RIDITT, la Rete Italiana per la Diffusione dell’Innovazione e il Trasferimento Tecnologico alle imprese, segnala tecnologie e competenze sviluppate dai principali laboratori e centri di ricerca italiani.
Controllo di qualità in linea per le piastrelle
I ricercatori del Dipartimento di Meccanica dell’Università Politecnica delle Marche hanno messo a punto un sistema di individuazione dei difetti strutturali di piastrelle ceramiche in verde basato sull’integrazione della termografia a infrarossi con algoritmi di processamento avanzati. In pratica, la superficie del campione viene riscaldata da remoto in modo da farle emettere una radiazione infrarossa (IR), invisibile all’occhio umano, i cui parametri dipendono dalle caratteristiche dell’oggetto sottoposto a riscaldamento.
La tecnica di indagine sviluppata rientra nella categoria delle tecnologie per il controllo non distruttivo delle strutture durante la loro fabbricazione e assemblaggio. Queste tecniche hanno avuto negli ultimi anni una notevole diffusione in tutti i settori della produzione industriale, consentendo un significativo miglioramento dei livelli di qualità.
La novità introdotta dai ricercatori marchigiani riguarda in particolare l’integrazione della tecnica di termografia a infrarossi con algoritmi dedicati all’individuazione dei difetti e alla classificazione delle immagini in un sistema specifico per l’industria ceramica. In questo modo, è stato possibile realizzare un sistema intelligente di ispezione in grado di combinare più funzionalità.
Ecco come funziona. Le piastrelle crude in uscita dalla pressa vengono sottoposte a una veloce eccitazione termica impulsiva che crea un piccolo innalzamento della temperatura. Durante il successivo transitorio di raffreddamento la distribuzione superficiale di temperatura viene misurata con una termocamera a infrarossi. L’analisi delle mappe di temperatura con algoritmi avanzati (per esempio analisi in frequenza) permette di mettere in evidenza discontinuità sub-superficiali dovute alle delaminazioni interne. Sensori a ultrasuoni specializzati, anch’essi senza entrare in contatto con la piastrella, possono essere integrati nel sistema di controllo per rilevare crepe o altri possibili difetti strutturali. Un sistema intelligente di reti neurali (il cervello del dispositivo) riceve e interpreta le informazioni misurate: l’integrità strutturale dei materiali ceramici viene valutata in tempo reale e i parametri di produzione possono quindi essere ritarati di conseguenza.
I vantaggi di questa nuova tecnologia rispetto ai metodi tradizionali per l’ispezione dei materiali ceramici e l’individuazione dei difetti sono numerosi.
La tecnologia non necessita infatti di alcun contatto diretto con i prodotti e consente di effettuare il controllo di qualità in modo veloce sul 100 per cento della produzione, subito a valle del processo di formatura e prima che le piastrelle entrino nella linea di smaltatura, riducendo in questo modo gli scarti di lavorazione. L’integrazione con software avanzati permette inoltre l’individuazione sistematica dei difetti e conferisce, a garanzia della qualità dei prodotti ceramici, robustezza e ridondanza all’ispezione grazie alla produzione di informazioni automatiche e puntuali sulla condizione di integrità delle piastrelle. Il sistema è integrabile in sistemi di supervisione aziendali.
Infine, i bassi costi che oggi hanno i sensori IR consentono migliori prospettive di applicazione industriale di queste tecniche innovative.
Per contatti
Enrico Primo Tomasini
Università Politecnica delle Marche,
Dipartimento di meccanica
gm.revel@univpm.it
Modelli matematici e simulazioni numeriche in biomedicina
L’Istituto per le Applicazioni del Calcolo (IAC) del Consiglio Nazionale delle Ricerche ha sviluppato, nell’ambito delle sue attività sulla modellistica matematica e sulla simulazione numerica, uno strumento di calcolo per l’emodinamica, in grado di analizzare il comportamento del flusso sanguigno e di altri fenomeni di interesse biomedico, con interessanti ricadute industriali.
La tecnologia, infatti, permette di riprodurre i flussi e l’andamento delle pressioni proprie dell’intero albero circolatorio, o di un singolo vaso, in condizioni sia fisiologiche che patologiche critiche, come per esempio nel caso di restringimenti (stenosi) o dilatazioni (aneurismi), ma anche in presenza di protesi artificiali all’interno del vaso sanguigno, come per esempio gli stent, usati per ripristinare la pervietà di un vaso parzialmente occluso. Le sue applicazioni quindi si possono riferire sia all’ambito diagnostico, e quindi alla realizzazione di strumentazione biomedicale, ma anche quale strumento di supporto alla progettazione e realizzazione di protesi e altri impianti biomedicali. La stessa tecnologia può inoltre essere utilizzata, in ambito farmaceutico e biotecnologico, per realizzare simulazioni dinamiche del comportamento del sistema circolatorio conseguente all’azione di farmaci.
La metodologia sviluppata dal CNR-IAC, pur essendo basata su complessi metodi e modelli matematici, è caratterizzata da una elevata flessibilità ed è in grado di adattarsi alla scala del problema specifico da simulare. In termini generali infatti il sistema si basa sulla definizione di un set di equazioni descrittive del fenomeno da modellizzare, che vengono poi discretizzate con schemi alle differenze o agli elementi finiti e quindi risolte con metodi ad alta accuratezza ed efficienza. Metodologia che è stata messa a punto coinvolgendo un ampio spettro di competenze multidisciplinari in grado di comprendere con precisione i fenomeni di conversione dei segnali meccanici in attivazioni chimiche, e viceversa.
Il simulatore si concretizza in un software modulare dotato di un’interfaccia user-friendly, adattabile alle esigenze dell’utente che costituisce un valido strumento diagnostico meno invasivo e oneroso rispetto agli approcci tradizionali.
Altri modelli di applicazione di tale tecnologia riguardano la diffusione e il trasporto di un soluto nel tessuto vascolarizzato (perfusione), per le modalità di azione e di rilascio ottimale del principio attivo del farmaco e per l’ottimizzazione di alcune quantità di interesse biomeccanico e clinico.
Per contatti
Giuseppe Pontrelli
Istituto per le Applicazioni del Calcolo
Consiglio Nazionale delle Ricerche
g.pontrelli@iac.cnr.it
