Oleodinamica estrema: i record raggiunti da Bosch Rexroth grazie alla scienza dei fluidi

L'idraulica è la scienza che studia l'utilizzo dei liquidi, in particolare dell'acqua: la meccanica dei fluidi è la sua base teorica.

I primi impieghi della forza dell'acqua risalgono alla Mesopotamia e all'Egitto, dove è stata usata sin dal VI millennio a.C. La sua applicazione industriale, in particolare l’oleodinamica, sfrutta la trasmissione dell'energia tramite fluidi in pressione.

Il settore oleodinamico, benché oscuro alla maggior parte delle persone, è in forte espansione a livello mondiale grazie alla capacità di gestire potenze notevoli tramite componentistica di dimensioni e pesi ridotti: l'Italia è tra i primi cinque produttori mondiali di componenti oleodinamici.

Ma cosa può fare di straordinario ed estremo questa tecnologia? Secondo Bosch Rexroth, il più importante sviluppatore e produttore di componenti idrauliche ed oleodinamiche, può superare costantemente i limiti del tecnicamente fattibile, come dimostrano alcune applicazioni da record.

Riciclo dell’acqua nel Canale di Panama

Il più breve itinerario per le navi in rotta fra la costa occidentale e quella orientale del Nord America: il Canale di Panama. Questa via d’acqua, che collega il porto di Christóbal, sull’Atlantico, con quello di Balboa, sul Pacifico, misura 81,6 chilometri di lunghezza e viene percorsa in un tempo medio fra le dieci e le undici ore.

Le paratoie azionate da cilindri idraulici Rexroth gestiscono i livelli dell’acqua nelle chiuse del Canale di Panama, ora ampliato. Pur essendo ben più grandi delle precedenti, le nuove chiuse consumano meno acqua dolce durante le operazioni di chiusura: ciascuna chiusa è infatti dotata di tre bacini di recupero, che consentono di riciclare il 60% dell’acqua immessa. In questo modo, per ogni transito verranno risparmiati circa 290 milioni di litri d’acqua.

Posizionamento di precisione per la NASA

L’oledinamica ha molto da offrire anche per le missioni spaziali, come ad esempio per Juno, una missione della NASA che studia il campo magnetico di Giove attraverso una sonda che mantiene un’orbita polare, lanciata il 5 agosto 2011.

Le stazioni al suolo del Deep Space Network (DSN) della NASA mantengono un contatto costante con la sonda spaziale: i tre paraboloidi satellitari da 70 metri di diametro sono posti in punti strategici della Terra per ricevere dati e immagini e inviare comandi a Juno. È fondamentale che il posizionamento della sonda sia estremamente preciso: per questo vengono utilizzati appositi motori oleodinamici Rexroth ad alte prestazioni.

122 cilindri idraulici contro un disastro ecologico

A metà degli anni Ottanta, nel Mare del Nord si profilava un autentico disastro: le piattaforme collegate del giacimento di petrolio e gas Ekofisk, in Norvegia, rischiavano di sprofondare sott’acqua per un inaspettato fenomeno di subsidenza.

Un team internazionale di specialisti Bosch Rexroth per il settore offshore ebbe un’idea audace: fissati 122 cilindri idraulici ai pilastri delle isole artificiali, sollevarono la piattaforma da 40 mila tonnellate fino a 6,5 metri d’altezza. L'operazione, effettuata in quattro giorni, fu ultimata il 17 agosto 1987: il pericolo fu così scampato e ancora oggi si estrae petrolio e gas naturale ad Ekofisk.

Un tocco delicato: precisione al decimo di millimetro

Le più grandi rettificatrici per acciaierie del costruttore MAE Götzen raddrizzano tubi in acciaio pieno da 30 metri di lunghezza per 80 centimetri di spessore. Durante il processo, sull’acciaio viene generata una pressione forza sino a 25.000 kN, equivalente alla potenza di cento motori per aerei di linea.

Eppure, nonostante forze così enormi, le unità sono in grado di correggere eventuali piegature con una precisione nell’ambito di 0,1 mm: in questo sistema grandi forze vengono applicate quindi in modo progressivo ed delicato con un tocco estremamente delicato.

Dal sistema di comando e controllo computer di comando, vengono inviati i tutti i dati relativi ai pezzi da lavorare all’impianto di raddrizzatura, che elabora i parametri come diametro, materiale e grado di precisione richiesto.

Risparmio energetico per le navi

In base a dimensioni e velocità, le navi da carico consumano fra le 100 e le 350 tonnellate di carburante al giorno, quantità equivalente al consumo di oltre 30 mila autovetture su un tragitto di 100 chilometri. In collaborazione con Bosch, Mitsui Engineering & Shipbuilding Co. Ltd.

(MES) ha sviluppato il Turbo Hydraulic System (THS), concepito per motori di grandi dimensioni. Tale sistema riduce i consumi di carburante sino al 4% in base al carico del motore, consentendo di risparmiare sino a dodici tonnellate di carburante al giorno per nave.

Potenza sottomarina

Esplorare ed estrarre metalli, petrolio e gas naturale, generare energie rinnovabili e posare cavi per comunicazione Internet o per parchi eolici off-shore: tutte queste operazioni devono essere condotte nelle profondità degli oceani. E per simili operazioni sottomarine, occorrono sistemi tecnologici altamente avanzati, per cui entra in gioco un’ampia gamma di sistemi elettroidraulici.

Ad esempio, si possono adattare normali sistemi idraulici, originariamente concepiti per applicazioni on-shore, in modo da resistere alle enormi pressioni e alle condizioni corrosive marine, per operare con efficienza a varie profondità.

www.boschrexroth.com

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