Fisica e applicazioni tecnologiche di scariche a barriera dielettrica

L'obiettivo di questa tesi è fornire una panoramica sui dispositivi al plasma basati su scariche a barriera dielettrica (DBD), con un focus particolare sui meccanismi fisici e sulle applicazioni di questa tecnologia. Nella prima parte dell’elaborato, vengono riassunte le principali caratteristiche fisiche dei plasmi non-termici a pressione atmosferica, discutendo concetti fondamentali come la lunghezza di Debye, la frequenza di plasma e l’importanza dei meccanismi collisionali elastici e anelastici. Nella seconda parte, vengono esaminate le tecnologie basate su scariche a barriera (DBD), descrivendo le differenze fondamentali tra DBD e scariche corona, insieme alle diverse tipologie di reattori DBD comunemente utilizzate. Successivamente, viene approfondito il funzionamento fisico di un reattore DBD, con particolare attenzione alla struttura e alle proprietà delle micro-scariche. In questa sezione, viene spiegato il processo di creazione ed estinzione delle micro-scariche, fondamentale per comprendere il comportamento dinamico del plasma nei reattori di questo tipo. Vengono descritti due approcci circuitali per la modellizzazione di un reattore DBD, basati sull’uso di modelli equivalenti a parametri concentrati. Viene inoltre trattata la problematica della stima delle principali grandezze elettriche coinvolte nei modelli. Infine, l’elaborato elenca una serie di applicazioni pratiche dei reattori DBD, come gli attuatori al plasma per il controllo del flusso aerodinamico, le scariche a corona utilizzate in precipitatori elettrostatici e fotocopiatrici, la generazione di ozono e la mitigazione di agenti inquinanti. Vengono inoltre discusse altre applicazioni emergenti, evidenziando il potenziale della tecnologia DBD in contesti industriali e ambientali.