Se l'ala di un aereo o un cioccolatino dipendono dalle simulazioni in laboratorio

VERONA - Come si riesce a guidare un robot su Marte, a 360 milioni di chilometri di distanza? E Come si può ottimizzare la forma di un cioccolatino per farlo durare più a lungo nella sua confezione? E ancora: quanti conoscono gli stent, le strutture metalliche cilindriche a maglie che vengono introdotte nelle vene e fatte espandere per riattivare la circolazione in caso di occlusione, cioè piccoli "miracoli" che hanno cambiato la storia della cardiologia moderna?

L'esame severo della prova virtuale. Oggi il profilo di un'idea, per quanto esile possa essere, riesce a trovare la sua forma e la sua applicazione pratica solo dopo aver subito il severo esame della simulazione in laboratorio. E di idee - spesso geniali - ne circolano davvero tante nel mondo, destinate a cambiare l'esistenza ad ognuno di noi, non solo per inventare oggetti e strumenti nuovi, ma soprattutto per migliorare oggetti, strumenti e procedure produttive che già esistono.

L'incontro di Verona. A Verona, anzi a Pacengo del Garda, si sono incontrati due mondi: quello della Ricerca nell'ingegneria della simulazione e quello dell'Industria. Questo a fatto sì che, su un unico grande tavolo ideale, siano stati esposti tutti i nuovi software simulativi. Stiamo parlando della CAE Conference, giunta alla alla sua 28esima edizione, un meeting unico per molti settori: Aeronautico e Spaziale, Automotive e Trasporti, Biomeccanica e Medicina, Energia e impiantistico; Ingegneria Civile e Grandi opere. Tanti gli italiani presenti in un evento che ha messo insieme rappresentanti di tutto il mondo delle industrie di punta e i maggiori esperti del Pianeta di sperimentazione virtuale.

Qualche esempio in medicina. Se vogliamo fare qualche esempio, eccone uno: Al Politecnico di Milano quattro ricercatori stanno studiano una simulazione numerica capace di prevedere il comportamento biomeccanico degli stent durante diverse sollecitazioni, tenendo conto della specifiche condizioni di ogni singolo paziente. Una simulazione che potrebbe diventare parte integrante del lavoro dei cardiologi, dalla pianificazione dell'intervento endovascolare, fino a tutto il percorso post operatorio, rivoluzionando la pratica clinica quotidiana e le aspettative di vita di migliaia di persone che devono fare i conti con trombosi e occlusioni arteriose.

E nella vita di tutti i giorni. Un altro esempio? Eccolo. Se oggi i caschi permettono di sopportare urti un tempo devastanti, pur avendo ormai un peso assai ridotto, è merito del lavoro di sviluppo realizzato negli ultimi anni sui materiali compositi o ibridi. Chiamati così perché essendo ricavati dall'accoppiamento di più materiali di base, acquistano proprietà meccaniche elevate in relazione al loro peso e per questo diffusamente impiegati nelle applicazioni dove la leggerezza è cruciale: nella costruzione degli automobili, dei loro accessori, nelle industrie aerospaziali, fino alla produzione di stazioni di lancio, veicoli spaziali, oltre che per caschi e giubbotti antiproiettile. E che dire del continuo studio sulla forma ideale delle ali (fisse) degli aerei e di quelle (rotanti) degli elicotteri? Anche qui, le aziende che mettono a disposizione i loro software per raggiungere risultati di volta e volte sempre più avanzati. 

Come ti modifico il cioccolatino. "Un po' di anni fa - racconta Stefano Odorizzi, direttore scientifico della conferenza e CEO di EnginSoft Spa - fu posto alla nostra azienda un problema da una nota industria dolciaria italiana. I loro cioccolatini con il liquore dentro  duravano meno di quanto sarebbe stato utile durassero, dopo essere stati sistemati nella confezione. Analizzammo la composizione del cioccolatino, pensammo che il problema fosse il liquore che c'era dentro, ma ci accorgemmo che non esistevano elementi che potessero giustificare una scarsa durata. Puntammo così l'attenzione sulla forma geometrica del dolcetto - continua l'ingegnere - per arrivare, dopo diverse simulazioni, che il problema era proprio lì: nella forma. Che fu cambiata e così rendemmo più longevo il cioccolatino".   

Il pilota su Marte. E' stata così anche l'occasione per conoscere personaggi davvero speciali, come Paolo Bellutta, un fisico italiano di Trento, passato alla robotica "per pura curiosità" e assunto alla Jet Propulsion Laboratory della Nasa, dopo aver mandato un curriculum per mail, che lavora il lunedì e il martedì, dal 2004 guida Opportunity, uno dei due robot che scrutano la superfice di Marte, mentre il mercoledì e il venerdì, dall'anno scorso, è ai comandi di Curiosity, l'altro esploratore meccanico ospite del Pianeta Rosso. Un congegno sofisticatissimo - che prima di partire è stato sottoposto ad anni e anni di simulazioni nelle condizioni infernali che oggi incontra su Marte - e che ha permesso di conoscere ciò che fino a 10 anni fa non neanche si immaginava.

Le ispezioni quotidiane sul Pianeta Rosso. Le due macchine, che Bellutta manovra ormai forse meglo della sua stessa automobile, funzionano con pastiglie di plutonio per generare energia e perlustrano zone di Marte che forniscono ai geologi sulla Terra informazioni utili per ricostruire l'evoluzione del pianeta. Opportunity - racconta lo stesso Bellutta - "somiglia ad una mosca, ha un pianta quadrata di 1,5 metri, per 1,5 e dal 2004 ha ispezionato un territorio con un raggio di circa 39 chilometri. Il braccio meccanico preleva campioni di suolo, che vengono analizzati sul posto e i risultati vengono poi inviati sulla Terra. Marte - racconta il fisico italiano  -  sta messo proprio male. E nessuno sa ancora perché si sia ridotto in questo stato. Atmosfera rarefatta, minore gravità, venti violentissimi fino a 400 chilometri all'ora, temperature che oscillano dai 5° di giorno in estate ai -150 d'inverno durante la notte. In più - aggiunge lo scienziato - non c'è campo magnetico e quindi si viene investiti in pieno dalle radiazioni cosmiche".

L'astronauta che costruisce aerei. A svelare la sua storia c'è anche Maurizio Cheli, un altro che di ingegneria della simulazioni se ne intende. Oltre ad essere ex pilota collaudatore dell'Aeronautica Militare ha partecipato alla missione spaziale internazionale del Programma Space Shuttle del 1996 con il ruolo - per la prima volta assegnato ad un italiano - di mission specialist. Adesso costruisce velivoli sportivi "per puro divertimento", ci tiene a dire. Lo fa con la DigiSky una società formata da 7 persone che da un disegno su un foglio di carta costruisce un aeroplano a due o quattro posti, per il volo sportivo, tutto realizzato con sofware per la simulazione, "oggi alla portata di tutti"

Il senso del meeting. Ma è sul punto centrale attorno al quale ha ruotato il meeting di Verona, che è importante ascoltare proprio Stefano Odorizzi, che può vantare la presenza di 900 iscritti e 730 presenze alla conferenza, provenienti da ogni angolo della Terra. Le aziende industriali - questa è la domanda - sono abbastanza attente a quanto si muove nel mondo delle simulazioni che oggi sono in grado di ottimizzare al massimo le scelte e le linee produttive?

"C'è da investire in cultura e risorse umane".  "Le tecnologie applicate alla simulazione stanno diventando onnipresenti nelle applicazioni industriali e la loro integrazione sta diventando sempre più rilevante per raggiungere la vera innovazione di un prodotto e di un processo - ha detto Odorizzi - questo incontro rappresenta uno dei più rilevanti appuntamenti in Europa per quanto riguarda le tecniche di simulazione numerica e il loro ruolo nel plasmare il futuro della ricerca e dello sviluppo industriale. Si tratta di un evento chiave per gli ingegneri, analisti, progettisti, responsabili IT, professori, ricercatori e studenti di tutto il mondo". C'è da investire in cultura e risorse umane - ha aggiunto l'ingegnere - a volte le industrie pensano di chiedere la Luna mentre invece pone solo domande che semplifichino il processo produttivo alle quali è facile rispondere. Di fronte alle difficoltà d'investimento delle aziende in questo settore, c'è da ricordare che i risultati delle ricerche sono oggi immediatamente applicabili. Occorre coraggio, dunque, e un cambio di cultura"