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Partnership tra IBM e ABB

I ricercatori di IBM e ABB collaborano per migliorare la trasmissione dell'energia e per realizzare reti più efficienti.

Redazione GreenCity

I ricercatori di IBM e ABB, costruttore mondiale di reti per elettricità, utilizzano i supercomputer per studiare e sviluppare un nuovo tipo di isolatore per alta tensione, che migliorerà l'efficienza nella trasmissione dell'elettricità. Un isolatore perfezionato può trasformare la rete di alimentazione, riducendo la perdita di energia e le interruzioni causate dal deterioramento del materiale esposto agli agenti atmosferici.
Una volta generata, l'elettricità viene trasmessa dalla centrale elettrica all'utente finale tramite cavi sotterranei o linee di alimentazione aeree. Fino al sette per cento della perdita di energia durante la trasmissione è imputabile al sistema di isolamento. Questo spreco avviene per una serie di motivi, tra cui le condizioni qualitative della rete e gli influssi ambientali come l'umidità, i forti venti e/o l'inquinamento.
"È come andare al mercato, comprare un contenitore pieno di latte e arrivare a casa per scoprire che ne è scomparso un intero bicchiere", spiega  Philip Shemella del centro di Ricerca di Zurigo. "Utilizzando i supercomputer possiamo simulare a livello molecolare il modo in cui gli isolatori vengono danneggiati dall'ambiente e progettarli per essere più efficienti e affidabili".
Più di due anni fa, i ricercatori di IBM e ABB in Svizzera hanno dato vita a un progetto congiunto per simulare la dinamica molecolare degli isolatori, fatti di gomma di silicone scientificamente nota come polidimetilsilossano, o PDMS. L'obiettivo del progetto era comprendere meglio i processi fisici e il potenziale miglioramento dei metodi di progettazione dei materiali per l'isolamento per alta tensione.
Utilizzando un supercomputer IBM Blue Gene/P e algoritmi ad elevato parallelismo, gli scienziati sono riusciti a simulare e a studiare le singole molecole utilizzate nella gomma di silicone, per comprendere meglio come essa reagisce ai danni causati dall'ambiente. Con le simulazioni avanzate e la potenza di calcolo disponibile, gli scienziati sono riusciti a creare modelli realistici del materiale, contenenti circa un milione di atomi. Queste simulazioni condurranno al test di nuovi materiali nella composizione della gomma di silicone, per migliorarne la resilienza ai danni.
I risultati, pubblicati  sul Journal of Physical Chemistry B, DOI: 10.1021/jp207589p in uno studio intitolato "Surface Dynamics of Amorphous Polymers Used for High-Voltage Insulators" [Dinamica superficiale dei polimeri amorfi utilizzati per gli isolatori per alta tensione], aiutano a chiarire il meccanismo di idrorepellenza sulla superficie degli isolatori.
"Attualmente stiamo eseguendo simulazioni per studiare come una goccia d'acqua influisce sull'affidabilità del materiale isolante. Sorprendentemente, si tratta di un elemento molto significativo, in particolare quando viene estrapolato sull'intera rete di alimentazione", aggiunge Shemella.
I risultati iniziali sono stati pubblicati sul Journal of Physical Chemistry B, "Molecular Motion of Amorphous Silicone Polymers" [Movimento molecolare dei polimeri siliconici amorfi] di P. Shemella et al., 2011, 115 (12), 2831–2835, DOI 10.1021/jp111318d (2011). Sono stati presentati anche come poster: "Improving Functional Properties of Amorphous Silicone Polymers with Simulation" [Migliorare le proprietà funzionali dei polimeri siliconici amorfi con la simulazione], al convegno della Materials Research Society della primavera 2011, a San Francisco, California, dove ha ricevuto il premio Best Poster Award.
Nell'aprile 2011, IBM ha celebrato il 25° anniversario della scoperta della superconduttività ad alta temperatura, a opera degli scienziati IBM Alex K. Mueller e Georg Bednorz. Questa straordinaria scoperta, insignita del Premio Nobel per la Fisica nel 1987, viene ora applicata per il miglioramento della rete energetica, rendendo la trasmissione dell'elettricità più efficiente.



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Pubblicato il: 04/11/2011

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