
-fluido di manovra.
L’esafluoruro di zolfo (SF6) NON è tossico; inoltre, non è cancerogeno, non è mutageno, non è lesivo dell’ambiente, non contribuisce alla distruzione dell’ozono. Tuttavia, impatta fortemente sull’effetto serra.
Il protocollo di Kyoto è un trattato internazionale in materia ambientale riguardante il riscaldamento globale. È stato sottoscritto nella città giapponese di Kyoto l’11 dicembre 1997 da più di 160 Paesi in occasione della Conferenza COP3 della Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici (UNFCC). Il trattato è entrato in vigore il 16 febbraio 2005, dopo la ratifica anche da parte della Russia.
Il riscaldamento globale, anche noto come surriscaldamento climatico (global warming), indica il contributo antropico come decisivo alla fase di riscaldamento del clima terrestre degli ultimi cento anni.
L’esafluoruro di zolfo (SF6) ha un elevato Global Warming Potential (GWP), pari a 22.800 volte quello dell’anidride carbonica (CO2). Questo lo rende molto impattante sull’effetto serra.
Per fare un esempio pratico, l’emissione di 1kg di SF6 corrisponde alle emissioni di un’automobile media con motore tradizionale che percorre circa 120.000km.
La rigenerazione è un processo di trattamento di un gas fluorurato ad effetto serra recuperato che consente di riportare il gas ad un determinato standard qualitativo. Per l’esafluoruro di zolfo (SF6) viene raggiunta una qualità tecnica superiore a quella definita dalla norma tecnica CEI 60376.
L’esafluoruro di zolfo (SF6), dopo essere stato utilizzato, non necessita di essere smaltito tramite termodistruzione, ma può essere recuperato
-se la qualità del gas rispetta le specifiche della norma tecnica CEI 60480, il gas può essere riutilizzato;
-se la qualità del gas non rispetta le specifiche della norma tecnica CEI 60480, il gas deve essere rigenerato. Il processo di rigenerazione consente di riportare il gas ad un livello di qualità equivalente al gas nuovo.
Dal punto di vista ambientale, è meglio rigenerare anziché smaltire il gas SF6, in quanto si evita di dover creare gas nuovo che dovrà essere smaltito in futuro. Sia la produzione sia la distruzione del gas, infatti, provoca la dispersione di SF6 in atmosfera.
La Banca Dati F-Gas è un portale gestito dal Ministero dell’Ambiente che consente di monitorare le emissioni di gas fluorurati a effetto serra. Si divide in quattro sezioni:
-venditori di F-Gas;
-comunicazione di vendite, destinata ai venditori di gas fluorurati ad effetto serra e di apparecchiature non ermeticamente sigillate contenenti tali gas, per comunicare i dati di vendita, previa iscrizione al Registro telematico nazionale delle persone e delle imprese certificate (Registro FGAS);
-comunicazione degli interventi di installazione, controllo delle perdite, manutenzione, riparazione e smantellamento, svolti su apparecchiature fisse di refrigerazione, condizionamento d’aria, pompe di calore e celle frigorifero di autocarri e rimorchi frigorifero, su apparecchiature fisse di protezione antincendio e commutatori elettrici;
-Operatori, per scaricare un attestato contenente tutte le informazioni relative alle proprie apparecchiature.
La Patente Europea degli F-Gas è una certificazione prevista dalla normativa EU517/2014 e EU2015/2066. È obbligatoria per tutti gli operatori che svolgono:
-installazione, assistenza, manutenzione, riparazione o smantellamento di apparecchiature contenenti gas fluorurati;
-controlli delle perdite nelle apparecchiature contenenti gas fluorurati;
-recupero di gas fluorurati a effetto serra.
Per quanto riguarda la certificazione del personale che svolge attività sul gas SF6 (regolamento 2066/2015), il certificato di idoneità è emesso da un ente di certificazione accreditato da ACCREDIA. La valutazione del personale ai fini della sua certificazione può essere svolta dall’ente di certificazione oppure da un altro ente qualificato dall’ente di certificazione.
Il Sistema Elettrico Nazionale è la risultante di tre fasi operative: produzione, trasmissione e distribuzione dell’energia elettrica.
L’energia elettrica è indispensabile per ogni tipo di attività della nostra società. La produzione di energia elettrica in Italia avviene in gran parte sfruttando fonti di energia non rinnovabile (petrolio, carbone e gas naturale), ma anche energia geotermica, energia idroelettrica, solare od eolica.
La trasmissione di energia elettrica è il passaggio intermedio tra la produzione e la distribuzione agli utilizzatori. Avviene tramite la rete di trasmissione elettrica a grande distanza ad alta tensione, un’infrastruttura gestita e sviluppata a livello nazionale dal rispettivo operatore del sistema di trasmissione.
La distribuzione dell’energia elettrica rappresenta la conclusione del processo energetico. L’elettricità, infatti, viene consegnata all’utente finale attraverso una complessa infrastruttura di rete composta per la maggior parte da linee elettriche a media e bassa tensione.
Le sottostazioni elettriche sono i nodi della rete di trasmissione dell’energia elettrica e sono localizzate in prossimità di un impianto di produzione, nel punto di consegna all’utente finale e nei punti di interconnessione tra le linee. Esistono quattro tipologie di sottostazioni, a seconda della funzione che svolgono:
-interconnettere tra loro più linee elettriche di alta tensione allo stesso livello di tensione, creando un nodo della rete (tramite le sbarre);
-interconnettere tra loro più linee elettriche di alta tensione a diversi livelli di tensione (tramite i trasformatori);
-rifasare la potenza apparente della rete (tramite batterie di condensatori o induttori di rifasamento, detti anche “reattori” in quanto assorbono potenza reattiva);
-convertire la tensione da alternata in continua e viceversa (sottostazioni di conversione).
La fusione nucleare è un processo di reazione nucleare in cui due o più atomi sono compressi al punto da far prevalere l’interazione forte sulla repulsione magnetica. Gli atomi si fondono tra loro (da cui ‘fusione’) creando un nuovo nucleo di massa maggiore. La fusione nucleare è attualmente considerata una delle opzioni utili per garantire una fonte di energia di larga scala, sicura, rispettosa dell’ambiente e praticamente inesauribile.
I principali vantaggi della fusione nucleare sono:
-abbondanza di combustibile;
-esigua quantità necessaria per produrre una grande quantità di energia elettrica da una singola fusione;
-non vengono emessi inquinanti o gas a effetto serra in atmosfera;
-non vengono prodotte scorie di natura radioattiva;
-non c’è il rischio di eventi catastrofici, perché la potenza viene prodotta in modo controllato.
Gli svantaggi della fusione nucleare sono:
-tecnologia complessa, che richiede tempi lunghi e investimenti economici notevoli;
-impiego del trizio, che richiede molta attenzione nella manipolazione perché radioattivo;
-produzione di neutroni, che possono rendere radioattivi i componenti interni del reattore.
Fusione e Fissione nucleare sono due reazioni opposte, che tuttavia sottostanno allo stesso principio fisico e vengono utilizzare entrambe per produrre energia nucleare.
La fusione nucleare è il processo in virtù del quale i nuclei leggeri di due o più atomi si fondono fino a creare un nucleo più pesante, con contemporaneo rilascio di energia. La reazione meno difficile da realizzare prevede l’impiego di deuterio e trizio con temperatura di innesco dell’ordine di 100 milioni di gradi centigradi.
La fissione nucleare, invece, è un processo in cui il nucleo atomico di un elemento chimico pesante (ad esempio uranio-235 o plutonio-239) decade in frammenti di minori dimensioni, ovvero in nuclei di atomi a numero atomico inferiore, con emissione di una grande quantità di energia e radioattività.
La fusione è più difficile da realizzare rispetto alla fissione, perché bisogna raggiungere temperature molto elevate, ma la quantità di energia emessa è nettamente maggiore.
La reazione di fissione prevede una serie di reazioni a catena che rischiano di andare fuori controllo, generando eventi catastrofici; la fusione invece non prevede reazioni a catena, quindi il processo rimane sotto controllo.
La reazione di fissione prevede l’utilizzo dell’Uranio che genera prodotti altamente radioattivi con una vita media di migliaia di anni; la reazione di fusione, invece, impiega deuterio e trizio che generano prodotti più stabili e quindi non vi è il problema delle scorie radioattive.
Il Consorzio RFX è stato fondato nel 1996 a Padova ed è una organizzazione scientifica promossa da CNR, ENEA, Università di Padova, INFN e Acciaierie Venete per incentivare la cooperazione tra centri di ricerca, aziende ed industrie nello sviluppo di soluzioni tecnologiche nell’ambito della ricerca scientifica per la fusione termonucleare controllata.
ITER (acronimo di International Thermonuclear Experimental Reactor) è un progetto internazionale che si propone di realizzare un reattore a fusione nucleare di tipo sperimentale, in grado di produrre un plasma di fusione con più potenza rispetto alla potenza richiesta per riscaldare il plasma stesso. Nello specifico, ITER è un reattore deuterio-trizio in cui il confinamento del plasma è ottenuto in un campo magnetico all’interno di una macchina denominata Tokamak.
MITICA, acronimo di “Megavolt ITER Injector and Concept Advancement”, è il prototipo in scala reale dell’iniettore di particelle neutre per il reattore internazionale sperimentale a fusione ITER, ottenute dall’accelerazione di ioni negativi ad alta energia.
SPIDER è l’acronimo di “Source for the Production of Ions of Deuterium Extracted from a Radio frequency plasma” ed è il prototipo della sorgente di ioni da usare per l’iniettore. Ha le stesse dimensioni di quelli che verranno usati per l’iniettore di ITER e sarà in grado di operare alla massima potenza per 3600s generando un fascio di 6 MW.