Lì dove le automobili nascono sicure

PROSPETTIVE INCORAGGIANTI - Le automobili - e i veicoli in generale - non solo sono complicate ma molti dei loro pezzi sono safety critical: la rottura di un braccio della sospensione, di un disco freno o di un giunto possono mettere a repentaglio la vita dei passeggeri e degli altri utenti della strada. È per questo che gli enti di test e certificazione, come TÜV Italia, lavorano da sempre con l’automotive, fornendo informazioni preziose sia per la sicurezza sia per la conformità alle norme tecniche e di omologazione. Il TÜV tedesco, per esempio, raccoglie molti dati durante le revisioni e sulla loro base ha stilato una classifica delle automobili più affidabili, una rilevazione effettuata 3, 5, 7, 9 e 11 anni dall’immatricolazione (la puoi trovare qui). Il Laboratorio Prove di TÜV Italia si trova a Volpiano (TO) ed è il frutto di un importante investimento, deciso al termine di un’approfondita valutazione che proiettava il settore TIC (Testing, Inspecton, Certification) in forte crescita.

ESPANSIONI SUCCESSIVE - TÜV Italia nasce nel 1987 e nel 1998 acquisisce da Olivetti le sua struttura di testing, con un’ulteriore espansione nel 2012 a seguito dell’acquisto di Bytest, laboratorio attivo nei test sui materiali utilizzati nella produzione industriale. L’ultima espansione in ordine di tempo è datata 2020 e vede l’apertura dell’attuale insediamento di Volpiano, che ospita in un unica struttura i Laboratori TÜV Italia e quelli di Bytest, in precedenza ospitati in siti distinti. L’importante investimento è nato in considerazione del fatto che i sempre nuovi e più complessi regolamenti internazionali sulla sicurezza dei prodotti porta a una maggiore mole di controlli che le aziende tendono a esternalizzare per concentrarsi sul loro core business: di qui la tendenza, suffragata dai dati, a un aumento delle richieste di testing a laboratori esterni. Il polo di Volpiano comprende una palazzina per uffici di 2000 mq e un capannone di 6000 mq, destinato alle strutture che permettono di effettuare una pluralità di test, alcuni dei quali molto sofisticati. Il Laboratorio prove di TÜV Italia ha richiesto un investimento iniziale di circa 15 milioni di euro con i piani di sviluppo quinquennali che prevedono ulteriori investimenti annuali pari a circa il 7-8% del fatturato: non è poco ma è necessario per rimanere al passo con l’evoluzione tecnologica e normativa di questo periodo.

PROVE DI OGNI TIPO - Nell’ambito di questa espansione il Laboratorio Prove di TÜV Italia è stato recentemente ampliato realizzando un laboratorio per il Sorting Automotive, una procedura con la quale il laboratorio controlla componenti automotive prima che vengano installati: in questo modo i costruttori possono evitare eventuali richiami di parti già montate. La nuova sala metrologica è dotata di strumenti e software di ultima generazione per effettuare precisi rilevamenti e controlli dimensionali su componenti con le più svariate forme geometriche. In questo laboratorio vengono misurati, per esempio con uno scanner prototipi, componenti automotive come pezzi stampati in materiali plastici,  fusioni, lamierati e attrezzature per la produzione.

Un tradizionale punto di forza del Laboratorio Prove di TÜV Italia è il bunker nel quale si svolgono le prove non distruttive (PND) radiografiche. Questo tipo di esame usa sorgenti a raggi X e a raggi Gamma, con questi ultime estremamente penetranti e che permettono quindi di esaminare nel dettaglio l’interno di pezzi metallici anche di grandi dimensioni. Le PND radiografiche vengono utilizzate per stabilire se il materiale sia uniforme o, al contrario, abbia difetti di fusione, crepe o discontinuità di vario tipo. Queste disuniformità sono potenzialmente pericolose perché possono generare ‘fatica’ nel materiale: il termine indica un cedimento a seguito dell’applicazione ripetuta di carichi inferiori a quello di rottura del pezzo in esame ed è quindi un fenomeno piuttosto subdolo.

Sono possibili anche tomografie assiali e questo laboratorio, schermato dal bunker in cemento armato perché sede di radiazioni molto intense, come diversi altri del polo di Volpiano, è accreditato da nomi del calibro di General Electric Aviation, Boeing, Bombardier e Leonardo Aviation. Un altro tipo di PND usa Liquidi Penetranti Fluorescenti: si tratta di fluidi che riescono a ‘entrare’ nelle più piccole imperfezioni superficiali del pezzo, evidenziandole con una forte luminosità quando sono illuminati con luce ultravioletta. Altre prove non distruttive, condotte in massima parte nei laboratori Bytest, sono quelle basate sulle correnti indotte e sugli ultrasuoni: entrambe evidenziano difetti del materiale, rilavati grazie alle discontinuità e riflessioni nella trasmissione delle correnti elettriche e delle onde ultrasoniche.

STRESS E ONDE ELETTROMAGNETICHE - Altro laboratorio molto interessante per l’automotive è quello che permette di verificare gli effetti degli stress ambientali. I materiali e i pezzi da testare vengono qui sottoposti a temperature estreme (da - 80° a + 200°C), umidità (dal 10 al 95% di umidità relativa), raggi ultravioletti, nebbia salina (induce una corrosione accelerata); si fanno inoltre prove di infiammabilità e si verifica la resistenza alle polveri e all’acqua. Ma lo stress in materiali e componenti può derivare anche dalle vibrazioni e a Volpiano è quindi previsto un laboratorio che permette di sottoporre i dispositivi da testare a vibrazioni di ogni tipo (eventualmente in camera climatica) prodotte da macchine chiamate shaker. La vocazione aerospaziale del Laboratorio Prove di TÜV Italia è confermata anche dalla possibilità di simulare le vibrazioni (pyroshock) indotte dalle micro cariche usate per tranciare cavi o bulloni che, per esempio, tengono chiusi i pannelli fotovoltaici che alimentano i satelliti artificiali.

Presente anche una moderna camera semianecoica, il luogo nel quale vengono eseguiti test di compatibilità elettromagnetica: si tratta di verificare sia che i dispositivi (potrebbero essere anche interi veicoli) riescano a sopportare sollecitazioni prodotte da onde elettromagnetiche sia che essi non ne emettano in maniera pericolosa. I disturbi possono essere ‘condotti’, se emessi o ricevuti attraverso cavi elettrici e superfici o ‘irradiati” nel caso essi siano emessi/ricevuti via aria o dallo spazio. La camera semi anecoica ha una tavola rotante sulla quale sistemare il componente da testare e motori per il posizionamento delle antenne; lo spazio utile di 15 x 6 x 5,5 metri mentre le 3 camere schermate dispongono di spazi con dimensioni 5,3 x 3,5 x 3 metri.

ALTA TENSIONE E NON SOLO - Con la diffusione dei veicoli elettrici, sono apparse nuove sfide per l’automotive e non parliamo solo del produrre batterie più capaci e meno pesanti e ingombranti. La trazione elettrica ha infatti bisogno di batterie ad alta tensione, con la media dei voltaggi che si sta spostando dai 300-500 volt delle prime generazioni agli 800 e più volt di modelli quali la Dodge Charger SRT Daytona (leggi qui la notizia). Il Laboratorio Prove di TÜV Italia può quindi condurre test sui componenti in alta tensione, compresi quelli di invecchiamento e la resistenza ai campi elettromagnetici, anche ai sistemi completi. Ovviamente non manca la possibilità di compiere le classiche prove di resistenza meccanica: impatto, compressione, trazione, flessione, caduta insieme a quelle HIC destinate ai materiali che devono assorbire gli urti. A tutte queste attività si aggiungono poi quelle di certificazione di prodotto, la marcatura CE, e le omologazioni su componenti automotive.