Il sistema che hanno sviluppato è in grado di misurare la temperatura dei processi di lavorazione o taglio in aree inaccessibili alle tecniche convenzionali. Le termocamere a infrarossi non possono essere utilizzate in questi ambienti perché non c'è una visuale libera sul punto di taglio dell'utensile, né è possibile installare termocoppie o altri sensori a causa del loro deterioramento e della difficoltà di trovare una posizione accessibile. I ricercatori hanno invece superato questa difficoltà utilizzando un pirometro a fibra ottica (un pirometro è uno strumento in grado di misurare la temperatura senza contatto con l'oggetto).
La fibra ottica è un mezzo di trasmissione che invia impulsi di luce per rappresentare i dati. Grazie alle sue dimensioni ridotte (la fibra misura 62,5 micron), può raggiungere aree molto piccole. "Per darvi un'idea, il diametro medio di un capello di una persona giovane è di circa 100 micron", spiegano i ricercatori. Nel loro caso, hanno utilizzato una tipica fibra per telecomunicazioni, come quelle utilizzate per trasmettere segnali ad alta velocità nelle reti dati.
Il pirometro determina la temperatura di un oggetto in base alla quantità di radiazione emessa: all'aumentare della radiazione, aumenta anche la temperatura. Misura la radiazione in due colori diversi e calcola la temperatura dal rapporto tra i due segnali. Il sistema è calibrato in modo da poter "iniziare a misurare da 300 gradi e raggiungere fino a 1.000 gradi, poiché la fibra, realizzata in silice, resiste a temperature molto elevate", spiega Carmen Vázquez, professoressa presso il Dipartimento di Tecnologia Elettronica dell'UC3M e coordinatrice del progetto.
L'acquisizione di dati sulle variazioni di temperatura durante il taglio aiuta ad analizzare l'usura dell'utensile. Di conseguenza, "è possibile ottimizzare la durata dell'utensile, migliorando la produttività", spiega Carmen. Allo stesso modo, garantire l'integrità superficiale del materiale lavorato è fondamentale; nella maggior parte dei casi, la temperatura è un parametro indicativo del danno causato dalla lavorazione.
Questo sistema è applicabile in ambienti in cui si utilizzano macchine utensili per la produzione di componenti. È rilevante, ad esempio, nel settore aerospaziale. Nella lavorazione di componenti per motori, è molto importante "evitare temperature eccessive durante la lavorazione, che possono portare a eccessive tensioni residue o cambiamenti di fase legati a prestazioni di fatica inferiori", prevenendo così potenziali problemi durante il volo. Carmen Vázquez afferma che "il prototipo potrebbe già essere implementato sul campo e funzionare su diverse macchine del settore".
I ricercatori del progetto, oltre a Carmen Vázquez, sono Alberto Tapetado, dottorando presso l'UC3M; Henar Miguélez, professore presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica; José Díaz Álvarez, professore presso il Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale; ed Ernesto García, tutti dell'UC3M. La ricerca è stata condotta nell'ambito di un progetto del Piano Nazionale finanziato dal Ministero dell'Economia e della Competitività e del programma di ricerca SINFOTON-CM finanziato dalla Comunità di Madrid. È stata realizzata dal gruppo Display e Applicazioni Fotoniche del Dipartimento di Tecnologia Elettronica, in collaborazione con il gruppo Tecnologie di Produzione e Progettazione di Componenti Meccanici e Biomeccanici del Dipartimento di Ingegneria Meccanica.
