22.10.2020 | In primo piano

PB Swiss Tools in pole position nella corsa Hyperloop

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Coprire in meno di un’ora la distanza da Basilea a Roma via terra: questo l’obiettivo dell’Hyperloop, l’idea lanciata da Elon Musk, alla quale lavorano imprese e università di tutto il mondo. Affascinata da questa visione innovativa, PB Swiss Tools supporta con la fornitura di utensili di precisione il team svizzero altamente motivato, composto da studenti del PF di Zurigo. Grazie a prestazioni da record a livello tecnologico e artigianale, lo Swissloop Pod è balzato al secondo posto all’ultima competizione internazionale per l’Hyperloop Pod. Ora nello Switzerland Innovation Park, il team di quest’anno ha presentato il Pod 2020 ulteriormente ottimizzato.

Swissloop: il contributo elvetico all’Hyperloop  
L’idea è allo stesso tempo semplice e seducente: spedire merci e persone in una capsula a circa 1000 km/h senza attrito in un tubo pressoché privo d’aria, un po’ come nella posta pneumatica. L’enorme complessità emerge tuttavia quando si passa alla pratica. Bisogna ottimizzare il rapporto tra peso, potenza e potere frenante, garantendo la stabilità anche ad altissima velocità. Senza poi però dimenticare la tecnologia di trazione, un altro aspetto essenziale. È necessario ripensare completamente ciò che si riteneva consolidato e non lasciarsi tentare da soluzioni (apparentemente) rapide. Questi evidenti paralleli con la filosofia dell’innovazione di PB Swiss Tools ci hanno indotti a finanziare generosamente il progetto.

LIM: rinunciare ai successi immediati a favore di un obiettivo a lungo termine
Anziché puntare, come altri concorrenti, su un successo dalla vita breve con un motore elettrico convenzionale, la squadra Swissloop ha deciso già nel 2019 di sviluppare un proprio motore a induzione lineare (LIM dall’inglese linear induction motor) destinato a un utilizzo pratico sul lungo periodo. Il conferimento del premio Elon Musk per l’innovazione e il piazzamento come Pod più veloce dotato di trasmissione LIM hanno confermato palesemente la validità di questa strategia. Sistemi di trasmissione basati su campi magnetici mobili vengono già utilizzati talvolta nelle moderne rotaie dei parchi divertimento. Tuttavia, anche se il processo di sviluppo della trasmissione ultracomplessa del Pod senza contatto è a volte sembrato un giro sull’otto volante, il LIM della squadra del PF gioca in tutt’altro campionato tecnologico. Rispetto alla versione precedente, con il Pod 2020 il team Swissloop è riuscito a raddoppiare la velocità massima raggiungibile. E si è già formato il team successivo, incaricato di perfezionare la tecnologia all’avanguardia. Di nuovo in campo gli strumenti di precisione di PB Swiss Tools. 

Dal porta-inserti ESD al DigiTorque V02, PB Swiss Tools è ai blocchi di partenza con l’intero assortimento
I requisiti specifici imposti agli utensili per il progetto Pod sono molto elevati. Le calotte girevoli codificate in base al profilo di avvitamento dei giraviti elettronici sono di aiuto per la registrazione delle viti di regolazione. I giraviti slim completamente isolati a 1000 V consentono un lavoro preciso anche in spazi molto ristretti. Sono particolarmente apprezzate dal team di meccanici anche le chiavi maschio piegate, di diversi colori a seconda della dimensione, che con lo stelo ultracorto ad angolo di 100° e la punta sferica spesso sono le uniche a consentire il montaggio di componenti disposti in ordine molto compatto tra loro. Grazie alla possibilità di regolare sempre con esattezza la coppia di serraggio desiderata e di avvitare persino i materiali più delicati, come l’alluminio, il carbonio o il plexiglas, anche il DigiTorque V02 è diventato un fedele compagno del team. E poi i colleghi del team addetto ai sistemi elettrici sono molto grati per il fatto che in certe fasi di lavoro il team di meccanici faccia uso rigorosamente di utensili ESD di PB Swiss Tools...  

Competition Pod o Baby Pod: la mancanza di specifiche alimenta la forza innovativa
Ma cosa accade se, al passaggio del testimone da un anno di studio all’altro, mancano precise indicazioni per la gara successiva? Il nuovo percorso sarà di 10 km? Ci sono curve? Quando infine nemmeno a dicembre 2019 erano disponibili nuove specifiche per la SpaceX Hyperloop Pod Competition, la squadra Swissloop, spinta da uno straordinario spirito innovativo, ha deciso di compiere un passo coraggioso: anziché costruire un Competition Pod con prescrizioni non chiare, il team si è dedicato alla ricerca sui principi, allo sviluppo dei componenti e alla validazione dei sistemi con obiettivi propri. Ne è nato un prototipo pienamente funzionante, di misura ridotta, chiamato amorevolmente «Baby Pod», il quale è stato dotato di una struttura modulare, con l’idea intelligente di moltiplicare successivamente i singoli sistemi per farlo diventare poi un Competition Pod. Questa procedura rivela uno spirito innovativo non convenzionale che anche noi di PB Swiss Tools perseguiamo con determinazione.  

Elettricità vs meccanica: unire le forze attraverso la ripartizione dei compiti
Considerate le numerose sfide tecniche e la struttura modulare perseguita, sono stati costituiti due team, uno per i sistemi elettrici come LIM, inverter, sensori e batterie e uno per i componenti meccanici, come il carrello, i freni, il telaio e il rivestimento. I miglioramenti ottenuti con questa strategia rispetto al modello precedente sono significativi. A livello meccanico si è raggiunta una riduzione di peso della struttura da 11 a 2,5 kg e un’efficienza di frenata maggiore del 40% grazie all’innovativo sistema pneumatico. Il team elettrico ha sviluppato un nuovo software, con 30’000 stringhe di codice, per il controllo mediante inverter e LIM e per la comunicazione dei singoli componenti di sistema tra loro. Un sofisticato sistema di sensori, in parte miniaturizzati, provvede inoltre al controllo assoluto in ogni momento. L’intero sistema è così complesso che sono stati necessari 148 giorni di lavorazione sul computer ad alte prestazioni del PF di Zurigo solo per simulare il funzionamento del motore a induzione lineare. Un computer tradizionale avrebbe impiegato non meno di 17 anni per fare questo calcolo. 

The Loop must go on: un progetto tecnologico non è mai del tutto finito
La pilota di formula E e madrina dello Swissloop Pod 2020, Simona de Silvestro, in occasione del Reveal Event ha espresso con poche spavalde parole uno dei fattori di successo: «Casco in testa e piede sull’acceleratore!». Per portare avanti con decisione un progetto innovativo, certamente anche questa massima è essenziale. Tuttavia, chi ha visto all’opera gli «swisslooper», nome che René Kalt, direttore dello Switzerland Innovation Park, simpaticamente ha dato alla squadra del PF, ha la certezza che anche grazie al connubio di fervore studentesco e altissima precisione scientifica il team farà ancora tanta strada con il progetto Hyperloop. Lo testimoniano le complesse procedure dei percorsi di prova, che in definitiva rappresentano la ricompensa per il duro lavoro. Con le loro checklist e i conti alla rovescia non hanno nulla da invidiare al lancio di un razzo in termini di tensione e professionalità. E anche sulla pista di collaudo sono sempre presenti gli amati utensili di PB Swiss Tools. Perché non manca mai qualcosa da perfezionare. 

Informazioni su Swissloop
Swissloop è un’associazione studentesca che ha come obiettivo la ricerca e lo sviluppo della tecnologia per il trasporto sottovuoto e della sua applicazione pratica. Questo innovativo sistema ha il potenziale per trasportare persone e merci in modo più rapido ed efficiente. Per contribuire alla creazione di questo nuovo mezzo di trasporto, Swissloop sviluppa e costruisce prototipi di capsule, chiamate Pod. Swissloop intende inoltre sensibilizzare il pubblico sulle ricadute di questa tecnologia sulla nostra quotidianità e sul futuro del trasporto sostenibile.

Fonte foto: Swissloop Daniel Winkler, PF e Linus Folini, Swissloop

 

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