Denominazione: Protection of civil and industrial infrastructures from intentional electromagnetic interferences

Acronimo:

Tipologia: Progetto PRIN PNRR 2022 finanziato da MUR-EU; Anno di inizio 2023

Responsabile scientifico: Salvatore Celozzi

Ente finanziatore: Missione 4 “Istruzione e Ricerca” - Componente C2 Investimento 1.1
“Fondo per il Programma Nazionale di Ricerca e Progetti di Rilevante Interesse Nazionale (PRIN)” Decreto Direttoriale n. 104 del 02 febbraio 2022 - Avviso pubblico per la presentazione di Progetti di ricerca di Rilevante Interesse Nazionale (PRIN) da finanziare nell’ambito del PNRR
PRIN 2022 20228E4P4S - CUP MASTER xxxxxxxxx - CUP B53D23002350006

Importo finanziato: 119400,00 €

Partners:

Dipartimento di Ingegneria Astronautica, Elettrica, Energetica, SAPIENZA Università di Roma

Università degli Studi di PERUGIA

Finalità

L'analisi sarà condotta con riferimento alle varie tipologie di sorgenti IEMI note, sia a banda stretta che a banda larga, rappresentate da antenne progettate ad hoc. Verranno presi in considerazione diversi dispositivi il cui malfunzionamento transitorio o permanente potrebbe causare una condizione critica per l'intero impianto, verificandone la corretta risposta in presenza di sollecitazioni transitorie veloci e verificandone la suscettività in termini di valori di picco, energia e derivata delle grandezze rilevanti che caratterizzano il disturbo. Ciò richiede anche la valutazione del comportamento non lineare dei dispositivi di protezione da sovratensione (SPD) – ad esempio varistori a ossido metallico, diodi o filtri – che possono essere installati a scopo di difesa. L'attività sperimentale è prevista presso il Laboratorio di Compatibilità Elettromagnetica (EMC) dell'Università di Perugia.
L'accoppiamento tra le sorgenti intenzionali e le vittime è caratterizzato sia da percorsi condotti, dovuti ai cavi che realizzano connessioni per scopi di comunicazione e alimentazione, sia da radiazione diretta. L'analisi prenderà in considerazione diverse configurazioni tipiche di reti cablate e si concentrerà sulle relazioni esistenti tra la topologia di rete e i limiti attesi per le forme d'onda pericolose, in termini di banda, energia, valori di picco e derivate temporali. Le reti cablate possono fungere da filtri naturali, ma anche da reti multiporta risonanti. L'analisi dei disturbi irradiati richiede di valutare la riduzione della schermatura introdotta da tipiche barriere edilizie in calcestruzzo armato o simili, che tuttavia non sono progettate per schermare dispositivi sensibili. L'effetto combinato sarà studiato anche su base statistica, come in una camera riverberante, per determinare la correlazione tra

Risultati attesi

Il primo obiettivo principale del progetto è la definizione di una procedura per la valutazione dei parametri di suscettibilità rilevanti in dispositivi e sistemi critici per la missione o la sicurezza durante le minacce IEMI. In questo contesto, viene considerato il primo livello di suscettibilità: in tali (sotto)sistemi, infatti, anche la perdita temporanea di funzionalità è considerata inaccettabile e le soglie per le sollecitazioni massime ammissibili devono essere identificate con riferimento a forme d'onda singole o ripetute, a banda stretta o a banda larga. È opportuno notare che anche in presenza di gruppi di continuità (UPS), le IEMI possono causare una perdita di servizio temporanea o permanente.
Il secondo obiettivo principale è la valutazione dei limiti in termini di livello di protezione offerto da barriere non specificamente progettate per minacce IEMI, ma già presenti in quasi tutte le infrastrutture, come SPD e pareti in cemento armato o metalliche. In passato, tale analisi è stata condotta da alcuni ricercatori del team con riferimento all'impulso elettromagnetico derivante da un fulmine e da una scarica elettrostatica. L'indagine sarà condotta anche su base statistica per valutare la funzione di distribuzione cumulativa del campo elettromagnetico ottenuta nelle varie posizioni all'interno del volume protetto, al fine di quantificare il livello di protezione minimo e i livelli di confidenza per ogni parametro di schermatura (attenuazione dei valori di picco, riduzione delle derivate di campo, assorbimento dell'energia incidente) rilevante per un'analisi nel dominio del tempo. Questa analisi mira ad acquisire confidenza con i margini disponibili in fase di progettazione, senza sostenere i costi di sistemi di protezione sovradimensionati.

Risultati raggiunti

Allo stato attuale della ricerca sono stati studiati:
1. mediante analisi numerica, gli effetti di un campo vicino su minicomputer o relè per la protezione di reti di Media Tensione, (DOI: 10.3390/en18051056),

2. mediante analisi sperimentale e validazione numerica, gli effetti di IEMI in campo lontano su un notebook e su un UPS, (submitted to EEEIC 2025, Crete - Greece)

3. mediante analisi numerica, gli effetti di una sorgente IEMI in campo lontano su un minicomputer installato all'interno di una cabina MT/bt in cemento armato vibrato con aperture di aerazione a griglia, (submitted to EEEIC 2025, Crete - Greece).