di Nicola Penna ♦ E’ pronta la parte più importante dell’apparecchiatura che verrà installata in ITER, la grande macchina sperimentale per dimostrare la fattibilità dell’energia da fusione. Per il progetto 900 milioni di euro dall’ Europa alle industrie italiane. Assieme a ENEA, ASG Superconductors, SIMIC, Criotec Impianti e TRATOS Cavi
Il gigantesco magnete superconduttore è stato realizzato in Italia nello stabilimento di La Spezia dell’azienda italiana ASG Superconductors, grazie alla collaborazione tra industria nazionale hi-tech e ricerca. Noto anche come bobina toroidale, il grande magnete costituirà il ‘cuore’ del reattore sperimentale ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), attualmente in costruzione a Cadarache in Francia, il cui scopo è di dimostrare la fattibilità di riprodurre sulla Terra la reazione che alimenta il Sole e le stelle per ottenere un’energia inesauribile, sicura e pulita.
I potenti magneti superconduttori, noti come bobine toroidali, servono a creare un ‘contenitore’ magnetico a forma di ciambella, in grado di intrappolare e compattare il plasma incandescente alla temperatura record di 150 milioni di gradi centigradi, tenendolo lontano dalle pareti del serbatoio del reattore ITER. La gigantesca bobina a forma di “D” è costituita da circa 5 km di cavi superconduttori, misura 13 metri in altezza (rispetto al suo posizionamento nel reattore) per 9 m di ampiezza e pesa oltre 300 tonnellate, quanto un Boeing 747. Con un’alimentazione di 68000A, le bobine toroidali ITER genereranno un campo magnetico che raggiungerà 11,8 Tesla, circa 1 milione di volte più potente del campo magnetico della Terra! ITER funzionerà con 18 bobine toroidali: l’Europa ne fabbricherà 10 (inclusa una di ricambio), tutte made in Italy , e tutte prodotte nello stabilimento spezzino di ASG Superconductors. Il Giappone fornirà le restanti 9.
Il progetto ITER
ITER è un partenariato globale unico nel suo genere. Sarà il più grande impianto di fusione sperimentale al mondo, finalizzato a dimostrare la fattibilità scientifica e tecnologica dell’energia da fusione. Dovrà produrre una notevole quantità di energia da fusione (500MW) per circa sette minuti. La fusione è il processo che alimenta il sole e le stelle. Quando i nuclei atomici leggeri si fondono tra loro formando nuclei più grandi, si sprigiona un’enorme quantità di energia. L’Europa contribuirà per quasi la metà dei costi di realizzazione, mentre le altre sei parti coinvolte in questa joint venture internazionale (Cina, Giappone, India, Corea del Sud, Federazione russa e USA) contribuiranno in parti uguali per la quota restante. Il sito del progetto ITER si trova a Cadarache, nella Francia meridionale. Ma torniamo al gigantesco magnete superconduttore realizzato in Italia, all’attività industriale ad alta tecnologia, e alle ricadute economiche per le aziende italiane.
La tecnologia e i partner coinvolti
Lo sviluppo dei cavi superconduttori, del valore di circa 17 milioni di euro per singola bobina, ha visto il coinvolgimento dell’ENEA, l’Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile, nel ruolo di coordinatore del consorzio ICAS del quale fanno parte anche le aziende italiane CRIOTEC Impianti S.r.l., esperta nella realizzazione di componenti operanti alle bassissime temperature, e Tratos Cavi SpA, azienda di rilievo internazionale nella produzione di cavi elettrici, elettronici e a fibre ottiche. Il consorzio, basato sul know-how ENEA in materia superconduttività, è nato a fine 2010 a seguito dell’aggiudicazione della gara di appalto per la fornitura dei cavi superconduttori per i magneti necessari al confinamento del plasma in ITER. L’altra azienda italiana SIMIC SpA ha partecipato alla produzione di 35 piastre radiali del magnete, le strutture metalliche contenenti il conduttore isolato nelle loro scanalature prima che queste stesse strutture siano saldate a laser, nastrate con materiale isolante e impregnate.
ASG Superconductors
ASG Superconductors, dove i dieci potenti magneti sono in fase di fabbricazione, ha rimesso a nuovo una struttura, che in precedenza era la sede di una fabbrica di lavatrici, riconvertendone la forza lavoro iniziale e installando apparecchiature all’avanguardia. Secondo Stefano Pittaluga Head of Project Management di ASG Superconductors, «grazie a ITER e alla leadership della nostra azienda nella tecnologia dei magneti da fusione, si stanno schiudendo nuove possibilità di crescita nel settore energetico. Siamo pronti a trasferire questa conoscenza nelle nuove applicazioni industriali ».
Tra le altre produzioni ASG ha contribuito ad alcune delle più avanzate apparecchiature di risonanza magnetica per immagini (MRI) utilizzate nell’ambito della sanità per studiare il cervello umano. La partecipazione di ASG Superconductors è dovuta a un contratto stipulato con Fusion for Energy (F4E), l’organismo dell’UE che gestisce il contributo dell’Europa al progetto energetico internazionale, per la produzione dei dieci magneti. Il contratto ha un valore che si aggira attorno ai 150 milioni di EUR e raggruppa ASG Superconductors, l’impresa spagnola Iberdrola Ingeniería y Construcción ed Elytt.
Fusion for Energy (F4E) : 900 milioni per l’industria italiana
Fusion for Energy (F4E) è l’organizzazione dell’Unione europea in caricata di apportare il contributo dell’Europa a ITER. Uno dei suoi compiti principali è collaborare con l’industria europea, le PMI e gli organismi di ricerca per sviluppare e fornire un vasto assortimento di componenti altamente tecnologici, unitamentea servizi di ingegneria, manutenzione e supporto a sostegno del progetto ITER. F4E sostiene le iniziative di ricerca e sviluppo per la fusione mediante l’accordo sull’approcci allargato firmato con il Giappone, che serve a preparare la costruzione dei reattori a fusione dimostrativi (DEMO).
F4E è stata creata come entità giuridica indipendente mediante decisione del Consiglio dell’Unione europea ed è stata costituita ad aprile 2007 per un periodo di 35 anni. Ha sede a Barcellona, in Spagna. Dal 2008, F4E ha firmato contratti che hanno raggiunto un valore di circa 5 miliardi di EUR con varie società europee e aziende attive nel settore della ricerca. Per quello che riguarda l’industria italiana nello specifico, F4E ha firmato contratti del valore di circa 900 milioni per attività di ricerca e sviluppo e produzione di vari componenti.
SIMIC
Tra le aziende italiane coinvolte c’è la SIMIC, che ha partecipato alla produzione di 35 piastre radiali del magnete, le strutture metalliche contenenti il conduttore isolato nelle loro scanalature prima che queste stesse strutture siano saldate a laser, nastrate con materiale isolante e impregnate. In virtù di questo contratto, per un valore approssimativo di 150 milioni di EURO, firmato tra F4E e un consorzio formato da CNIM e SIMIC, 70 piastre verranno realizzate per le bobine radiali europee. SIMIC è anche responsabile dell’esecuzione di una serie di test a freddo sui magneti, e del loro inserimento nelle rispettive casse compatte, per poi saldarli, impregnarli di resina e lavorarli con le più avanzate tecnologie prima di trasferirli a Cadarache, dove verranno installate nella macchina. Per questa parte dei lavori, F4E ha firmato un altro contratto con SIMIC per oltre 100 milioni di EURO. Per realizzare la loro quota di componenti in tempi stretti, l’azienda ha ammodernato i propri locali, assunto e formato personale.
Il consorzio ICAS
Il conduttore di fattura europea per le dieci bobine toroidali, che ha raggiunto una lunghezza complessiva pari a 20km, è stato prodotto dal consorzio ICAS ( Italian Consortium for Applied Superconductivity) formato da ENEA, l’Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile, nel ruolo di coordinatore del consorzio, Criotec Impianti Srl e TRATOS Cavi spa. Antonio della Corte, presidente del consorzio ICAS e responsabile di ENEA Superconducting Laboratory, spiega che «l’esperienza guadagnata durante la produzione dei cavi superconduttori per i magneti ITER ci ha consentito di sviluppare nuove idee che non solo sono servite a migliorare le nostre tecnologie produttive,ma che abbiamo anche potuto riutilizzare per nuovi sviluppi ».
ENEA
ENEA dà un contributo rilevante ai principali programmi di ricerca internazionale sulla fusione (ITER, DEMO e Broader Approach) ed è tra i partner principali delle agenzie europee EUROfusion e Fusion for Energy (F4E). A livello nazionale, ENEA è il punto di riferimento nel progetto ITER, che vede collaborare insieme Europa, Giappone, Stati Uniti, Russia, Cina, India e Corea ed è in prima linea anche per realizzare in Italia il Divertor Tokamak Test facility (DTT), un progetto da 500 milioni di euro e oltre 1.800 addetti per realizzare un polo scientifico-tecnologico tra i più avanzati al mondo per la ricerca sulla fusione nucleare e lo sviluppo di tecnologie innovative per la competitività dell’industria nazionale.
Il Dipartimento Fusione e Tecnologie della Sicurezza Nucleare, con i Centri di Ricerca di Frascati e del Brasimone, conta professionalità e dotazioni strumentali di altissimo livello, riconosciuti quali eccellenze a livello internazionale. Gli scienziati dell’ENEA sono stati tra i primi a realizzare impianti per lo studio dei plasmi a confinamento magnetico, macchine per la fusione come il Frascati Tokamak (FT) e il Frascati Tokamak Upgrade (FTU); le attività sulla fusione hanno originato oltre 50 brevetti negli ultimi 20 anni, con ricadute significative per lo sviluppo e la cola competitività delle industrie nazionali con commesse che hanno superato il miliardo di euro.
Per Alessandro Bonito Oliva, responsabile del progetto sui magneti per F4E, e per il suo team si è trattato di un traguardo estremamente importante. «Grazie alla nostra determinazione e all’ottima collaborazione tra F4E e i suoi partner abbiamo completato il nucleo della prima bobina toroidale europea. Questo è il risultato della buona cooperazione tra le diverse parti di questo progetto unico nel suo genere e dimostra senza dubbio che l’Europa pionieristica può farcela». La ricerca nel campo della fusione ha consentito di compiere numerose conquiste scientifiche estremamente importanti per il progetto. Operatori economici di piccole e grandi dimensioni hanno riconosciuto una serie di vantaggi e opportunità commerciali offerti da ITER, aumentato il proprio fatturato, creato posti di lavoro e ottenuto fiducia in un contesto commerciale internazionale.
