La Stampa - Consultazione Archivio

Il gas in grado di rivoluzionare le costruzioni elettromeccaniche Prestigiose caratteristiche dell'esafluoruro di zolfo Il gas in grado di rivoluzionare le costruzioni elettromeccaniche Biologicamente inerte ed eccezionalmente stabile anche nelle condizioni più gravose, come in presenza dell'arco elettrico - Interruttori, sbarre blindate e cavi per altissime tensioni - Buone prospettive anche per le apparecchiature elettrotecniche e nucleari Aprendo qualsiasi interruttore di un impianto domestico, il contatto mobile si allontana da quello fisso di qualche millimetro, e tra i due si interpone l'aria presente nell'ambiente. L'aria funge quindi da dielettrico (isolante). Su questo principio si basano tutti gli interruttori a bassa tensione, anche quelli destinati ad impieghi industriali, salvo il fatto che nel caso di correnti elevate si adottano particolari accorgimenti per estinguere rapidamente l'arco che si forma ogni qualvolta si interrompe un circuito elettrico (extra corrente di apertura). Aumentando la tensione è intuitivo che occorra aumentare la distanza tra i contatti per evitare che la differenza di potenziale dia luogo ad una scarica disruptiva attraverso il dielettrico. Ogni isolante, sia esso solido, liquido o gassoso, è caratterizzato infatti dalla « rigidità dielettrica», ossia la proprietà di opporsi a questa scarica. Non per nulla la rigidità si misura in chilovolt per centimetro. Quindi, se invece di interporre aria tra i contatti si pone olio minerale, la distanza di sicurezza può essere diminuita in quanto la sua rigidità dielettrica è maggiore. E' appunto ciò che si fa per gli interruttori di media ed altissima tensione (da poche decine e centinaia di chilovolt), sfruttando — tra l'altro — la proprietà dell'olio di facilitare l'estinzione dell'arco elettrico che si forma durante le manovre. Poco più di una decina di anni addietro si incominciarono ad intravedere interessanti applicazioni nei campi dell'elettrotecnica e dell'elettronica di un nuovo dielettrico gassoso: l'esafluoruro di zolfo (SFt). Si tratta di un gas inodoro, incolore, biologicamente inerte e — soprattutto — ininfiammabile ed eccezionalmente stabile anche in presenza dell'arco elettrico. In altri termini, fa sì che le tracce di dissociazione molecolare formate dall'arco si ricombinino per effetto « self-healing » (autoricostruzione molecolare, come la cicatrizzazione di una ferita avviene spontaneamente per le difese naturali del corpo). Anche la sua rigidità dielettrica è assai elevata, da due a tre volte quella dell'aria. Questo rapporto tende ad aumentare a pressioni elevate, tanto che a tre atmosfere è paragonabile a quella dell'olio minerale. Utilizzandolo in interruttori in corrente alternata si possono interrompere correnti parecchie decine di volte superiori a quelle interrotte da un equivalente strato d'aria. Questo elevato potere estinguente si deve alle sue caratteristiche elettronegative, cioè alla tendenza di catturare, in un campo elettrico, elettroni liberi. Sotto questo aspetto è stato pure definito « spugna di elettroni ». Infine, se osserviamo un comune interruttore in aria, noteremo che dopo un certo tempo si formano sui contatti dei depositi carboniosi che alterano la conducibilità delle parti attraverso le quali passa la corrente elettrica: con l'esafluoruro di zolfo non esistono problemi del genere e i contatti rimangono sempre puliti. In base a queste proprietà sono stati realizzati da alcuni anni interruttori per tensioni assai elevate. Questi apparecchi hanno dimensioni notevolmente inferiori a quelli tradizionali, sono meno rumorosi e richiedono scarsa manutenzione. Doti molto apprezzate negli impianti elettrici, in particolare in relazione all'accrescimento degli agglomerati urbani ed industriali che esigono quantità enormi d'energia elettrica la quale, per esigenze di trasporto e di economicità, viene fornita in alta tensione. Là tendenza è di effettuare distribuzioni mediante cabine di trasformazione sotterranee, poste in posizione baricentrica rispetto alle utenze. Un impianto blindato in esafluoruro di zolfo, previsto per una tensione di 245 mila volt, occupa uno spazio quindici volte inferiore a quello di un altro eseguito con le tecniche convenzionali. Sono allo studio non solo apparecchiature ad oltre mezzo milione di volt, ma pure sbarre blindate allo scopo di ridurre sensibilmente gli ingombri dei collegamenti tra interruttori e trasformatori. Le prime cabine sotterranee di questo tipo risalgono al 1969 (Tokio e Zurigo); altre realizzazioni sono previste tra il 1971-72 a Bonn ed a Mannheim. Per quanto concerne invece le linee di trasporto destinate ad alimen¬ tUpdplsas tare tali cabine, negli Stati Uniti sono già stati messi a punto cavi, isolati con il gas dì cui ci stiamo occupando, per tensioni fino ad un milione di volt. Le prospettive sono pertanto affascinanti ed anche l'Enel si sta interessando vivamente al problema. Se dall'elettrotecnica passiamo all'elettronica, riscontriamo applicazioni dell'esafluoruro di zolfo nelle apparecchiature radar ed in quelle per raggi X per usi industriali. In ogni caso, l'obiettivo prefisso, è sempre quello di ridurre il peso e l'ingombro degli apparati. Altri impieghi si intravedono nel settore delle ricerche nucleari, come la costruzione di acceleratori di particelle caricati a SFt anziché miscele di azoto e di anidride carbonica normalmente impiegate. Vittorio Re