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La simulazione di Dassault Systèmes per creare ambienti più salubri 

Dassault Systèmes ha reso noto come attraverso la simulazione si possa studiare come creare ambienti di vita sicuri durante la pandemia di Covid-19.

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La simulazione di Dassault Systèmes

L’importanza dei flussi d’aria

Con la pandemia di Coronavirus, è emersa la necessità di riesaminare le infrastrutture della vita di tutti i giorni. Carrozze ferroviarie, cabine degli aerei, auto e interni dovranno essere riprogettati per ridurre al minimo il rischio di trasmissione tra i passeggeri. Non solo, negozi, scuole e uffici dovranno cambiare la loro disposizione per consentire l’allontanamento sociale. Gli ospedali dovranno garantire che il loro personale abbia accesso ad adeguati dispositivi di protezione individuale (DPI) e sistemi di ventilazione in grado di rimuovere efficacemente il virus senza mettere in pericolo i pazienti vulnerabili.

A questo proposito, la simulazione di Dassault Systèmes consente l’analisi dei rischi di contaminazione e aiuta a progettare misure palliative. La visualizzazione della propagazione di goccioline o aerosol potenzialmente contaminati attraverso gli ambienti offre informazioni per i progettisti per agire e fornisce anche immagini e video chiari e di facile comprensione da utilizzare per rassicurare i potenziali investitori e i clienti.

Bisogna considerare, innanzitutto che le goccioline emesse quando parliamo o respiriamo possono essere il vettore primario di trasmissione della SARS-CoV-2.

Quando si tiene conto del controllo della malattia nella progettazione, la chiave è comprendere il trasporto di queste gocce contaminate. La simulazione può modellare il flusso d’aria attraverso ambienti come interni, cabine di aerei ed edifici, e prevedere quanto lontano possono portare le goccioline. Queste informazioni possono poi essere utilizzate per progettare efficienti scudi e dispositivi di protezione individuale (DPI), o per valutare la disposizione di uno spazio abitativo/lavorativo per garantire una distanza sufficiente. L’analisi può anche essere sfruttata per ottimizzare la ventilazione e i sistemi di filtrazione per rimuovere le particelle virali dall’aria, o almeno evitare che contaminino le aree pulite.

La piattaforma 3DEXPERIENCE

Soluzioni SIMULIA CFD/Fluid, alimentate da tecnologie chiave come PowerFLOW e XFlow, possono modellare accuratamente un flusso d’aria turbolento, il movimento delle particelle e l’inseguimento, così come la deposizione di superficie in ambienti complessi.

Grazie alle capacità di simulazione termica e acustica, le soluzioni SIMULIA CFD/Fluid consentono la previsione della propagazione delle goccioline in combinazione con il riscaldamento convenzionale, la ventilazione, e indicatori di prestazione chiave (KPI) del condizionamento dell’aria (HVAC), come il rumore e il riscaldamento/raffreddamento per garantire la sicurezza mantenendo l’efficacia e il comfort.

La piattaforma aziendale Dassault Systèmes 3DEXPERIENCE permette una facile condivisione dei dati. Una tale piattaforma è particolarmente utile per garantire la continuità del business in condizioni in cui i viaggi di lavoro sono impossibili e molti dipendenti lavorano da casa.

La capacità di cloud computing 3DEXPERIENCE completa tutto questo, dando agli utenti l’accesso a prestazioni elevate di calcolo a cui non possono accedere altrimenti a casa.

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L’esempio degli ospedali e delle case di cura

Le sfide del coronavirus per le strutture mediche sono immense. Questi edifici contengono sia pazienti affetti da COVID-19 che persone considerate ad alto rischio come gli anziani, immunodepressi e quelli sottoposti a trattamento per altre patologie. Anche se questi gruppi fossero tenuti separati per quanto possibile, potenziali vie di trasmissione, come sistemi HVAC e correnti d’aria attraverso porte e finestre, possono portare a rapidi focolai se non vengono identificati e sigillati. Questo in aggiunta al rischio per il personale che lavora nei reparti con potenziali pazienti COVID-19.

La carenza di DPI appropriati ha messo a rischio il personale, ha danneggiato il morale e ha limitato molte cure sanitarie. Molti produttori, in una vasta gamma di settori industriali, si sono rapidamente indirizzati verso la produzione di maschere facciali, filtri, schermi e persino dispositivi di trattamento, quali come ventilatori. Gli strumenti di simulazione SIMULIA sulla piattaforma 3DEXPERIENCE hanno permesso alle aziende di testare e migliorare i loro progetti e di preparare i processi di stampa 3D per produrre questi componenti rapidamente. La simulazione di soluzioni CFD/Fluid può essere utilizzata anche per valutare come i DPI riducono efficacemente l’esposizione virale in ambienti ospedalieri realistici.

L’uso della simulazione per tracciare il flusso di particelle attraverso l’edificio permette agli utenti di trovare soluzioni che impediscono la diffusione di COVID-19 senza compromettere la sicurezza e il comfort del paziente.

L’esempio degli aerei

L’80% dei voli in tutto il mondo sono stati bloccati a metà aprile 2020, e la IATA prevede che il numero dei passeggeri rimarrà basso almeno fino al 2021. Tuttavia, la IATA prevede anche un rapido aumento del il traffico aereo di passeggeri in caso di riduzione del blocco, in particolare per i grandi mercati nazionali del Nord America e Asia.

Le agenzie per la sicurezza aerea hanno identificato i sistemi di ventilazione e di ricircolo come fattore di rischio in aereo. L’EASA, ad esempio, raccomanda alle compagnie aeree di installare filtri HEPA nel ricircolo e di massimizzare il flusso d’aria fresca, oppure disattivare completamente i ventilatori di ricircolo. La simulazione rivela come l’aria si muove all’interno della cabina, e quanto lontano le goccioline aerosolizzate, che possono essere contaminate, possano viaggiare. Questo permette agli ingegneri di analizzare come ri-organizzare le bocchette di ventilazione e aggiungere i filtri nel sistema di circolazione dell’aria che possono impedire la trasmissione del virus ad altri passeggeri dall’altra parte della cabina.

Sulla scia della pandemia sono apparsi rapidamente nuovi concetti di design per la disposizione dei posti a sedere e delle cabine.

Questi includono l’avvolgimento dei sedili in “bolle” di plastica, l’impostazione di alcuni sedili all’indietro e la sostituzione di alcune file con scaffalature per il trasporto di materiale medico. Le soluzioni CFD/Fluid di SIMULIA consentono un rapido test di fattibilità di questi concetti e per il perfezionamento della loro progettazione.

Attraverso l’integrazione di soluzioni CFD/Fluid con altri prodotti Dassault Systèmes come SIMULIA o CATIA sulla piattaforma 3DEXPERIENCE, ingegneri di diversi team e anche diverse aziende possono condividere i dati e collaborare al rimodellamento della cabina, pur mantenendo dati sensibili riservati. La piattaforma 3DEXPERIENCE può essere utilizzata anche per creare visualizzazioni comprensibili dei dati di simulazione. Le compagnie aeree possono utilizzare immagini e video del progetto di simulazione per dimostrare la sicurezza ai potenziali clienti e migliorare la fiducia dei passeggeri.

In conclusione

Per simulare la propagazione dei virus, le aziende e le istituzioni di tutto il mondo utilizzano i CFD/ Soluzioni di fluidi del marchio SIMULIA di Dassault Systèmes. Il cloud computing permette di velocizzare simulazione di ambienti complessi senza la necessità di hardware in loco. La piattaforma 3DEXPERIENCE permette agli utenti di collaborare senza essere fisicamente presenti, e di assemblare rapidamente i dati di progettazione in progetti pronti per la simulazione.

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