Automazione_Oggi_377

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fruire dell’energia recuperata nell’at-
terraggio che conclude ogni balzo.
L’energia viene accumulata in forma
elastica da una sorta di tendine
artificiali e può essere riutilizzata
per il balzo successivo. Il ‘canguro
bionico’ dimostra come un sistema
meccanico di complessità notevole
sia replicabile con relativa semplicità
ricorrendo a soluzioni ibride pneu-
matiche-elettriche-meccaniche,
implementando anche funzioni
estremamente sofisticate come il
recupero dell’energia.
Superconduttori
avveniristici
Come accennato in precedenza,
le attività di Festo nella ricerca di
nuove tecnologie e nello sviluppo
di soluzioni innovative non si ferma
alla meccatronica elettropneuma-
tica, ma affronta anche settori di
frontiera come quello dei supercon-
duttori. Festo si è costruita un’espe-
rienza notevole in un ambito che potrebbe
presto avere delle ricadute tecnologiche
e industriali molto rilevanti, viste le pro-
prietà del tutto particolari dei supercon-
duttori che, oltre alla caratteristica di avere
resistenza elettrica nulla sotto una certa
temperatura di transizione (da cui il loro
nome), presentano diverse altre particola-
rità estremamente interessanti da un punto
di vista industriale. I superconduttori hanno
un comportamento da conduttori perfetti
non solo per quanto riguarda la resistenza
elettrica, ma anche per gli aspetti che coin-
volgono l’interazione con i campi magnetici
(diamagnetismo ed efficienza nel generare
campi intensi). Infatti, come un comune
conduttore, invirtùdi quellocheè chiamato
effetto pelle, anche un materiale supercon-
duttore tende a respingere i campi magne-
tici generati esternamente ad esso. Ma, dal
canto loro, i superconduttori sono protago-
nisti anche di un effetto pelle ‘super’, con le
linee di forza dei campi magnetici applicati
esternamente che sono subito espulse dal
suo interno, con una penetrazione minima,
quasi nulla, nel materiale stesso. Perciò,
quando il superconduttore è sottoposto a
un campo magnetico esterno assume un
comportamento da materiale diamagne-
ticoquasi perfetto, dandoorigine a un feno-
meno di repulsione magnetica che origina
delle forze perfettamente stabili in maniera
efficiente. Si tratta del ben noto fenomeno
della levitazione magnetica che,
sfruttando il comportamento dia-
magnetico dei superconduttori,
permette di mantenere un corpo
sospeso, senza contatto con la
superficie di appoggio, in modo
stabile, senza cioè dover ricorrere a
sistemi che compensino le fluttua-
zioni dei corpi sospesi. Inoltre, i si-
stemi superconduttori realizzati da
Festo, per rimanere sotto la tempe-
raturadi transizione, si avvalgonodi
efficienti sistemi di raffreddamento
elettrico, senza bisogno di ricorrere
ai liquidi criogenici che si usavano
un tempo, che erano di gestione
complessa e di costo elevato. Gli
impieghi della tecnologia dei su-
perconduttori inambito industriale
sono limitati solo dalla fantasia e,
per esempio, si può ipotizzare la
trasmissione del moto rotatorio
senza contatto, per esempio in
centrifughe perfettamente sterili
per il settoremedicale, opuòessere
realizzata la trasmissione del moto lineare
in sistemi di movimentazione industriale a
bassissimo attrito e ad alta velocità.
Produrre le batterie
del futuro
Un’attivitàaltrettanto importanteè svoltada
Festo nell’ambito del centro tedesco ZSW e
del relativo Laboratorio per la Tecnologia
delle Batterie (eLab), un impegno ambi-
zioso e strategico nel vero senso di questi
vocaboli. In effetti, le istituzioni tedesche
hanno considerato la stima, confermata
da diversi analisti indipendenti, che in un
mezzo di locomozione elettrico circa il 40%
del costo di produzione e di vendita è do-
vuto alle batterie. Questo vuol dire che se
l’industria tedesca vuole poter controllare e
gestire la catena del valorenellaproduzione
di autoveicoli, cosa necessaria per rimanere
competitivi in un mercato combattivo e
fondamentale per l’economia del Paese,
deve poter controllare la tecnologia degli
accumulatori elettrici, che da soli contano
quasi la metà del valore del prodotto finito.
Nel campodegli accumulatori al litio, loZSW
eLabdeve esplorare l’applicazionedella chi-
mica più efficiente ed elaborare le soluzioni
meccatroniche più efficaci per la reale indu-
strializzazionedellebatterie, cheèun’attività
estremamente complessa.
La struttura delle batterie al litio è realizzata
con una pila di numerosi strati che com-
prendonoanodo, elettrolitaecatodo. Questi
film, per garantire l’efficienza necessaria (in
termini di peso, volume e densità energe-
tica), devono essere realizzati con spessore
minimo ed estremamente preciso, senza la
benchéminima impurità.
La presenza di umidità o di residui del ta-
glio degli elettrodi o di una imperfezione
nello spessore del dielettrico sono tutti
problemi che possono causare un ponte
tra gli elettrodi con il relativo cortocircuito
che compromette il funzionamento della
batteria. Le tecnologie di Festo sono utiliz-
zate proprio nel cuore dello ZSWeLab, nelle
‘camere bianche’che, per garantire la totale
assenza di umidità, devono lavorare a tem-
perature molto basse (tra -40 e -65 °C); una
sfidanotevoleper qualsiasi dispositivod’au-
tomazione. Festo ha studiato le soluzioni di
automazione più adatte a questi ambienti
estremi, per i quali ha fornito i suoi motori
stepper Emms-ST, i servocontrollori Cmmo-
ST, i cilindri elettrici Dnce, i cablaggi Nebm
e Nebu. Festo, aderendo a questo pro-
gramma, ha dimostrato una lungimiranza
pari a quella delle istituzioni tedesche che
hanno voluto istituirlo, considerando che
così questa azienda potrà proporsi come
partner consolidato e affidabile per solu-
zioni meccatroniche anche nell’ambito di
un’industria così strategica.
Festo -
NOVEMBRE-DICEMBRE 2014 AUTOMAZIONE OGGI 377 45
Un robot nello ZSW eLab
inserisce le batterie negli
alloggiamenti azionati (apertura-
chiusura) dal motore stepper
EMMS-ST di Festo