{"id":23069,"date":"2017-06-01T06:28:23","date_gmt":"2017-06-01T04:28:23","guid":{"rendered":"http:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/?p=23069"},"modified":"2017-06-01T06:36:04","modified_gmt":"2017-06-01T04:36:04","slug":"lo-strumento-scientifico-dal-peso-di-456-tonnellate","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/?p=23069","title":{"rendered":"Lo strumento scientifico dal peso di 456 tonnellate"},"content":{"rendered":"

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Sul ponte della portaerei\u00a0USS Carl Vinson, proprio accanto\u00a0alla torre di comando, stava per succedere qualcosa di molto particolare.\u00a0Il pannello metallico di un JBD (Jet Blast Defector) era stato sollevato, ma nessun aeroplano sembrava pronto al decollo. Dinnanzi allo scudo meccanico, invece, era stato disposto un motore a reazione, collegato ad un grosso serbatoio di carburante\u00a0e saldamente montato su\u00a0un’impalcatura assicurata alla nave. Al segnale di un tecnico, gli addetti alle segnalazioni\u00a0si radunarono ai margini della scena, per assistere al fatidico momento: quindi, un boato. La fiamma abbagliante, e il calore incandescente, cos\u00ec concentrati in un singolo punto, per 10, 20, 30 secondi. Un tempo che sembrava non passare mai, mentre chiunque avrebbe potuto pensare, senza le cognizioni dell’esperienza acquisita, che la protezione metallica\u00a0dovesse fondersi da un momento all’altro per il mero bailamme infernale. Ma il direttore dei lavori, con il suo tablet e la cuffia da isolamento del suono, non sembrava in alcun modo impressionato: “Porta la forza a 60\u00a0kN, per piacere” Segnal\u00f2 coi gesti\u00a0al suo assistente, come da prassi collaudata in un altro migliaio di test…. Come, potreste chiedervi. Come \u00e8 possibile? Come pu\u00f2 essere che costoro riescano a\u00a0misurare, con una simile precisione, energie tali da scagliare una piattaforma d’armi ai confini con l’atmosfera, a una velocit\u00e0 di tre volte quella del suono? La risposta \u00e8 in svariate decine di cilindri in polimeri piezoelettrici, incorporati in un blocco di metallo all’interno del JBD. Il cui nome, collettivamente, \u00e8 trasduttore di forza. E la cui storia inizia nel Maryland, all’interno di un’altra torre, dall’aspetto decisamente particolare…
\nQuantit\u00e0 infinitesimali accuratamente misurate su bilance elettroniche, prima di essere poste sotto l’occhio scrutatore di un microscopio. Pinzette di precisione, che sollevano il granello, che lo spostano sul piattino, dentro il quale si aggiunge una singola goccia di liquido colorante: non \u00e8 forse questo, il metodo scientifico? La presa di coscienza delle minime quantit\u00e0, alla ricerca della precisione definitiva. E se vi dicessi che esiste un laboratorio, invece, dove la prima cosa non determina la seconda? Ovvero, in cui si lavora sugli atomi, ma\u00a0miliardi e miliardi di atomi, congregati in un’unica torre d’acciaio dal peso di un milione di libbre inglesi. Certo, perch\u00e9 qui siamo negli Stati Uniti d’America. Dove un buon scienziato riceve le misure nel sistema imperiale britannico, le converte alla maggiore efficienza di quello decimale per lavorarci. E poi le riporta alle misure originarie, al fine di presentare i risultati al Congresso. Perch\u00e9 \u00e8 questo che vuole la tradizione. E in fondo, per un vero ingegnere non fa differenza. Mentre ci\u00f2 che conta \u00e8 la suprema, assoluta,\u00a0inconfutabile precisione di un dato. Attraverso metodi e strumenti, talvolta,\u00a0dall’alto grado di specificit\u00e0. Questa, dopo tutto, \u00e8 la risposta ad un’esigenza sentita soprattutto negli anni ’60 dello scorso secolo, durante le fasi culmine della corsa per arrivare alla Luna. Quando nessuno ancora immaginava che fosse possibile realizzare una simile impresa:\u00a0trovare una cifra esatta alla singola unit\u00e0 di forza, su una quantit\u00e0 totale massima di 4.448.222 Newton (come dicevamo per l’appunto, un milione di libbre). Grazie a quella che potrebbe essere definita, per analogia, come una sorta di enorme bilancia. Ma serve in effetti a calibrarne delle altre, molto pi\u00f9 piccole e facilmente integrabili in alcuni dei pi\u00f9 potenti meccanismi mai costruiti dall’umanit\u00e0. Passiamo quindi a descriverne il funzionamento: si tratta, essenzialmente, di una catena di pesi. Che possono essere sollevati in sequenza, a seconda delle necessit\u00e0, all’interno di un palazzetto di 10 piani facente parte del NIST, l’Ente Nazionale per gli Standard e la Tecnologia. Struttura che ricevette nel 1889 un preziosissimo blocco di una lega speciale d’iridio e platino, dalla forma cilindrica ed il nome di K20. Il quale a seguito di quel fatidico momento, sarebbe diventato il punto di riferimento del chilogrammo americano. Ma quando ne hai uno, si sa, ne vuoi di pi\u00f9 grandi…Il che comportava, essenzialmente, di\u00a0realizzarne due copie esatte e soppesarle con un singolo peso corrispondente. E poi prendere due di quelle cose, per metterle contro un’altra ANCORA pi\u00f9 grande. E cos\u00ec via, fino all’equivalente a 10 furgoni in un singolo blocco, per\u00f2 non pi\u00f9 grande della botola di accesso ad un sommergibile da battaglia. Il cui peso fosse chiaramente noto, fino all’equivalente della massa di un nickelino!<\/p>\n

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La procedura dei test effettuati sui nuovi motori della Boeing \u00e8 mirata a verificarne il comportamento in situazioni atipiche, e viene realizzata mediante l’impiego di un alto numero di trasduttori di forza.<\/figcaption><\/figure>\n

Comprendere l’impiego della macchina di calibrazione di forza del NIST significa riconoscere l’importanza del suo lavoro. Perch\u00e9 \u00e8 inutile fare i conti, se le quantit\u00e0 note in partenza non sono supremamente esatte. Per questo il trasduttore di forza, come nell’esempio citato in apertura, \u00e8 utile soprattutto in aeronautica, dove permettere di risolvere il quesito su quanto, esattamente, possa spingere uno specifico motore. Ma non solo. Per\u00f2 a differenza di una semplice bilancia domestica, simili apparati non possono essere calibrati unicamente sullo zero, bens\u00ec a diversi intervalli, che nel caso dei produttori statunitensi, corrispondono al sollevamento successivo dei pesi successivi facenti parte della macchina custodita qui. Ce ne sono altre nel mondo, ovviamente (e forse anche qualcuna segreta) ma come afferma orgogliosamente il tecnico intervistato durante questa visita del canale scientifico Veritasium: “Nessuna \u00e8 altrettanto grande.”\u00a0O pesante. Il che senza ombra di dubbio, comporta problemi logistici non del tutto indifferenti. Prima di tutto perch\u00e9 nell’elaborazione e il mantenimento di un standard di misura, \u00e8 sempre fondamentale evitare le contaminazioni. Nelle stanze dell’istituto in cui sono custoditi il peso K20 ed i suoi simili pi\u00f9 moderni, in effetti, vengono osservate norme igieniche particolarmente accurate, inclusive del tenere gli oggetti al di sotto della proverbiale campana di vetro. Ma questo sarebbe semplicemente impossibile, nel caso della macchina da un milione di libbre. La quale \u00e8 stata dunque costruita, impiegando il non-plus-ultra della tecnologia metallurgica, prevenendo la bench\u00e9 minima disuguaglianza o asperit\u00e0 superficiale, per non intrappolare il bench\u00e9 minimo granello di polvere. Quasi quotidianamente, un team specializzato\u00a0si occupa di pulirla e persino lo spostamento dell’aria terrestre, causato dalla sua massa tutt’altro che indifferente, \u00e8 stato attentamente calcolato ed incluso nell’elaborazione dei risultati. Se dovesse mai essere spostata, poi, la catena andrebbe calibrata di nuovo: ci\u00f2 poich\u00e9\u00a0la gravit\u00e0 terrestre non \u00e8 esattamente identica in ogni luogo, e su cifre talmente grandi, potrebbe bastare qualche chilometro per alterarne drasticamente la precisione. Nel 2015 quindi, l’inevitabile ed altrettanto complessa procedura. Ormai inadatta a svolgere adeguatamente la sua mansione, a causa dell’accumulo di polvere in zone non raggiungibili e l’usura del metallo nelle zone di contatto,\u00a0la macchina \u00e8 stata completamente smontata, smussata con macchine CNC in diverse sue parti, pesata di nuovo e infine rimessa assieme. Un’impresa che, il tecnico racconta, \u00e8 stata essenzialmente pari a ricostruirla da capo. E bisogna anche ammettere che si, fa una certa impressione vedere un cantiere all’interno di un laboratorio di altissima precisione. Ma sapete gi\u00e0 quanto pesa questo affare, giusto? Un milione esatto di pounds<\/em>…<\/p>\n

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La disinvoltura con cui questi operai mettevano le proprie mani sotto il peso equivalente di una piccola nave da crociera, lentamente calato in posizione mediante l’impiego di una gru, non pu\u00f2 che fare una certa impressione. Per\u00f2 c’\u00e8 da dirlo, avevano i guanti di protezione…<\/figcaption><\/figure>\n

Una vecchia pubblicit\u00e0 affermava che “La potenza non \u00e8 nulla, senza il controllo” ma la realt\u00e0 \u00e8 che n\u00e9 l’una nell’altra cosa potrebbero neppure esistere, come concetti, senza l’invenzione pregressa del metodo scientifico. Che giunse finalmente a rendere ufficiale nella comunit\u00e0 internazionale, dopo qualche millennio d’ipotesi condotte da menti insigni, la fallibilit\u00e0 delle capacit\u00e0 sensoriali umani. Determinando che tutto dovesse essere provato al di sopra del bench\u00e9 minimo dubbio, prima di costituire la base di una teoria. E l’enorme macchina del NIST, certo, fa anche questo, bench\u00e9 la sua funzione quotidiana sia\u00a0mirata ad un qualcosa di ancor pi\u00f9 concreto e dall’utilit\u00e0 pressoch\u00e9 immediata: determinare se un aereo potr\u00e0 staccarsi da terra, oppure un razzo, scagliato da un bunker nascosto, possa giungere\u00a0a\u00a0continenti distanti. Carico di… Pensieri? Fiori? Buona volont\u00e0?\u00a0Perch\u00e9 noi, lo sappiamo gi\u00e0. Chi fa la guerra, il pi\u00f9 delle volte, vuole imporre il suo peso su quello degli altri. Finendo per danneggiare,\u00a0in maniera irreparabile, il delicatissimo ago\u00a0della bilancia.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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