La ricerca delle informazioni in Real Time

Nell'introduzione al nostro intervento sul tema della diagnostica remota nel campo dei lubrificanti abbiamo esaminato quelli che sono i presupposti e le basi chimico/fisiche su cui si poggia tutto il progetto della lubrificazione dei principali sistemi meccanici. Per un dato complessivo meccanico in cui forza applicata e velocità dei componenti sono gli elementi che variano, il principio fondamentale prevede che la "giusta" quantità di olio da interporre tra le superfici metalliche sia in funzione dello "shear stress" dello stesso. Per "shear test" si intende il cosiddetto sforzo da taglio a cui sono sottoposte le molecole del lubrificante; in pratica è la principale proprietà dell'olio, più nota ai profani come Viscosità del fluido. Una peculiarità dei prodotti organici, in genere apolari (a seconda che le basi da cui derivano siano minerali, sintetiche o addirittura vegetali) è quella di riuscire a sostenere enormi pressioni, grazie ad una molteplice concomitanza di forze in gioco, garantendo lo scorrere in maniera omogenea e senza gravosi attriti di ingranaggi e cuscinetti.

Per rispettare tali prerogative, in vista del raggiungimento del regime di funzionamento ottimale, ovvero quello di "lubrificazione idrodinamica" in cui gli attriti sono quasi nulli, si ricorre a numerosi artifici progettuali. Il disegno delle superfici coinvolte prevede una sorta di "invito" all'olio presente consentendo che il "cuneo idrodinamico" si consolidi e si mantenga in forma stabile distaccando i vari componenti che si trovano nelle condizioni di galleggiare su tale robusto, seppur infinitesimale film di olio.

Questa condizione rappresenta ovviamente l'optimum a cui tutti i progettisti mirano, evitando - ove possibile - sprechi di prodotto, ridondanze o complessità delle circuitazioni, secondo il vecchio adagio "ciò che non c'è non si guasta!"

Tali situazioni sono però valide a regime, a cui si perviene solo attraverso momenti "transitori" estremamente critici, in cui - appunto - si predilige un eccesso di Viscosità o una maggiore spinta da parte della pompa di mandata del lubrificante, sempre a scopo cautelativo. Tali precauzioni molto conservative in diversi casi (situazioni in cui per esigenze aziendali sono assai frequenti gli avviamenti e le fermate) rappresentano l'unica garanzia di sopravvivenza. Quanto più spesso queste fasi di avviamento vengono replicate, tanto più queste espongono il nostro macchinario a situazioni limite in cui i fenomeni di attrito (seppur attutito dalla presenza degli specifici additivi antiusura o estreme pressioni) vengono generati in maniera casuale, ma progressiva.

Il progetto prevede quindi una situazione dinamica in cui i tre principali fattori in gioco (Velocità relativa dei componenti, Carichi applicati e Viscosità) sono tra sé legati in maniera definita, garantendo performances ineccepibili per un lungo periodo. Se in fase di avviamento e collaudo (momento propedeutico fondamentale per il resto della vita utile del sistema) ci si fa carico di eliminare le variabili dipendenti da sbilanciamenti o disallineamenti, provvedendo ad accurate misure delle forze in gioco, ci possiamo attendere un servizio ineccepibile per periodi di tempo adeguati all'investimento effettuato. Tutto ciò si ottiene anche "limando" quei piccoli difetti che potrebbero compromettere l'integrità del tutto in un momento successivo di reale impegno del mio asset strategico.

Se la macchina gira in modo appropriato, rispettando i parametri e le performances previste dal costruttore, diviene una responsabilità delle figure preposte alla Manutenzione (o dei tecnici responsabili del service) garantire che niente intervenga a compromettere l'integrità dell'apparato produttivo.

Abbiamo immaginato che l'olio introdotto sia rispondente alle specifiche a suo tempo prescritte per quel tipo di macchina che opera in un determinato contesto industriale, ma non tutte le situazioni sono esattamente identiche. Ci si deve confrontare con una realtà che può variare da un contesto aziendale ad uno fortemente diverso, per le situazioni ambientali al contorno.

Oggi sono sempre più frequenti gli impianti energetici preassemblati, stile "chiavi in mano", che possono essere immaginati per operare in scenari fortemente dissimili: da una centrale "di spinta" a margine di una industria cartaria nel estremo Nord europeo, ad una macchina che opera nei pressi del litorale del Golfo arabico, magari in tandem con una gemella, in situazioni geografiche ed ambientali agli antipodi.

Nel primo caso il problema della gestione dei lubrificanti (oli e grassi) sarà sottoposta ai vincoli legati alla possibile contaminazione da acqua/umidità atmosferica o da processo, e le (generalmente) basse temperature ambientali renderanno necessarie soluzioni che favoriscano l'impiego di prodotti idonei al contesto. Nella seconda ipotesi le temperature torride, la polvere (fortemente abrasiva) onnipresente e le difficoltà di ottenere personale specializzato con le idonee competenze, portano a soluzioni gestionali del tutto diverse. In tutti i casi la possibilità di ottenere un'informazione puntuale sulla reale situazione in cui operano i lubrificanti in gioco può aggiungere un grande fattore di sicurezza a tutto il cosiddetto "pacchetto manutenzione".

Le tradizionali analisi olio in esercizio sono oggi uno strumento essenziale per comprendere lo stato di salute del lubrificante e di conseguenza delle macchine in cui il fluido (simile al sangue in un organismo vivente) scorre, trasportando con sé preziose informazioni. Ma si tratta pur sempre di fotografie "istantanee" che colgono gli elementi salienti ed adeguatamente normati con cui descrivere lo stato chimico-fisico del prodotto, in quel determinato momento. Su questi dati probanti si basa molta della Manutenzione su condizioni, particolarmente importante nel caso dei motori stazionari impiegati nel campo della cogenerazione da biomasse. In questi contesti l'olio lubrificante si fa carico della notevole massa di sottoprodotti della combustione di "gas di recupero" da discariche o fermentatori.

La possibilità di trasformare questa serie di "immagini statiche" in un processo dinamico dalle indubbie valenze diagnostiche è una sfida in cui ci impegniamo già da diversi anni, e le informazioni che ne scaturiscono sono davvero entusiasmanti.

Giuseppe Adriani,

Amministratore di Mecoil Diagnosi Meccaniche Srl, Consigliere AIMAN

Francesca Peruzzi,

International Business Developement, Mecoil Diagnosi Meccaniche Srl