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mercoledì 18 luglio 2018

Cavissimo vento

Quando vado da mio padre si guarda sempre DMAX o Focus. Qualche giorno fa abbiamo visto un documentario su delle “mega costruzioni” dove, per ogni scelta ingegneristica, ne venivano spiegate le origini storiche.

Durante il pranzo guardavamo quindi un documentario sul ponte, lungo oltre 3 Km, che unisce il Peloponneso alla Grecia sullo stretto di Corinto.
Il particolare che mi ha colpito riguardava gli stralli dei ponti sospesi, ovvero i grandi cavi di acciaio che ne sostengono l'impalcato. Anche essi sono infatti soggetti al vento e, anzi, normalmente inizierebbero a oscillare quando questo spira forte.

In quel momento sul video c'era un semplice grafico che mostrava la sezione di un cavo e il vento che lo colpiva lateralmente formando turbolenze.
In quei secondi sono prima rimasto colpito dal fatto che un cavo non fosse “aerodinamico”, cioè neutro, rispetto al vento; poi mi ha stupito il fatto che iniziasse a oscillare su e giù; infine ho iniziato a ipotizzare che la forma simmetrica facesse sì che piccole differenze di forza fra il “sopra” e il “sotto” divenissero determinanti (invece di annullarsi fra loro); più o meno contemporaneamente ho concluso che dovesse verificarsi una sorta di effetto elastico che invertisse poi il movimento del cavo.

Ma ovviamente il documentario non è rimasto ad aspettare i miei ragionamenti ed è proseguito: mi chiedo se avrei intuito che la soluzione al problema consista nel creare una piccola asimmetria nel cavo tale però da spezzare le minime differenze di forza fra “sopra” e “sotto”. Io credo che con qualche attimo in più ci sarei arrivato ma, ovviamente, non ne ho la riprova.

Per la cronaca la soluzione, scoperta negli anni '50 del secolo scorso da uno scienziato inglese, consiste nell'avvolgere intorno al cavo un minuscolo cavetto che però spezzi l'uniformità della superficie del primo: questa piccolissima modifica è sufficiente per annullare quasi del tutto le vibrazioni provocate dal vento!

Questo concetto, apparentemente controintuitivo, mi ha profondamente impressionato e, ora, credo di averlo fatto mio.

Il documentario successivo, sempre della stessa serie, mostrava la realizzazione di un gigantesco grattacielo a Shanghai. Ho immediatamente notato la forma a spirale e ipotizzato che fosse ottima per il vento a causa della rottura della simmetria. E infatti, quando il documentario ha affrontato l'argomento, ha confermato che fosse proprio questo il caso.
In più il documentario ha chiarito che “l'effetto elastico” dipende, almeno in parte, dalla risonanza: una prima soluzione, rispetto ai grattacieli progettati come parallelepipedi, consiste quindi nel rastremarli in maniera tale che la frequenza di risonanza non sia costante ma vari con l'altezza. Ovviamente la forma tortile è ancora più efficace.

Conclusione: volevo scrivere un corto su quella che mi pareva una curiosità ingegneristica interessante a causa della sua controintuitività (una piccola modifica, che altera piccole forze, produce complessivamente grandi effetti) ma spiegare con un minimo di chiarezza i vari passaggi mi ha richiesto più spazio del previsto. Alla fine sembra un'esaltazione della mia intuizione della quale, del resto, mi sono sempre vantato considerandola superiore alla mia intelligenza: però anche i miei rapidi passi logici/intuitivi mi sembravano degni di nota anche se, ovviamente, nella realtà non erano così espliciti come, per chiarezza, li ho resi. Dopotutto si pensa in parallelo con idee e relazioni fra concetti che sono contemporaneamente sia più generici ma anche più articolati e complessi di quanto si possa esprimere linearmente a parole...

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