L’industria automobilistica: l’origine e il boom italiano

Tra le invenzioni della modernità che hanno segnato effettivamente la storia dell’essere umano c’è sicuramente l’automobile. Si tratta di un veicolo dotato di motore proprio e moventesi su strada o terreno vario senza guida di rotaie. Il termine viene comunemente usato solo per gli autoveicoli destinati al trasporto non collettivo di persone ed è pertanto sinonimo di autovettura. La descrizione di una macchina automobile azionata da ruote a vento fu fatta nel 1472 da R. Valturio e nel ‘500 anche Leonardo disegnò una macchina che non fu però costruita. Un’automobile azionata da telaio di legno e a ruota motrice anteriore azionata da un motore a di. cilindri. La caldaia non aveva però un sistema di alimentazione e rutin il veicolo doveva essere fermato frequentemente per questa operazione.

Qualche anno piú tardi Murdock, allievo di Watt, realizzò l’idea del su maestro di applicare la macchina a vapore ad un cilindro alle vedili stradali. Moltissime furono in seguito le invenzioni e i perfezionamenti apportati alle vetture a vapore. Ricordiamo anche il francese Bollée, quest’ultimo creatore del generatore istantaneo di vapore. La prima applicazione del motore a scoppio alla trazione meccanica fu fatta dal francese Lenoir nel 1862, che si valse degli stili fatti sui motori a gas, una diecina di anni prima, dai due fisici italiani Barsanti e Matteucci. Il motore del Lenoir funzionava con vapore di benzina e sviluppava la potenza di un cavallo e mezzo. Nel 1877 il tedesco Marcus sostituí al gas il carburante liquido e inventò il motore a scoppi a quattro tempi.

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Politica moderna: dalla democrazia al comando di uno

Il cristianesimo, con la sua affermazione dell’eguaglianza di tutti gli uomini, fu uno strumento potentissimo per la democratizzazione dei sistemi politici e invero provocò una vera rivoluzione. Purtroppo questa rivoluzione si fermò e si cristallizzò in forme dispotiche di tipo orientale che pesarono su tutto il primo Medioevo, spesso in contrasto con le istanze democratiche di una parte considerevole della cristianità e della Chiesa: è comunque certo che i movimenti non ufficiali (come i movimenti monastici e poi quelli ereticali del Medioevo) esprimevano sostanziali esigenze democratiche.

Queste esigenze, pur con molti limiti, si manifestarono poi nella vita dei comuni, dove dovettero lottare contro le sopravvivenze di quella struttura sociale eminentemente antidemocratica che era il feudalesimo. Col Rinascimento la passione politica per una formulazione democratica della vita sociale si fece piú acuta. Bacon, Cartesio e poi successivamente gli economisti e gli statisti olandesi e inglesi si fecero promotori del movimento democratico, che trovò nella nuova classe borghese un potente mezzo storico di attuazione.

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Volare con lo zaino in spalla

Concepito dalla fantascienza di quasi 100 anni fa, lo zaino volanyr a reazione, o jetpack, sta finalmente per diventare realtà. Il jetpack nella fantasia degli scrittori. Nel 1920 Buck Rogers utilizzava un jetpack per combattere il crimine nel fumetto Amazing Stones, anticipando l’epoca in cui l’uomo avrebbe potuto librarsi nel cielo. Un motore jet funziona aspirando aria da una presa frontale per miscelarla con carburante a cui viene dato fuoco.

Il gas caldo e ad alta pressione risultante viene passato attraverso una turbina e fuoriesce da un ugello, producendo una spinta. L’idea alla base dei jetpack è di montare uno o più motori jet su uno zaino, permettendo a chi lo indossa di volare liberamente in qualsiasi direzione. I primi motori jet erano però troppo ingombranti per stare sulle spalle di una persona, per cui l’unica alternativa era quella di usare dei razzi. Questi funzionano in base a un principio simile a quello dei motori jet ma, invece di aspirare aria, un razzo sfrutta la reazione chimica tra combustibile e comburente, entrambi contenuti nel serbatoio.

Il primo jetpack della storia

Il primo vero tentativo di produrre un jetpack – la cintura a razzo – risale al 1953, quando Wendell Moore volò grazie a dei razzi a perossido di idrogeno. Una bombola di azoto forzava il perossido di idrogeno ad attraversare un catalizzatore d’argento, spezzandone i legami chimici in massa per produrre ossigeno e vapore. Il gas usciva dall’ugello alla velocità di 1000 metri al secondo, producendo una spinta di 125 chili, sufficiente a sollevare una persona da terra per circa 20 secondi.

Il 70 percento del carburante in una cintura a razzo, però, è necessario solo per vincere la forza di gravità, lasciando un’autonomia di volo molto ridotta. Aggiungere più carburante non fa altro che aumentare il peso e anche ricorrendo alle migliori tecniche conosciute, ancora oggi una cintura a razzo a perossido di idrogeno non può volare per più di un minuto. Una soluzione al problema del peso del carburante è quella di collegare il jetpack a un tubo di rifornimento flessibile, collegato a un serbatoio a terra.

Sebbene sia ovviamente impraticabile per un jetpack progettato come mezzo di trasporto, può funzionare per i modelli ricreativi, come_il JetLev alimentato ad acqua. L’altra alternativa è quella di usare un motore più efficiente. Gli avanzamenti nel campo dei motori jet hanno permesso di produrre unità sufficientemente piccole da poter stare in uno zaino, spianando la strada per gli sviluppi dei jetpack in circolazione oggi. L’idea è stata testata alla fine degli anni Sessanta dall’inventore della cintura a razzo, Moore, che ha usato un motore jet progettato appositamente.

I satelliti lanciati dal mare: Odyssey

Nel bel mezzo dell’oceano pacifico c’è un’enorme piattaforma per il lancio dei satelliti. Si tratta di una delle opere di ingegneria e fisica più innovative del secolo. Ma come funziona? Odyssey: la piattaforma che galleggia! La piattaforma di lancio galleggiante Odyssey è una struttura privata per lanci spaziali situata nel Pacifico, vicino all’equatore. È composta da tre segmenti: quello dedicato al razzo, quello marittimo e quello di Home Port.

Sulla terraferma, la zona della Home Port serve per preparare al lancio e rifornire di carburante il satellite; inoltre fornisce supporto logistico al segmento marittimo. In mare, l’Home Port è invece formata da due vascelli diversi. Il primo è la nave “Sea Launch Commander ” (nave controllo) che funge da unità mobile per l’assemblaggio del razzo e nella quale il satellite viene caricato sul vettore per esser poi trasportato fino alla piattaforma di lancio.

Il secondo vascello è la piattaforma vera e propria che è stata ottenuta riconvertendo una piattaforma petrolifera. Dotata di propulsione propria e semi affondabile, può posizionare, inclinare e calibrare attentamente la superficie di lancio, adattandola a ogni compito. I satelliti vengono portati in orbita da un razzo Zenit-3SL, guidato da un sistema di controllo a terra completamente automatico, mentre la piattaforma viene evacuata per il lancio e tutto viene gestito dalla nave di comando oppure, addirittura, dall’Home Port in California.

Come vengono lanciati i satelliti?

La piattaforma è posizionata all’equatore, dove la velocità di rotazione della Terra è massima e facilita il decollo. Un razzo che parte da Cape Canaveral, per esempio, ha bisogno di molta più energia per sfuggire alla gravità terrestre proprio perché non può contare su questa spinta “extra”. Inoltre, da qui non c’è bisogno di manovre complesse per posizionare i satelliti geostazionari. La posizione remota della Odyssey, inoltre, minimizza le possibilità che il traffico aereo possa influire sui lanci, e offre un’ampia zona libera nella quale far precipitare razzi con eventuali problemi.

I satelliti vengono lanciati usando dei razzi vettore non riutilizzabili Zenit-3SL che montano potenti motori che bruciano una miscela di cherosene e ossigeno liquido. Una volta che il razzo è rifornito di carburante e pronto per la posizione di lancio, parte un conto alla rovescia automatico di ben tre giorni durante il quale tutto il personale della piattaforma viene evacuato. Finora sono stati lanciati 35 razzi; di questi solo tre lanci sono falliti e un quarto non è riuscito a posizionare il carico in orbita. Nel 2007, un oggetto estraneo finito in uno dei motori ha creato una perdita di carburante che ha avvolto la Odyssey in un’enorme palla di fuoco. L’evacuazione ha impedito che ci fossero vittime, ma i danni alla piattaforma sono stati ingenti, tanto che il processo di riparazione è durato oltre sette mesi.

Capire il mondo di plastica

Dagli spazzolini ai componenti per computer, ecco il materiale più versatile: la plastica dopo aver dato il via a una nuova era caratterizzata da beni di consumo economici negli anni Cinquanta, la plastica ha conquistato il mondo. Il merito del suo successo sta nella versatilità: può essere dura o morbida, opaca o trasparente, flessibile, elastica o fragile, ma tutte le varianti hanno una caratteristica in comune: possono essere modellate in qualsiasi forma. Le plastiche sintetiche vengono realizzate unendo dei monomeri, piccole molecole a base di carbonio, in lunghe catene chiamate polimeri.

Si parte da monomeri estratti dal petrolio o da gas naturale e, unendo diversi tipi, si creano plastiche con una vasta gamma di proprietà. A livello molecolare, le catene di polimeri si intrecciano come spaghetti in un piatto, rendendo la plastica molto resistente. Ci sono due metodi diversi per unire i monomeri in un polimero. Nella polimerizzazione viene aggiunto un elemento chimico che agisce come catalizzatore e fa sì che i monomeri si combinino in una resina.

La policondensazione, invece, prevede di combinare i monomeri in modo che rilascino un prodotto di scarto. In entrambi i casi è possibile miscelare additivi, come un pigmento per alterare le proprietà del prodotto. Le plastiche si suddividono in due categorie: termoplastiche e termoindurenti. Dopo essere state fuse e raffreddate, le materie termoplastiche possono essere sciolte rimodellate perché le catene di polimeri hanno legami molto deboli, che vengono spezzati dal calore. Riscaldando una plastica termoindurente i legami si saldano in modo permanente, rendendo impossibile rimodellare il prodotto.

Produrre e riciclare la plastica

Per creare oggetti in plastica si usano diverse tecniche. Le vaschette, per esempio, sono realizzate mediante iniezione, cioè i granuli riscaldati sono iniettati ad alta pressione in uno stampo cavo. Pellicole e tubi invece vengono creati forzando la plastica fusa attraverso una piccola apertura, un metodo detto “estrusione”. Riciclare la plastica è semplice, in teoria: si trita il materiale in fiocchi, si lavano via le impurità, si fonde di nuovo il tutto in granuli e si è pronti a ricominciare da capo. Nella pratica è un po’ più complicato.

Mentre le termoplastiche come il PET possono essere fuse e riutilizzate, le plastiche termoindurenti non si sciolgono e non possono quindi essere riciclate. quindi necessario separare i diversi tipi di plastica per indirizzarli ai diversi trattamenti, un procedimento molto laborioso. Altre plastiche, come il polistirene, sono in teoria riciclabili, ma il processo non è conveniente dal punto di vista economico. Con le riserve di gas e petrolio che si assottigliano, c’è una forte spinta verso la ricerca di bioplastiche, realizzate a partire da piante come il granoturco o la canna da zucchero. Sono tuttavia necessarie ancora molte ricerche per abbatterne il costo e risolvere le sfide ecologiche della biodegradabilità e del riciclo.

Nel frattempo, sembrano interessanti anche altri sviluppi. I polimeri autoriparanti, per esempio, che sono in grado di richiudere i graffi. Se ne stanno studiando di diversi tipi, uno dei quali prevede di aggiungere delle microcapsule di un “agente riparante” nella struttura del polimero. Quando la plastica viene danneggiata, viene liberato e catalizza una reazione che forma nuovi legami nella struttura. In un altro ambito, la stampa 3D sta aprendo molte nuove possibilità a ciò che è possibile fare con la plastica. Al posto dell’inchiostro, la testina di una stampante 3D è riempita con un polimero (o, a volte, un metallo) che può essere fuso e disposto in strati per creare ogni sorta di oggetti.

Gestire le emergenze con un simulatore di paziente

Scoprite come questi manichini elettronici aiutano i medici a imparare come gestire le emergenze tipiche del pronto soccorso degli ospedali. Un manichino che simula un paziente non è un oggetto semplice. In pratica è un robot pieno di sensori gestito da un hardware che replica, tramite un modello atematico di tutte le funzioni fisiologiche umane, il comportamento dei principali organi le reazioni alle cure.

I finti vasi sanguigni che ha nelle braccia permettono l’inserimento di cannule e aghi e il prelievo di fluidi corporei. Il battito cardiaco è replicato ai polsi e al collo e può esser monitorato con un elettrocardiogramma. Nel contempo, una serie di pompe idrauliche e motori elettrici replicano i movimenti del paziente robot aprendo e chiudendo gli occhi, sollevando e abbassando il torace e arrivando al punto di simulare addirittura un attacco di convulsioni.

Se il futuro medico non applica le procedure nella maniera corretta, il manichino simulerà gli effetti negativi, permettendo a chi opera di studiare anche le conseguenze degli errori per riconoscerle tempestivamente se dovessero avverarsi sul campo e correre ai ripari. I modelli più avanzati di paziente virtuale sono in grado di reagire anche ai medicinali somministrati, variando gli effetti in base alle dosi. L’unica accortezza che si deve usare è quella di far leggere al sistema un codice a barre con le informazioni del farmaco prima di somministrarlo al manichino.

Tipologie di simulatore di paziente

Esistono diversi tipi di simulatori di pazienti che servono a gestire le diverse situazioni che possono verificarsi in caso di emergenza sanitaria. Ecco quali sono:

Adulto

Vengono usati in ambienti medici e militari. Simulando il sistema cardiocircolatorio e le vie respiratorie, i medici fanno pratica su quelle tecniche salva vita che si devono applicare velocemente in situazioni reali, ma senza mettere a repentaglio la vita o la salute di veri pazienti.

Infanti

La cura degli infanti è molto diversa da quella degli adulti e questi simulatori sono importanti nella preparazione dei medici. I piccoli manichini permettono la somministrazione di medicinali per via intravenosa e le labbra diventano blu se si verifica una carenza di ossigeno.

Donne in gravidanza

Questi simulatori molto particolari simulano i parti naturali o tramite taglio cesareo. Tra le funzioni disponibili, possono ricreare le condizioni delle complicazioni più comuni come la nascita podalica o le emorragie postparto, in modo da addestrare nel migliore dei modi i futuri medici.

Pazienti virtuali

Alcuni simulatori sono completamente virtuali, senza alcuna rappresentazione fisica del paziente. Questi programmi per computer simulano moltissimi processi fisiologici e, anche se non permettono l’addestramento sul campo, servono come prima verifica per le ipotesi mediche.

La democrazia nel mondo antico

Democrazia è una forma generale di organizzazione politica, contrapposta classicamente ad aristocrazia, monarchia, oligarchia. Etimologicamente il nome vuol significare ‘governo di popolo’, ‘governo di diretta emanazione popolare’, ma questa definizione va riportata sempre alle concrete situazioni storiche, poiché la reale consistenza delle democrazie che conosciamo è diversa nei diversi momenti storici.

La democrazia greca

Basti pensare che l’antica democrazia greca (quella ateniese, per esempio) non veniva sentita in contraddizione con la schiavitú; anzi si fondava proprio sulla presenza di una massa dì schiavi, mentre la democrazia moderna tende all’eguaglianza: d’altra parte anche i moderni concetti di democrazia variano dai concetti classici di essa. Non è possibile stabilire la priorità delle forme democratiche sulle altre: per Aristotele e per i teorici greci, in genere, la forma migliore di governo era quella che contemperava le qualità migliori della monarchia, dell’aristocrazia e della democrazia.

In un certo senso si può parlare di democrazia per le comunità primitive di cacciatori e di pescatori, presso le quali si realizzava piuttosto una forma di comunismo primitivo. Successivamente il governo della cosa pubblica si identificò sempre piú con una sola persona (monarchia), spesso ritenuta partecipe di poteri divini, o rimase nelle mani delle caste superiori (di guerrieri e di nobili: aristocrazia). D’altra parte anche i regimi aristocratici (come, per esempio, quello di Sparta) presentavano spesso forme di democrazia di classe: eleggibilità di un re, parità di diritti fra i membri della stessa classe o dello stesso clan di nobili, ecc.

La democrazia ateniese si identificò con un grande ampliamento dei diritti politici ai membri della polis (o città stato), in modo tale che tutti i membri della stessa potevano partecipare all’amministrazione della cosa pubblica. S’intende che gli schiavi non erano membri della polis e non erano neppure considerati uomini: anzi, rendevano possibile, col loro lavoro, il godimento dei diritti civili da parte dei liberi.

La fine della democrazia nella Roma antica

Nonostante la presenza di una notevole massa di schiavi (si pensi che il censimento attico del 309 a. C. dava piú di 400.000 schiavi di fronte a 20.000 cittadini godenti di diritti politici), che limitava, evidentemente, l’ambito della democrazia, si può dire che la democrazia ateniese riuscì a trovare forme perfezionatissime di governo, con la divisione dei poteri, l’eleggibilità delle cariche, la possibilità di continui controlli sull’operato dei funzionari eletti, ecc.

I contrasti sociali provocavano in Grecia frequenti lotte di classe: e cosi in Roma, dove le conquiste democratiche vennero strappate dalla plebe al patriziato aristocratico in continue lotte, di cui la riforma serviana, l’instaurazione della repubblica, il movimento graccano e tutti gli altri movimenti che caratterizzarono la crisi dei secc. II e I a. C., sono alcuni momenti.

Strutturalmente la costituzione romana dell’età regia e repubblicana non fu democratica, non solo nei riguardi della schiavitú, ma anche relativamente a molti strati di liberi: l’instaurazione dell’impero fu proprio il risultato di una lotta secolare contro il patriziato (rappresentato dal senato), lotta mossa specialmente dalla plebe. Tuttavia anche l’impero si trasformò in oligarchia, per quanto riforme in senso democratico venissero fatte da molti imperatori: il famoso editto di Caligola, che estendeva a tutti il diritto di cittadinanza romana è un esempio chiaro di questa lotta per l’estensione democratica dei diritti politici. D’altra parte un vero contenuto democratico avevano le numerose rivolte di schiavi, operai, ecc., rivolte fallite (come quelle di Euno, di Spartaco, ecc.) ma che esprimevano acute esigenze sociali