Dall’analisi degli oli lubrificanti all’intelligenza artificiale, come la diagnostica predittiva ha trasformato la manutenzione industriale e cosa ci riserva il futuro
Questo potrebbe essere il titolo dell’editoriale del numero di “Manutenzione & Asset Management” di Marzo 2030, quando, a seguito dei miglioramenti nella progettazione dei nuovi assets industriali dati dall’ introduzione della “AI” e dei progressi delle tecniche metallurgiche, stampaggio e finitura componenti volventi, le classiche dinamiche sul “ciclo di vita” di un macchinario saranno di fatto considerate obsolete. Quindi niente più proiezioni basate sul tradizionale “Life cycle cost” e il confortevole diagramma a “vasca da bagno” da cui estrapolare logiche di affidabilità?
Difficile sapere quanto velocemente sarà raggiunto questo auspicabile traguardo, ma i presupposti esistono già da diversi anni. E in effetti se torniamo agli inizi (solo pochi decenni fa) del nostro originale mestiere di tribologi, ovvero di ricercatori dei problemi legati al logoramento e usura dei materiali, di sfide ne affrontavamo non poche. Impegnati giornalmente ad individuare le cause prime del guasto meccanico, ovvero degli “incidenti” – come i vari malfunzionamenti oltre alle vere e proprie avarie – che capitavano sugli impianti industriali.
Del resto il mondo civilizzato (in generale, dalla medicina, che grazie a tecnologie diagnostiche sempre più raffinate e meno invasive è in grado di “prevedere” i guasti futuri di un individuo, fino al conditions monitoring in ambito industriale) ha compiuto passi da gigante nel campo dell’affidabilità. La cosiddetta “malasorte” invocata un tempo come responsabile ultima di una avaria ad un sistema di trasporto (treno, nave, bus che sia), trova oggi, invece, una serie di concause ben definite. Siamo arrivati al punto di riesumare alcuni “cold case” (nel senso vero o figurato del termine), per suffragare antiche, labili tracce di responsabilità, alla luce di odierne ipotesi diagnostiche basate su indagini ambientali o addirittura criminali aggiornate.
Diagnostica e lubrificanti
Proviamo a riprendere il nostro discorso in merito al significato e alla evoluzione della diagnostica attraverso le analisi degli oli lubrificanti. Ai primordi di questa raffinata tecnica di indagine ci deve essere stata un’intuizione geniale nel provare a normalizzare un evento all’apparenza casuale. Partivamo da un campione di un olio lubrificante che appariva “sporco” (di cosa, esattamente?!) e con un aspetto leggermente diverso da quello prelevato da una macchina del tutto simile – in apparenza – ma che lavorava ad una temperatura un po’ superiore. Qualcosa mi ha suggerito che la variabile incriminata (per lo stress del fluido lubrificante) era racchiusa nell’ unico elemento in comune (ovvero l’olio) di un sistema “gemello” dei due assets presi in esame.
È iniziata quindi una ricerca di rapporti cause/effetto che ha coinvolto vaste tipologie (per famiglie costruttivamente assimilabili) di macchinari, in cui il lubrificante veniva campionato a intervalli regolari. L’ora “0” è assimilabile all’impronta digitale del prodotto all’inizio della sua vita operativa nel contesto specifico. Da lì in poi è iniziata questa storia particolare con il progressivo degrado della carica, ad opera di fenomeni ossidativi, oltre ad attriti fisiologici più o meno esasperati (che sin dalla fase di rodaggio rilasciano tracce delle leghe metalliche coinvolte) che nel tempo tendono a esaurire i pacchetti di additivi presenti nel fluido vergine.
In pratica (contrariamente a quanto accade nel campo delle analisi di carattere clinico a livello umano, in cui la tipologia di “prodotto” – il sangue – da verificare è grosso modo uguale a livello globale) nel mondo industriale o automotive dobbiamo confrontarci con una miriade di oggetti diversi (le macchine) che a loro volta operano con diverse migliaia di oli lubrificanti.
Un incredibile mix di situazioni che non è affatto semplice normalizzare. Ma se (come poi è stato dimostrato) lo scopo di queste prime indagini era ottenere uno strumento potente per incrementare l’affidabilità dei componenti, attraverso controlli mirati, ecco che diversi centri di ricerca hanno unito gli sforzi e hanno coniato le prime norme riconosciute a livello internazionale. Si è passati dai primi quattro o cinque test basilari, retaggio delle competenze dei laboratori di ricerca dei principali produttori di lubrificanti (come viscosità, n° di Neutralizzazione, etc.) e adatti più al controllo qualità che alla diagnostica manutentiva, a tutta una nuova serie di determinazioni per le quali sono stati creati apparecchi ad hoc.
Da cui sono scaturite tecniche inimmaginabili anche nel recente passato. Oggi si parla pur sempre di un settore di nicchia, che coinvolge figure tecniche molto preparate, dotate di competenze trasversali. I risultati delle analisi tribologiche hanno portato inizialmente a correggere i potenziali fattori di rischio o danno, in assets operanti in contesti industriali evoluti, in cui si evidenziavano fenomeni di usura grave, che avrebbero portato a inevitabili avarie, risolte mediante interventi mirati non impattanti. Ricordo bene la grande soddisfazione dei primi tecnici coinvolti in queste sfide di fronte alla scoperta del danno (seppur incipiente) comunque limitato a livello di impatto sulla produzione. Ma pur sempre di danno stiamo parlando.
Di seguito i costruttori (specie all’interno dei loro reparti R&D) hanno perfezionato queste tecniche diagnostiche, iniziando così un percorso virtuoso con interventi correttivi “a monte” ante produzione di serie, raffinando le tecniche di indagine e concentrandosi su particolari sino ad allora trascurati.
Una delle più recenti novità in cui mi sono imbattuto a livello di finitura delle superfici, grazie all’accuratezza delle nuove macchine per la lappatura, consiste nello “spianare” le cuspidi positive (inevitabili residui delle lavorazioni) ma conservando i mini-crateri (ovvero le “valli” negative) al cui interno rimane intrappolato in giusta dose il lubrificante con i suoi additivi, garantendo quindi il funzionamento quasi senza attriti, sin dall’inizio dell’attività. In pratica senza la classica fase del rodaggio. Come si può notare nell’immagine 1, stiamo parlando in ambito automotive di valori di rugosità superficiale inferiore al micron.
Torniamo quindi all’introduzione: davvero le macchine non si guasteranno più nel prossimo futuro? E che fine faranno quindi le tecnologie di supporto al conditions monitoring? È probabile che l’attuale trend mostrerà una quantità di danneggiamenti e rotture sempre minori; ma il processo di efficientamento della produzione avrà come target, comunque, di ridurre le dimensioni dei vari componenti, per ottenere macchine con prestazioni sempre maggiori riducendo ingombri e volumi. La sempre minore quantità di olio lubrificante che sarà reso disponibile alle macchine per operare, porterà ad un livello di stress sempre maggiore, a livello ossidativo e non solo.
Da qui la ragionevole confidenza: magari in quantità minore, in modalità più controllata e con conseguenze di minore impatto, ma i danneggiamenti e le rotture continueranno ad accadere, stimolando l’intelligenza e la curiosità di tecnici e ingegneri in cerca di rimedi sempre più raffinati
EDITORIALE A.I.MAN. MARZO-APRILE 2026