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Motore elettrico: dalla sua invenzione alle sue applicazioni IOT

calendar_today Lunedì 22 Gennaio 2024

L'articolo delinea la storia e l'evoluzione del motore elettrico, evidenziando le sfide attuali e le opportunità con l'Internet delle cose (IoT). Da invenzioni pionieristiche, il motore elettrico si afferma come elemento chiave, con l'IoT che ne ridefinisce l'impatto e l'efficienza operativa.

Il motore elettrico trasforma l’energia elettrica in energia meccanica e la sua evoluzione e diffusione, nella delicata situazione odierna tra cambiamento climatico e i problemi delle risorse non rinnovabili, sono fondamentali. Per questo il suo utilizzo ha trovato applicazione in settori anche molto diversi, dai piccoli elettrodomestici ai grandi macchinari industriali fino ad una delle sue applicazioni più interessanti: il trasporto elettrico, l’e-mobility fondamentale per ridurre l’inquinamento atmosferico nelle città e diminuire la dipendenza dal petrolio.

Infatti, se le linee dei treni e dei tram in Italia sono già per lo più elettriche, lo stesso non si può dire per le automobili, i motocicli e le biciclette. La loro diffusione oggi è frenata sia da un problema di costi sia da un problema di tempi e luoghi di ricarica ed è proprio su questi due aspetti che è fondamentale porre la maggiore concentrazione.


1. Storia e sviluppo del motore elettrico

Data la sua limitata diffusione attuale sembra incredibile che la storia del motore elettrico è cominciata addirittura nel 1700, con il fisico italiano Alessandro Volta (1745-1827), l’inventore della batteria elettrica. La pila di Volta fu fondamentale per lo sviluppo dei motori elettrici in quanto fornì per la prima volta una fonte di corrente elettrica continua e affidabile, a differenza delle macchine elettrostatiche precedenti che riuscivano a produrre solo brevi scosse di elettricità statica.

Grazie alle sue scoperte numerosi scienziati cominciarono a lavorare intorno a questo tema. Nel 1821 Michael Faraday (1791-1867) dimostrò il principio di conversione dell’energia elettrica in energia meccanica, ponendo le basi per la futura invenzione del motore elettrico. Nel 1834 l’inventore americano Thomas Davenport (1802-1851) costruì un motore elettrico a corrente continua che utilizzava un commutatore, un dispositivo che successivamente diventerà un componente standard nei motori elettrici. La cosa più interessante è che Davenport costruì numerosi modelli di applicazione del motore elettrico, tra cui una rete ferroviaria. Nel 1880 Nikola Tesla (1856-1943) sviluppò il motore elettrico a corrente alternata e abbattè così gran parte dei limiti dei motori a corrente continua tra cui la mancata trasmissione efficiente dell’elettricità sulle lunghe distanze.

Nel 1866 l’inventore tedesco Werner von Siemens (1816-1892) sviluppò il primo motore elettrico autoavviante. Infine gli studi di Thomas Edison (1847-1931) sulle reti di distribuzione dell’energia elettrica furono fondamentali per la distribuzione di energia elettrica su vasta scala, ovvero per rendere l’elettricità facilmente accessibile e consentire così la diffusione del motore elettrico.


2. Il motore elettrico oggi tra sfide e potenzialità

Gli esperimenti e i risultati di Thomas Edison hanno catapultato letteralmente il motore elettrico nel presente, con una ricerca che diventa sempre più complessa e inarrestabile. Oggi è fondamentale migliorare l’efficienza energetica, diminuire i costi di produzione, utilizzare le fonti rinnovabili e integrare le reti intelligenti. Per riuscire nelle prime tre sfide si sta facendo un grande lavoro sulla ricerca dei materiali, in particolare sui superconduttori. Per quanto riguarda l’integrazione con le reti intelligenti, la digitalizzazione e l’adozione dell’internet delle cose (IoT) stanno aprendo nuove porte nello sviluppo di motori elettrici con sistemi sempre più interconnessi e intelligenti.


3. Motore elettrico e Internet delle cose (IoT)

L’integrazione dei motori elettrici con l’IoT sta aprendo nuove frontiere di efficienza, controllo e innovazione in diversi settori.

3.1 Interconnessione e comunicazione

L’essenza dell’IoT sta nella connettività e nella comunicazione tra i dispositivi. Il motore elettrico, se integrato con sensori intelligenti e connettività di rete, può comunicare dati in tempo reale riguardo al suo funzionamento permettendone un monitoraggio costante delle prestazioni, della salute e dell’efficienza energetica.

3.2 Manutenzione predittiva

Uno degli aspetti più rivoluzionari dell’integrazione dei motori elettrici nell’IoT è la manutenzione predittiva che riduce i tempi di inattività e aumenta la longevità del motore con conseguenti importanti benefici economici. Attraverso l’analisi dei dati raccolti dai sensori, infatti, si possono prevedere guasti o malfunzionamenti prima che si verifichino.

3.3 Automazione e controllo remoto

I motori elettrici IoT-enabled possono essere controllati e gestiti a distanza con regolazioni più precise dei parametri operativi. Questo aspetto è particolarmente vantaggioso in ambienti industriali o in situazioni in cui l’accesso fisico al motore è difficile o pericoloso.

3.4 Efficienza energetica

La raccolta e l’analisi dei dati permettono di ottimizzare il funzionamento del motore elettrico riducendone quindi sia il consumo energetico sia l’impatto ambientale.


4. Conclusioni

Il motore elettrico, da semplice dispositivo per la conversione dell’energia, è diventato una pietra miliare della tecnologia moderna e la sua continua evoluzione dal 1700 ad oggi ne testimonia l’importanza per l’impatto dell’energia – dal costo all’ambiente – sulle generazioni presenti e future.

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