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mercoledì 30 dicembre 2020

Step 28: La sintesi finale

 VARIOMETRO

Il variometro [step: 1] è uno strumento creato nel 1929 da Alexander Martin Lippisch e Robert Kronfeld [step: 9], per la misurazione della velocità verticale durante il volo. Questo oggetto fa parte della strumentazione di bordo di un aereo e, più precisamente, rientra nella categoria degli strumenti a capsula, insieme all'altimetro e all'anemometro, come riportato nella tassonomia [step: 14] dello strumento, ed è inoltre di largo utilizzo [step: 22] anche in discipline come il parapendio e il deltaplano, dette discipline a volo libero. 

Analizzando la notorietà dello strumento possiamo dire che, nonostante il suo vasto utilizzo, il variometro, non goda di molta fama a livello popolare, infatti, tolto tra gli appassionati e i professionisti, non è uno strumento molto conosciuto, prevalentemente a causa della sua grande specificità d'uso che ne compromette la pubblicizzazione [step 13] e quindi la diffusione mediatica, limitando questo strumento ad essere presente quasi esclusivamente all'interno di testi come manuali didattici [step: 10] o norme aeronautiche [step: 23]. Al netto di queste considerazioni possiamo però constatare che, in un certo senso, il variometro, e in generale la strumentazione di bordo, riesca a vivere di luce riflessa grazie alla grande notorietà simbolica [step: 6] e storica dell'aeroplano causa e conseguenza delle sue numerose rappresentazioni cinematografiche [step: 12] e fumettistiche [step: 21].

Contestualizzando storicamente le discipline di utilizzo del variometro, si può notare come esse siano frutto di una ricerca molto intensa da parte di alcune delle più grandi menti ingegneristiche e pionieristiche della loro epoca, come: Ibn Finas, Leonardo Da Vinci, George Cayley, Francis Herbert Wenham e molti altri, che grazie ai loro contributi scientifici nei campi dell'aeronautica e della meccanica [step: 4] hanno permesso ai fratelli Wilbur e Orville Wright di coronare questo sogno. Sia la storia dietro a questa ricerca o sia il largo uso di questa invenzione durante la guerra, è un dato di fatto che questa macchina volante abbia vissuto un grande splendore durante lo scorrere del tempo. Questo successo può in qualche modo essere rappresentato dalla frequenza di utilizzo della parola 'aeroplano' [step: 24], nella lingua italiana e inglese all'interno dei libri, e tramite le raffigurazioni simboliche presenti sui francobolli [step: 18], che essendo documenti ufficiali coniati dallo stato, rivestono un ruolo importante nel racconto della condizione economica e sociale di un paese. Tutto questo per dare un'idea dell'impatto che ebbe nei vari periodi storici questa invenzione, con un occhio di riguardo a ridosso della prima e della seconda guerra mondiale. 

Per quanto riguarda invece il funzionamento del variometro pneumatico esso si basa sul principio fisico [step: 5] che determina la variazione di pressione atmosferica in funzione delle diverse altitudini, tale principio viene sfruttato nella parte anatomica dello strumento [step 16] ovvero comprimendo o dilatando la capsula aneroide forata, posta all'interno di una cassa [step 3] contenente aria avente la stessa pressione di quella esterna, alla medesima quota del velivolo, in modo da poter rilevare la variazione di pressione e correlare questa informazione con la variazione di velocità verticale. C'è da aggiungere che nel tempo anche il variometro è stato soggetto a dei cambiamenti e così anche il suo funzionamento, ad esempio prima pneumatico e poi elettrico. Alcuni di questi cambiamenti sono documentati tramite dei brevetti [step 17] intenti a spiegare ed implementare altri dettagli non presenti nella versione originale.

Visivamente un variometro pneumatico, nella cabina di pilotaggio, è un quadrante di plastica e vetro [step: 8] indicante tramite delle lancette il valore della velocità verticale del velivolo, moltiplicata per un opportuno coefficiente, e misurato in metri al secondo o piedi al minuto [step: 15], a seconda del paese di provenienza dello strumento. Per quanto riguarda il volo libero si predilige, invece, il variometro elettrico avente una forma molto simile ad un telefono portatile e su cui si leggono i valori tramite un display; costituito a sua volta da alcuni componenti elettronici come conduttori, semi-conduttori ed isolanti [step: 26] insieme a dei sensori di pressione. Infine, per offrire una panoramica completa dello strumento, notiamo che grazie al suo indispensabile utilizzo in alcune discipline aeree e alle varie tipologie in commercio, anche sotto forma di applicazione telefonica [step: 20], le previsioni di mercato [step: 11] del variometro sono in crescita per i prossimi anni.

Alcuni dei concetti principali espressi in questo articolo riepilogativo possono essere visti sotto forma di mappa concettuale [step: 27], arricchiti con l'ausilio di un abbecedario [step: 19] e rivissuti tramite un racconto mitologico [step: 7], per aumentare il bagaglio lessicale e culturale del lettore interessato; avendo ancora una volta il piacere di ricordare quanto il desiderio del volo abbia segnato indelebilmente la nostra cultura.




martedì 29 dicembre 2020

Step 26: La chimica e gli strumenti scientifici

 VARIOMETRO




Possiamo collegare la chimica al variometro tramite: 

- Acciaio inossidabile, inerente al sistema pitot-statico

- Conduttori, semi-conduttori ed isolanti,  per il variometro elettronico.

- Vetro e plastica, per il quadrante del variometro nella cabina degli aerei.


- Acciaio inossidabile:

Gli acciai inossidabili [o Inox dal francese inoxydable, o Stainless Steel dall'inglese (acciaio "senza macchia"), o infine Rostfrei dal tedesco (senza ruggine)] sono caratterizzati da una maggior resistenza alla ossidazione e alla corrosione, specie in aria umida o in acqua dolce, rispetto ai cosiddetti "acciai al carbonio" (o comune acciaio non legato).

Tale capacità è dovuta principalmente alla quasi assenza di carbonio <=0,07%, ed alla presenza del cromo, nella lega, in grado di passivarsi e cioè di ricoprirsi di uno strato sottile e aderente di ossidi, praticamente invisibile dello spessore pari a pochi strati atomici (dell'ordine dei 0,3–5 nm), che protegge superficialmente il metallo o la lega sottostante, dall'azione dell'ossigeno e degli agenti chimici esterni.

Il contenuto minimo di cromo "libero", ossia non combinato al carbonio, per cui un acciaio si può ritenere Inossidabile è il 10,5% per cui poter avere la formazione dello strato di ossido "passivante" continuo e protettivo nei confronti dalla corrosione. Il cromo nella lega, infatti, combinandosi con il carbonio, può formare carburi di cromo che, precipitando ai bordi dei grani della struttura cristallina, ne limitano la disponibilità per formare ossidi e, quindi, di passivarsi.


- I conduttori:

Il conduttore elettrico è un materiale in grado di far scorrere corrente elettrica al suo interno. I materiali conduttori sono caratterizzati dalla presenza di elettroni liberi nella banda di valenza degli atomi del reticolo cristallino (conduttori di prima specie) o contengono specie ioniche che si fanno carico di trasportare la corrente (conduttori di seconda specie).

La conducibilità elettrica di un conduttore di prima specie può essere interpretata mediante il modello delle bande. La carica netta su un conduttore si distribuisce sulla sua superficie, poiché in questo modo le singole cariche (che si respingono) massimizzano la loro distanza reciproca raggiungendo una configurazione che minimizza l'energia.


- I semi-conduttori:

semiconduttori, nella scienza e tecnologia dei materiali, sono materiali, appartenenti alla categoria dei semimetalli, che possono assumere una resistività superiore a quella dei conduttori e inferiore a quella degli isolanti; la resistività dipende in modo diretto dalla temperatura.


- Gli isolanti: 

Un isolante elettrico è un materiale incapace di condurre la corrente elettrica. Poiché un campo elettrico è in grado di polarizzare il materiale, genera cioè lo spostamento delle cariche, elettroni e nuclei, delle molecole dalla loro posizione di equilibrio, formando microscopici dipoli elettrici che generano all'interno del materiale un campo aggiuntivo opposto a quello esterno, manifestando una proprietà detta dielettricità.

I termini isolante e dielettrico sono comunemente usati come sinonimi, tuttavia i due termini esprimono due concetti profondamente diversi: infatti il primo indica l'impossibilità del materiale di condurre la corrente elettrica, mentre il secondo indica che il materiale si polarizza in opposizione al campo elettrico esterno.


- Il vetro: 
Il vetro è un materiale ottenuto tramite la solidificazione di un liquido non accompagnata dalla cristallizzazione. I vetri sono solidi amorfi, dunque non possiedono un reticolo cristallino ordinato, ma una struttura disordinata e rigida composta da atomi legati covalentemente; tale reticolo disordinato permette la presenza di interstizi in cui possono essere presenti impurezze, spesso desiderate, date da metalli.

- La plastica:
Le materie plastiche sono una vasta gamma di materiali sintetici o semisintetici, che di solito utilizzano un polimero come ingrediente principale. La plasticità durante la produzione consente di modellare , estrudere o pressare la plastica in oggetti solidi di varie forme, rendendoli un materiale adattabile a molti usi diversi. Questa adattabilità, oltre a un'ampia gamma di proprietà benefiche, come la leggerezza, la durevolezza e la flessibilità, insieme a processi di produzione economici, ha portato a un'adozione diffusa nella società contemporanea. Le materie plastiche sono tipicamente prodotte attraverso sistemi industriali umani; la maggior parte delle plastiche moderne derivano da prodotti petrolchimici a base di combustibili fossili come il gas naturale o il petrolio.




Bibliografia e fonti:

https://it.wikipedia.org/wiki/Conduttore_elettrico

https://it.wikipedia.org/wiki/Isolante_elettrico

https://it.wikipedia.org/wiki/Semiconduttore

https://it.wikipedia.org/wiki/Vetro

https://en.wikipedia.org/wiki/Plastic

https://it.wikipedia.org/wiki/Acciaio_inossidabile


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IL RITRATTO DI DORIAN GRAY La 'cosa' che forse mi ha affascinato maggiormente nella lettura di un libro o nell'ascolto di un rac...