Contesto Sociale

In questo video, pubblicato da EnelVideo, viene riassunto in maniera sintetica, ma al tempo stesso esauriente, l'impatto dell'energia elettrica nella vita delle persone.



L'avvento del Motore Asincrono, a causa degli innumerevoli campi di applicazione, ha portato ad un profondo cambiamento nella società.

Traliccio per il trasposto di Corrente elettrica in alta ten

Il primo grande cambiamento è rappresentato da una rivoluzione dell'elettrificazione: si passa da un elettrificazione in Corrente Continua (DC) a una in Corrente Alternata (AC).
(Per maggiori chiarimenti in merito alle differenze e ai vantaggi/svantaggi dei due tipi di elettrificazione sopra elencati si faccia riferimento a: https://luce-gas.it/faq/corrente-alternata-continua)
Questo porta ad un aumento delle dimensioni, in termini di lunghezza, delle linee di trasporto dell'energia elettrica (si riescono a ridurre le perdite lungo la linea grazie all'aumento della tensione e riduzione della corrente) con conseguente dislocamento dei complessi industriali e produttivi nel territorio: le fabbriche, le industrie, i grandi centri di produzione non devono più essere vicini ad un complesso di generazione dell'energia elettrica per poter essere alimentati.

Questo tipo di motore ha trovato subito innumerevoli campi di utilizzo. I più importanti sono:

• Compressore, Pompa e Gru                                                                     

• Trazione elettrica: il Motore Asincrono va a sostituire il motore in Corrente Continua: Alta Velocità                                                                      

• Processi industriali: ventilatori, trasportatori, mescolatori    

Nastro trasportatore industriale

• Applicazioni residenziali: condizionatori, ascensori

Francobollo raffigurante uno dei primi ascensori

Materiali

Il 19° secolo è stato dominato dagli avanzamenti in settori cruciali come la siderurgia, mentre il 20° secolo è stato caratterizzato dagli sviluppi sorprendenti e rapidissimi dei semiconduttori, che hanno portato alla nascita del transistore e dei moderni computer, e alla società dell’informazione come oggi la conosciamo. Il secolo scorso ha visto anche l'avvento delle materie plastiche, che hanno radicalmente mutato lo stile di vita degli esseri umani. È chiaro quindi che la scoperta e l’introduzione nell'uso quotidiano di nuovi materiali segna profondamente l’evoluzione delle società industriali.

SUPERCONDUTTORI

La superconduttività è un fenomeno fisico per cui in determinate condizioni alcuni materiali non oppongono resistenza al passaggio di corrente elettrica.
La conseguenza è che i magneti superconduttori possono produrre campi magnetici molto grandi, con applicazioni di laboratorio per apparati quali la risonanza magnetica, rilevatori di debolissimi campi magnetici come quelli del cervello umano, o treni a levitazione magnetica.

MATERIALI MAGNETICI

La rivoluzione nelle tecnologie delle comunicazioni è stata resa possibile, oltre che dal transistore e dai semiconduttori, dagli straordinari sviluppi dei supporti magnetici. 

MATERIALI FERROMAGNETICI

I materiali ferromagnetici, attraversati da corrente producono un campo magnetico molto intenso. Inoltre si verifica un fenomeno chiamato saturazione magnetica per cui il campo magnetico non aumenta più una volta che ha raggiunto un certo valore caratteristico per ogni materiale. 

Inoltre, una volta raggiunta la saturazione, quando la corrente viene spenta il campo magnetico non si annulla del tutto. Il blocco di materiale ferromagnetico rimane in uno stato di magnetizzazione residua che lo trasforma in un magnete permanente. 

MATERIE PLASTICHE

Gli anni ’30 e la seconda guerra mondiale segnano il passaggio della plastica all'età adulta, soprattutto per quanto concerne la creazione di una vera e propria industria moderna: il petrolio diviene la “materia prima” da cui partire per la produzione e, al contempo, migliorano e si adattano alle produzioni massive le tecniche di lavorazione, a cominciare da quelle di stampaggio.

La guerra stimola l’esigenza di trovare sostituti a prodotti naturali non reperibili, per cui vengono sviluppati i poliuretani in sostituzione della gomma.

Dopo la guerra, le scoperte dettate da esigenze “militari” invadono il mondo civile.

Gli anni ’50 vedono la scoperta delle resine Formiche, che permettono di produrre laminati per l’arredamento e di stampare stoviglie a basso prezzo, mentre le “fibre sintetiche” (poliestere, nylon) vivono il loro primo boom, alternativa “moderna” e pratica a quelle naturali.

Quegli stessi anni sono però soprattutto segnati dall'irresistibile ascesa del Polietilene, che trova pieno successo solo due decenni dopo la sua invenzione, sfruttando il suo più elevato punto di fusione per permettere applicazioni sino ad allora impensabili.
Il Polipropilene sarà prodotto industrialmente dal 1957 col marchio “Moplen”, rivoluzionando le case di tutto il mondo ma entrando soprattutto nella mitologia italiana del “boom economico”.

Contesto tecnologico - La terza rivoluzione industriale

LA TERZA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE

Con l'espressione terza rivoluzione industriale si indicano tutta quella serie di processi di trasformazione della struttura produttiva, e più in generale del tessuto socio-economico, avvenuti nei paesi sviluppati occidentali del primo mondo nella seconda metà del Novecento a partire dal secondo dopoguerra.

Suddivisione del mondo in base al livello di sviluppo

Anche nella produzione di beni materiali sono avvenuti significativi mutamenti. I progressi più rilevanti si registrano in settori di punta ad alto contenuto di know how (elettronica, informatica, robotica, aerospaziale, farmaceutica e bioingegneria, nuovi materiali ecc.), che non a caso sono diventati uno dei terreni d'elezione delle multinazionali. 

Vantaggi della Lean Production rispetto al metodo tradizionale

Cambiamenti sono intervenuti anche nel modo di produrre. Proprio nell'industria automobilistica, che per prima l'aveva sperimentata, la catena di montaggio cede il passo alla lean production, la produzione leggera, nota anche come toyotismo.

Ideato dall'ingegnere Taichi Ohno, il nuovo sistema funziona attraverso isole di produzione, composte da tecnici e operai, che concorrono tra loro nella migliore realizzazione integrale del prodotto loro assegnato, dall'esecuzione materiale ai controlli e alle revisioni finali, sulla base degli ordinativi che la fabbrica riceve dalle filiali. 

La terza rivoluzione industriale porta con sé anche la nascita e il parziale sviluppo delle tecnologie relative a fonti energetiche alternative e rinnovabili come soluzioni al problema energetico globale quali l'energia idroelettrica, l'energia solare, l'energia eolica, molte delle quali non hanno però ancora raggiunto la diffusione e/o la capacità di sostituire i combustibili fossili. 

I 5 tipi di energia rinnovabile 

Un fattore di sviluppo legato alla terza rivoluzione industriale è, inoltre, il costante sviluppo dei trasporti terrestri, aerei e marittimi favorito dallo sviluppo tecnologico nei rispettivi settori industriali (industria automobilistica, industria aeronautica con nascita e sviluppo dell'aviazione civile, industria navale) nonché dalla realizzazione di sistemi stradali sempre più evoluti e capillari. Questa complessa rete di trasporti favorisce sempre più il commercio internazionale alimentando il fenomeno della globalizzazione. 

Contesto storico

Dopo la Seconda Guerra Mondiale l'Europa era stata semidistrutta e fortemente impoverita

La Germania e l'Italia erano state sconfitte, l'Inghilterra e la Francia erano fortemente indebolite e la Spagna e il Portogallo erano ancora sono un governo dittatoriale.

Conferenza di Yalta

Churchill, Roosevelt e Stalin a Jalta

La conferenza di Yalta fu un vertice tenutosi nel febbraio 1945 nel quale i capi politici dei tre principali paesi Alleati presero alcune decisioni importanti sul proseguimento del conflitto, sull'assetto futuro della Polonia, e sull'istituzione dell'Organizzazione delle Nazioni Unite.

Nella relazione finale venne inserito l'impegno a garantire che tutti i popoli potessero scegliere i propri governanti, impegno palesemente disatteso nei decenni successivi.

Bilancio Economico

Gravi ripercussioni in campo finanziario: durante la guerra erano stati richiesti un gran numero di prestiti pubblici e le banche centrali dei vari stati avevano prodotto un gran numero di carta moneta: violenta inflazione.

Bilancio Politico

Il destino dell'Europa è nelle mani delle due grandi potenze continentali che si sono affermate nel dopoguerra:

1. Usa: escono dal conflitto rafforzati. Si affermano come grande potenza industriale, finanziaria e tecnologica.
2. URSS: esce dal conflitto indebolita, ma il prestigio di Stalin e della potenza sovietica risultano estremamente rafforzati: l'Armata Rossa rappresenta il solo grande esercito presente nel Vecchio Continente.

Le rivalità tra questi due paesi sfoceranno poi nella Guerra fredda.

SITUAZIONE ITALIANA

L’Italia del dopoguerra presenta una situazione materiale critica e risulta fortemente divisa fra centro-nord(la componente fascista è ancora molto forte) e sud (il ruolo dei gruppi dominanti conservatori, già compromessi con il fascismo, è predominante) → la collocazione internazionale dell’Italia è negativa: gli alleati rifiutano le sue richieste di aiuti economici.

Dal punto di vista politico, l'Italia è interessata da un periodo di forte cambiamento che porterà alla nascita di innumerevoli partiti di Sinistra.

IL SESSANTOTTO

Manifestazioni pacifiche studentesche

Il distacco tra società civile e società politica fu alla radice delle laceranti tensioni che percorsero il paese tra il ’68 (Autunno caldo) e la fine degli anni ’70 → le agitazioni studentesche.
Si tratta di una radicale contestazione generazionale e politica

Si susseguirono scioperi improvvisi, picchettaggi di massa fuori dalle fabbriche, manifestazioni e cortei sul luogo di lavoro→ 1970: il Sindacato ottiene lo Statuto dei Lavoratori.

1972: si forma la federazione unitaria tra CGIL, CISL e UIL 

E' questo anche un periodo ricco di avvenimenti terroristici che sconvolgono il Paese.
I maggiori protagonisti di queste stragi sono le Brigate Rosse.


BOOM ECONOMICO

Il boom economico arriva in Borsa tra il 1959 e il 1960. Speculatori d’Europa e d’America scoprono che i titoli italiani costano poco e rendono molto. Un’ondata di euforia attraversa il paese, da poco entrato nel Mercato Comune Europeo, negli anni compresi tra il 1955 e il 1963. La ricchezza si concentra nel cosiddetto “triangolo industriale”, Milano, Torino e Genova.

Tuttavia permangono non pochi elementi di criticità: l’Italia in realtà è ancora lontana dai livelli di benessere degli altri paesi sviluppati. Inoltre, proprio la rapidità con cui si verificarono i cambiamenti socio-economici, che fecero gridare al “miracolo economico” e che trasformarono radicalmente lo stile di vita degli italiani, fece sì che il paese non riuscisse a risolvere quei problemi strutturali che si portava dietro da prima della guerra, tra cui la sperequazione tra nord e sud.

Glossario

• Campo magnetico rotante - rotating magnetic field: disponendo due bobine perpendicolarmente tra loro e facendole percorrere da due correnti fortemente sfasate, si genera, nello spazio compreso tra esse, un campo magnetico rotante

Campo Magnetico Rotante

• Statore - stator: la parte fissa della macchina, spesso esterna

Spaccato di Statore e Rotore

• Rotore - rotor: la parte mobile e solidale con l'albero del motore, solitamente interna

Accoppiamento Statore - Rotore

• f.e.m. indotta - electromagnetic field tensor: è uguale all'opposto della variazione del flusso magnetico (ΦB) che lo attraversa in una unità di tempo

• flusso magnetico - magnetic flux: è il flusso che viene prodotto dal campo magnetico attraverso una superficie

• scorrimento relativo - relative scroll: la differenza di velocità tra il campo rotante e il rotore riferita alla velocità di sincronismo

• velocità di scorrimento - scrolling speed: la velocità relativa del campo magnetico rotante rispetto al rotore

• cava di statore - stator quarry: scanalature interne al pacco di lamierini statorici che accolgono i conduttori (filo di rame smaltato) dell'avvolgimento trifase statorico 

• traferro - air gap: un'interruzione dell'anello di materiale ferromagnetico, sufficientemente piccola da non determinare una dispersione eccessiva del flusso magnetico

• laminazione di statore e rotore - lamination: Sia lo statore che il rotore sono laminati in senso normale all’asse della macchina per ridurre le perdite per correnti parassite, essendo la macchine sede di un flusso magnetico variabile

Generalità sul Funzionamento

Motore Asincrono Trifase e i suoi componenti

Il motore asincrono sfrutta il campo magnetico rotante, scoperto da Galileo Ferraris (1885), prodotto da un avvolgimento polifase (spesso trifase) ancorato ad una struttura magnetica fissa, detta statore.
Il campo magnetico rotante induce un sistema di forze elettro motrici (f.e.m.) e correnti in un avvolgimento polifase ancorato ad una struttura magnetica mobile, detto rotore.
L'interazione tra il campo magnetico rotante ed il sistema di correnti di rotore indotte produce la coppia motrice.
La coppia motrice tende a sincronizzare il rotore con il campo magnetico rotante che ruota con la velocità di sincronismo.
Per generare coppia, quindi, la velocità del rotore deve essere diversa dalla velocità di sincronismo: da qui il nome di macchina asincrona.

In questo video è possibile capire in maniera più dettagliata il funzionamento del motore asincrono trifase (Induction Motor).

Brevetto di Giuseppe Cafici (US3394276A)

Il motore asincrono proposto da Giuseppe Cafici presenta delle dimensioni ridotte, a parità di potenza, rispetto ai motori Asincroni tradizionali. 

Questo è reso possibile da un induttore con avvolgimento toroidale e da un rotore composto da un corto circuito. 

Il principale vantaggio di questa invenzione sta nelle dimensioni del motore; essendo più piccolo di quelli tradizionali, può essere impiegato ove l'ingombro dei vecchi motori ne impediva l'utilizzo.