Archivio luglio 2010

I trattamenti criogenici in ambito industriale

Per numerosi decenni, gli acciai prodotti in Svizzera sono stati considerati di qualità molto superiore, rispetto a quelli prodotti negli altri paesi del mondo. Gli studi effettuati per comprendere questa peculiarità hanno mostrato che la bontà degli acciai elvetici, scaturiva dall’effetto subito durante i lunghi periodi di stoccaggio sulle Alpi, per opera delle basse temperature. L’esito di questi studi ha alimentato l’idea di testare gli effetti che un trattamento refrigerante produce sui metalli e, in generale, su ogni materiale.

Cryogenic treatmentNegli anni ’60, mediante la messa a punto di sistemi di controllo meccanici, capaci di raffreddare gradualmente le parti in lavorazione, si riuscì a ridurre sensibilmente il numero di componenti danneggiati rispetto ai precedenti tentativi non dotati di controllo durante il processo di raffreddamento. In un secondo tempo, grazie soprattutto al contributo della NASA, lo sviluppo dei sistemi di controllo elettronici sempre più precisi ha reso possibile l’affinamento del ciclo di raffreddamento.

Ad oggi, il processo criogenico per il trattamento dei metalli è praticato prevalentemente negli Stati Uniti e trova ampio utilizzo nell’industria aerospaziale. Altri ambiti industriali di applicazione interessano i settori degli acciai da utensili, dei cuscinetti, delle ruote dentate, dei dischi freno, delle matrici da estrusione, dei pistoni e di qualsiasi altro organo meccanico soggetto a strisciamento.

Il processo ha efficacia su un’ampia gamma di materiali metallici (acciaio, alluminio, rame e tungsteno), e su alcuni materiali plastici; questa peculiarità ha fatto sì che, recentemente, i trattamenti refrigeranti trovassero spazio anche nell’ambito musicale, in quello sportivo e delle armi. In particolare gli oggetti di rame e argento incrementano notevolmente la loro conduttività elettrica e termica, offrendo minore resistenza alla trasmissione del corrente elettrica e conseguente minore dissipazione in calore.

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La “Filiera dell’Innovazione”, aggregazione di eccellenze per la sfida dell’innovazione

Lo scorso 1 Luglio si è tenuto, presso il Museo del Patrimonio Industriale di Bologna, il Client/Supplier Day, l’annuale incontro realizzato da Crit per le imprese Socie e per le imprese appartenenti al Network Fornitori Accreditati. L’evento di quest’anno, grazie alla collaborazione con Confindustria Emilia Romagna, ha visto la partecipazione anche di numerose imprese non appartenenti alla rete Crit, le quali sono intervenute con l’intento di sviluppare nuove e proficue relazioni e per potersi confrontare su tematiche tecnologiche e di filiera.

Durante l’evento, intitolato non a caso “La Filiera dell’Innovazione”, è stato presentato il modello di integrazione che le aziende del Network Fornitori Accreditati hanno realizzato e sviluppato in questi anni; questo supply network, infatti, vede aggregate imprese eccellenti altamente innovative (i Fornitori vengono segnalati dalle imprese socie Crit), caratterizzate da competenze tecnologiche complementari e specializzate.

Blocchi Filiera

Macro aree tecnologiche della Matrice delle Competenze del Network Fornitori Accreditati Crit

Per l’occasione, è stata realizzata la Matrice delle Competenze del Network Fornitori Accreditati, un documento in cui sono state inserite tutte le esperienze possedute e sviluppate dai Fornitori. Per poter evidenziare ogni caratteristica di eccellenza, la matrice è stata divisa in 4 macro aree tecnologiche:

  • Area Progettazione Simulazione e Prototipazione
  • Area Lavorazioni meccaniche e Processi avanzati
  • Area Automazione, Sensoristica e Controllo di Processo
  • Area Information and Communication Technology

Il documento è inoltre stato arricchito con le competenze appartenenti alle imprese del Network Start-Up High Tech, un network di piccole aziende (spin-off universitari e industriali) ad alto contenuto tecnologico, con capacità produttiva in settori avanzati.

Il documento in formato pdf è scaricabile al seguente link: CRIT_MatriceCompetenze

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Light-trapping photovoltaics: le nanoparticelle migliorano le prospettive dell’energia solare

Ogni anno, Technology Review pubblica la lista di quelle che ritiene siano le 10 tecnologie emergenti più importanti e determinanti nel prossimo futuro. Le scelte vengono effettuate sulla base dei riscontri editoriali dei settori tecnologici ritenuti più strategici. La domanda che gli autori della rivista si pongono, nel selezionare tali tecnologie, è semplice: si tratta di un tipo di tecnologia che può cambiare il mondo?

Kylie Catchpole. Credit: Meghan Petersen

Fra le 10 tecnologie selezionate quest’anno dalla rivista del MIT, poniamo l’attenzione sul “Light-trapping photovoltaics”. Si tratta di una tecnologia, ancora in fase di ricerca, sviluppata a partire dal 2002 da una ricercatrice australiana, Kylie Catchpole, dell’Australian National University di Canberra, nata dall’idea di pensare ad un sistema completamente nuovo per produrre una cella solare, in particolare una cella solare a film sottile. Le celle solari a film sottile, realizzate mediante la deposizione di sottilissimi strati di materiali semiconduttori, quali il silicio amorfo e il tellururo di cadmio, sono meno costose delle celle solari in silicio convenzionali, tuttavia scontano ancora un livello di efficienza inferiore rispetto ad esse, proprio a motivo del loro ridotto spessore: tale caratteristica, infatti, ne riduce la capacità di assorbire la regione del vicino infrarosso (near infra red, NIR) dello spettro della radiazione solare incidente, caratterizzata da lunghezze d’nda più elevate. Il risultato che ne deriva è che una cella a film sottile converte in elettricità l’8-12% della radiazione incidente, contro il 14-19% di una cella a silicio cristallino.

L’attività della Catchpole, lavorando nell’ambito della plasmonica, si concentrò sin dall’inizio sulle particolari proprietà ottiche dei metalli: la ricercatrice scoprì che depositando nanoparticelle di argento sulla superficie di una cella a film sottile in silicio incrementava significativamente la capacità di quest’ultima nell’assorbire le radiazioni con lunghezze d’onda più elevate. Infatti, scoprì che i plasmoni (un tipo di onda che si genera per effetto dell’eccitazione degli elettroni che si trovano su di una superficie di un metallo) localizzati sulla superficie delle nanoparticelle di fatto deviavano i fotoni della radiazione incidente in modo da farli “rimbalzare” all’interno della cella favorendone l’assorbimento.

Sulla base del principio sopra esemplificato, la Catchpole ha sviluppato un prototipo di cella in silicio a film sottile con un’efficienza del 30% superiore a quelle attualmente disponibili in commercio. E’ evidente che l’introduzione di una simile tecnologia sul mercato consentirebbe al fotovoltaico a film sottile (che oggi, per gli USA, ad esempio, rappresenta il 30% del mercato e, a livello mondiale, è dominato dalla statunitense First Solar) un grosso balzo in avanti; in ogni caso, sicuramente rappresenterebbe un fattore di stimolo alla crescita dell’intero settore del fotovoltaico.

La ricercatrice è già stata approcciata da molte imprese interessate ai risultati della sua attività: tuttavia, finora ha resistito nell’intento di migliorare ed ottimizzare quanto sviluppato fino ad oggi. Intanto i ricercatori della  Swinburne University of Technology di Melbourne stanno collaborando con Suntech Power, uno dei produttori leader mondiali di celle solari in silicio, nello sviluppo di celle solari a film sottile plasmonico.

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Tempi di risposta e capacità di stoccaggio dei sistemi di accumulo energetico per le fonti rinnovabili

I dispositivi di accumulo energetico trovano da sempre impiego a supporto dei sistemi di generazione di potenza elettrica, ma in maniera relativamente marginale, tanto che si può affermare che attualmente solo il 2.5% circa dell’energia elettrica mondiale è stoccata prima del suo effettivo utilizzo. In un futuro prossimo, tuttavia, con il progressivo diffondersi di sistemi di generazione distribuita, il ruolo dei sistemi di stoccaggio energetico potrebbe diventare di fondamentale importanza per la costituzione di una Smart Grid stabile ed efficiente. La produzione di grandi quantitativi di energia intermittente e indipendente dalle effettive richieste di carico della rete (come quella proveniente ad esempio da Fonti Energetiche Rinnovabili – FER), renderà infatti necessario un massiccio impiego di sistemi di accumulo energetico in grado di sopportare un elevato numero di cicli di carica-scarica a diversi gradi di profondità.  Ciascun sistema di accumulo energetico dovrà inoltre avere tempi di risposta e capacità di stoccaggio idonei a soddisfare le richieste provenienti sia dal sistema di generazione elettrica che dalla rete ad esso collegato. A tale riguardo si possono distinguere tre classi di tecnologie:

  • Tecnologie Power Quality: servono a sopperire alle variazioni/interruzioni di elettricità entro frazioni di secondo
  • Tecnologie Bridging Power: sono in grado di accumulare l’energia elettrica da utilizzare nell’arco di secondi o minuti per assicurare la continuità della potenza elettrica mentre si passa da un generatore all’altro
  • Tecnologie Energy Management: consentono di gestire la fornitura elettrica in funzione della domanda di mercato e di erogarla per intervalli di tempo prolungati (dell’ordine delle ore); servono inoltre a livellare il carico (load levelling), smorzare i picchi di domanda (peak shaving) e assicurare la continuità del servizio.

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Australian mobile invention could be desert lifeline

Australian researchers have developed software that allows mobile phones to communicate with each other where there is no reception.

It is a new mobile phone system that promises to work anywhere and potentially help save lives in a disaster. Researchers have gone to extraordinary lengths to test it out in a remote desert wilderness in South Australia. In a landscape of deep valleys and rugged red ochre mountains, the tests have been a success. They were carried out at Sillers Lookout, a lonely cliff that juts out like a long finger at Arkaroola in the Flinders Ranges. The area is dead quiet apart from a few flies and some unexpected chatter.
Researchers from Flinders University have gone to the remote spot to prove their technology works. They have been carrying out tests in a range of situations where there is no mobile phone reception. Dr Paul Gardner-Stephen, who is leading the project, has made software that allows ordinary mobiles to communicate without phone towers or satellites.
“Here at Arkaroola the nearest mobile phone coverage is probably 100 to 130 kilometres away,” he said. “We are in chasms and gorges where even satellite phone would actually have a lot of trouble because you can’t see enough of the sky to acquire the satellite.”

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Proprietà Intellettuale e aziende

Nei mesi scorsi si è svolto presso CRIT Research™ un tavolo di lavoro e confronto fra quanti si occupano di brevetti e proprietà intellettuale all’interno delle aziende Socie, per favorire la conoscenza delle diverse realtà aziendali, condividere le proprie esperienze e confrontarsi su tematiche di interesse comune.

L’incontro ha toccato numerose tematiche, riconducibili alla macro area della proprietà intellettuale; fra le tante tematiche discusse si citano le seguenti:

  • I criteri di abbandono dei brevetti – Talvolta a prendere decisioni circa l’abbandono di brevetti sono funzioni aziendali che non hanno competenze specifiche al riguardo e, conseguentemente, le scelte vengono guidate da criteri di tipo economico (riduzione dei costi), più che strategico. In contesti aziendali multinazionali più strutturati, invece, vi sono organi deputati a prendere decisioni, in merito alle politiche brevettuali, che coinvolgono tutte le funzioni aziendali principali, tenendo in considerazione una più ampia gamma di criteri.
  • Il rapporto con i concorrenti (declinato a vari livelli) – A seconda delle differenti realtà aziendali e dei relativi settori di attività, si riscontrano situazioni abbastanza eterogenee: in realtà dove la struttura dell’ufficio brevetti è ridotta, si rileva una fisiologica attività di contenzioso (più o meno elevata a seconda dei casi) che, tuttavia, non viene “spinta” dall’azienda; laddove esiste un ufficio brevetti consistente e la concorrenza è più agguerrita, significativa è l’attività di contenzioso proattiva e importante diviene la strategia brevettuale a supporto di questa. Rilevante, negli ultimi anni, è il fenomeno dei cosiddetti patent trolls, soprattutto nel settore dell’elettronica e della microelettronica, società per lo più americane (non-practicing entities), che acquistano pacchetti di brevetti e prendono contatti con aziende che operano negli ambiti di pertinenza di tali brevetti chiedendo denaro per evitare l’avvio di cause.
  • La valutazione del portafoglio brevettuale aziendale – Si tratta di un tema particolarmente caro alle aziende, che tocca due aspetti fondamentali: l’uno di carattere strettamente economico, teso a tradurre il documento brevettuale in un asset finanziario dell’azienda; l’altro di carattere più strategico: quanto può valere, ad esempio, un brevetto relativo ad un reale sviluppo tecnologico, rispetto ad un brevetto depositato appositamente per creare una barriera all’attività di potenziali competitors?
  • Gli aspetti organizzativi e gestionali che caratterizzano l’ufficio brevetti aziendale – Numerosi sono gli aspetti che sono stati oggetto di discussione: dalla collocazione dell’ufficio brevetti nell’organigramma aziendale, al bilanciamento delle attività dell’ufficio brevetti fra risorse interne ed esterne, a tutto quanto concerne il rapporto con gli studi di consulenza, alla gestione di tutte quelle attività più vicine agli aspetti di natura amministrativa legati all’attività di brevettazione (es.: gestione delle annualità, ecc.)
  • La sensibilizzazione di tutte le funzioni aziendali (soprattutto quelle manageriali) verso la proprietà intellettuale – Si è riscontrato un problema trasversale alle aziende partecipanti, seppure di entità differente a seconda dei diversi contesti, legato alla sensibilizzazione di tutte le funzioni aziendali (con particolare riferimento a quelle manageriali) circa una maggiore consapevolezza del valore dei brevetti e della proprietà intellettuale dell’azienda. Diverse sono state le esperienze citate, sia positive che negative. La problematica sembra essere meno radicata in aziende multinazionali.

Immagine: Flickr

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Sistemi automatici di tracciabilità a radiofrequenza (RFID)

I sistemi di tracciabilità di componenti industriali o di altro genere (per esempio generi alimentari o capi di abbigliamento) iniziano ad essere dotati di apparecchi (identificabili genericamente con il termine “etichetta”) che garantiscono la possibilità di risalire ad informazioni ritenute particolarmente importanti sulla vita del prodotto. L’identificazione di un componente e la sua rintracciabilità, possono ad esempio, permettere di:

  • risalire alle caratteristiche del prodotto (parti costitutive; lotto di appartenenza; processi produttivi adottati);
  • ricostruire la sua storia tecnico-commerciale (passaggi di proprietà; cambiamento di destinazione; accertamento delle cause di inconvenienti, ecc.);
  • richiamare un prodotto se si riscontra un rischio per la salute umana e l’ambiente;
  • agevolare l’identificazione ed il controllo di effetti indesiderati e a lungo termine sull’ambiente e sulla salute delle persone e degli animali.

I processi automatici di scrittura e lettura di tali informazioni riducono la possibilità di commettere errori in fase di lettura e di scrittura della codifica e consentono di rendere decisamente più rapide le fasi di raccolta delle informazioni rispetto a quanto non potrebbe essere fatto da operatori umani. Soluzioni completamente (o prevalentemente) automatizzate prendono il nome di sistemi di auto-identificazione (Auto-ID). Fra di essi, si stanno diffondendo ampiamente negli ultimi anni, anche in ambito industriale, i sistemi di tracciabilità a radiofrequenza (RFID). Essi sono costituiti da tre componenti principali:

  • il tag definito anche con il termine transponder;
  • il lettore definito anche con il termine transceiver;
  • l’infrastruttura software.

Il transponder, che rappresenta il supporto dati primario del sistema, viene applicato all’oggetto da identificare. In esso sono memorizzati tipicamente un codice identificativo univoco ed eventualmente ulteriori informazioni relative all’oggetto cui andrà associato.

Il lettore, grazie alla propria antenna, è il dispositivo che permette la comunicazione con il transponder tramite onde a radiofrequenza e che consente di effettuare le operazioni di lettura di dati dal tag ed, eventualmente, di scrittura su di esso.

L’infrastruttura software (ad esempio, un singolo PC o un sistema host) filtra i dati letti, rendendoli disponibili al sistema informativo aziendale. Il processo di lettura è principalmente legato all’identificazione dei dati di un preciso insieme di asset. I dati relativi all’asset riportati sul tag vengono “recuperati” mediante l’antenna e il lettore e raccolti da un sistema di gestione delle informazioni.

Per consentire la comunicazione dei dati fra il lettore e il transponder, è necessario usufruire di una fonte di energia che alimenti il sistema. Ad oggi, a seconda delle esigenze, è possibile scegliere fra tre diverse modalità di alimentazione per la trasmissione dell’informazione; in funzione della modalità più opportuna, sono impiegati tag di tipo diverso:

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