«Alexa: In che modo i prodotti intelligenti possono ridefinire la manutenzione dei bulloni?»
Michael Reiterer è cofondatore di Revotec in veste di consulente internazionale con esperienza nel settore della dinamica strutturale e del monitoraggio della salute strutturale.
Dal 2014, l’azienda si ha la missione di farsi un nome nello sviluppo di prodotti intelligenti per le strutture di ingegneria. «Possiamo già vantare una solida reputazione nell’analisi delle vibrazioni e nella prevenzione dei danni da fatica», afferma Michael. Revotec utilizza un software per effettuare calcoli dinamici e, ad esempio, valutare l’impatto delle vibrazioni dei ponti ferroviari dovute all’attraversamento dei treni.
Nel 2016, questa capacità ha portato alla stipula di un contratto con la compagnia ferroviaria nazionale austriaca ÖBB. Revotec è stata incaricata di indagare sull’impatto dei carichi aerodinamici sulle barriere fonoassorbenti delle ferrovie.
Nello specifico, Michael ricorda: «Volevano sapere in che modo i dispositivi di fissaggio vengono influenzati dal passaggio dei treni ad alta velocità, come cambia la durata utile degli elementi di fissaggio quando si perde la forza di precarico e se è possibile monitorare continuamente il precarico in tali dispositivi di fissaggio»
Il carico aerodinamico è la forza che agisce sulle barriere antirumore al passaggio dei treni. La sua ampiezza dipende dalla velocità del treno, dalla forma, dall’altezza della barriera e dalla sua distanza dall’asse del binario. È un’onda di pressione che forma un’ampiezza massima in meno di un secondo, generando un carico d’urto che provoca danni da fatica alla struttura in acciaio della barriera antirumore.
Sfortunatamente, la velocità crescente dei treni all’inizio degli anni 2000 ha aggravato la questione. Al di sotto dei 160 km/h non si verificano problemi, ma Michael afferma «I treni tedeschi e austriaci ora superano regolarmente questa velocità, in alcuni casi addirittura superiore ai 300 km/h». Anche l’altezza delle barriere antirumore è stata aumentata, portandole fino a sei o sette metri, moltiplicando l’impatto delle vibrazioni dinamiche.
Ricerca e sviluppo
«La nostra sfida principale è stata monitorare continuamente la forza di precarico negli elementi di fissaggio», aggiunge Michael. Revotec si avvale di un piccolo team di ingegneri meccanici, elettrici e civili. Joachim Muik è uno di questi colleghi, assegnato a un progetto di ricerca quadriennale che sviluppa due soluzioni prototipo per il rilevamento del precarico sui bulloni, il REVO m-Bolt e il REVO e-Bolt.
Joachim ha scoperto che il monitoraggio continuo che ÖBB stava cercando è una sfida particolare e afferma che «c’è una quantità enorme di conoscenze dietro la progettazione di un dado o di un bullone che può effettivamente misurare la forza di precarico, ma è molto più difficile collegare Internet a quel bullone».
Esisteva già una soluzione?
Il core business di Revotec è la consulenza, quindi, per quanto Michael abbia sete di innovazione, ciò non comprometterebbe mai la ricerca del partner giusto con cui collaborare. Parallelamente allo sviluppo dell’azienda, Michael è venuto a conoscenza di Superbolt Load-Sensing Tensioner (LST), la soluzione industriale 4.0 del Gruppo Nord-Lock per il monitoraggio continuo del precarico, grazie al collegamento con Thomas Schardax, Sales Engineer del Gruppo Nord-Lock in Austria.
Dopo alcune conversazioni e un incontro sulla condivisione delle conoscenze presso la sede del Gruppo Nord-Lock a Lauchheim, in Germania, le due parti hanno accettato di affrontare insieme il problema di ÖBB. All’inizio Joachim è rimasto sorpreso dal fatto che l’LST Superbolt non aveva l’aspetto di un dado convenzionale, ma ha subito notato i vantaggi della sua installazione.
Itensionatori multi-jackbolt Superbolt ripartiscono il precarico elevato richiesto in coppie gestibili, avvitando i jackbolt attraverso il corpo del dado. Ad esempio, per serrare un bullone M16 normale a 80 kN di precarico, è necessaria una coppia di 200 Nm. Joachim afferma che con «Superbolt LST è stata di soli 12 Nm su ciascun jackbolt, il che significa poter stare in piedi su una scala e lavorare in spazi ristretti».
Il futuro del monitoraggio del precarico
L’installazione è semplice, ma l’innovazione principale è il modo in cui le tecnologie intelligenti hanno completato questo progetto. Pierre Kellner, Business Developer for Smart Products del Gruppo Nord-Lock, insieme al collega Damien Thomas di Lione e al partner Lisab di Gothenburg, hanno supportato Joachim durante la prima installazione tramite un live streaming remoto alle loro scrivanie, a centinaia di chilometri di distanza.
«Nonostante le restrizioni di viaggio, gli occhiali intelligenti Microsoft HoloLens di Joachim ci hanno fornito una visione della realtà aumentata, consentendoci di “essere presenti” sul campo insieme a Joachim.Non aveva mai installato un Superbolt MJT prima, per non parlare delle nostre soluzioni intelligenti, ma con questo collegamento abbiamo potuto essere “i suoi occhi”, permettendogli di avere le mani libere per svolgere il lavoro. Registrare tutto elimina anche la necessità di prendere appunti», afferma Pierre.
Una volta installato, l’LST Superbolt fornisce una lettura del precarico accurata, remota e continua che può essere visualizzata da un’interfaccia web in qualsiasi parte del mondo.
«Utilizzando questa tecnologia, possiamo impostare livelli di attivazione che informino automaticamente i clienti quando il precarico è sceso al di sotto di un limite predefinito», spiega Michael.
«Abbiamo anche rilevato una perdita di precarico entro 72 ore dal primo serraggio, quindi un’altra perdita di precarico dopo 1 anno di monitoraggio», continua. Con queste informazioni, gli utenti di Superbolt LST come ÖBB possono impostare intervalli ottimali per il ripristino del serraggio e la manutenzione dei bulloni, informazioni inestimabili per un’azienda come Revotec, specializzata nell’aiutare i clienti a evitare danni da fatica nella loro infrastruttura.
Qual è il potenziale degli strumenti digitali del settore?
«È estremamente alto», afferma Michael, che ritiene che la manutenzione predittiva diventerà sempre più importante per le aziende industriali e delle infrastrutture. Parte della visione di Revotec è che la registrazione dei dati può essere effettuata senza cavi o alimentazione elettrica, mentre il treno stesso registra i dati di tutti i prodotti intelligenti lungo i binari ferroviari e alimenta un database centrale per gli operatori del treno per pianificare gli interventi di manutenzione.
Joachim aggiunge che «le opportunità sono infinite, che si tratti di una barriera acustica con dispositivi di fissaggio semplici o di un’applicazione di alto livello come una turbina o applicazioni sotto pressione: questa tecnologia può essere applicata ovunque».
«Credo che, nello stesso modo in cui ci colleghiamo ora ad applicazioni domestiche come TV, riscaldamento e aspirapolvere, le industrie faranno la stessa cosa con i collegamenti remoti ai componenti critici.»
Semplifica la vita, senza necessità di essere presenti fisicamente, e allo stesso tempo consente un maggiore controllo sulla manutenzione