Sifim progetta e produce filtri e componenti per l’industria dell’elettrodomestico, principalmente per quanto riguarda cucine sia domestiche che industriali, inoltre produce anche prodotti per l’illuminazione come le plafoniere. Nata nel 95’ a Monzano, Sifim vanta più di 25 anni di esperienza nel mondo dei filtri.
 
I core business: filtri per cappe domestiche, filtri per cucine professionali, filtri specifici per forni, frigoriferi, condizionamenti; plafoniere e rete stirata. La rete stirata è il cuore dell’azienda è il componente padre di tutti i filtri, soprattutto di quelli domestici, ma anche in alcuni di quelli industriali. Nasce da materiale pieno senza scarto grazie a tecniche interne.
 
All’interno dell’azienda vi è anche un laboratorio in cui vengono eseguiti dei test, ovviamente principalmente dedicati al mondo delle cappe, quindi test per l’efficienza filtrante grassi, per l’efficienza filtrante odori. Il test della perdita di carico, in cui andiamo si vede la perdita di pressione che creano i filtri che è molto importante soprattutto per i dati di progetto dei motori delle cappe, ma non solo, perché i filtri di Sifim vengono usati anche sistemi di condizionamento. Un altro test importante è la resistenza alla fiamma dei filtri labirinto, di cui anche il filtro che prenderemo in oggetto oggi. Per norma europea il filtro deve resistere per un minuto a una fiamma alta 800 mm e non deve lasciar passare nessuna fiammella, inoltre alla fine del test deve essere ancora consistente e durevole.

Le tecnologie di separazione applicate al trattamento dell’aria possono essere catalogate in tre macro categorie:

• Filtri meccanici: quei dispositivi che creano un ostacolo fisico al passaggio delle impurità e che di fatto trattengono meccanicamente l’impurità che voglio eliminare dall’aria.
• Separatori centrifughi: sfruttano il principio delle forze d’inerzia e il campo di moto dell’aria all’interno ad esempio di un ciclone per far precipitare poi le impurità.
• Separatori a labirinto: dispositivi usati prevalentemente per la separazione di gocce di liquido presenti nell’aria e sfruttano un percorso tortuoso per favorire l’adesione delle particelle alle pareti e quindi poi farle separare dal flusso principale.

Fattori che influenzano le prestazioni di un separatore sia questo un ciclone o un filtro a labirinto:

• Le caratteristiche del separatore: la forma, le dimensioni.
• I parametri di processo: la portata d’aria che deve essere elaborata e che determina la velocità del flusso e la temperatura che influisce ad esempio sulla viscosità dell’aria e su quella delle particelle.
• Le caratteristiche del particolato: il materiale che deve essere separato, la forma del particolato, che possono essere trucioli di legno o di materiali plastici, particelle che possono essere assimilate a piccole sfere oppure che hanno una forma differente e un’altra caratteristica e come queste si comportano quando vanno a interagire con le pareti del separatore.

Tutti questi parametri sono parametri che il progettista deve essere in grado di tenere in considerazione per determinare le prestazioni del separatore attraverso la simulazione. Per quanto riguarda le metriche che esprimono le capacità del separatore di svolgere il proprio compito sono essenzialmente:

• La caduta di pressione al variare della portata da rielaborata, minori sono le cadute, maggiore è l’efficienza energetica del dispositivo, minori sono i costi di gestione dell’impianto. Per cui questo è un fattore di scelta spesso e volentieri da parte del cliente che deve selezionare un dispositivo piuttosto che un altro.
• La FEC, Fractional Efficency Curve, la curva che esprime la quantità di particelle inquinanti che vengono catturate dal separatore, in base alla loro dimensione.

Questa FEC quindi dipende dalle caratteristiche del particolato, quindi dimensione della particella, materiale che viene trascinato e poi interazione appunto con le superfici del separatore. Maggiore è l’efficacia del separatore, minore sarà la frequenza con cui si dovrà ad esempio andare a pulire o a sostituire i filtri meccanici che sono presenti nell’impianto a valle del separatore.

Che cos’è il Particle Tracking?
Il Particle Tracking è una funzione che è disponibile nella maggior parte dei software di simulazione che permette di modellare il comportamento delle particelle quando vengono trascinate dal flusso. Quindi permette di effettuare, istante per istante, un bilanciamento tra le forze d’inerzia, il peso della gravità, il peso della particella, le forze viscose di trascinamento del flusso rispetto alla particella e di simularne il moto all’interno del separatore.
 
Con il Particle Tracking l’operatore può definire la dimensione, il materiale, la quantità di particelle che entrano nel separatore e il solutore ne simula il trascinamento tenendo conto appunto istante per istante di queste caratteristiche. Quello che permette di ottenere come risultato alla fine è capire quante particelle vengono trattenute dal separatore, quante invece riescono a raggiungere l’uscita rispetto alle particelle che sono state inserite nella sezione di ingresso.

Il vantaggio di utilizzare i software di simulazione, in questo caso simulazione fluidodinamica, nelle fasi di progettazione anche di un prodotto come un filtro a labirinto creato con delle lamiere piegate, di fatto produce dei vantaggi tecnici ed economici importanti per l’azienda.
 
Sostanzialmente permette di replicare a calcolo tutti quelli che sono i test di qualifica del prodotto. Permettono di studiare gli effetti dei parametri geometrici, l’esplorazione di soluzioni innovative. Valutare se può valer la pena o meno testare delle soluzioni nuove, innovative, ma che sono complicate da realizzare. Altra cosa, la possibilità di esplorare il comportamento del prodotto in condizioni anche diverse rispetto a quelle per cui è stato inizialmente progettato, quindi valutare un prodotto pensato per un tipo di utilizzo cosa succede se viene sottoposto a delle situazioni differenti.
 
Tutto questo per l’azienda si traduce in un accorciamento del time to market, per quanto riguarda il prodotto in sé quindi il sistema di separazione, una maggiore efficienza di separazione, una maggiore efficienza energetica che mai come oggi è un tema di attualità e alla fine anche un migliorare la qualità del processo di separazione, quindi con tutte le ricadute che questo ha in termini anche di gestione e manutenzione dell’impianto. Quindi tutti fattori che hanno un riscontro economico tangibile.

Nei filtri a labirinto, a parità di particella, aumentando la velocità l’efficienza di filtrazione aumenta o diminuisce?
Allora dipende ovviamente dal tipo di particelle, dal tipo di filtro, da tante cose, però parlando così in linea di massima tendenzialmente aumentando la velocità l’efficienza migliora, perché si ha l’effetto dell’inerzia che tende a spingere le particelle contro le pareti dei filtri.
 
Quanto è complicato per un progettista che non è realmente esperto in questa situazione svolgere un’analisi?
Personalmente l’ho trovato molto intuitivo, ovviamente magari c’era qualche dubbio, c’era qualcosa in più, però lo strumento è facilmente utilizzabile e ovviamente SmartCAE è molto presente, anche successivamente quando abbiamo avuto dei quesiti, dei dubbi sono stati sempre disponibili.
 
Se dovessi pensare di fare due volte l’anno una simulazione con particle tracking in transitorio con accoppiamento tra le frasi, qual è la soluzione commerciale migliore? Intendo soluzione stand alone perché come piattaforma CAD usiamo Autodesk.
Per fare quel tipo di simulazione lo strumento non è FloEFD, ma è Star-CCM+ che è un applicativo stand alone, dispone anche di una licenza power on demand, per cui prendendosi un pacchetto minimo, magari di 500 ore di CPU siete completamente autonomi.
 
Che tipo di proposta offre Siemens lato licenze per le soluzioni di simulazione?
Il bello della piattaforma Siemens è che è molto flessibile per i software, per il licensing esiste la possibilità della licenza in acquisto, di proprietà quindi una licenza perpetua, come storicamente siamo abituati ad acquistare il software. Nel corso degli anni Siemens ha però perfezionato vari modelli di licensing. Adattando la piattaforma, arricchendola con soluzioni di tipo subscription. Oltre a questo ci sono soluzioni particolari, ad esempio sulla piattaforma Simcenter 3D, oltre al classico tipo di licenza a moduli, dove l’utilizzatore acquista le varie funzioni del software cumulandole una sull’altra in base al tipo di utilizzo, Simcenter 3D dispone di una licenza che si chiama token, nella quale tutte le funzioni multi fisiche sono a disposizione e in base al numero di token che il cliente ha acquistato può sfruttare alternativamente le varie funzioni, quando la fluidodinamica, quando lo strutturale, quando elettromagnetismo. Per quanto riguarda invece Star-CCM+ esiste un altro tipo di licenza ancora che è la licenza power on demand. Essenzialmente il cliente acquista un monte ore di CPU da utilizzare nell’arco di 12 mesi, ha 12 mesi di tempo per esaurire questi crediti che vengono conteggiati da Siemens e abilita praticamente tutte le funzioni del programma, in maniera illimitata.