PRO_456

108 progettare 456 • settembre 2023 SOFTWARE deputati a creare il campo magnetico, è possibile localizzare l’effetto di riscal- damento là dove occorre fondere il po- lietilene, garantendo un’alta efficienza di processo”. La rapidità è in particolare un pregio chiave per le macchine Tetra Pak ® , i cui modelli più veloci possono processare circa 40.000 pacchetti l’ora. Sigillatura a induzione La composizione del Tetra Pak ® e il processo di sigillatura cui viene sot- toposto impongono di ricorrere nella simulazione a molteplici fisiche: elet- tromagnetismo, trasporto del calore, meccanica strutturale (per applicazione della pressione) e fluidodinamica (per studiare le condizioni dell’ambiente macchina). “La nostra è un’applicazio- ne per sua natura ricca in multifisica - spiega Betti Beneventi -, per cui per noi è importantissimo lavorare con uno strumento che sia nativo multifisico, che riesca cioè a gestire internamente e in modo efficiente la soluzione del sistema fisico accoppiato: un enorme vantaggio rispetto alla prospettiva di dover sviluppare in-house programmi che facciano dialogare software diversi per ottenere l’autoconsistenza tra le fisiche”. Mentre lo studio dei materiali componenti il Tetra Pak ® è di perti- nenza soprattutto dell’R&D di Lund, a Modena il lavoro in simulazione si concentra sulle macchine. Con una di- stinzione non tuttavia così netta, poiché ciò che accade al materiale dipende da come è fatto l’equipment, mentre la progettazione delle macchine dipende dalle proprietà del materiale. “Le no- stre macchine possono avere anche tre generatori a induzione, che servono le varie sigillature - spiega Betti Beneventi -. La simulazione ci aiuta moltissimo nella selezione e ottimizzazione degli induttori, e in questo caso possiamo semplificare la descrizione del Tetra Pak® al solo alluminio”. Dal momento che le proprietà elettromagnetiche del foglio di alluminio e dei materiali dei componenti degli induttori sono noti con ottima accuratezza e predicibilità, la simulazione risulta molto affidabile e predittiva. È quindi possibile studiare l’aspetto elettromagnetico del sistema di sigillatura usando quasi solo la simu- lazione, con enorme risparmio di tempo e denaro legati a sviluppo e manufac- turing di prototipi fisici di induttori, oltre a evitare lo spreco di energia, carta, materiali e di acqua, con cui si riempiono i pacchetti durante i test. Trasporto di umidità Un’altra cruciale applicazione della si- mulazione in Tetra Pak ® riguarda il tra- sporto di umidità nella carta, ambito in cui sono state preziose l’apertura e la flessibilità dello strumento di simulazio- ne usato, come spiega Betti Beneventi: “Mentre l’alluminio è un materiale no- to, cartone e polimeri sono materiali Schema delle tre sigillature, longitudinale, strip e trasversale, in una confezione Tetra Pak®. Immagine al microsco- pio elettronico della sigillatura trasversale che provvede a chiudere la confezione.