In caso di terremoto il terreno oscilla in modo anche molto violento.
Queste oscillazioni vengono trasmesse all'edificio che comincia ad oscillare e, a seconda dell'intensità del terremoto ci possono essere dei crolli.
se l'intensità delle oscillazioni è ridotta i danni possono essere limitati a mobili e lampadari che cadono, finestre che si rompono;
se le oscillazioni sono un po' più forti si possono formare crepe nei muri interni o nei muri perimetrali;
se sono ancora più forti muri interni e perimetrali possono crollare;
in caso di forza ancora maggiore può essere intaccata la struttura portante in cemento armato, cioè l'insieme colonne/travi: in questo caso l'edificio può crollare.
Nella peggiore delle ipotesi può succedere quello che si vede in questo video, si tratta di una prova:
L'idea ottimale è inserire alla base delle colonne degli elementi che permettano al terreno di oscillare senza che l'edificio oscilli.
Guardiamo questo video su modelli in scala:
Alla base della struttura di sinistra è inserita una serie di sistemi di smorzamento che fanno in modo che le oscillazioni non si propaghino dal terreno all'edificio. In ingegneria si dice che l'edificio viene disaccoppiato del terreno.
Questa tecnica si usa non solo nelle nuove costruzioni, ma è possibile anche adattare vecchie palazzine, come si vede in questo video:
L'adeguamento sismico è un problema particolarmente sentito in Italia, in territorio con vaste zone sismiche e borghi molto antichi.
Concludo questo post, con una casa antisismica tutta italiana fatta con un materiale veramente speciale, casa antisismica che ha stupito addirittura i giapponesi, massimi esperti nel modo sull'argomento. Per scoprire di cosa sto parlando guardate questo video.
Questo video spiega tutti i problemi che possono sorgere lavorando con il cemento armato.
Ma prima ancora vi permette di capire cos'è l'armatura, cioè i tubi di metallo che sono dentro la struttura, cos'è il cassero, cioè la struttura che dovrà ricevere il cemento e che contiene il muro, e la colata di cemento.
A mano a mano che la nostra città cresce ci rendiamo conto che il traffico diventa ogni giorno sempre più fuori controllo: dobbiamo progettare un servizio di trasporto pubblico.
In questo esercizio consideriamo il trasporto pubblico composto da due elementi: metropolitane e autobus. Le metropolitane le useremo per i flussi maggiori, gli autobus per quelli minori.
Divisione della zona in aree e analisi dei flussi.
Quali sono le zone della città da cui avvengono gli spostamenti maggiori, dove sono diretti? Per questi spostamenti progetteremo una linea di metropolitana.
Tutte le altre zone le collegheremo con linee di autobus alla fermata di metropolitana più vicina. Questi autobus si spostano da una zona all'altra, sono le linee principali.
All'interno di una zona possiamo mettere delle linee di autobus "locali" che servono la singola zona.
Risolvi l'esercizio dato considerando che:
Devi costruire una metropolitana con due diramazioni (A e B) con un totale di 15 fermate compresi i capolinea (usa la il colore rosso)
Devi usare 6 autobus per collegare le aree a basse densità con la metro. Per questi autobus uno dei due capolinea deve coincidere con una fermata della metro (usa il colore nero)
Devi usare una linea locale per ogni zona. Falla incrociare con le fermate della metro e con le linee di colore nero (usa il colore blu)
Dai un numero alle linee degli autobus e inventa dei nomi per le vie o piazze dei capolinea. Indica il numero sul foglio.
Linea 1... Via della Seta - Piazza Sempione
Linea 2...
Dai un nome alle 15 fermate di Metro. Puoi anche usare nome di fantasia
Hunger Games
Thor...
Indica sulla cartina solo qual è la diramazione A e la diramazione B e scrivi se le fermate stanno sulla diramazione A, B o nella parte comune.
Assegniamo le zone, cioè decidiamo se è una zona residenziale o è una zona industriale per produrre beni (legata al settore secondario), commerciale per venderli (legata al settore terziario) o direzionale (fatta di uffici). Se assegniamo solo zone residenziali ma non forniamo opportunità di lavoro, chi verrà a vivere nella nostra città?
Per raggiungere le varie zone servono le strade: costruiamo le strade. Notate che le strade le costruiamo noi, il comune, le zone vengono assegnate e poi i privati costruiranno su quelle zone. Affinché qualcuno venga a vivere nella vostra città dobbiamo fornire i servizi essenziali
Elettricità. Per fornire elettricità alla nostra città dobbiamo costruire una centrale elettrica (o collegarci a centrali già esistenti). La centrale la costruiremo vicino alle zone residenziali? Direi proprio di no.
Dobbiamo fornire acqua a tutte le nostre utenze e prelevare l'acqua di scarico. Per fornire l'acqua possiamo usare acquedotti oppure, se abbiamo un fiume vicino potabilizzare l'acqua del fiume. L'acqua di scarico, sia domestica, sia industriale deve essere depurata prima di finire nel fiume, altrimenti inquinerebbe. Quindi ci serve un sistema fognario è un depuratore
La gente comincia ad arrivare nella nostra città ed è regno e sogno di tutti i ladri: manca la polizia. Costruiamo una caserma di polizia
Aiuto, aiuto, è scoppiato un incendio, chi lo spegne? Poche ore e la città è rasa al suolo dal fuoco. Meglio costruire una caserma dei vigili del fuoco
E se uno vuole mandare a scuola i figli? Dove li manda? Servono scuole
E se ci si ammala? Costruiamo un ospedale.
Che tristezza, nemmeno un parco, poi dici che l'inquinamento aumenta. Apriamone qualcuno.
Che bella la nostra città, un momento... i rifiuti stanno arrivando al primo piano delle abitazioni, ci siamo dimenticati di gestirli. Costuiamo centri di riciclaggio, centri di compostaggio e discariche.
Abbiamo fatto un bel lavoro, lo costruiamo un municipio per il sindaco?
Ricordiamoci sempre che tutte le utenze devono essere collegate alla rete idrica e alla rete elettrica e che nella realtà ci sono anche il gas e la rete telefonica.
Guardate questo video di Simcity 3000. È proprio un gioco che permette di simulare la gestione di una città. SimCity è un videogioco di simulazione, sviluppato e pubblicato da Maxis nel 1989 per PC. Sono state realizzate nel tempo versioni quali SimCity 2000, SimCity 3000, SimCity 4, il reboot SimCity, lo spin off Streets of SimCity, SimCity Societies e SimCity Built It (quest'ultima solo per smartphone). Nel gioco bisogna creare una nuova città partendo dal nulla o da una città già esistente. Per migliorare la qualità di vita dei sim-cittadini occorre occuparsi della costruzione di stazioni di polizia, caserme dei pompieri, centrali elettriche ed altri servizi che permettono alla città di sopravvivere. Inoltre potrà variare le imposte per coprire le spese. Per complicare il già difficile compito di gestire la città, ci sono una serie di disastri che possono abbattersi su di essa: tornado, inondazioni, incendi, disastri aerei, invasioni da parte di mostri, terremoti. [Fonte: Wikipedia]
Nell'energia eolica si sfrutta l'energia del vento, ovvero il movimento dell'aria, ovvero l'energia cinetica posseduta dall'aria, per produrre energia elettrica.
Il movimento del vento viene intercettato dalle pale delle turbine eoliche, dette aerogeneratori che si mettono a ruotare.
Quindi il vento cede parte della propria energia cinetica agli aerogeneratori che che la acquisiscono.
Negli aerogeneratori sono presenti dei generatori elettrici che convertono l'energia cinetica acquisita dalle pale in energia elettrica.
Guardiamo i prossimi due video.
C'è da aggiungere che non è possibile installare ovunque parchi eolici: il vento deve essere presente per un numero sufficiente di giorni l'anno e deve essere di direzione costante.
Se il vento cambia direzione spesso le pale non riescono ad orientarsi molto velocemente per inseguire il vento. Di fatto questi sistemi sono direzionali: funzionano bene se il vento spira sempre dalla stessa direzione, cioè lungo l'asse di rotazione delle pale.
Esistono anche aerogeneratori molto piccoli, adatti all'uso domestico. Si tratta di minipale e per questo si parla di minieolico.
Nel video seguente potete vedere una turbina per minieolico ad asse di rotazione verticale. Le pale hanno una conformazione molto diversa dalle pale degli aerogeneratori classici e sono in grado di intercettare il vento da qualsiasi direzione arrivi, superando il limite della direzionalità tipico degli impianti più grandi. Per ora si tratta di una soluzione adottata solo nel minieolico, cioè per impianti molto piccoli.
Nel video seguente (in inglese) sono mostrati due semplici circuiti:
il primo composto da quattro lampadine in serie + l'alimentazione
il secondo composto da quattro lampadine in parallelo + l'alimentazione
Nel caso delle lampadine in serie, le lampadine sono tutte sullo stesso ramo del circuito. Il circuito è alimentato con una tensione si 120 Volt, il che vuol dire che ai capi del ramo ci sono 120 Volt. Le lampadine sono tutte uguali e questa tensione si ripartisce tra le quattro lampadine. Ai capi di ogni lampadina ci sono solo 30 Volt. 30 Volt * 4 = 120 Volt è la tensione ai capi del ramo.
Nel video viene fatta vedere prima la luminosità della lampadina collegata da sola, quindi con una tensione di 120 Volt, e poi nel circuito serie. In questo caso, proprio perché ai capi della singola lampadina c'è una tensione minore, le lampadine risultano meno luminose.
Inoltre il ramo è unico: se si toglie una lampadina la corrente non è più libera di scorrere e tutte le lampadine si spengono.
Nel circuito parallelo le quattro lampadine sono su quattro rami distinti. Ognuno di questi vede ai suoi capi una tensione di 120 Volt, quindi le lampadine sono luminose come se fossero montate da sole.
Inoltre, proprio perché sono quattro rami indipendenti, se si stacca una lampadina, la corrente può continuare a scorrere attraverso gli altri rami senza problemi: le altre lampadine restano accese.
Cliccando sul link sottostante potete accedere ad un simulatore che vi permette di costruire circuiti elettrici virtuali.
I pannelli solari fotovoltaici sfruttano un fenomeno fisico chiamato effetto fotoelettrico. Quando alcuni materiali opportunamente trattati, per esempio delle celle fotovoltaiche al silicio, vengono colpite dalla luce, ed in particolare dalla particella elementare della luce, il fotone, queste celle liberano degli elettroni e producono una corrente elettrica.
Luce che si trasforma direttamente in energia elettrica.
Guarduamo questo video.
I pannelli solari fotovoltaici possono essere installati su un tetto per produrre energia elettrica. Dato che di notte non producono energia elettrica e quando c'è maltempo ne producono poca, chi decide di installarli non si stacca dal fornitore di energia elettrica (per esempio l'ENEL).
Inoltre in alcuni periodo del giorno i pannelli solari possono produrre più energia del necessario. Quindi, oltre ai pannelli solari, chi installa questi impianti, ha anche uno speciale contatore in modo che quando produce più energia di quella che consuma la vende alla rete elettrica, quando consuma più di quella che produce l'acquista dalla rete elettrica. SE HAI QUESTO TIPO DI IMPIANTI SEI UN PRODUTTORE DI ENERGIA ELETTRICA.
E' tutto spiegato in questo video.
Tanti pannelli fotovoltaici possono essere usati per formare una centrale fotovolraica. In questo caso non ci sono turbine, e alternatore: viene prodotta direttamente energia elettrica.
Lo sapevate che i pannelli fotovoltaici sono fondamentali nell'industria aerospaziale per alimentare satelliti e stazioni spaziali? Qui in basso un'immagine della Stazione Spaziale Internazionele, i pannelli fotovoltaici sono l'elemento più grande e visibile.
Con produzione di energia elettrica tramite solare termodinamico si intende lo sfruttamento del calore del sole per la produzione di energia elettrica.
Questo calore viene sfruttato per far evaporare acqua alla temperatura di 500/600 gradi centigradi.
Il vapore surriscaldato che si ottiene ricorda il getto potentissimo di un geyser e viene usato per azionare una turbina a vapore che si mette a ruotare.
La turbina a vapore è collegata ad un alternatore che produce energia elettrica, quest'energia elettrica viene immessa nella rete elettrica tramite un trasformatore.
Facile, no?
In teoria sì, ma sebbene il sole sia molto caldo, non mi risulta che in nessun punto della terra si raggiungano temperature di 500/600 gradi centigradi. Il trucco che si usa consiste nel concentrare i raggi solari.
Vedremo due tecnologie, le torri solari e i sistemi a collettori parabolici lineari.
Le torri solari
Si tratta di una tecnologia molto diffusa all'estero. Si posizionano centinaia di specchi che riflettono i raggi solari in un unico punto: in cima ad una torre. La temperatura sulla cima della torre raggiunge il valore desiderato di diverse centinaia di gradi centigradi, in grado di produrre vapore surriscaldato.
All'interno della torre scorre un fluido termovettore, (cioè che trasporta acqua) e non acqua, fatto di una miscela di sali alla base di comuni fertilizzanti. Non si può far scorrere acqua sia perché diverrebbe vapore surriscaldato nei tubi e sarebbe più difficile da gestire, sia perché questo fluido conserva il calore molto bene, anche di notte.
Ma andiamo per passi.
Nell'impianto ci sono due serbatoi, uno in cui il fluido termovettore è freddo (intorno ai 300 gradi, lo so, non è poi così freddo, ma è una temperatura insufficiente per produrre vapore surriscaldato) e uno in cui è caldo (intorno ai 600 gradi).
Dal serbatoio freddo il fluido va verso la torre, sale sulla cima, si riscalda fino a 600 gradi e poi ridiscende fino al serbatoio caldo.
Dal serbatoio caldo viene prelevato e tramite una serie di tubicini scambia il suo calore con l'acqua. L'acqua si riscalda e diventa vapore surriscaldato, il fluido si raffredda e torna nel serbatoio freddo.
Il bello di queste centrali è che possono produrre energia elettrica anche di notte o quando c'è poco sole: possono produrre energia elettrica finché nel serbatoio caldo è accumulato calore.
I prossimi due video sono in inglese; nel primo dal minuto 1:35 spiega il funzionamento della centrale. Guardatalo perché le immagini spiegano bene. Al minuto 2:40 parla della tecnologia con i due serbatoi.
In questo video, dal minuto 2:10, viene descritto il funzionamento di un'altra centrale solare a torre. Lo schema è sempre lo stesso. Al minuto 2.45 fanno vedere come toccando da fuori il serbatoio caldo, a 565 gradi centigradi, non si sente alcun calore perché è ben isolato termicamente. Il tecnico, quello più anziano, definisce questo serbatoio una sorta di batteria termica (e non elettrica) che può far funzionare le turbine per 15 ore in assenza di sole
I sistemi a collettori parabolici lineari
Le torri solari, però hanno dei limiti: è difficile concentrare in un unico punto i raggi solari.
Il premio Nobel italiano Carlo Rubbia ha proposto e ideato un sistema che, invece che concentrare il sole in un unico punto, lo concentra lungo il percorso di un tubo molto lungo.
Lo schema con i due serbatoi rimane invariato, ma il fluido comincia a riscaldarsi appena entra nel tubo. Guardate questa immagine per capire meglio:
Gli specchi sono leggermente incurvati (la curva geometrica si chiama parabola, la stessa delle antenne) e riflette la luce solare sul tubo che passa al centro.
Si tratta di una tecnologia tutta italiana. Il primo prototipo è stato costruito a Priolo Gargallo in provincia di Siracusa. Il nome, progetto Archimede è dedicato a Archimede di Siracusa, inventore, matematico e fisico siracusano nato nel 287 a.C. che tra le altre cose inventò gli specchi ustori, con i quali riusciva a concentrare i raggi solari sulle navi nemiche a ad affondarle.
In questo post parliamo dello sfruttamento del calore del sole (solare termico) per raggiungere temperature basse, inferiori ai 100 gradi centigradi.
Si tratta di temperature che possono essere utilizzate per la produzione di acqua calda o per il riscaldamento domestico.
Si montano sul tetto della casa dei pannelli solari. Un fluido detto termovettore (cioè che trasporta il calore) scorre attraverso i pannelli e si riscalda. Il fluido riscaldato cede poi il suo calore a dell'acqua contenuta in un serbatoio che si riscalda. Fluido e acqua non vengono direttamente a contatto: il fluido passa attraverso una serie di tubicini collocati nel serbatoio.
Con uno schema di funzionamento del genere, in caso di maltempo prolungato o di notte, nel serbatoio può terminare l'acqua calda. Per questo, oltre ai pannelli solari, si deve sempre avere un altro tipo di caldaia, per esempio a gas, che garantisca l'acqua calda quando il sole non c'è.
L'energia geotermica è l'energia collegata al calore del sottosuolo terrestre.
Il nostro pianeta ha un nucleo molto caldo, ed il calore arriva fino a pochi chilometri al di sotto della crosta terrestre.
Alcune volte questo calore è ad una temperatura molto elevata, molto al di sopra dei 100 gradi centigradi, capace di trasformare l'acqua in forti getti di vapore. Questo calore può essere usato per la produzione di energia elettrica.
Altre volte questo calore ha una temperatura più bassa, 80, 90 gradi centigradi, e può essere utilizzato come riscaldamento. Vediamo entrambi i casi.
Produzione di energia elettrica
Produzione di calore per riscaldamento e acqua calda
Si tratta solo di esempi: esistono decine di progetti e decine di tecnologie in fase di sviluppo, ognuna diversa dall'altra.
In questo post voglio raccontarvi come discorsi quali viste dall'alto, assonometrie e prospettive, non sono solo chiacchiere astratte, ma le ritrovate nei videogiochi con i quali vi divertite ogni giorno.
Come tema dei videogiochi ho scelto il calcio e l'evoluzione dei videogiochi calcistici.
Cominciamo con Sensible Soccer (se ne parlate ai vostri genitori potrebbero conoscerlo), un titolo del 1992. Sebbene i giocatori siano vagamente tridimensionali, il gioco è bidimensionale. Il campo di calcio è visto dall'alto, non c'è nessun effetto reale di tridimensionalità.
È come se ci fosse una telecamera sopra il campo che si muove per tenere sempre inquadrato il pallone, ma di fatto guarda il campo sempre dall'alto.
Passiamo alla serie FIFA. La prima versione è del 1994. Il video è abbastanza lungo, ma concentratevi nel passaggio da FIFA 95 a FIFA 96, siamo poco dopo l'istante 1:00. Cosa succede alla grafica? C'è letteralmente un salto di qualità, e non è nei dettagli o nella risoluzione, ma nella rappresentazione grafica.
Si passa da una rappresentazione in assonometria isometrica ad una rappresentazione in prospettiva.
Nella coppia di immagini sottostante vedete FIFA94. Già dalla prima immagine, guardando le righe del campo, si intuisce che si tratta di un'assonometria. Nell'immagine più in basso vi ho inserito una possibile terna di assi x, y, z. Vedete, sono gli assi dell'assonometria isometrica.
Caratteristica delle assonometrie è che le righe che nella realtà sono parallele, si disegnano parallele, ed infatti le righe del campo sono disegnate tutte parallele tra loro. Conseguenza di ciò, un oggetto o è lontano, o è vicino, si disegna sempre con le stesse misure.
Facciamo un salto di venti anni in avanti. Ora siamo a FIFA2015. La rappresentazione usata è la prospettiva frontale ad un punto di fuga.
Vedete che ora le rette che nella realtà sono parallele, nel disegno convergono tutte verso un unico punto. L'effetto di questo è che più un oggetto è lontano dal punto di vista dell'osservatore più si disegna piccolo.
Il disastro del Vajont fu l'evento occorso la sera del 9 ottobre 1963 nel bacino idroelettrico artificiale del Vajont, a causa della caduta di una colossale frana dal soprastante pendio del Monte Toc nelle acque del sottostante lago. La conseguente tracimazione dell'acqua contenuta nel lago ed il superamento della diga, provocarono l'inondazione e la distruzione degli abitati del fondovalle veneto, tra cui Longarone, e la morte di 1.917 persone.
FONTE: WIKIPEDIA
Per capire dove si trova:
In questo video potete vedere una ricostruzione al computer di quello che accadde.
Qui vedete la diga dopo il disastro. Il monte è franato, ma la diga è addirittura rimasta in piedi. Un bene? Non è detto, perché l'acqua per scavalcare la diga ha acquisito ancora più energia.