Fusione nucleare, pronto il braccio robotico per il reattore DTT di Frascati

L’ENEA ha annunciato il completamento del primo dei due bracci robotici destinati al reattore sperimentale DTT (Divertor Tokamak Test facility), l’infrastruttura italiana in fase di realizzazione presso il Centro Ricerche di Frascati per studiare soluzioni tecnologiche innovative in vista dei futuri impianti a fusione.

Il manipolatore robotico — denominato HYRMAN (Hyper Redundant Manipulator) — è stato realizzato dall’azienda OCIMA di Caivano (Napoli) nell’ambito di un contratto di fornitura siglato con l’ENEA. Il suo compito sarà fondamentale: garantire il controllo e la manutenzione da remoto dei componenti di prima parete all’interno della camera da vuoto destinata a ospitare il plasma.

Un gigante di precisione: i numeri di HYRMAN

Progettato per operare in ambienti ad altissima complessità dove la presenza umana è preclusa a causa della radioattività indotta dai processi di fusione, HYRMAN presenta caratteristiche tecniche di assoluta avanguardia:

• Dimensioni e peso: Lungo circa 7 metri per un peso totale di 2 tonnellate.

• Capacità di carico: In grado di movimentare componenti fino a 2,3 metri di lunghezza e 350 kg di peso.

• Precisione chirurgica: Operatività con un margine di errore nell’ordine di un decimo di millimetro.

• Flessibilità: Dotato di 12 giunti articolati che gli conferiscono 12 gradi di libertà per muoversi in spazi estremamente contratti.

leggi anche: Fusione nucleare negli Usa: road map per le centrali del futuro

«Il completamento di HYRMAN è un traguardo che porta l’Italia all’avanguardia nella corsa globale verso l’energia da fusione», ha dichiarato Marco Utili, responsabile del Laboratorio ENEA per lo sviluppo delle nuove tecnologie in ambito nucleare. «Parliamo di un sistema robotico capace di operare a distanza nel cuore del reattore dove ogni dettaglio deve garantire sicurezza e affidabilità. È il risultato di un lavoro di squadra tra ricerca e imprese che ci consente di sviluppare in Italia tecnologie di frontiera».

Ingegneria per ambienti estremi: ridondanza e controlli anti-contaminazione

Le condizioni operative all’interno del tokamak DTT hanno richiesto soluzioni ingegneristiche avanzate per la realizzazione del braccio robotico:

• Tolleranza ai guasti e recupero di sicurezza: poiché all’interno della camera da vuoto non è possibile l’intervento umano diretto, HYRMAN è stato dotato di un’architettura di ridondanza multilivello. Il sistema è progettato per mantenere la funzionalità e garantire l’estrazione in sicurezza del manipolatore anche in caso di avaria a un componente.

• Protezione della camera da vuoto: per evitare il rilascio di particelle o sostanze che potrebbero contaminare il plasma e compromettere il funzionamento del reattore, sono stati impiegati lubrificanti speciali e solidi, ingranaggi con rivestimenti autolubrificanti, doppie barriere di contenimento e sensori di pressione per il monitoraggio continuo delle camere di lubrificazione.

• Controllo iper-ridondante in tempo reale: la configurazione a 12 gradi di libertà consente al braccio di raggiungere il medesimo punto nello spazio attraverso molteplici traiettorie. Un software di controllo proprietario calcola e aggiorna in tempo reale la traiettoria migliore in base agli ostacoli e ai carichi dinamici, elaborando costantemente i dati provenienti dai sensori di forza, coppia e posizione per mezzo di bus di campo dedicati.