Il Premio Nobel per la Fisica 2025 è stato assegnato a John Clarke, Michel H. Devoret e John M. Martinis per la loro ricerca sulla quantistica. Sono stati premiati per la scoperta dell’effetto tunnel quantistico macroscopico e della quantizzazione dell’energia in un circuito elettrico, gettando le basi per i computer quantistici.

• Motivazione: I tre fisici hanno dimostrato che è possibile osservare e manipolare fenomeni quantistici, come il tunneling quantistico, in sistemi molto più grandi dei singoli atomi, rendendo la fisica quantistica una tecnologia applicata.

• La scoperta: Hanno condotto esperimenti con circuiti superconduttori e giunzioni Josephson, dimostrando che effetti tipicamente microscopici possono manifestarsi anche in circuiti elettrici macroscopici. 

• Impatto: Le loro scoperte sono fondamentali per lo sviluppo della prossima generazione di tecnologie quantistiche, tra cui computer quantistici, crittografia quantistica e sensori quantistici avanzati.

Il settore dei riduttori, benché sicuramente maturo, è comunque oggetto di una continua evoluzione volta a migliorare prestazioni, affidabilità e sostenibilità dei sistemi che li utilizzano. Come evidenziato nel whitepaper di ANIE Automazione, i trend tecnologici attuali e futuri si concentrano su diverse direttrici.

Una tra le più promettenti riguarda l’impiego di nuovi materiali. Anche se l’acciaio ad alta resistenza è e resta il materiale d’elezione per gli ingranaggi e i componenti strutturali sottoposti a elevate sollecitazioni, altre leghe innovative o trattamenti superficiali avanzati possono essere presi in considerazione per incrementare ulteriormente la capacità di carico, la resistenza all’usura e la durata di questi componenti.

Anche ai materiali compositi e i tecnopolimeri ad alte prestazioni possono trovare impiego in alcune applicazioni, soprattutto quelle a bassa e media potenza dove la leggerezza, la resistenza alla corrosione o specifiche esigenze di amagnetismo possono offrire vantaggi significativi. In particolare il tema della riduzione del peso è particolarmente sentito in alcune applicazioni contraddistinte da cinematiche complesse, nei sistemi robotici mobili o in applicazioni aeronautiche o aerospaziali.

L’efficientamento energetico è un altro motore trainante dell’innovazione di questo settore. Già oggi, vale la pena specificarlo, alcune tecnologie di riduttori, come quelle a ingranaggi cilindrici elicoidali, abbiano raggiunto livelli di rendimento molto elevati (spesso superiori al 98% per stadio). Ma quando si parla di meccanica che lavora di continuo ogni frazione di punto percentuale di efficienza guadagnata si traduce in un risparmio energetico che, moltiplicato per il vasto numero di riduttori installati a livello globale e per le ore di funzionamento, assume una rilevanza notevole nel bilancio energetico complessivo di un impianto o di una fabbrica. Questo è uno degli aspetti più rilevanti se si considerano i principi di sostenibilità promossi dal paradigma dell’Industria 5.0. In questo ambito la ricerca si sta concentrando sulla minimizzazione degli attriti attraverso geometrie ottimizzate degli ingranaggi, lubrificanti più performanti e a bassa viscosità e tenute a basso attrito.

Un’altra potenziale fonte di benefici è l’automazione. Ci riferiamo in particolare alla crescente diffusione di motorizzazioni e asservimenti anche su assi che in passato erano movimentati manualmente o non controllati (come registri, cambi formato, assi di setup). Un trend, questo, spinto non solo dalla crescita dei volumi di mercato ma anche dalla domanda di componenti sempre più specializzati e performanti. Riduttori progettati e ottimizzati per compiti specifici richiedono, ad esempio, altissima precisione, gioco ridotto, elevata rigidità torsionale o capacità di sopportare cicli dinamici intensi.

E poi c’è il tema delle interfacce. Per semplificare l’integrazione e l’utilizzo dei riduttori, si lavora intensamente sull’efficacia delle interfacce sia verso il motore sia verso l’applicazione. In questo caso la parola chiave è “modularità”: sistemi che permettono di combinare diversi stadi di riduzione, tipi di ingranaggi, opzioni di montaggio e interfacce di uscita in modo flessibile consentono di configurare il riduttore ottimale per ogni specifica esigenza, riducendo i tempi di consegna e i costi di personalizzazione.

Anche l’integrazione in macchina, ovvero il fissaggio del riduttore alla struttura, è un aspetto fondamentale che deve essere considerato fin dalle prime fasi progettuali, poiché ha implicazioni dirette sulla stabilità, sulla precisione e sulla durata dell’intero sistema.

Da ultimo un tema sempre più sentito, anch’esso legato alla sostenibilità e in particolare all’economia circolare, è il possibile riutilizzo delle parti o dei componenti interi. Progettare riduttori con un occhio alla manutenibilità, alla facilità di disassemblaggio e alla sostituibilità dei componenti usurati può estenderne la vita utile e facilitare processi di ricondizionamento o riciclo, riducendo così l’impatto ambientale e offrendo vantaggi in termini di assistenza post-vendita.

La velocità di adattamento al “Nuovo” che avanza è l’asso nella manica delle generazioni di oggi, dinamiche, curiose, pronte a reagire agli stimoli.

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