Industria

Tribologia e ricerca

Il prof. Hugh Spikes è un esperto di tribologia presso l’Imperial College di Londra.

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Fatti

Anno di nascita: 1945
Corso di studi:
• Pembroke College, Cambridge, 1965–1968
• PhD research, Department of Mechanical Engineering, Imperial College
Riconoscimenti:
• Tribology Trust Gold Medal,
• International Award della Society of Tribologists and Lubrication Engineers
• Mayo D Hersey Award of the American Society of Mechanical Engineers
Hobby:
Danza (soprattutto tango argentino), un po’ di giardinaggio (essenzialmente con i suggerimenti della moglie), lettura di romanzi leggeri (spesso due volte).

Il Prof. Hugh Spikes ha circa 250 pubblicazioni scientifiche al suo attivo, tra cui singoli articoli dedicati alla tribologia, con argomenti che abbracciano i meccanismi di riduzione dell’attrito, le interazioni tra gli additivi dell’olio e le superfici, la lubrificazione delle superfici ruvide e la lubrificazione degli organi delle macchine. È membro della Royal Academy of Engineering, dell’Institution of Mechanical Engineering e della Society of Tribologists and Lubrication Engineers (STLE)
Collabora da quasi venti anni con la SKF su diversi argomenti riguardanti la tribologia e la lubrificazione ed è attualmente Research Director dell’SKF University Technology Centre for Tribology presso l’Imperial College di Londra.

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Imperial College London

Il prof. Hugh Spikes, titolare della cattedra di Lubrificazione presso l’Imperial College di Londra, non è uno scienziato chiuso nella sua torre d’avorio. Anzi, vede con favore i rapporti tra il mondo della ricerca e quello industriale. “C’è sempre stata una punta di snobismo da parte delle scienze pure nei confronti di quelle applicate”, dice, “ma la ricerca nel campo dell’ingegneria ha sempre, per definizione, delle applicazioni pratiche”. Spikes sostiene che questo pragmatismo non è affatto nuovo e cita una pubblicazione del 1699 di Guillaume Amontons sull’attrito e una del 1886 di Osborne Reynolds sulla lubrificazione.

Spikes va orgoglioso della propria collaborazione con l’industria. “Mi ha sempre interessato coniugare i principi della scienza con le applicazioni pratiche. Mi piace l’atmosfera più informale, così come mi piacciono le relazioni con l’industria. Sono molto stimolanti, anche perché le imprese più illuminate hanno certamente un grande futuro. Sono piuttosto fortunato poiché godo della fiducia di aziende importanti come la British Petroleum, la Nippon Oil, la Shell e la SKF”.

Spikes ha offerto un indubbio contributo nel campo della tribologia. Nel 2004 è stato insignito della Tribology Trust Gold Medal, dell’International Award della Society of Tribologists and Lubrication Engineers e del Mayo D. Hersey Award dell’American Society of Mechanical Engineers. Insieme ai propri studenti, ha anche ricevuto dieci premi “best paper” dall’Institution of Mechanical Engineers, dalla Society of Tribologists and Lubrication Engineers e dall’American Society of Mechanical Engineers.

La natura multidisciplinare della tribologia si rispecchia nel suo gruppo di collaboratori all’Imperial College, che è formato da ingegneri meccanici e chimici, da fisici, chimici e scienziati dei materiali, le cui aree di competenza spaziano dalla lubrificazione idrodinamica ed elastoidrodinamica alla chimica dei lubrificanti, dalla tecnologia dei rivestimenti superficiali alla meccanica dei contatti, all’usura e all’affaticamento superficiale. L’elenco delle applicazioni è pressoché infinito: dalle micromacchine agli strumenti scientifici e ai prodotti per la cura personale passando per i sistemi di propulsione marina e i veicoli a motore fino agli elicotteri e al macchinario industriale.

Nel 1991, l’introduzione del gasolio a basso tenore di zolfo portò a numerosi inconvenienti alle pompe di alimentazione dei motori diesel. Spikes condusse una ricerca sul potere lubrificante  (lubricity) del gasolio per autotrazione che portò allo sviluppo di tecniche di laboratorio con le quali testarne le prestazioni relativamente all’attrito e alla lubrificazione. Le attrezzature utilizzate per eseguire le prove sono ora prodotte dalla società specializzata PCS Instruments e sono diventate lo standard di riferimento per la misura del potere lubrificante del gasolio.

Tra le nuove aree di ricerca a cui si dedica il gruppo dell’Imperial College ci sono i cosiddetti MEMS (Micro Electrical-Mechanical systems), sistemi altamente miniaturizzati che integrano dispositivi di natura elettrica, elettronica e meccanica: chip al silicio, airbag e stampanti a getto d’inchiostro. Altro campo è la tribologia applicata al settore eolico. Mentre oggi l’industria è concentrata sulla durata, Spikes è convinto che in futuro conterà di più l’efficienza.

“In queste aree ci sono numerose applicazioni”, precisa. “Le più ovvie, forse, sono quelle legate ai lubrificanti e agli additivi, che esigono attività di ricerca. Le specifiche dell’olio per motori cambiano ogni quattro o cinque anni. Oggi nell’olio per i motori delle autovetture ci sono da 10 a 15 additivi chimici: antiossidanti, modificatori di attrito, additivi antiusura, inibitori di schiuma, solubilizzanti, detergenti e inibitori di corrosione. Far sì che tutti questi prodotti lavorino bene insieme è il risultato di un impegno di alta tecnologia. E anche le prospettive sono cambiate, dato che la sola durata non basta più. L’efficienza è diventata fondamentale, così come lo è l’esigenza di produrre lubrificanti idonei ai sistemi post-trattamento, come i convertitori catalitici. Attualmente una delle priorità della ricerca in questo campo è la riduzione delle emissioni prodotte dai motori. L’inquinamento nei centri urbani e le patologie dell’apparato respiratorio sono fonte di grande preoccupazione”.

Il gruppo di Spikes lavora alacremente anche su applicazioni meno tradizionali. “L’attrito è il prodotto di un’interazione fisica tra due superfici. Questo ha portato la ricerca a occuparsi di alcuni ambiti meno usuali”, osserva. “Per esempio quello delle protesi articolari o della tecnologia alimentare. Di recente abbiamo collaborato con la Unilever per migliorare il gusto dei cibi a basso contenuto di grassi. Il gusto è legato all’attrito che si genera all’interno della bocca e stiamo studiando come progettare prodotti alimentari a basso contenuto di grassi che offrano caratteristiche di sapore simili a quelli ad alto contenuto”.

Riguardo al futuro della tribologia, Spikes è convinto che saranno le micromacchine a riscuotere il maggiore interesse. “Sono presenti nella tecnologia quotidiana. Nonostante la scienza in questo campo sia ancora agli albori, la sfida rappresentata dalle macchine molecolari, progettate per manipolare la materia, tocca esattamente le stesse questioni di cui si sta occupando oggi la tribologia  – attrito, usura e lubrificazione – ma su una scala così infinitesima, che è difficile da immaginare”.