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Un premio per l’elettricità efficiente e sostenibile

Supportare la ricerca scientifica sul tema della Sostenibilità è una delle attività che ABB persegue da molto tempo: non solo fa parte del percorso sfociato nella Sustainability strategy 2030, ma si declina in una serie di iniziative legate, in particolare, al mondo universitario.

Una di queste è il Premio ABB-IEEE, istituito dalla sezione italiana IEEE, la più grande organizzazione professionale di tecnici al mondo dedicata all’avanzamento della tecnologia a beneficio dell’umanità, in collaborazione con ABB: nell’ultima edizione, la quinta, è stato deciso di affiancare alla tradizionale selezione di tesi incentrate sulla Tecnologia anche tesi che avevano come oggetto le nuove tecnologie in grado di migliorare la Sostenibilità dei sistemi energetici o dei processi industriali. Sono state così votate le due migliori tesi di laurea magistrale e le due migliori tesi di dottorato riguardanti le nuove sfide per l’energia e per l’industria, per un totale di otto premi. All’iniziativa partecipa anche la rete IEEE Women in Engineering, che ha lo scopo di aumentare la presenza e la partecipazione femminile nell’ingegneria e nelle tecnologie industriali. Un tema, quest’ultimo, particolarmente caro ad ABB, che sostiene la Diversity&Inclusion con numerose iniziative che possano ispirare le giovani ragazze a intraprendere percorsi formativi che offrano loro opportunità professionali in ambito tecnologico, avvicinandole alle materie STEM (Scienza, Tecnologia, Ingegneria e Matematica). E una delle tesi premiate all’ultima edizione del Premio ABB-IEEE Award 2022 è stata proprio quella realizzata da Luisa Tolosano, dal titolo “Flux Polar Control of AC Motor Drives”. Con una grande passione per la tecnologia e per l’elettricità in tutte le sue forme, Luisa Tolosano, originaria di Cuneo, si è laureata nel 2021 in Ingegneria Elettrica al Politecnico di Torino.

Dott.ssa Tolosano, può raccontarci, brevemente, il focus della sua tesi?
‍Premetto che tra tutti i corsi che ho frequentato all’università, quello che mi ha interessato maggiormente è stato quello sulla gestione delle macchine elettriche. Collocandosi nello scenario dell’elettrificazione dei trasporti, che porta decisamente sulla strada della sostenibilità, la mia tesi si occupa dell’analisi, della progettazione e dell’implementazione di una nuova tecnica di controllo della coppia per azionamenti di motori a corrente alternata. Ho voluto focalizzarmi sullo sviluppo del controllo per macchine elettriche, con applicazioni che coinvolgono sia gli autoveicoli che gli azionamenti industriali. L’idea della tesi è maturata sulla base di un patent di un ricercatore del Politecnico che ha sviluppato un controllo applicabile a tutte le macchine elettriche: io mi sono occupata della parte di simulazione e delle prove sperimentali in laboratorio. La prima parte della mia tesi ha riguardato la simulazione del controllo, ed è stata svolta al computer sviluppando modelli di macchine elettriche, mentre la seconda parte è stata la validazione sperimentale: in laboratorio abbiamo scelto quattro macchine di natura diversa (una a induzione e tre topologie di motori sincroni).

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Ho voluto focalizzarmi sullo sviluppo del controllo per macchine elettriche, con applicazioni che coinvolgono sia gli autoveicoli che gli azionamenti industriali.

Qual è il plus della soluzione da lei sviluppata
‍Questo tipo di controllo di coppia permette di gestire la macchina elettrica in modo totalmente automatizzato: con poche modifiche parametriche è infatti possibile adattare il codice di controllo a tutte le tipologie di motori elettrici. Un vantaggio significativo della soluzione sviluppata è l’adozione di strategie di controllo che sono indipendenti sia dalla natura che dal punto istantaneo di lavoro della macchina elettrica, evitando impegnative procedure di messa a punto.

In che modo è possibile rendere più efficienti i processi?
Esistono una molteplicità di strategie di controllo delle macchine elettriche ma sono fortemente dipendenti sia dal tipo di macchina a cui vengono applicate che dalla condizione di funzionamento istantaneo della macchina. A differenza di queste, dunque, il controllo che ho sviluppato è in tal senso totalmente ottimizzato poiché le sue prestazioni non dipendono né dal tipo di macchina né dal punto di funzionamento. È in grado di gestire qualunque punto di funzionamento in modo semplice senza dover adattare alcun parametro, a tutto vantaggio dell’efficienza dei processi.

Può farci un esempio?
‍I problemi nel controllo delle macchine elettriche che operano su un ampio range di velocità si riscontrano nel loro impiego ad alta velocità poiché in tale condizione il controllo potrebbe fallire. Altre strategie di controllo, per garantire il funzionamento, richiedono cautele aggiuntive o limitazioni mentre con questo controllo ‘universale’ questi problemi non esistono. Infatti, dalla bassa all’alta velocità, con un unico settaggio del controllo, si riesce a gestire in modo ottimale la macchina elettrica che è in grado di garantire sempre le massime prestazioni.

Dal punto di vista tecnologico, questa soluzione può trovare un immediato riscontro nella realtà produttiva?
‍Industrializzare questo progetto potrebbe essere semplice, a mio avviso: non servono particolari cautele, infatti, nello sviluppare il controllo. Abbiamo fatto numerosi test sui motori a nostra disposizione e tutti hanno dato risultati soddisfacenti: dal punto di vista tecnologico, dunque, l’applicabilità è immediata.

A proposito di dottorato, come si è avvicinata a un percorso universitario di questo tipo?
‍Fin dalle medie avevo ben chiara la mia predilezione per le materie tecniche. Ho scelto di iscrivermi a un Istituto Tecnico a Cuneo per diventare perito industriale. Sono sempre stata attratta dall’ambito elettrico: l’elettricità è una cosa particolare in quanto non la possiamo percepire ma è in realtà fondamentale nelle nostre vite, oggi ancora di più rispetto al passato! Mi è sembrato un ambito di studio interessante e non molto sfruttato, quasi di nicchia e l’ho quindi scelto nonostante non avessi ancora molto chiaro in mente che cosa potessi fare nel futuro. Ho confermato la mia scelta, iscrivendomi alla laurea in Ingegneria Elettrica al Politecnico di Torino per approfondire le mie conoscenze e con l’obiettivo di specializzarmi, magari proprio nel campo delle tecnologie per i veicoli elettrici.

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Fin dalle medie avevo ben chiara la mia predilezione per le materie tecniche.

Che progetti ha per il suo prossimo futuro?
‍Attualmente sto affrontando il dottorato di Ricerca in Ingegneria Elettrica al Politecnico di Torino. Dopodiché la mia ambizione è quella di poter lavorare in un centro di sviluppo e proseguire la mia ricerca presso qualche azienda, magari anche all’estero, per fare quanta più esperienza possibile, perseguendo sempre la strada della tecnologia sostenibile.Con i miei tutor fin da ora dialoghiamo costantemente con le aziende per capire insieme dove collocare i nostri sforzi nella la ricerca al fine di non renderla fine a sé stessa ma effettivamente spendibile dal mondo aziendale. Questo tipo di relazione è molto importante per comprendere quali sono oggi le esigenze delle imprese, come operano e soprattutto in che direzione si stanno muovendo.

Quale aspetto l’ha colpita maggiormente in questo scenario?
‍Lavorando a stretto contatto con le aziende mi ha sorpreso molto scoprire che l’industria è estremamente avida delle conoscenze universitarie che deteniamo. Sto lavorando, nello specifico, a contratti di formazione nei quali il mio lavoro è quello di spiegare all’azienda come organizzare la progettazione di un controllo. Le aziende iniziano ad avvertire la necessità di sviluppare dei dipartimenti interni di sviluppo e di ricerca per affrontare questo tipo di tematiche. Dal mio punto di vista si tratta di un trend positivo: avere un dipartimento R&D interno potrebbe coinvolgere il modo accademico e quello aziendale, con a mio avviso benefici per entrambi.