L’elettricità che scorre in un cavo tradizionale perde inevitabilmente una parte della propria energia sotto forma di calore. Più aumenta la corrente da trasportare, più crescono queste dispersioni. È uno dei limiti con cui devono fare i conti anche i data center, sempre più affamati di elettricità per alimentare supercomputer e sistemi di intelligenza artificiale. Per superarlo, l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) e ASG Superconductors hanno avviato il progetto SURE (Superconducting – Reliability & Efficiency), che punta a realizzare un cavo superconduttore capace di trasportare grandi quantità di energia praticamente senza perdite.
L’iniziativa, finanziata dal Ministero dell’Università e della Ricerca con 5,8 milioni di euro nell’arco di cinque anni, porterà alla progettazione e all’installazione di una linea superconduttrice destinata ad alimentare il nuovo data center dei Laboratori Nazionali di Frascati, realizzato nell’ambito del Centro nazionale di ricerca ICSC dedicato a supercalcolo, big data e quantum computing.
Che cos’è un cavo superconduttore
La caratteristica che rende speciale un cavo superconduttore è l’assenza di resistenza elettrica. Quando alcuni materiali vengono raffreddati a temperature estremamente basse, infatti, la corrente può attraversarli senza disperdere energia sotto forma di calore. Questo permette non solo di eliminare quasi del tutto le perdite elettriche, ma anche di trasportare molta più potenza rispetto ai cavi tradizionali. Secondo i promotori del progetto, il nuovo cavo potrà trasferire fino a dieci volte più energia a parità di dimensioni, un vantaggio particolarmente importante dove lo spazio disponibile è limitato.
La novità del progetto italiano è il materiale scelto: il diboruro di magnesio (MgB₂), un superconduttore scoperto nel 2001 e sviluppato industrialmente anche grazie alle competenze maturate da ASG Superconductors nei programmi del CERN. A differenza dei superconduttori impiegati negli acceleratori di particelle, che devono essere mantenuti a circa -271 °C mediante elio liquido, il diboruro di magnesio funziona a circa -253 °C. La differenza può sembrare minima, ma è sufficiente per utilizzare sistemi criogenici a ciclo chiuso già diffusi nelle applicazioni industriali, riducendo di oltre dieci volte i costi del raffreddamento rispetto alle tecnologie superconduttrici tradizionali.
I vantaggi per i data center
Per i data center i vantaggi potrebbero essere molteplici. Oltre a ridurre le perdite di energia lungo le linee di alimentazione, cavi più compatti e capaci di trasportare potenze molto elevate consentirebbero di progettare o ampliare infrastrutture anche in aree urbane dove è difficile installare nuovi elettrodotti convenzionali. Una maggiore efficienza significa inoltre meno calore prodotto e quindi una gestione energetica complessivamente più razionale.
Anche la produzione del materiale rappresenta un elemento di interesse. Il diboruro di magnesio non richiede l’impiego di terre rare e, come sottolineano i promotori del progetto, è frutto di una tecnologia sviluppata e prodotta in Italia, con l’obiettivo di costruire una filiera industriale nazionale per questo tipo di cavi superconduttori.
Il cavo che sarà installato a Frascati costituirà il primo banco di prova in un’infrastruttura reale. Se la sperimentazione confermerà le aspettative, questa tecnologia potrebbe trovare applicazione non solo nei futuri data center, ma anche in tutte quelle reti elettriche chiamate a trasportare grandi quantità di energia con la massima efficienza, contribuendo a ridurre consumi e sprechi in un settore destinato a crescere rapidamente nei prossimi anni.