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Leonardo Sandrolini

Ricercatore confermato

Dipartimento di Ingegneria dell'Energia Elettrica e dell'Informazione "Guglielmo Marconi"

Settore scientifico disciplinare: ING-IND/31 ELETTROTECNICA

Temi di ricerca

L'attività di ricerca di Leonardo Sandrolini si articola principalmente nelle seguenti tematiche:

  • Compatibilità elettromagnetica
(a) studio dei metodi e delle tecniche per il calcolo e la misura dell'efficienza di schermatura
(b) accoppiamenti elettromagnetici all'interno di contenitori metallici
(c) modelli per la previsione delle interferenze elettromagnetiche nei convertitori switching
(d) interferenze elettromagnetiche nei sistemi di trazione ferroviaria    

  • Caratterizzazione elettromagnetica dei materiali
(a) studio ed estrazione della permittività complessa di materiali dispersivi
(b) studio delle proprietà elettriche di materiali adesivi per restauro odontoiatrico

  • Aspetti elettrici dell'energetica
(a) caratterizzazione elettrica di sorgenti rinnovabili di energia elettrica
(b) trasmissione wireless dell'energia elettrica con tecnica non radiativa

  • Analisi di campi elettromagnetici.



  • Compatibilità elettromagnetica
 (a) studio dei metodi e delle tecniche per il calcolo e la misura dell'efficienza di schermatura

L'attività riguarda lo sviluppo e la messa a punto di una metodologia analitica per il calcolo dell'efficienza di schermatura di schermi multistrato per campi magnetici a bassa frequenza. Sono evidenziati i limiti di validità dell'approssimazione quasi-magnetostatica.
È stata inoltre avviata un'attività di ricerca rivolta allo studio dei metodi e delle tecniche di misura dell'efficienza di schermatura. Sono state studiate le proprietà schermanti di tessuti e non tessuti elettricamente conduttivi.


(b) accoppiamenti elettromagnetici all'interno di contenitori metallici

L'attività è svolta in collaborazione con il George Green Institute for Electromagnetic Research dell'Università di Nottingham, Regno Unito e ha riguardato lo sviluppo di un metodo di previsione degli accoppiamenti elettromagnetici all'interno di contenitori metallici. L'accoppiamento elettromagnetico può essere rappresentato in termini di circuiti equivalenti per le strutture irradianti e di linee di trasmissione per i percorsi di propagazione della guida d'onda multimodale. Il metodo è stato inoltre esteso per trattare gli accoppiamenti tra monopoli/dipoli elettrici in presenza di piani metallici.


(c) modelli per la previsione delle interferenze elettromagnetiche nei convertitori switching

L'attività di ricerca ha riguardato prevalentemente la messa a punto di modelli matematici per la previsione dei disturbi elettromagnetici irradiati da convertitori switching. Sono stati elaborati modelli per le emissioni elettromagnetiche irradiate da cavi di interconnessione e/o di alimentazione alimentati da tensioni periodiche, sinusoidali e non, ad alta frequenza in presenza o meno di un piano di terra.


(d) interferenze elettromagnetiche nei sistemi di trazione ferroviaria    

L'attività ha riguardato lo studio delle interferenze elettromagnetiche nei sistemi di trazione ferroviaria, articolandosi anche nell'ambito di due progetti di ricerca PRIN finanziati dal MIUR, il più recente dei quali è stato rivolto al monitoraggio dell'integrità dei materiali dell'infrastruttura ferroviaria in relazione alle interferenze elettriche. E' stata sviluppata una metodologia per la determinazione degli accoppiamenti conduttivi tra una linea ferroviaria a c.c. e strutture metalliche interrate. Il modello consente di rappresentare una linea ferroviaria su viadotto anche in presenza di un sistema di raccolta delle correnti vaganti e di calcolare le correnti e le tensioni sulle strutture metalliche vittime dell'interferenza in funzione della posizione del veicolo sulla linea ferroviaria.


  • Caratterizzazione elettromagnetica dei materiali
(a) studio ed estrazione della permittività complessa di materiali dispersivi

L'attività di ricerca è rivolta alla messa a punto di un metodo per l'estrazione della permittività complessa di materiali dispersivi in funzione della frequenza. La permittività complessa è ottenuta dalla conoscenza di una grandezza misurabile, la cui espressione analitica funzione della permittività stessa sia nota. Sono stati sviluppati sia algoritmi basati sul metodo dei minimi quadrati del tipo Marquardt-Levenberg, sia algoritmi stocastici del tipo di ottimizzazione a sciame.
Inoltre, in parziale collaborazione con ricercatori stranieri del mondo industriale, l'attività è stata anche rivolta alla determinazione delle proprietà elettriche di materiali da costruzione per predire l'efficienza di schermatura, e allo sviluppo di un approccio di modellazione per materiali compositi contenenti fibre conduttive uniformemente e casualmente disperse.


(b) studio delle proprietà elettriche di materiali adesivi per restauro odontoiatrico

Nell'ambito di un Progetto Strategico di Ateneo dell'Università di Bologna per Giovani Ricercatori denominato IDeA (Innovation in Dental Adhesion), è stata inoltre condotta una ricerca con l'obiettivo di approfondire la conoscenza dei meccanismi che facilitano la penetrazione e la conseguente adesione ai tessuti dentali dei materiali polimerici utilizzati nella odontoiatria restaurativa. Si ha infatti l'evidenza sperimentale di un miglioramento di tale adesione quando la applicazione di tali materiali avviene sotto la azione di un campo elettrico, rispetto alle tradizionali tecniche di applicazione mediante pennellini.


  •   Aspetti elettrici dell'energetica
(a) caratterizzazione elettrica di sorgenti rinnovabili di energia elettrica

L'attività di ricerca si è articolata prevalentemente nell'ambito di due progetti di ricerca finanziati rispettivamente dal MIUR a livello nazionale e dall'Università di Bologna a livello locale. E' stato messo a punto di un modello circuitale non lineare di una cella a combustibile di tipo PEM, che ne rappresenta il comportamento a regime e dinamico e può essere impiegato nella simulazione di sistemi più complessi (sistemi di trazione elettrica, o di alimentazione di utenze in isola o distribuita) per verificarne la stabilità in condizioni di funzionamento ordinario e di guasto. L'attività di ricerca ha inoltre riguardato la caratterizzazione elettrica di moduli fotovoltaici a partire dalle caratteristiche sperimentali corrente-tensione. I parametri del circuito equivalente a doppio diodo sono stati estratti mediante una tecnica di calcolo distribuito (parallelo e interlacciato) appositamente sviluppata, basata su un algoritmo di ottimizzazione a sciame.


(b) trasmissione wireless dell'energia elettrica con tecnica non radiativa

La ricerca, svolta in parziale collaborazione con ricercatori del mondo industriale, ha riguardato la caratterizzazione accurata di un sistema di trasmissione wireless di energia elettrica composto da due bobine risonanti accoppiate magneticamente in aria. I parametri del circuito equivalente del sistema (resistenza, auto induttanza e mutua induttanza) dipendono dalla geometria del sistema (raggio delle bobine e distanza relativa, raggio del conduttore, distanza tra le spire) e dalla frequenza.


  • Analisi di campi elettromagnetici

L'attività scientifica ha riguardato la determinazione di punti ad X in distribuzioni di campi magnetici stazionari, problematica particolarmente importante nella fase di progettazione dei divertori per macchine tokamak.