Intervista alle aziende che hanno partecipato al progetto LHC per il CERN di Ginevra

1. 24/09/2009 Ricerca&Industria Il Nuovo Saggiatore
alla personale convinzione che l’innovazione
CRIOTEC tecnologica è fondamentale per essere
competitivi sul mercato, ha portato la sua
piccola Azienda ad essere in grado di
La piccola torinese ed realizzare impianti sempre più sofisticati e
capaci di soddisfare a pieno le esigenze del
il gigante della cliente.
Ricerca
<< Quando abbiamo iniziato a lavorare per
il CERN>> racconta Guido Roveta <<
ENEA, INFN, ANSALDO, RESEARCH CENTER eravamo ancora abbastanza piccoli.
CEA… con questi nomi nel portafoglio ordini, Quindici persone. Ma stavamo già tentando
la CRIOTEC srl di Chivasso (TO) non è certo di ampliare il mercato con commesse
estranea al mondo della ricerca. Anzi, il suo internazionali ottenute proprio in quel
contributo è andato anche all’ acceleratore periodo. I progetti erano però di minore
di particelle LHC del CERN di Ginevra, la entità. Lavorare per LHC è stato molto
macchina più grande mai costruita impegnativo soprattutto per la durata: ben
dall’uomo: un anello di circa 27 km e una 5 anni di cantiere. Ma questo impegno ci ha
potenza di 50 megawatt che si trova nel dato l’opportunità di crescere in modo
sottosuolo tra Svizzera e Francia. E per notevole, acquisendo tecnica e padronanza,
questo contributo, la CRIOTEC nel 2005 si è anche mentale >> Ora i dipendenti sono
guadagnata il premio Gold Award per raddoppiati e sicuramente l’esperienza con
l’Industria, creato per segnalare le aziende LHC può essere messa in vetrina.
che si sono contraddistinte per impegno,
qualità e tempistica. In particolare per LHC l’Azienda ha
progettato e realizzato linee di
trasferimento di gas puri; oltre 34 mila
metri di tubi saldati in orbitale (un tipo di
saldatura particolare e complesso), dei
quali si è dovuto controllare accuratamente
la pulizia in modo da mantenere i gas nello
stato di purezza originale. Non
dimentichiamo inoltre la progettazione e la
fornitura di 800 metri di linee superisolate
sottovuoto per il raffreddamento con elio
liquido a -270°C di speciali cavi
superconduttori per il trasporto di energia
ad alta efficienza.
Impiantistica ma anche criogenia; il mondo
Figura 1. Interno del tunnel di LHC (Credit: CERN/LHC della Ricerca è terreno fertile per i
Consortium) progettisti di CRIOTEC che rispondono
all’esigenza di elasticità e duttilità e fanno
Il fondatore dell’Azienda, Guido Roveta, ha della realizzazione ad hoc per il cliente
40 anni di esperienza sulle spalle in campo quasi una sfida personale. Dal freddo al
di impianti di frazionamento dell’aria e di caldo, dal basso all’alto vuoto. Gli impianti
criogenia (la tecnologia del freddo). Grazie più sofisticati sono quelli dei grandi
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esperimenti scientifici. Unici e particolari. E
la soddisfazione di partecipare, di imparare,
di superare nuove frontiere ha un prezzo
che vale la pena di pagare: quello di
investire in tecnologia ed in personale
altamente qualificato.
E infatti, oltre all’impianto per il
frazionamento dei gas, la CRIOTEC ha
realizzato lo scudo termico (schermo
criogenico, Figure 1-2) per il
supermagnete di CMS, uno dei 4
esperimenti legati ad LHC. Un lavoro
decisamente più complesso. E vediamo
perché.
Figura 2. Fase di realizzazione di un settore di
schermo criogenico in lega di alluminio, diametro Figura 3. Fase di montaggio presso i laboratori del
m.6, altezza m.20 per criostato elio del supermagnete CERN di Ginevra dello schermo criogenico per il
CMS (CERN Ginvera) criostato elio del supermagnete CMS
CMS è un rivelatore di particelle prodotte Una bella sfida per Guido Roveta e per tutte
dalle collisioni ad altissima energia che le 1600 industrie che hanno partecipato alla
avvengono all’interno dell’acceleratore LHC. costruzione del gigantesco acceleratore del
Ma quello che interessa, è che si tratta del CERN.
magnete superconduttore più potente al
mondo. Il suo campo magnetico è di 4 <<La prima cosa che mi viene in mente
Tesla, cioè circa 80.000 volte il campo pensando oggi alla mia Azienda - dice
magnetico terrestre e le forze magnetiche Roveta - è la fatica, l’impegno per ottenere
generate sono estremamente intense. Per la soddisfazione del cliente >> Ma per la
ottenere queste performance, CMS deve CRIOTEC è sempre stato così.
lavorare ad una temperatura prossima allo
zero assoluto (circa -269° C). Questo è il
motivo per cui il magnete è stato racchiuso Roberta Camuffo1
in un enorme cilindro (criostato) le cui
dimensioni sono 6 metri di diametro e 22 1
Roberta Camuffo è Ingegnere Elettronico con un
metri di lunghezza (Figura 2). Master in Comunicazione delle Scienze all’Università di
Padova, la passione per il giornalismo e per il WEB.
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Approfondimento su LHCi I magneti di Lhc hanno la caratteristica di
essere raffreddati con elio superfluido alla
<<Nella corsa a “vedere” dettagli sempre temperatura di 1,9 kelvin (- 271,1 °C); ogni
più fini della materia, il Large Hadron magnete, quindi, è ermeticamente chiuso
Collider è oggi la macchina più veloce: il per contenere il prezioso fluido. Il cuore di
limite tecnologico estremo raggiunto dalla un magnete superconduttore è costituito
comunità scientifica fino a oggi. dai cavi superconduttori, avvolti in bobine,
Lhc si comporta come un potentissimo che al passaggio della corrente elettrica
microscopio in grado di evidenziare dettagli generano il campo magnetico. Una coppia
dell’ordine della lunghezza d’onda associata di bobine (dipolo superconduttivo) fornisce
alle particelle accelerate: per energie il campo magnetico necessario a piegare i
dell’ordine del teraelettronvolt (TeV), come fasci per costringerli su una traiettoria
quelle raggiunte in Lhc, la lunghezza d’onda circolare.
delle particelle accelerate è pari a un Lhc è dotato di 1.232 magneti di dipolo che,
miliardesimo di nanometro (10-18 m), un con i loro 15 m e più di lunghezza,
attometro. Lhc è dunque, più che un occupano oltre i due terzi del tunnel e
microscopio, il primo “attoscopio” mai determinano l’energia di tutta la macchina.
realizzato. Da un punto di vista Producono in media un campo magnetico di
complementare Lhc può essere visto come 8,3 tesla, circa 200.000 volte più intenso
una macchina del tempo, poiché le del campo magnetico terrestre, e un campo
condizioni che si possono creare al suo massimo teorico stimato intorno a 9,7 tesla
interno nelle collisioni tra le particelle, (questo margine è necessario per operare
erano presenti solo negli istanti iniziali dopo in condizioni stabili). […] Quasi tutti i grandi
il Big Bang. Anche in questo caso la magneti sono stati costruiti dall’industria
capacità di spingersi indietro nel tempo europea: il Cern ha fornito i principali
dipende dall’energia delle particelle e per componenti e il prezioso cavo
energie di 1 TeV, ad esempio, porta a superconduttore, fino ai collari e il giogo in
esplorare scale temporali di circa 1 ferro dolce. Lo sforzo logistico per la loro
picosecondo (10-12 secondi) dopo il Big collocazione è stato impressionante:
Bang. complessivamente, sono state consegnate,
L’energia, quindi, è il parametro primario e ispezionate e collaudate circa 150.000
in un acceleratore circolare come Lhc essa tonnellate di materiale ad alta tecnologia.
dipende dal raggio dell’anello e dal campo Questo materiale ha quindi viaggiato per
magnetico prodotto per mantenere le l’Europa impegnando in media dieci grandi
particelle lungo la traiettoria circolare. Per trasporti al giorno per cinque anni. >>
ottenere campi magnetici sufficientemente
elevati si è reso necessario l’uso di materiali Lucio Rossi
e tecnologie sofisticate per la conduzione
efficace della corrente elettrica. L’utilizzo
della superconduttività, in particolare, ha i
permesso di raggiungere energie Lucio Rossi è professore in congedo all’Università di
Milano e dal 2001 è responsabile al Cern del gruppo in
elevatissime con impianti giganteschi ma
carica dei superconduttori e dei magneti per Lhc. È
possibili: Lhc ha una circonferenza di 27 km stato responsabile dei primi dipoli superconduttori
e una potenza di 50 megawatt, ma se fosse (collaborazione Cern-Infn), del superconduttore e delle
realizzato con tecnologie classiche bobine del toroide per l’esperimento Atlas.
richiederebbe un tunnel di 90-100 km e
1.000 megawatt di potenza per funzionare!
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