Progettazione e prototipazione di una pompa a bassa pressione per applicazione su BiodieselKit

L'attuale transizione energetica e la crescente necessità di decarbonizzare i settori della mobilità e dell'industria hanno spinto la ricerca e l'ingegneria verso un utilizzo sempre più massiccio di biocombustibili. Tra questi, il biodiesel (tipicamente costituito da esteri metilici di acidi grassi, FAME) rappresenta una delle alternative più valide e di immediata applicazione per i motori ad accensione spontanea. Tuttavia, il crescente utilizzo di questi combustibili, ed in particolare del biodiesel, richiede lo sviluppo di componentistiche sempre più ottimizzate ed affidabili. Una delle sfide tecniche principali nella movimentazione di questo fluido è la sua sensibile dipendenza reologica dalle fluttuazioni termiche, che si traduce in un elevato e critico range di viscosità cinematica durante le normali condizioni di esercizio. Il presente elaborato illustra l'attività svolta durante il periodo di tirocinio, il cui obiettivo principale è stato la progettazione e la successiva prototipazione di una pompa volumetrica ad ingranaggi a denti dritti operante a bassa pressione, concepita appositamente per l'impiego con il biodiesel “POMEME”. Il lavoro si è articolato attraverso diverse fasi ingegneristiche, partendo dalla valutazione reologica del fluido in esame, attraversando la valutazione dei giochi radiali ed assiali tra le ruote e la carcassa, effettuando lo studio dettagliato dei trafilamenti che ne scaturiscono fino al dimensionamento analitico e meccanico delle componenti; questo compromesso costruttivo è stato fondamentale per garantire un'adeguata efficienza volumetrica alle alte temperature (quando il fluido presenta bassa viscosità) e, contemporaneamente, prevenire sovraccarichi meccanici o blocchi alle basse temperature (condizione di alta viscosità). In seguito al dimensionamento analitico si sono susseguite fasi di modellazione CAD 3D, di realizzazione dei disegni di produzione 2D e di selezione di materiali chimicamente compatibili con il biodiesel, fino ad arrivare alla produzione fisica di un primo prototipo. Tale realizzazione è necessaria al fine di effettuare i test programmati con l’azienda, con lo scopo di validare l'architettura proposta, la bontà dei calcoli teorici e la fattibilità ingegneristica di un sistema di pompaggio compatto, economico e resiliente alle forti variazioni viscose. Il progetto cerca così una soluzione concreta e scalabile per l'ottimizzazione dei sistemi di alimentazione a bassa pressione nel settore dei combustibili alternativi.