Test di simulazione: ecco spiegato come velocizziamo i test dei lubrificanti in Repsol

Il ricorso ai gemelli digitali attualmente è una tendenza leader in tutti i tipi di settori. Fondamentalmente, si tratta di strumenti con cui viene creato un clone virtuale di un determinato luogo o elemento fisico. Da anni vengono utilizzati per prevenire gli spostamenti di persone in massa, in aeroporti o in occasione di partite di calcio, oppure per effettuare i primi test di un veicolo nuovo, tanto per citare due esempi tra i più tipici.

Negli ultimi mesi, Repsol Lubricantes ha puntato molto sui gemelli digitali. Grazie alla stretta collaborazione con i ricercatori dell'Università di Vigo, è stato possibile sviluppare uno strumento che permette di conoscere virtualmente il comportamento dell'olio nei vari tipi di motori .

Fino ad ora, il metodo abituale consisteva nel collocare una serie di sensori nel motore per monitorare tutto ciò che stava accadendo al suo interno. Successivamente bisognava affrontare la sfida dell’analisi del comportamento a partire da questi dati. Il completamento di questo processo poteva richiedere fino a un anno, ma la digitalizzazione e lo sviluppo dell'intelligenza artificiale hanno reso possibile l’accelerazione di questo processo e hanno ridotto notevolmente i tempi.

Come funziona la simulazione del comportamento dell'olio

In un primo momento, i ricercatori dell'Università di Huelva hanno contribuito con l’esecuzione della caratterizzazione dell'olio, ovvero, la trasposizione dell'olio reale nelle caratteristiche simulate nel modello. Questo ci ha permesso di lavorare nell'ambiente GT Suite, un software che ci permette di replicare il comportamento di diversi tipi di motore in condizioni varie. 

Il punto qui è che GT Suite è progettato per lo sviluppo di motori, ma non per l'influenza che i diversi prodotti esercitano su di esso, come nel caso degli oli. A questo punto entra in gioco il ruolo dei ricercatori dell'Università di Vigo, che sulla base di questo software hanno costruito un simulatore del comportamento dell'olio nei motori di veicoli differenti, sia a combustione che ibridi. 

"Una volta parametrizzato il motore, si inseriscono gli input dell'olio e ciò permette di simulare qualsiasi ciclo, o di utilizzare i cicli di omologazione correnti, come WLTC o WHVC. È anche possibile indicare un circuito reale e analizzare ciò che sta accadendo", spiega Santiago Maroto, gestore senior nel settore dell'assistenza tecnica e dello sviluppo dei lubrificanti presso Repsol. "Questo metodo offre soluzioni per le perdite meccaniche o il consumo di carburante", aggiunge. 

“Dopo aver incluso le proprietà dell’olio, ne abbiamo parametrizzato il comportamento in diverse condizioni di viscosità, temperature, pressione, sforzo di taglio… e hanno dovuto modificare il modello in modo che fosse sensibile alle caratterizzazioni dell’olio. Ciò ha permesso di analizzare l'attrito con le parti meccaniche e di confrontare consumi o perdite meccaniche", continua Maroto, il quale osserva che è possibile specificare anche "il tipo di superficie metallica per sapere che caratteristiche ha la pellicola di olio che si forma".

Per ora, esiste ancora un margine di miglioramento di questi strumenti ed, effettivamente, nei prossimi anni saranno perfezionati. "Non sono ancora in grado di simulare la degradazione del petrolio, che è un fenomeno un po' più complesso", afferma Maroto. 

In ogni caso, tutti i progressi compiuti sono serviti a velocizzare la validazione degli oli, il che si traduce in un notevole miglioramento del funzionamento del motore, oltre che in una riduzione del consumo di carburante. Finora, il progetto ha riguardato automobili e autobus e si prevede che continuerà con i motori di motociclette nei prossimi mesi. 

Grazie a questo modello di simulazione, non solo è possibile ottenere la validazione dell'olio, ma anche lo sviluppo di nuove formule ad hoc per diversi tipi di motori e cicli, senza la necessità di passare attraverso test convenzionali sui veicoli. Serve anche a quantificare i miglioramenti nelle prestazioni e ottenere parametri di lubrificazione difficili da misurare sperimentalmente.

"Nei veicoli a combustione interna, abbiamo osservato che le perdite meccaniche dovute all'attrito possono essere ridotte fino al 18% e il consumo di carburante di un 5%", conclude Maroto.