Università di Padova e imprese: dall’energia del Brennero ai materiali sostenibili, la ricerca che guida l’innovazione industriale

 

DALLE LINEE ELETTRICHE NEL TUNNEL DEL BRENNERO ALL’INNOVAZIONE SOSTENIBILE PER L’INDUSTRIA:

DAL DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE UNIPD OGNI ANNO 50 CONTRATTI RICERCA CON LE IMPRESE

 

Una media di 50 contratti di ricerca stipulati ogni anno con le imprese, per un valore di oltre 2,5 milioni di euro, a cui si sommano le prestazioni conto terzi, che riguardano singoli servizi come i test in laboratorio sui materiali. Sono i numeri che raccontano lo stretto e virtuoso rapporto tra i laboratori del Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università di Padova (DII) e il mondo delle aziende, un tema a cui per la prima volta è stato dedicato un convegno, “DIIrezioni - La ricerca verso l’industria”, la mattina di giovedì 23 aprile all’Aula Magna del Palazzo del Bo. Dai sistemi energetici alla meccanica, dalla sostenibilità ambientale ai materiali innovativi, la giornata ha puntato il faro su otto storie di innovazione concreta in altrettante aziende: Terna, Faber, Zamperla, Borgna Vetri, ITT Motion Technologies, Immergas, Aquafil e Orthomedica.

 

«Ogni anno decine di imprese intrattengono rapporti di ricerca con il nostro Dipartimento, che in molto casi diventano relazioni forti e durature nel tempo – dichiara il direttore del Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università di Padova Fabrizio Dughiero –. Un patrimonio grande ma forse non abbastanza conosciuto: per questo abbiamo voluto dar vita a un evento in cui raccontarlo alla comunità di ateneo, al mondo delle imprese, ma anche alla cittadinanza tutta. Un nuovo tassello di una strategia che, in concerto con altre iniziative come il Club DII, punta a creare un ecosistema di innovazione e attrazione di talenti in un dialogo continuo tra aule, laboratori e industrie».

 

Gli interventi

 

Dopo i saluti istituzionali del Direttore del Dipartimento di Ingegneria Industriale, Fabrizio Dughiero, il convegno è stato introdotto da Roberto Benato, docente di Sistemi elettrici per l'energia al DII. I lavori sono entrati nel vivo con il racconto dei tre casi studio di Terna, società che gestisce la rete di trasmissione di energia elettrica italiana, esposto da Maria Rosaria Guarniere, Direttrice Ingegneria e Realizzazione di Progetto Terna, e dal professor Roberto Benato, di Faber, impresa parte del Gruppo Franke specializzata in cappe e soluzioni per il trattamento dell’aria, presentato da Filippo Maltempi, VP R&D and Category Management Product Management dell’azienda, e dalla professoressa Alessandra Lorenzetti, e di Zamperla, azienda che realizza giostre e montagne russe in tutto il mondo, con gli interventi del Direttore Tecnico e R&D Vittorio Babini e il professor Giovanni Meneghetti.

 

A seguire una tavola rotonda alla quale hanno partecipato Enzo Borgna (dell’azienda Borgna Vetri) affiancato dal professor Enrico Bernardo, Agustí Sin (ITT Motion Technologies) con il professor Paolo Colombo, Cristian Zambrelli (Immergas) con il professor Angelo Zarrella, Giulio Bonazzi (Aquafil) con il professor Michele Modesti e Massimo Pulin (Orthomedica) con il professor Nicola Petrone.

 

I casi aziendali

 

Terna: linee elettriche in galleria e stoccaggio energetico

Il rapporto di ricerca tra Terna e il DII nasce nel 2002 con uno studio di fattibilità per l'installazione di una linea di trasmissione innovativa isolata in gas (Gas-Insulated Line o GIL) in altissima tensione (380 kV) all’interno del cunicolo pilota delle Galleria di Base del Brennero (BBT), i tunnel ferroviari più lunghi al mondo (64 km) in costruzione tra Italia e Austria. Altri studi hanno riguardato l'interramento di linee alta tensione nel Veneziano e l’installazione di tre siti di accumulo elettrochimico Energy-intensive da 12 +12+10,8 MW nel beneventano. Dal 2016 i contratti di ricerca entrano nell’accordo quadro tra Terna e Ensiel, il consorzio interuniversitario nazionale per energia e sistemi elettrici. Le ricerche più importanti riguardano lo Storage Lab nei due siti di Ciminna in Sicilia e Codrongianos in Sardegna, ovvero le installazioni di accumulo elettrochimico power-intensive pensate per i servizi alla rete elettrica di alta e altissima tensione come la regolazione primaria della frequenza e l’inerzia sintetica. La collaborazione di ricerca tra Terna e il DII è testimoniata nella letteratura tecnica da più di un centinaio di pubblicazioni scientifiche e da alcune Technical Brochure della Cigré, la più importante comunità globale per lo sviluppo collaborativo e la condivisione delle competenze sul sistema elettrico.

 

Faber: più sicurezza e sostenibilità nei processi produttivi

La collaborazione tra Faber S.p.A., parte del gruppo Franke, e il DII ha portato allo sviluppo di importanti risultati nel campo della sostenibilità applicata ai processi produttivi e ai materiali della divisione Home Solutions. Le attività di ricerca si sono concentrate su due direttrici principali. Da un lato, l’ottimizzazione dei processi produttivi, con l’obiettivo di migliorare ulteriormente la sicurezza nei luoghi di lavoro e il benessere dei lavoratori. Sono state individuate soluzioni alternative che consentono di ridurre o eliminare l’utilizzo di composti chimici critici. Grazie alla revisione del materiale principale utilizzato e dei relativi sistemi di stoccaggio e gestione delle materie prime, è stato possibile diminuire i rischi operativi e, al contempo, ridurre i consumi energetici attraverso soluzioni più semplici ed efficienti. Dall’altro lato, grande attenzione è stata dedicata alla sostenibilità dei materiali, con il supporto anche della Fondazione Cariverona. Sono stati sviluppati e analizzati diversi processi di riciclo che permettono di aumentare in modo significativo la quota di scarti reimmessi nel ciclo produttivo, riducendo il consumo di materie prime vergini e abbattendo l’impronta di carbonio dei prodotti.

 

Zamperla: test sulle giunzioni delle giostre, affidabilità e nuove soluzioni

La collaborazione tra Zamperla S.p.A. e il DII nasce da una sfida molto concreta: prevedere in modo rapido e affidabile la progressiva degradazione di giunzioni saldate complesse, tipiche di roller coaster, giostre panoramiche e altre attrazioni sottoposte a milioni di cicli di carico. Il gruppo di ricerca combina prove sperimentali su componenti rappresentativi, simulazioni agli elementi finiti e strumenti digitali sviluppati ad hoc. La collaborazione ha già portato a procedure automatiche per integrare la verifica a fatica nei modelli numerici di progetto, a nuove classi di resistenza per dettagli saldati tipici dell’industria amusement non coperti dalle norme, e a campagne sperimentali su giunti tubo-su-flangia e irrigidimenti rappresentativi di componenti reali. Il valore aggiunto è duplice: da un lato aumenta l’affidabilità strutturale delle attrazioni, dall’altro si mettono a disposizione strumenti più rapidi per confrontare soluzioni progettuali, validare dettagli critici e orientare l’innovazione anche verso processi e materiali emergenti, come l’integrazione tra parti prodotte in modo tradizionale e additivo.

 

Borgna Vetri: innovazioni anti-riflesso e anti-condensa per il vetro

Il progetto MFG – Multi Functional Glass, finanziato dal Ministero delle imprese e del Made in Italy, ha visto la collaborazione tra Borgna Vetri e il DII Unipd, con i seguenti obiettivi: trasformare il vetro da materiale passivo a piattaforma funzionale; applicare coating (rivestimento) e sviluppare trattamenti superficiali innovativi; integrare più funzioni nello stesso componente in vetro; ottimizzare i processi applicativi all’interno di una realtà industriale della trasformazione del vetro. La collaborazione con l’Università di Padova si concretizzata nelle attività di analisi e caratterizzazione dei materiali disponibili, valutazione scientifica delle prestazioni dei coating, supporto allo sviluppo tecnologico e alla validazione, brainstorming su scelte tecnologiche e possibili

applicazioni, e nell’attivazione di un dottorato avanzato con uno studente internazionale. I risultati raggiunti: anti-riflesso per applicazioni fotovoltaiche e vetri borosilicati per telecamere forno; trattamenti anti‑condensa per cappe sopra piani a induzione; tecnologia spill‑proof per ripiani frigorifero senza cornici in plastica; trattamento EASY TO CLEAN per porte forno; sviluppo di nuove competenze sui coating funzionali.

ITT Motion Technologies: pastiglie da freno di nuova generazione

Da oltre dieci anni ITT Friction Technologies, parte del gruppo ITT Inc. e uno dei leader mondiali nei sistemi frenanti e materiali di attrito per il settore automotive, collabora con il DII attraverso contratti di ricerca e il finanziamento di dottorati finalizzati allo sviluppo di una nuova generazione di pastiglie freno per autoveicoli. La collaborazione ha portato al deposito di diversi brevetti. L’attività di ricerca si è concentrata sullo sviluppo di materiali di attrito innovativi basati sull’introduzione di leganti alternativi non polimerici all’interno della formulazione, ottenendo sistemi in grado di garantire le prestazioni termo-meccaniche, tribologiche e di comfort in diverse condizioni di guida e di ridurre significativamente l’impatto ambientale rispetto ai sistemi tradizionali a base polimerica, contribuendo ad una maggiore sostenibilità dell’intera catena del prodotto. Un aspetto chiave della ricerca ha inoltre riguardato lo sviluppo di un processo di manifattura compatibile con le tecnologie industriali esistenti: è stato adottato un processo innovativo nel campo dei materiali inorganici, noto come cold sintering, che consente la densificazione dei materiali mediante pressatura a bassa temperatura in condizioni controllate, limitando la differenza rispetto ai processi attualmente utilizzati in ambito industriale.

 

Immergas: studiare l’interazione tra riscaldamento radiante e ventilazione

Immergas, che progetta e produce soluzioni per il riscaldamento e il raffrescamento delle case, ha collaborato con il DII in una ricerca sul comfort nei sistemi misti aria-acqua. Lo studio si è focalizzato sui sistemi radianti in combinazione con la ventilazione, nella convinzione che se il riscaldamento radiante offre stabilità e uniformità nel tempo, la ventilazione introduce rapidità di risposta e rinnovo d’aria, e il comfort nasce dalla qualità della loro integrazione, non dalla prevalenza dell’uso di uno dei due sistemi. Attraverso una serie di test di riscaldamento e raffrescamento in una camera climatica e 72 simulazioni su tipologie di clima, edifici e utenti diversi, è stata creata una piattaforma comune tra industria e università, che permette di leggere prestazioni, limiti e opportunità dell’interazione dei due sistemi e che potrà evolversi ancora per rendere più evoluta la gestione tra radiante e ventilazione.

 

Aquafil: fibre sintetiche a partire dal riciclo

Aquafil produce principalmente fibre e polimeri di Nylon 6 ma anche Nylon 6,6 e Dryarn, tra cui il nylon ECONYL®, un prodotto che può aiutare a chiudere il cerchio nelle fibre sintetiche. Il rapporto di ricerca con il DII ha avuto inizio nel 2020 e si è consolidato come una collaborazione scientifica stabile e proficua. Il programma di ricerca è incentrato sullo studio e sull’ottimizzazione di processi di riciclo chimico applicati a polimeri di policondensazione. L’obiettivo generale è il recupero di monomeri e oligomeri a partire da materiali plastici di scarto, consentendone il riutilizzo in nuovi processi produttivi e contribuendo alla transizione verso un modello di economia circolare, più sostenibile dal punto di vista ambientale. Nel complesso, il progetto rappresenta un percorso articolato che integra ricerca fondamentale e applicata, con l’obiettivo di sviluppare tecnologie di riciclo chimico sempre più efficaci e sostenibili, in linea con le esigenze dell’industria e con le sfide ambientali contemporanee.

 

Orthomedica: busti e protesi intelligenti

Orthomedica è una realtà di riferimento nel settore dell’ortopedia su misura, con oltre 90 anni di esperienza. La collaborazione con il DII, prof. Nicola Petrone e prof.ssa Francesca Uccheddu, rappresenta un esempio virtuoso di integrazione tra competenze cliniche e ingegneristiche, con l’obiettivo di sviluppare dispositivi innovativi sempre più efficaci e personalizzati. Tra i principali progetti condivisi c’è EMBrace (Electronic Monitoring Brace), un busto ortopedico intelligente per il trattamento della scoliosi. Il dispositivo integra sensori di pressione a stato solido, in grado di monitorare la distribuzione delle forze esercitate sulle curve scoliotiche. I dati raccolti vengono trasmessi a un’applicazione per smartphone, permettendo sia al paziente sia al medico di controllare in tempo reale l’efficacia del trattamento. Particolarmente innovativo è anche il progetto DTI-3D (Digital Twin Integration), che mira a sviluppare un sistema basato sul concetto di digital twin per protesi di arti inferiori. Il processo integra diverse tecnologie avanzate: scansione 3D per acquisire con precisione la morfologia del moncone, modellazione CAD per la progettazione personalizzata e stampa 3D per la produzione. Il digital twin rappresenta una replica virtuale del moncone, utile per ottimizzare l’invaso protesico e per effettuare analisi predittive.

Geo
Padova e Torino, Italia. Il Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università di Padova rafforza il legame con il mondo produttivo attraverso collaborazioni con grandi aziende nazionali e internazionali, con presentazione dei risultati anche in contesti di rilievo accademico e industriale.