Percepire vibrazioni negative

Le vibrazioni sono un fenomeno comune a una grande varietà di macchinari, senza contare gli edifici e le infrastrutture. È causa di usura e deterioramenti, e spesso determina guasti alle apparecchiature o alle strutture. Ma si può prevenire? I partner di WIBRATE ne sono certi, a condizione che si monitorino le caratteristiche delle vibrazioni e se ne comprendano le cause di fondo.

Gli ingegneri di WIBRATE hanno proposto una nuova tecnologia innovativa per rilevare e analizzare le vibrazioni in un'ampia gamma di applicazioni. La tecnologia consiste in una piattaforma di controllo delle vibrazioni ad alimentazione autonoma e senza fili, che in pochi minuti può essere integrata su treni, strutture di ingegneria civile, impianti energetici (ad es. stabilimenti petrolchimici) e macchinari di produzione in fabbrica. Inoltre, il suo utilizzo promette una riduzione drastica dei costi di manutenzione e degli incidenti per molte delle nostre attività quotidiane.

WIBRATE è un progetto triennale del 7° PQ del valore di 2,85 milioni di euro, finalizzato a sviluppare i rilevatori. Il sistema di sensori è alimentato esclusivamente dall'energia ricavata dalle vibrazioni stesse ed è frutto dell'ingegno di un consorzio di PMI e centri di ricerca europei, sotto la guida dell'Università di Twente, nei Paesi Bassi. A meno di due anni dall'avvio del progetto, il consorzio WIBRATE è riuscito ad aggiudicarsi uno dei primi contratti industriali per il sistema di sensori, stipulato da Southeastern Railways nel Regno Unito; questo gli ha consentito di migliorare il prototipo fino a convertirlo in prodotto.

Ridurre i disagi per chi viaggia in treno

Dopo aver installato i sensori su numerosi treni, Southeastern Railways ha rilevato che essi funzionano egregiamente, determinando notevoli riduzioni dei costi di funzionamento e manutenzione. Inoltre, garantiscono una maggiore sicurezza poiché consentono di identificare alcuni guasti in anticipo. Southeastern afferma di riuscire ora a razionalizzare meglio l'impiego delle risorse e ridurre i disservizi a carico dei passeggeri.

I sistemi di sensori monitorano l'usura e il deterioramento di cuscinetti, ruote e assali sui treni; il loro impiego potrebbe anche essere esteso ai binari ferroviari, secondo i partner di progetto. L'assenza di fili e l'alimentazione autonoma permettono l'integrazione rapida dei sensori, senza la necessità di complessi cablaggi di riconfigurazione o batterie. I sensori intelligenti acquisiscono i dati sulle vibrazioni durante la marcia del treno. Gli algoritmi del software sui sensori intelligenti cercano segni di usura e inviano i dati rilevati al database centrale. Gli operatori ferroviari ricevono informazioni sulle condizioni dei treni in tempo reale.

"La tecnologia ha suscitato l'attenzione degli operatori ferroviari europei in vari paesi, tra cui Svezia, Italia, Spagna, Irlanda e Germania", ha riferito il coordinatore del progetto, il prof. Paul Havinga dell'Università di Twente. Altri partner di WIBRATE sono l'Università della Svizzera italiana (Svizzera), il Centro ricerche FIAT (Italia), il gigante IT Honeywell (India), il leader nella meccatronica LMS International (Belgio) e le PMI del progetto: Inertia Technology (Paesi Bassi) e Perpetuum (Regno Unito), aggiudicatarie del contratto Southeastern.

L'Enorme mercato del monitoraggio e del controllo

La tecnologia potrebbe essere applicata in una straordinaria varietà di settori. "Si pensi ad esempio a una fabbrica con macchine dotate di sensori intelligenti, capaci di rilevare guasti imminenti mediante il monitoraggio delle vibrazioni", ha spiegato il prof. Havinga. "L'installazione dei sensori richiede interventi e costi di entità minima. I sensori creano una specifica rete intelligente, in grado di sorvegliare i macchinari in modo continuativo, eliminando anche la procedura del monitoraggio periodico, che richiede un'alta intensità di manodopera".

I partner del progetto si stanno adoperando con rapidità per lanciare i loro risultati sul mercato globale del monitoraggio e del controllo, che rappresenta un interesse economico sorprendentemente esteso, poiché nell'UE riguarda 750 000 posti di lavoro. Entro il 2020, si prevede che il volume d'affari relativo al monitoraggio e al controllo raggiungerà i 143 miliardi di euro , ovvero il doppio rispetto a quello dei telefoni cellulari.

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