aria

L’esperimento della palla che non può cadere

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Quando tutto è acqua, l’aria è intrisa d’umidità, così come la pelle da cui traspira sudore, e qualora dovesse piovere, si sviluppa uno scroscio così potente da scuotere le chiome degli edifici. Acqua e caldo, caldo intenso e inusitato. Neanche il fresco di una bibita del frigorifero, può cambiare il segno delle circostanze. Ed è allora che si guarda verso la piscina, quando viene da pensare: se fossi un pesce, vorrei nuotare. Ma poiché in me sussistono gli spiriti degli elementi, incluso il cielo, la mia preferenza è per il sogno di volare. Ed ecco dunque, cosa fare: prendi una sfera dal peso intermedio, ma che sia perfettamente circolare. Costruisci, con il tubo della pompa, una minuscola fontana. Quindi metti su la prima e accendi la seconda: se tutto è stato fatto correttamente, l’oggetto verrà come catturato, e da quel fluido sollevato. Fluttuando verso l’alto, ma in modo estremamente stabile, come il capitello di un’invisibile colonna gravitazionale. Ma la cosa più incredibile, in merito all’intera questione, è che l’oggetto-palla non si troverà centrato sopra il flusso, nossignore. Bensì piuttosto, incuneato a lato di quel getto, in equilibrio su uno spillo virtuale, come conficcato ai margini della sua presenza. Gira e rigira, non si muoverà di lì. Non si sposterà qualora il getto dovesse essere cambiato nella sua potenza. Non si sposterà se una mano, oppure un frisbee, verrà posto ad interrompere il sistema (purché brevemente, questo è chiaro). Mostrate questa cosa a una persona normale, e quella si trasformerà in un fisico, tanta concentrazione sarà devoluta alla risoluzione del problema. Ma mostratela ad un fisico, e lui diventerà qualcosa d’altro. Con gli occhi spalancati, le mani protese, un gran sorriso sopra il volto che si anima dell’entusiasmo di un bambino. Un uomo delle cause e degli effetti come Derek Muller, il creatore del tentacolare network di canali a sfondo scientifico dal nome Veritasium, i cui exploit, già in precedenza, tante volte ci hanno affascinato. Il quale in questo caso si è recato dal suo amico Blake alias “Innovinci”, inventore di giocattoli, per la dimostrazione di un’idea. Qualcosa di splendido, a vedersi, che proprio per questo meritava una valida disquisizione. Lui la chiama Backyard Levitation (la levitazione da giardino).
Un termine, soprattutto la prima parte, che può trarre in inganno, finché non gli si aggiunge l’aggettivo di “idrodinamica” a immediata riconferma che ci troviamo dinnanzi, in effetti, a un qualcosa che deriva dalle leggi fondamentali della fisica e non da un miracolo indiano. Ovvero quell’insieme di comportamenti delle forze e della materia, che hanno sempre un senso, benché talvolta risultino tutt’altro che intuitive. Fenomeni che prendono il nome, molto spesso, del loro scopritore. E pensate che per comprendere a pieno quanto stiamo effettivamente vedendo, c’è l’esigenza di chiamarne in causa addirittura TRE! Prima ipotesi: l’effetto Coanda, dal nome del fisico rumeno che ne fece la dimostrazione pratica nel 1936. La cui postulazione afferma che il flusso di un fluido, che si dirige in una direzione, tende a trascinare con se una certa quantità delle molecole che lo circondano, aumentando la pressione circostante. Ragione per cui la sua maggiore parte, tendenzialmente, viene premuta verso le superfici e tende a seguirle, talvolta anche lungo una direttiva curva, come quella di una sfera. E in un primo momento potrebbe sembrare di trovarci ad una dimostrazione da manuale di questo principio, finché non si prendono in considerazione due aspetti: primo, che l’effetto Coanda si sviluppa all’interno di un solo fluido, non al confine tra due (aria ed acqua) e conseguentemente, la larghezza del getto della fontanella non potrebbe mai risultare sufficiente allo scopo. E secondo, che anche se l’acqua sviluppa una forza di adesione alla palla, questa devierebbe solamente il suo corso, permettendo comunque all’oggetto più pesante di ricadere a terra. Quindi, c’è qualcosa di diverso all’opera in tutto questo, qualcosa di più antico e niente meno che fondamentale, per comprendere più a fondo la realtà…

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Un bulbo artificiale può risolvere la sete nel mondo?

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waterseer

Tutti conoscono, o per lo meno hanno sentito parlare, della leggendaria rosa del deserto. Un fiore nascosto sotto la sabbia delle dune, racchiuso in forma dormiente all’interno di un agglomerato di cristalli di gesso, che per innumerevoli anni e secoli può attendere il suo momento. Finché un giorno, per ragioni incomprensibili, la strana pietra si fessura, e da essa sorge uno svettante fusto del colore di una quercia. Che cresce, e cresce verso il cielo, fino a spalancarsi in un tripudio di sfaccettature frastagliate. Ed è a quel punto, dai suoi petali, che sgorga la più preziosa tra le ricchezze dei viaggiatori: copiosa, rinfrescante, chiara e dolce… Certo, lo scienziato non può che restare perplesso. Niente di simile ha ragion d’esistere in alcun ambiente, e la strana pietra , ce lo insegna la geologia, non è in realtà altro che un litotipo formatisi presso una riserva evaporitica nel sottosuolo. Ma l’ingegnere aggiungerebbe: si, una cosa simile possiamo costruirla. Si, una cosa simile l’abbiamo GIÀ costruita. Si chiama Waterseer, e potete finanziarla (nonché prenotarla) qui.
Fondamentalmente, l’avevamo sempre saputo: per assicurare la prosperità dell’intero consorzio umano, senza limiti di geografia o confini, è assolutamente necessario fare affidamento sulla tecnologia. Non è purtroppo possibile, preso atto dell’attuale numero di individui che vivono nel mondo, per non parlare delle prospettiva della loro crescita futura, pensare di accontentarsi delle sole naturali risorse del pianeta Terra. Il cibo non è infinito, il carburante non è infinito. E per quanto concerne l’acqua… Come probabilmente ben saprete, il liquido per eccellenza è una delle sostanze più comuni presso lo sferoide che chiamiamo Casa. Il 70% del mondo ne è ricoperto, mentre il nostro stesso organismo, che si è evoluto a partire da un simile brodo primordiale, ne è composto al 50-60%, fino al 78% nei neonati. Ma volete sapere quanta dell’acqua che vediamo con i nostri occhi è in percentuale adatta al consumo da parte da nostra? In effetti, non più del 2,5%. Ed è per questo che ogni giorno 8.000 persone muoiono di sete, mentre altre 1.000 subiscono le conseguenze di una delle molte malattie a cui si è soggetti tentando di dissetarsi da una fonte inadeguata.
Fino a un tal punto, è forte il nostro istinto di sopravvivenza: bastano poche ore senza bere, oppure un singolo giorno, perché la disperazione possa portarci a ricercare la potabilità dove in realtà, essa non sarebbe mai potuta esistere, a causa dell’inquinamento, dei microbi o della sporcizia. Come altrettanto celebre è l’immagine, più volte messa in evidenza per stimolare le nostre coscienze, delle madri o padri in determinati paesi aridi che devono percorrere, ogni giorno, numerosi chilometri per raggiungere un distante pozzo e assicurare la sopravvivenza della propria famiglia. Il che, in luoghi che risultano il più delle volte disagiati anche dal punto di vista economico e dei servizi, assicura l’impossibilità di svolgere un lavoro edificante, acquisire nuove capacità o semplicemente passare del tempo con i figli. Ed è per far fronte ad una tale spiacevole situazione, che ormai da svariate decadi diverse organizzazioni umanitarie stanno ricercando lo strumento risolutivo, un apparecchio che permetta, in qualche modo, di incrementare la quantità di fluido dissetante disponibile dove gli acquedotti civici non sono mai esistiti, e mai potranno farlo in futuro. Gli approcci sono molteplici: filtrare l’acqua non potabile o depurarla, per renderla tale, permettere di trasportarla in modo più efficiente, ad esempio attraverso dei serbatoi portatili concepiti per rotolare sul terreno, oppure crearla dall’aria stessa, attraverso il processo della deumidificazione. Proprio questo ultimo metodo, sulla carta, potrebbe sembrare il migliore, benché tenda a richiedere dei ponderosi, costosi macchinari, nonché l’ancor più problematica risorsa dell’energia elettrica. O forse sarebbe più corretto dire, che così è stato fino ad oggi.

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Un modo nuovo per gonfiarsi un giaciglio

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Airpad 2

Croce e delizia di ogni bagnante. Il test d’ingresso da superare, per ciascuna escursione in spiaggia, prima di poterti dire realmente a tuo agio: il resiliente, latente, capiente materassino. Una prova plasticosa per i polmoni, nonché la pazienza. Perché naturalmente, non è possibile caricare in macchina l’oggetto in questione già pienamente gonfiato (a meno di avere una station wagon) e nel momento del bisogno, con una certezza che può rasentare il verificarsi di un teorema della fisica, la pompa da bicicletta non si troverà MAI (non potevamo andare a pedalare) Ergo trascorso quell’attimo di frustrazione, devi prendere l’arnese, avvicinarlo alla bocca, mordere saldamente quella piccola, sporca valvola. Ed iniziare a soffiare. Per quanto tempo… Dipende. Ci sono versioni dell’esigente manufatto, poco più che supporti per la schiena, che divengono fatti e finiti nel giro di tre, quattro esalazioni. Fumatori permettendo. Mentre altri, in cui s’incontrano poggiatesta, ciambella anti-affondamento, supporto per la lattina di Coca-Cola…Sembrano concepiti per la confortevole messa in opera da parte di un campione d’apnea, da noi reclutato allo scopo e invitato ad accompagnarci tra un campionato e l’altro.
Sbuffando e ansimando, finché alla fine… Ma non sarebbe davvero terribile, una di quelle volte, mentre ci si impegna con enfasi deleteria, ritrovarsi di fronte allo spettacolo di quest’uomo, Ryan Frayne, che arriva. Srotola il pegno dell’universale affanno. Apre due bocche, la propria, quella del suddetto mostro. Poi le avvicina e, mirabilmente, in due secondi netti, si sdraia, felice?! Come, cosa, soprattutto PERCHÈ? È un mistero che si schiarisce d’incanto, come sempre più spesso avviene in questa epoca di progressi inerenti al quotidiano, nella presentazione di un nuovo prodotto, dai lui concepito e denominato con assoluta sensibilità da informatico “AirPad 2+”. Finanziato inizialmente su Kickstarter e poi presentato lo scorso 30 ottobre al pubblico generalista, tramite una partecipazione al popolare programma sugli aspiranti imprenditori, Shark Tank. Ciò che continua a stupire, invece, è la capacità d’ingegno di quest’uomo, che ha preso la procedura dimostrativa di un vecchio esperimento scientifico, spesso effettuato a scopo educativo nelle scuole del suo paese, per trasformarlo nella soluzione di un problema che ci attanaglia, ottenendo nel contempo straordinari propositi di arricchimento personale.
Si tratta, per giungere infine al punto, di una procedura usata allo scopo di dimostrare il comportamento di un qualsiasi fluido soggetto a movimento, secondo quanto teorizzato nell’equazione di Daniel Bernoulli, matematico svizzero vissuto nel XVIII secolo. Costui aveva infatti notato, ed annotato prontamente in cifre, il princìpio secondo cui maggiore fosse stata la velocità dell’aria all’interno di uno spazio chiuso, minore risultava la sua pressione sulle pareti dello stesso. Ciò in concordanza con quanto teorizzato dalla prima legge newtoniana della termodinamica, secondo cui l’energia non può essere distrutta o creata dal nulla, ma deve sempre in qualche maniera trasformarsi, passando da uno stato all’altro. Pensate quindi al flusso d’aria immesso nel nostro materassino, secondo la metodologia comune della valvola a bocca: per far penetrare forzosamente dell’aria nel suo spazio interno, che non è certo soggetto al vuoto assoluto, ma piuttosto permeato d’aria alla stessa pressione di quella circostante, occorre immetterne dell’altra con una forte energia cinetica (il soffio) finalizzata a farla aumentare progressivamente, gonfiando in conseguenza l’agognato giaciglio. Proprio per questo, l’operazione risulta tanto faticosa. Ora, prendiamo in analisi la tecnologia impiegata nell’invenzione di Frayne, che costituisce in sostanza un’applicazione del concetto di un aspiratore, originariamente costruito secondo i crismi del tubo di Battista Venturi (1746–1822): due coni sovrapposti, con uno spazio stretto al centro.  Il suo inventore, professore all’Università di Modena, che aveva soltanto l’obiettivo di dimostrare quanto teorizzato in precedenza dal suo esimio collega D. Bernoulli, finì invece per costruire un oggetto destinato a trovare innumerevoli applicazioni nel campo dell’aeronautica, delle immersioni, dell’aria condizionata… Peccato soltanto che all’epoca, ancora non esistesse il concetto di chiedere i soldi online!

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