L'incubo di ogni armatore? Alghe, mitili e balani che devono essere rimossi dallo scafo a ogni nuova stagione. Per contrastare questo fenomeno di "biofouling", la società Aeffe ha sviluppato KeelCrab, una famiglia di robot sottomarini telecomandati in grado di pulire gli scafi in modo rapido ed efficace.
Affinché questi piccoli robot cingolati possano funzionare in modo affidabile sott'acqua, i progettisti di Aeffe hanno dovuto risolvere una sfida legata alla trasmissione. In questo caso, nei rulli di avanzamento, hanno svolto un ruolo chiave i cuscinetti in plastica igus esenti da lubrificazione.
Le sfide da superare per i robot sottomarini KeelCrab
Il proprietario della barca mette il KeelCrab in acqua. Con un joystick e una telecamera, sposta il robot lungo lo scafo dell'imbarcazione mentre due spazzole rimuovono barbetta e depositi.
Nonostante la semplicità del funzionamento, il progetto ha presentato diverse sfide. In particolare, gli ingegneri del KeelCrab hanno dovuto sviluppare una trasmissione idonea al funzionamento in immersione. Hanno optato per un potente motore pompa che, grazie all'effetto suzione e ai due cingoli, consente al robot di aderire perfettamente allo scafo.
«I cuscinetti impiegati nei quattro rulli di trasmissione sono stati un vero rompicapo», ricorda Mattia Pagani, ingegnere presso Aeffe. «L'obiettivo era individuare una soluzione robusta, idonea per l'uso sottomarino e praticamente esente da manutenzione, senza incidere eccessivamente sul peso complessivo del robot».
Dopo la fase di ricerca e valutazione, i progettisti hanno individuato la soluzione ideale per il supporto dei rulli di trasmissione: i cuscinetti a strisciamento in polimero ad alte prestazioni iglidur X di igus.
Massima affidabilità anche sott'acqua
Lavorare sott'acqua rappresenta una sfida per tutti i più comuni cuscinetti. «Quelli a sfere non erano un'opzione praticabile a causa dell'elevato rischio di corrosione», spiega Pagani.
La scelta è quindi ricaduta sui cuscinetti a strisciamento igus, realizzati in polimero ad alte prestazioni e resistenti alla corrosione. Inoltre, a differenza di molte plastiche standard, il materiale iglidur X presenta un assorbimento di umidità estremamente ridotto.
La soluzione igus mantiene pertanto la giusta stabilità dimensionale, anche a contatto continuo con acqua dolce o salata. «Un fattore determinante per i nostri robot che devono durare a lungo e in modo affidabile nell'uso sottomarino».
Robot sottomarini "leggeri" e costi operativi ridotti
La resistenza alla corrosione non è stato l'unico criterio preso in considerazione nella scelta dei cuscinetti. I progettisti cercavano, infatti, una soluzione che fosse anche leggera e permettesse di contenere i costi operativi.
«Inizialmente, abbiamo preso in considerazione cuscinetti radiali con sfere inox, ma sarebbero stati troppo pesanti e costosi», aggiunge Pagani. «Grazie alla bassa densità del materiale, i cuscinetti in plastica igus pesano circa l'80% in meno rispetto a quelli metallici».
Allo stesso tempo, grazie ai lubrificanti solidi incorporati nel polimero, funzionano completamente a secco, evitando sia la lubrificazione esterna, sia i relativi interventi di manutenzione. «Ciò riduce i costi operativi per l'intera durata d'esercizio, un vantaggio che alla fine giova anche agli operatori del robot».
