{"id":26029,"date":"2018-07-12T06:32:22","date_gmt":"2018-07-12T04:32:22","guid":{"rendered":"http:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/?p=26029"},"modified":"2018-07-12T06:38:24","modified_gmt":"2018-07-12T04:38:24","slug":"la-barca-stabile-finche-ruota-la-sfera","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/?p=26029","title":{"rendered":"La barca \u00e8 stabile finch\u00e9 ruota la sfera. E poi…"},"content":{"rendered":"

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Il professore deve spingere delicatamente sulle spalle dello studente, data la sua esitazione dovuta a un ragionevole grado di perplessit\u00e0. Quindi lo fa sedere sulla sedia da ufficio rotante, ultimo miglioramento dell’aula principale del dipartimento di fisica all’universit\u00e0. “Vedi, ragazzo mio…” Inizia quindi: “…\u00c8 una fortuna che il rettore abbia stipulato un contatto di fornitura con il mobilificio svedese. Perch\u00e9…” E qui fa una pausa a effetto, mentre preleva qualcosa dall’armadietto dei libri di testo, posizionato in maniera perpendicolare alla cattedra sul fondo della cavea<\/em> dall’aspetto vagamente teatrale “Questo ci permette di dimostrare l’effetto dell’ENERGIA ANGOLARE” In quel momento si ode un distante boato nei corridoi dell’edificio, probabilmente dovuto alla caduta di un cumulo di libri mal trasportato da un addetto della biblioteca. Approfittando dell’attimo di distrazione, l’insegnante allunga gli avambracci, porgendo qualcosa di sfocato all’allievo, che lo afferra istintivamente spalancando al massimo gli occhi. Ed \u00e8 per questo, che tutto intorno al ui inizia a girare vorticosamente. “Non preoccuparti!” La voce arriva stranamente cambiata, a causa dell’effetto doppler: “Ti fermerai tra undici o dodici minuti. La cosa che stingi tra le tue mani \u00e8 una ruota di bicicletta ROTANTE. Non. Lasciarla. Per nessuna ragione!” Un brusio perplesso inizia a diffondersi tra i presenti della lezione, che simili dimostrazioni ricordavano di averle viste ai tempi del liceo. Ma il regista degli eventi ha ancora un asso nella sua manica: “Osservate, gente, questo pulsante rosso. Nel momento preciso in cui l’azioner\u00f2, l’interfaccia pentadimensionale installata nel pavimento dell’aula inscriver\u00e0 la ruota di bicicletta in una sfera, e…” Silenzio in sala. Si ode una protesta indistinguibile dal soggetto dell’insolito esperimento, ormai impossibilitata a fermarsi in qualsivoglia maniera. “…Ma forse sar\u00e0 meglio che ve lo faccia vedere direttamente.” Con la mimica di un demiurgo biblico, l’uomo compie il suo solenne movimento. Ed \u00e8 allora che la sedia, ormai simile a un tornado del Wyoming, inizia lentamente ad inclinarsi da una parte. I polpacci dell’occupante, estesi per l’effetto della forza centrifuga, formano un’immagine residua di una coda di pavone che si allarga verso l’esterno. Allora il prof. prende la bacchetta usata per indicare le formule sulla lavagna, e con un colpo secco la insinua nell’area, spingendo con forza di lato il malcapitato pupillo. Improvvisamente, la sedia si ferma. Adesso \u00e8 l’intera stanza, che sta girando in tutte le direzioni!
\nGi\u00e0, Gino, il giroscopio. Pu\u00f2 influenzare il movimento di quello che lo circonda. Per l’effetto del moto di precessione, ovvero la variazione dell’asse rotante dovuto alla coppia di accelerazione. In un oggetto che modifica il naturale comportamento delle piattaforme inerziali in maniera… Interessante. Utile, persino, quando adeguatamente veicolata, attraverso marchingegni che sono il pi\u00f9 raffinato frutto del pensiero avanzato umano. Strumenti che possono, talvolta, risolvere un problema. Ecco un esempio di problema: Jimmy soffriva di mal di mare. Nonostante suo padre fosse stato un marinaio, e il padre di suo padre e cos\u00ec via, fino al bisnonno primigenio, colui che salp\u00f2 dal porto delle ancestrali circostanze. Jimmy dunque, stanco di soffrire le pene dell’inferno ogni volta che andava a pescare, pens\u00f2 di assicurare una pesante sfera d’acciaio alla sua barca a remi, dentro la quale era inscritto un disco rotante motorizzato, sospeso nel vuoto. Ora, ovviamente il suddetto arnese era libero di orientarsi in tutte le direzioni. E altrettanto ovviamente, esso poteva modificare l’effetto delle onde sulla piccola imbarcazione. In che modo? Dipende. Difficile immaginare quale fosse la precisione con cui Jimmy aveva definito i dettagli del suo inusitato approccio alla stabilizzazione marittima, mentre sappiamo invece che il giroscopio navale, da lungo tempo, \u00e8 uno strumento relativamente diffuso nel suo specifico campo operativo. L’ultimo e pi\u00f9 visibilmente moderno, ampiamente pubblicizzato online, prende il nome di Seakeeper, condiviso con l’azienda produttrice del nostro video di apertura, ed \u00e8 uno strumento di precisione esteriormente non cos\u00ec diverso dal tourbillon\u00a0<\/em>di\u00a0Abraham-Louis Breguet. Soltanto che invece di misurare il passaggio del tempo, si occupa di creare uno spazio in cui sia possibile, persino gradevole, dimenticarsi del trascorrere stesso dei minuti. Si tratta di una scena davvero fantastica a vedersi: il piccolo yacht\/traghetto\/transatlantico di linea che vengono sconquassati dalle onde di una lieve perturbazione in avvicinamento. Finch\u00e9 gradualmente, pochi minuti alla volta, il loro movimento si riduce e cessa del tutto. Ecco allora la nave nel mezzo della tempesta, perfettamente orizzontale, che sale e scende come trasportata da un montacarichi. All’interno, i passeggeri inconsapevoli giocano allegramente a biliardo.
\nCosa \u00e8 successo, come \u00e8 possibile tutto questo? La risposta va rintracciata nel sistema d’inclinazione attivo della sfera e in un minuscolo componente presente anche in tutti i nostri moderni smartphone: l’accelerometro, capace d’interpretare le inclinazioni subite da un dato oggetto nello spazio fisico. Ed agire di conseguenza, nel caso presente, spostando in maniera opposta la sfera. “Eureka, ho capito!” Esclama quindi lo studente sulla sedia inscritta nella sfera pentadimensionale improvvisamente ferma nello spazio; ma di nuovo, nessuno pu\u00f2 comprendere le sue parole. Il professore \u00e8 soltanto una macchia sfocata ai margini del suo campo visivo…<\/p>\n

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Questa fotografia del giroscopio Sperry durante l’installazione sulla nave Conte di Savoia aiuta a metterne in prospettiva le dimensioni finali. L’immagine si trova custodita sul sito dei Beni Culturali promosso dalla regione Lombardia – Via<\/a><\/figcaption><\/figure>\n

Abbiamo accennato al fatto che gli stabilizzatori giroscopici siano un sistema di vecchia data, senza tuttavia specificare l’epoca esatta in cui venne in mente a qualcuno di costruirlo, sperimentarlo e produrlo in serie. Una risposta generica, come spesso avviene, non pu\u00f2 che essere “gli americani” e nello specifico i progettisti del cantiere navale di Philadelphia, incaricati nel 1917 di costruire quello che sarebbe diventato un moderno quanto efficiente cargo della marina. USS Bountiful era il suo nome, ed aveva qualcosa di veramente innovativo: due gigantesche sfere da 25 tonnellate ciascuna, assicurate nel punto centrale dello scafo, all’interno delle quali un sistema di motori elettrici a corrente alternata ponevano in rotazione un massiccio disco di metallo. Qualcuno avrebbe potuto definirlo, persino, un volano. Una volta salpata dal porto di appartenenza, quindi, la nave avrebbe potuto contare su una stabilizzazione precisa fino ai 3 gradi nel senso della larghezza e della profondit\u00e0, permettendo ai suoi marinai di operare in totale assenza di mal di mare o trasportare materiale estremamente delicato, come ad esempio il tritolo per le bombe da usare contro i nemici della democrazia. Ma il campo d’impiego che avrebbe beneficiato maggiormente di un simile meccanismo, per ovvie ragioni, sarebbe stato quello civile. Cosa importa fondamentalmente ad un ammiraglio, che i suoi sottoposti possano godere del massimo grado di comfort durante la traversata? Il suo interesse \u00e8 che i cannoni colpiscano l’obiettivo. E ci\u00f2 pu\u00f2 essere garantito stabilizzando questi ultimi, piuttosto che tutta la nave. Totalmente diverso il discorso della Conte di Savoia, la lussuosa nave da crociera varata nel 1932 per la compagnia di navigazione del LLoyd Sabaudo, per trasportare facoltosi passeggeri verso i distanti Stati Uniti. Nella quale erano presenti non uno, non due, bens\u00ec addirittura tre giroscopi, sufficienti a pubblicizzare il vascello come “prima nave che non rolla” bench\u00e9 tale funzionalit\u00e0 fosse sfruttata soltanto durante punti specifici del tragitto, visto il consumo elevato di corrente e lo stress notevole a cui sottoponeva la struttura della nave. Un problema meno gravoso, ai nostri tempi moderni, causa la maggiore precisione e gradualit\u00e0 con cui la sfera interna viene posta in rotazione. Un ascensore trasparente permetteva, inoltre, ai passeggeri di scendere presso la sala macchine, per osservare coi loro occhi questa triplice meraviglia della tecnologia moderna. Questa nave, rimasta famosa negli anni ’40 per aver trasportato molti ebrei in America in fuga dal regime fascista, venne quindi bombardata nel 1943 dall’aviazione tedesca, costringendo i nuovi proprietari a farla demolire nel 1950.
\nIl sistema del giroscopio, recentemente tornato in auge per l’impiego su piccole imbarcazioni da diporto e pescherecci grazie all’opera promozionale dell’azienda californiana Seakeeper ma anche di altri produttori internazionali, come l’italiana del ravennate Quick, viene oggi considerato poco pratico invece per le grosse navi passeggeri o da trasporto, il cui dislocamento si misura in migliaia di tonnellate, per la quale si preferisce l’impiego delle cosiddette alette di stabilizzazione. Un sistema molto pi\u00f9 leggero, analogamente guidato da accelerometri e grazie a motori per lo pi\u00f9 elettrici, che mira a creare un flusso d’acqua sommerso contrario all’effetto del rollio naturale dell’imbarcazione. I risultati ottenibili con un simile approccio sono decisamente degni di nota, bench\u00e9 la precisione della sfera d’acciaio resti a conti fatti irraggiungibile, e questo senza neppure la necessit\u00e0 che la stessa venga posizionata nell’asse centrale della nave: qualsiasi punto, anche decentrato, otterr\u00e0 gli stessi risultati. Notevole resta anche la questione sempre rilevante dei consumi, molto inferiori: questo perch\u00e9 una volta che il volano inizia il suo processo di rotazione, esso tender\u00e0 a prolungarla per semplice effetto dell’inerzia. Riducendo di molto l’energia elettrica necessaria a estendere il suo periodo di continuativa efficienza. Diverso il discorso di strutture\u00a0 sottostanti alla chiglia, che dovranno invece essere sollevate ed abbassate di continuo.<\/p>\n

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Il principio di funzionamento delle alette di stabilizzazione \u00e8 piuttosto semplice. Esso assomiglia, in effetti, a quello delle superfici di controllo degli aeroplani. Dopo tutto, anche l’aria \u00e8 un fluido, esattamente come quello che riempie gli azzurri oceani sottostanti.<\/figcaption><\/figure>\n

Stando al sito della Seakeeper<\/a>, il loro giroscopio \u00e8 un prodotto miracoloso il cui costo risulta proporzionato all’effetto, per non dire un vero e proprio affare. Che parte dai 22.000 dollari per il modello pi\u00f9 piccolo adatto a barche della lunghezza massima di 10 metri (ovvero non tantissimo, in campo navale) ma pu\u00f2 facilmente raggiungere 10 volte tanto per i modelli commerciali come il 30 HD, per gli yacht di fino a 22 metri e dal peso non indifferente di 1,7 tonnellate. Ovviamente, il proprietario dovr\u00e0 inoltre preoccuparsi di trovare uno spazio per il dispositivo rinunciando a un’intera stanza del suo natante privato, a meno che abbia acquistato una barca gi\u00e0 fornita di giroscopio di serie. Una proposta tecnologica che sta iniziando a diffondersi negli ultimi mesi. Il guadagno in materia di comodit\u00e0 e relax del resto, sopratutto per un vascello che pu\u00f2 trasportare spesso dei non-lupi-di-mare, sarebbe davvero difficile da esagerare. Non \u00e8 proprio il massimo, quando l’oliva del Martini scivola fuoribordo a seguito di un’ondata, finendo cos\u00ec per attirare famelici barracuda o piccoli squali sanguinari.
\nQuesto pensava e continuava a pensare l’uomo con la ruota di bicicletta, nel centro della forma platonica della sua mera esistenza:\u00a0cogito, ergo, ergo, cogito sum<\/em>? Quando la colomba della pace entr\u00f2 dalla finestra verso il cortile universitario, quasi invisibile a causa dell’effetto di sfocatura da movimento. L’uccello si mise quindi a declamare, ti-tubando, i numeri decimali fino all’ottava pagina del \u03c0 greco. Lentamente, la stanza inizi\u00f2 a rallentare. Dodici minuti, trascorsi in un secolo o due! Era la quiete dopo la tempesta, come un attimo di tranquillit\u00e0 in mare.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Il professore deve spingere delicatamente sulle spalle dello studente, data la sua esitazione dovuta a un ragionevole grado di perplessit\u00e0. Quindi lo fa sedere sulla sedia da ufficio rotante, ultimo miglioramento dell’aula principale del dipartimento di fisica all’universit\u00e0. “Vedi, ragazzo mio…” Inizia quindi: “…\u00c8 una fortuna che il rettore abbia stipulato un contatto di fornitura … Leggi tutto<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[6],"tags":[3564,167,136,249,598,534,570,400,1796,2723,3499,71,97,126],"class_list":["post-26029","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-news","tag-giroscopi","tag-ingegneria","tag-invenzioni","tag-mare","tag-meccanismi","tag-navi","tag-navigazione","tag-oceano","tag-sfere","tag-sistemi","tag-stabilizzazione","tag-storia","tag-tecnologia","tag-trasporti"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/26029","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=26029"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/26029\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":26037,"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/26029\/revisions\/26037"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=26029"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=26029"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=26029"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}