Il gemello digitale di LETI costituirà la base per la creazione di apparecchiature ad alta efficienza energetica per l'applicazione di rivestimenti protettivi su strutture metalliche di qualsiasi dimensione utilizzando forti campi elettromagnetici.
I ricercatori dell'Università elettrotecnica di San Pietroburgo – LETI hanno annunciato di essere stati in grado di realizzare il gemello digitale di un sistema ad alta efficienza energetica per l'applicazione di rivestimenti anticorrosivi su strutture metalliche di qualsiasi dimensione utilizzando forti campi elettromagnetici.
I rivestimenti anticorrosivi vengono solitamente applicati con zincatura a diffusione termica che ricopre un sottile strato di zinco saldamente incorporato nella struttura del materiale, aumentando significativamente la durata dei prodotti in acciaio e ghisa in ambienti aggressivi.
Tuttavia, questo processo è difficile da controllare, specialmente quando si ricoprono oggetti di grandi dimensioni. Inoltre, devono essere mantenute le condizioni ambientali in cui viene eseguita la zincatura, come l’alta temperatura e la pressione. Questi fattori portano a un costo più elevato e tempi di produzione di tali rivestimenti e materiali più lunghi.
Il gemello digitale proposto dai ricercatori LETI costituirà la base per consentire ai produttori di creare apparecchiature ad alta efficienza energetica per l'applicazione di rivestimenti protettivi. Gli scienziati hanno già iniziato a creare un modello dell'installazione basato sul gemello digitale per testare il sistema nella vita reale.
“Abbiamo sviluppato un gemello digitale del sistema (ovvero un software analogico di un dispositivo reale) per la zincatura a diffusione termica, in cui il processo di zincatura avviene sotto l'influenza di un campo magnetico ad induzione. Questo software consente di prevedere le prestazioni di questa apparecchiatura durante tutte le fasi del ciclo di vita", ha affermato Yury Perevalov, professore associato presso il dipartimento di Electrical Technology and Converter Engineering di LETI. “Con l'aiuto di questa tecnologia di progettazione digitale è possibile ottimizzare e velocizzare la creazione delle apparecchiature. Una volta installato e funzionante, il gemello digitale aiuterà l'operatore a sapere esattamente cosa sta succedendo all'interno del reattore e a controllare facilmente il processo di rivestimento".
L'impianto prevederà uno speciale induttore per creare un campo elettromagnetico con le caratteristiche necessarie, che sarà diretto al reattore dell'impianto, dove verranno alimentate le parti metalliche e la miscela per la zincatura a caldo. La temperatura fino a 500 °C consente di rivestire con zinco strutture di quasi tutte le dimensioni con il minimo consumo di energia e materiale. Il processo di controllo del sistema e mantenimento dell'ambiente necessario per la zincatura sarà effettuato utilizzando un gemello digitale.
"La tecnologia è di grande interesse per la protezione dalla corrosione di grandi strutture metalliche: scafi di navi e componenti di condotte", ha aggiunto Perevalov.
I ricercatori stanno sviluppando ulteriormente questa tecnologia per consentire ai verniciatori di utilizzarla anche per rivestimenti resistenti agli urti, al calore e alle radiazioni.