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La carta.

by Giovanni Volpein Classi Prime, La carta, Materiale didatticoLeave a Comment on La carta.

È fin troppo facile accorgersi che oggi siamo sommersi da un mare di carta e di cartone a tal punto che questi prodotti possiamo considerarli come parte integrante del nostro vivere quotidiano, della nostra cultura e del nostro costume.

Il forte incremento della richiesta di carta e la grande diversificazione degli usi cui è destinata hanno aggravato il problema dello spreco; perciò, si comprende bene che bisogna avere rispetto della carta usata che, se riciclata, può essere nuovamente utilizzata diventando, quindi, una risorsa; la carta è, infatti, un prodotto naturale, biodegradabile, riciclabile e, come tale, amico dell’uomo.

La carta è stata inventata alcuni millenni dopo della scrittura, sebbene sia un importante supporto per scrivere. Gli uomini primitivi, infatti, cominciarono a tracciare graffiti, ma i Sumeri, popolo dell’antica Mesopotamia, possono essere considerati gli inventori della scrittura: circa 5500 anni fa, come supporto per i loro testi, utilizzavano tavolette di argilla, un fango molto presente nelle loro pianure, che stendevano su tavolette, poi incidevano i segni e lo lasciavano asciugare.

Successivamente, gli Egizi svilupparono la loro scrittura chiamata geroglifica (scrittura sacra) e, intorno al 3000-3500 a.C., inventarono un sopporto simile alla carta: il papiro.

Lavorazione del Papiro.

Il papiro, considerato come pietra miliare per l’evoluzione storica della scrittura, prende il nome da una pianta acquatica (Cyperuspapyrus), allora molto diffusa non solo lungo le sponde del Nilo ma anche in Palestina ed in Sicilia.

Il midollo della pianta è composto da una specie di pellicole lunghe e strette troppo sottili e troppo piccole per scrivere su ognuna di loro. Per tale motivo, la parte superiore della pianta veniva tagliata in strisce longitudinali larghe pochi centimetri e lunghe oltre un metro, che venivano poi disposte l’una accanto all’altra su un piano orizzontale, in modo da formare uno strato continuo il più possibile omogeneo.

Su questo strato veniva disposto un altro in modo perpendicolare. Il reticolo così composto veniva poi bagnato e pressato affinché le sostanze collanti contenute nelle fibre della pianta facessero aderire i due strati sovrapposti e messo poi ad asciugare all’aria: il “foglio”, così formato, era già un valido supporto per la scrittura anche se poco maneggevole.

Gli Egizi incollando i margini di più fogli di papiro delle stesse dimensioni, ottenevano una striscia che per essere utilizzata veniva arrotolata attorno ad un bastoncino, costituendo quello che sarebbe stato l’antesignano del nostro libro, il “Volumen” o rotolo.

Nella città greca di Pergamo (da qui il nome pergamena), come supporto per la scrittura si cominciarono ad utilizzare le pelli di capra, montone o pecora (per questo motivo viene chiamata anche carta-pecora). Da una sola pelle, separando più strati, si potevano ricavare diversi fogli che venivano raschiati dai resti di grasso e di carne e messi ad asciugare su telai che li tenevano tesi . Il prodotto finale era la pergamena, un materiale chiaro, uniforme e resistente e che, se vecchio, poteva essere raschiato dalla scrittura precedente ed essere anche riutilizzato. Tale materiale non poteva arrotolarsi a causa della sua rigidità, per cui si iniziarono a piegare i fogli di pergamena e i volumen furono sostituiti dal codex (codice) e dal liber (libro). Esso venne utilizzato in Europa durante tutto il Medioevo, fino all’introduzione della carta vera e propria.

Le origini della carta si fanno risalire ai Cinesi che la inventarono approssimativamente nel 105 d.C. Il ministro cinese, Ts’ai Lun, secondo la leggenda, si recava ogni giorno presso uno stagno adibito a lavatoio: lì, meditava ed osservava le donne lavare i panni. Un giorno si accorse che le fibrille, precedentemente staccatesi dai panni logori a causa dello strofinio e della sbattitura esercitati dalle lavandaie, si accumulavano e si riunivano a mo’ di tessuto. Ts’ai Lun raccolse con delicatezza il sottile velo di fibrille feltratesi (attaccati gli uni agli altri) in un’ansa dello stagno e lo pose ad essiccare. Nacque così un foglio di una certa consistenza, di colore biancastro ed idoneo per sopportare la scrittura. Ts’ai Lun come materia prima per la produzione della carta utilizzò la corteccia del gelso da carta. La parte fibrosa della corteccia veniva messa a macerare in acqua, risciacquata e, successivamente, battuta in mortai di pietra fino ad ottenere una pasta uniforme di fibre cellulosiche.

Questa pasta, opportunamente diluita con acqua, veniva messa su un graticcio costituito da sottilissime canne di bambù per prendere la forma. Attraverso il graticcio la pasta perdeva acqua e le fibre, feltratesi tra loro, restavano in superficie formando un foglio di opportuno spessore, che veniva essiccato all’aria.

In Cina si fabbricavano i più svariati tipi di carta, con canapa, steli teneri di bambù, scorza del gelso, germogli di giunco, muschio e licheni, paglia di grano e riso, bozzoli del baco da seta, ma predominava quella fatta di stracci. Le varietà erano numerose e venivano man mano perfezionate ed utilizzate non solo come supporto per la scrittura ma anche come mezzo di diffusione della cultura.

Dal V secolo in poi la carta si diffuse in tutto l’impero in forme svariate ed elaborate, ma rimase un segreto della Cina fino all’VIII secolo, quando, nel 751 d.C., gli Arabi sconfissero i Cinesi in battaglia e a Samarcanda presero come prigionieri degli operai di cartiere che insegnarono loro la tecnica di fabbricazione della carta. In questo centro, ricco di acqua, canali di irrigazione e campi di lino e canapa, sorse la prima cartiera.

Successivamente, la produzione di carta si diffuse nella città di Bagdad, a Damasco, in Egitto ed in Africa Settentrionale, arrivando a Palermo e poi in Spagna, dove sorse la prima cartiera d’Europa (1009).

Il lino era un elemento molto importante da cui si ricavavano le materie per la produzione di tele e stracci; con il passare del tempo, tuttavia, ci fu una tale penuria di stracci da stimolare, nel XIII secolo, in tutta Europa la ricerca di materiali sostitutivi. Fu così che un francese, nel 1719, osservando le vespe mentre costruivano il loro nido , suggerì di provare ad usare il legno per fabbricare la carta. Le prove che vennero fatte ebbero esito positivo, tuttavia solo nel XIX secolo la pasta di legno si diffonderà e il legno diventerà la principale materia prima per la fabbricazione della carta.

L’Italia ebbe le sue prime cartiere ad Amalfi e a Fabriano, per poi diffondersi a Bologna, Genova ed in Piemonte, Toscana e Veneto.

I cartai italiani, inoltre, furono i primi a servirsi di filigrane per contrassegnare la propria carta, usanza assolutamente sconosciuta ai Cinesi e agli Arabi.

Dalla scoperta del mandarino Ts’ai Lun fino alla fine del XVIII secolo, la carta veniva fabbricata esclusivamente a mano, immergendo la “forma” nel tino contenente la sospensione fibrosa.

Ancora oggi, ma solo per pochi e speciali usi (quali ad esempio la carta da lettere di lusso, la carta speciale da disegno, per mappe catastali, finissima da acquerello, speciale da stampa, filigranata ed alcuni speciali tipi di carta valori) la carta viene fabbricata con gli stessi procedimenti.

Il XVII secolo vide una notevole innovazione apportata in Olanda: vasche anulari di forma ovale in cui un cilindro munito di lame contemporaneamente sfilacciava e raffinava le fibre, ottenendo una carta più bianca ed omogenea anche se meno resistente perché le fibre venivano tagliate anziché schiacciate.

Nel dicembre del 1798 , il francese Louis-Nicolas Robert depositò un brevetto di una macchina per fare una carta lunghissima, ideando la prima macchina continua che fu, successivamente, perfezionata in Gran Bretagna.

A determinare l’affermazione dell’industria cartaria nella sua forma attuale contribuì anche l’importantissima scoperta di Federico Gottlob Keller che, nel 1844, ottenne la pasta di legno meccanica sfibrando per la prima volta il legno con mole di pietra. Alla scoperta della cellulosa sono legati i nomi di Meillier (1852) che pose a cuocere della paglia con soda caustica in un bollitore sferico e di Tilghman che riuscì a produrre cellulosa partendo dal legno e usando particolari soluzioni chimiche. Al 1882 risale il procedimento Ritte-Kellner e al 1883 quello di Dahl, che aprì la via all’utilizzo della cellulosa come materia prima.

Dalla fine del 1800, dunque, le innovazioni non sono state di processo bensì di miglioramento della produttività , della velocità e della larghezza delle macchine continue per carta . Si pensi che nel 1800 per fabbricare una tonnellata di carta erano necessarie circa 4000 ore di lavorazione, mentre oggi, a seconda delle caratteristiche che si vogliono ottenere, ne servono da due a venti; la produttività è, quindi, aumentata di circa 1000 volte

La carta è un materiale formato da milioni di fibre vegetali di cellulosa , saldate insieme tra loro e ad altri materiali (coloranti, collanti, sostanze minerali).

La principale materia prima utilizzata per fare la carta è il legno la cui struttura si può paragonare ad un fascio di tubi sottili le cui pareti sono formate da due elementi principali: milioni e milioni di fibredicellulosa, simili a minuscole nervature che costituiscono la parte resistente, avvolte in una guaina di lignina, un collante naturale che riveste ogni fibra cementandola a quelle vicine.

Nella produzione della carta le materie prime si distinguono in:

  • materie prime fibrose;
  • materie prime non fibrose.

Le prime concorrono in misura prevalente alla produzione, rappresentano circa l’80% delle materie prime impiegate, costituiscono la differenza macroscopica fra i diversi tipi di carte o cartoni che si otterranno.

Proiezione ortogonale di un quadrato parallelo a PV.

by Giovanni Volpein Disegno tecnico, Proiezioni ortogonali secondeLeave a Comment on Proiezione ortogonale di un quadrato parallelo a PV.

Per determinare le proiezioni ortogonali del quadrato parallelo a PV ricordate che essendo parallelo a PV vedrete il quadrato nella sua reale forma sul piano verticale. Disegnate le distanze da PO e PL e posizionate il quadrato. Successivamente definite su PO e PL la distanza da PV e riportate le linee di riferimento. Il seguente video illustra i singoli passaggi che si dovranno eseguire per completare il disegno.

Proiezione ortogonale di un quadrato parallelo a PO.

by Giovanni Volpein Disegno tecnico, Proiezioni ortogonali secondeLeave a Comment on Proiezione ortogonale di un quadrato parallelo a PO.

Per determinare le proiezioni ortogonali del quadrato parallelo a PO ricordate che essendo parallelo a PO vedrete il quadrato nella sua reale forma sul piano orizzontale. Disegnate le distanze da PV e PL e posizionate il quadrato. Successivamente definite su PV e PL la distanza da PO e riportate le linee di riferimento. Il seguente video illustra i singoli passaggi che si dovranno eseguire per completare il disegno.

Fasi di costruzione di un edifico.

by Giovanni Volpein Classi Seconde, Edilizia, UncategorizedLeave a Comment on Fasi di costruzione di un edifico.

Immaginate di voler costruire un edificio, ad esempio una casa o una scuola. Non si tratta semplicemente di mettere insieme mattoni e cemento: dietro c’è un processo complesso che coinvolge diverse figure professionali, una serie di autorizzazioni e tante fasi ben definite. Vediamo insieme come nasce e cresce un edificio, chi ci lavora e quali sono i passaggi fondamentali.

Le figure coinvolte nella costruzione

Per prima cosa, chi vuole realizzare un edificio è il committente. Può essere una persona, una famiglia, un’azienda o un ente pubblico. Il committente ha un’idea ben precisa: ad esempio, una casa da abitare, un negozio da aprire o un ufficio dove lavorare. È il committente a stabilire quanto può spendere (il budget) e quali esigenze specifiche deve soddisfare l’edificio.

A questo punto, il committente si rivolge a un progettista, che può essere un architetto, un ingegnere o un team di professionisti. Il progettista è come il regista di un film: immagina, disegna e pianifica tutto nei minimi dettagli. Si occupa di capire cosa vuole il committente e come realizzarlo rispettando le norme urbanistiche e di sicurezza. È sua la responsabilità di creare i disegni tecnici, decidere i materiali e definire come sarà distribuito lo spazio.

Quando il progetto è pronto e approvato, entra in scena l’impresa edile, che è l’azienda che costruirà fisicamente l’edificio. Al suo interno ci sono operai specializzati, tecnici e il capo cantiere, che coordina i lavori. L’impresa si occupa di portare materiali, macchinari e manodopera sul posto, seguendo il progetto del progettista.

Le fasi della progettazione

La costruzione di un edificio parte sempre da un’idea e passa attraverso una fase di pianificazione molto precisa.

  1. Analisi preliminare.
    Il progettista, coadiuvato da un geologo (un professionista che studia il suolo), analizza il terreno dove verrà costruito l’edificio. Studia le caratteristiche del suolo, controlla le norme urbanistiche del comune (ad esempio, l’altezza massima consentita o la distanza da altre costruzioni) e verifica che il progetto sia fattibile.
  2. Progettazione preliminare.
    In questa fase si creano i primi disegni, detti bozze, che mostrano come sarà l’edificio a grandi linee. Ad esempio, si decide quanti piani avrà, dove saranno le stanze principali e come sarà organizzato lo spazio.
  3. Progettazione definitiva.
    Quando il committente approva l’idea generale, si passa ai dettagli. Si producono i disegni tecnici con le misure esatte, i calcoli strutturali, i materiali da usare, la disposizione degli impianti (elettrico, idraulico, di riscaldamento) e si preparano i documenti per richiedere i permessi.
  4. Concessione edilizia.
    Il progetto viene presentato agli uffici comunali, che lo valutano per verificare che rispetti tutte le normative. Una volta ottenuto il permesso di costruire, si può finalmente partire con i lavori.

Le fasi della costruzione

Dopo aver ottenuto i permessi, si entra nella fase pratica: il cantiere viene allestito e l’edificio comincia a prendere forma.

  1. Preparazione del cantiere.
    La prima cosa da fare è delimitare l’area con recinzioni per garantire la sicurezza. Vengono installati macchinari come gru, betoniere e piattaforme, e si costruiscono strutture temporanee per uffici, magazzini e spogliatoi degli operai.
  2. Scavi e fondazioni.
    Si scava il terreno per realizzare le fondazioni, che sono la parte dell’edificio che lo tiene ancorato al suolo e garantisce la stabilità. Questo passaggio è cruciale perché dalle fondazioni dipende la sicurezza dell’intera struttura.
  3. Costruzione della struttura portante.
    Dopo le fondazioni, si costruisce lo scheletro dell’edificio: pilastri, travi e solai. I materiali più usati sono il cemento armato, l’acciaio e il legno (dipende dal tipo di edificio).  I solai saranno realizzati con travetti, pignatte (particolari mattoni forati) e gettate di calcestruzzo armato. Fatto questo si procede alla realizzazione dei collegamenti verticali (scale, lo spazio per l’ascensore)  nel caso in cui l’edificio abbia più piani.
  4. Copertura e muri perimetrali (tetto e separazione della parti interne ed esterne).
    Una volta completata la struttura, si costruisce il tetto, che protegge l’interno dagli agenti atmosferici e contribuisce all’isolamento termico e acustico. Successivamente si costruiscono i muri di tamponamento ossia quei muri che serviranno a separare l’interno dall’esterno. Anche questi muri dovranno avere delle caratteristiche tali da garantire l’isolamento termico ed acustico. Naturalmente su questi muri saranno ricavati tutte le aperture che permetteranno successivamente il posizionamento di finestre e porte per avere un collegamento con l’esterno.
  5. Divisione dei vani. Durante questa fase si predisporrà la separazione degli ambienti interni ovvero vengono definiti i vari vani cioè gli ambienti: camere, bagni, soggiorni, disimpegni. I vani sono delimitati da tramezzi ossia dei muri con uno spessore inferiore rispetto ai muri perimetrali in quanto, a differenza dei muri perimetrali, avranno solo uno scopo divisorio. Anche nei tramezzi saranno ricavati i fori dove saranno posizionate le porte che collegheranno i diversi ambienti.
  6. Installazione degli impianti.
    Tecnici specializzati si occupano di posare cavi e tubature per l’impianto elettrico, idraulico, di riscaldamento e di condizionamento. Ogni impianto deve essere collaudato per assicurarsi che funzioni correttamente.
  7. Finiture interne ed esterne.
    Questa è la fase dove si curerà l’aspetto estetico dell’edificio: si posano i pavimenti, si installano porte e finestre, si tinteggiano (colorano) le pareti e si montano lampade e sanitari. All’esterno, si sistemano le facciate, si piantano alberi e si costruiscono vialetti o giardini, se previsti.

Collaudo e consegna

Quando i lavori sono finiti, si passa al collaudo tecnico, durante il quale gli esperti verificano che l’edificio sia stato costruito correttamente e sia sicuro. Superato il collaudo, l’edificio viene consegnato al committente, che può finalmente utilizzarlo.

Conclusione

Ogni edificio che vediamo intorno a noi è il risultato di un lavoro di squadra tra committenti, progettisti e imprese edili. Ognuno ha un ruolo fondamentale e ogni fase del processo è importante per ottenere una costruzione sicura, funzionale e bella. È un esempio perfetto di come la collaborazione e l’organizzazione possano trasformare un’idea in realtà!

Il ciclo di vita dei materiali

by Giovanni Volpein Classi Prime, Concetti generali, Materiale didatticoLeave a Comment on Il ciclo di vita dei materiali

Il ciclo di vita dei materiali è l’insieme di tutte le fasi produttive in cui un materiale è utilizzato. Il ciclo può essere chiuso o aperto; questo varia a seconda che si presenti o meno la possibilità di utilizzare più volte lo stesso materiale in diversi cicli produttivi. Le fasi e la durata del ciclo produttivo variano a seconda del materiale. È comunque possibile identificare le fasi principali che caratterizzano il ciclo di vita di tutti i materiali:

  • lo stadio di materia prima;
  • di semi-lavorato;
  • di prodotto finito;
  • di rifiuto.

A queste fasi si può aggiungere quella che prevede l’estrazione della materia prima dalla risorsa naturale. Ad esempio, il legno è la materia prima che si ricava dall’albero che rappresenta la risorsa naturale.

Dalla materia prima al prodotto semilavorato

Le materie prime presenti in natura devono essere trasformate in materiali semilavorati. Soltanto in pochi casi le materie prime possono essere utilizzate direttamente nel loro stato grezzo. I prodotti semilavorati sono destinati a soddisfare le esigenze produttive di altri processi produttivi, in altre imprese o all’interno della stessa impresa. Quando sono destinati a soddisfare le esigenze produttive di altre imprese, i materiali semilavorati diventano un oggetto di scambio sul mercato. Ad esempio, un’azienda produce acciaio e lo vende sul mercato. L’acciaio è un materiale semi-lavorato.

Dal prodotto semilavorato al prodotto finito

I materiali semilavorati sono, infine, utilizzati per la fabbricazione dei prodotti finiti. Ogni prodotto è destinato a soddisfare dei bisogni umani. Un bene economico è detto prodotto finito quando soddisfa le esigenze delle persone e non è utilizzato per produrre altri beni. Ad esempio, un’azienda acquista l’acciaio e la plastica ( materie prime e materiali semilavorati ) e li utilizza per produrre delle lamette ( prodotto finito ) che vende al consumatore finale. Da un semilavorato possiamo anche ottenere dei componenti ossia delle parti che andranno assemblate per diventare un prodotto finito. Ad esempio, i componenti di un PC sono diversi, questi dovranno essere assemblati (uniti) per diventare un computer.

Al termine del ciclo di vita i prodotti finiti si trasformano in rifiuti e sono avviati allo smaltimento nelle discariche o negli inceneritori. Ad esempio, la lametta viene acquistata e utilizzata dal consumatore finale. Una volta utilizzata, la lametta viene gettata nella spazzatura. Alcuni prodotti sono usa e getta, altri prodotti possono essere utilizzati più volte. Nel lungo termine, tutti i prodotti sono destinati a trasformarsi in rifiuti. Dal punto di vista sociale la gestione dei rifiuti è l’ultimo stadio del ciclo di vita di un materiale.

Il riciclaggio

Una parte dei materiali presenti nei rifiuti può essere recuperata tramite le attività di riciclaggio. I materiali riciclati ( es. vetro, metalli, ecc. ) sono nuovamente immessi in un nuovo ciclo produttivo per la produzione di nuovi prodotti finiti. L’uso dei materiali riciclati consente di estendere nel tempo il ciclo di vita di un materiale.

Risorse, riserve e fonti.

by Giovanni Volpein Classi Terze, EnergiaLeave a Comment on Risorse, riserve e fonti.

Tutto ciò che produce energia è una “fonte di energia”. Il Sole è la principale fonte di energia della Terra. La Terra riceve dal Sole un flusso ininterrotto di energia che, oltre ad alimentare tutti i processi vitali, vegetali e animali, scioglie i ghiacci ed alimenta il ciclo dell’acqua tra mare e atmosfera, produce i venti, fa crescere le piante che nel corso di milioni di anni si sono trasformate, insieme ai resti di organismi animali, in combustibili fossili, petrolio, carbone e gas naturale.

La risorsa energetica è tutto ciò che può essere utilizzato per generare energia utile per le attività umane

Per tutte le fonti energetiche, esiste una distinzione tra:

  • le risorse sono l’insieme delle fonti conosciute, delle fonti non ancora scoperte e delle risorse non convenientemente sfruttabili con le tecnologie a disposizione dell’uomo..
  • le riserve sono i materiali di cui conosciamo l’esatta localizzazione ( giacimenti )ed economicamente sfruttabili dall’uomo con le attuali tecnologie.

Quindi le riserve energetiche sono un sottoinsieme delle risorse energetiche. Ad esempio, il petrolio è una risorsa energetica. I giacimenti di petrolio conosciuti e sfruttabili sono, invece, una riserva energetica. Sono esclusi dalle riserve energetiche i giacimenti di petrolio non ancora scoperti e quelli non convenientemente sfruttabili con le attuali conoscenze tecnologiche.

Fonti primarie e secondarie.

Le numerose fonti energetiche esistenti possono essere classificate in diversi modi.

Si definiscono fonti di energia primaria tutte quelle sorgenti energetiche che sono presenti in natura in una forma direttamente utilizzabile dall’uomo, senza la necessità di essere sottoposte a trasformazioni industriali o altri tipi di processamento intermedio. Un esempio di energia primaria è la luce del sole: le sue radiazioni scaldano la Terra e forniscono energia a piante organismi autotrofi funzionando come un vero e proprio carburante per la realizzazione della fotosintesi clorofilliana. Altre fonti primarie che tutti conosciamo sono l’energia termica proveniente dagli strati profondi della crosta terrestre, il vento, le maree, la legna, i combustibili nucleari e il gas naturale.

A differenza delle fonti primarie, le sorgenti di energia secondaria hanno la caratteristica di non essere fruibili dall’uomo direttamente nel loro stato naturale, ma necessitano di trasformazioni industriali per essere utilizzate come fonte diretta di energia. Molte fonti secondarie derivano da fonti energetiche primarie che vengono trasformate mediante l’azione dell’uomo. La benzina, ad esempio, è uno dei combustibili più utilizzati nella nostra società moderna poiché da essa dipendono la maggior parte dei trasporti su strada, via mare e via aerea. Essa viene classificata come una fonte energetica secondaria, poiché è prodotta a partire dal petrolio grezzo, una risorsa mineraria naturale che viene estratta dagli strati più o meno profondi della crosta terrestre.

In molti casi, l’energia elettrica prodotta a partire da fonti naturali rientra anch’essa tra le forme energetiche secondarie: l’energia elettrica estratta dal vento o dalle maree, ad esempio, richiede trasformazioni complesse che si attuano in strutture dedicate chiamate centrali elettriche.

Le fonti di energia non rinnovabili.

Le energie non rinnovabili sono quelle risorse energetiche che troviamo all’interno del nostro pianeta in una quantità limitata, destinata a finire nel corso dei secoli (o su scale temporali superiori) se il loro utilizzo si protrae al ritmo attuale.

I tempi di rinnovamento delle fonti non rinnovabili, infatti, si sviluppano su archi temporali troppo estesi per stare al passo con le necessità energetiche delle nostre città o del nostro ritmo di vita: prima o poi, queste fonti energetiche sono dunque destinate ad esaurirsi e la nostra società non potrà più far affidamento su di esse per alimentare i propri bisogni. Le più comuni risorse energetiche non rinnovabili sono:

  • I combustibili fossili: tutti quei combustibili che si sono formati, nel corso delle diverse ere geologiche, per trasformazione di materia organica in forme altamente stabili e ricche in atomi di carbonio. Il carbonio è ciò che brucia per produrre attivamente energia: più ce n’è, più il combustibile sarà efficiente. Tra i combustibili fossili più utilizzati al giorno d’oggi troviamo il petrolio e gli altri idrocarburi naturali, il carbone e il gas naturale.
  • l’energia nucleare: l’uranio e gli altri combustibili nucleari sono presenti in natura all’interno di rocce, nel suolo, nelle falde acquifere e persino in alcuni organismi viventi. Come per le risorse energetiche fossili, anche questi sono presenti in quantità limitate e l’origine di tutti i depositi attualmente conosciuti risale addirittura alla nascita del pianeta Terra.
Fonti rinnovabili.

Si definiscono fonti di energie rinnovabili tutte quelle risorse che vengono prodotte mediante trasformazioni chimiche o processi fisici che avvengono continuamente sul nostro pianeta, o che avvengono comunque in scale temporali compatibili con l’utilizzo delle risorse in questione. Tra le fonti rinnovabili troviamo:

  • l’energia solare: è l’energia sprigionata dalle radiazioni solari che colpiscono il nostro pianeta. È prodotta continuamente ed è considerata la fonte primaria di energia sulla Terra.
  • l’energia eolica: è l’energia cinetica associata al movimento delle masse ventose nella nostra atmosfera.
  • l’energia geotermica: si genera per mezzo di fonti di calore geologiche situate sotto la superficie della crosta terrestre.
  • l’energia marina: è l’energia meccanica racchiusa nelle masse d’acqua che compongono i mari e gli oceani del nostro pianeta.
  • l’energia idroelettrica: sfrutta l’energia potenziale gravitazionale e l’energia cinetica di una massa d’acqua in movimento che viene convogliata all’interno di specifiche centrali elettriche.
  • l’energia da biomasse: sfrutta l’energia contenuta negli atomi di carbonio provenienti da organismi animali e vegetali. Si produce mediante trasformazioni biochimiche su breve scala temporale e può essere considerata come un’alternativa rinnovabile alle risorse energetiche fossili.

NOTA BENE.

Riserva energetica. Il concetto di risorsa energetica non deve essere confuso con quello di riserva energetica. La riserva energetica è un sottoinsieme della risorsa energetica poiché include soltanto le quantità della risorsa contenute nei giacimenti scoperti ed economicamente/tecnologicamente sfruttabili dall’uomo.

Tecnica e Tecnologia.

by Giovanni Volpein Classi Prime, Concetti generali, Materiale didatticoLeave a Comment on Tecnica e Tecnologia.

Sono evidenti le enormi differenze che esistono tra le condizioni di vita degli uomini primitivi e quelle attuali. Ma come si è passati da un modo di vivere così disagiato e pericoloso, quale sicuramente era quello dei nostri antenati, alle tante comodità dei nostri giorni? Solo e semplicemente attraverso una lunghissima serie di scoperte ed invenzioni. Le tecniche sono i procedimenti mediante cui tali invenzioni e scoperte sono state fatte.

Il motivo per cui durante la scuola media studierai Tecnologia è quello di apprendere il metodo con cui tutte tali invenzioni e scoperte sono state fatte poiché la consapevolezza di tale metodo e e soprattutto la capacità di utilizzarlo è estremamente utile in moltissime situazioni di lavoro, di studio, di attività domestiche, cioè nella vita di tutti giorni.

Ma qual è questo metodo?

Per capire come si arriva a inventare qualcosa, prendiamo come esempio l’aeroplano, creato da Leonardo da Vinci che iniziò osservando attentamente il volo degli uccelli. Anche oggi possiamo vedere gli appunti e i disegni che fece durante questa fase di studio, conservati in diversi musei. L’osservazione è la prima fase di qualsiasi invenzione o scoperta e spesso riguarda la natura e ciò che ci circonda.

La seconda fase ossia quella dell’ideazione è decisamente più complessa

Nel esempio che abbiamo utilizzato, Leonardo ha avuto l’idea di creare una macchina che potesse permettere all’uomo di volare imitando il volo degli uccelli. Successivamente, ha fatto alcuni disegni che descrivono come la macchina sarebbe stata fatta, con l’indicazione dei materiali, dei pezzi e di come le varie parti sarebbero state collegate. Questa fase di progettazione costituisce la terza fase di ogni conquista. Infine, affinché l’invenzione o la scoperta possa essere utilizzata, è necessario che degli operai e dei tecnici seguano le istruzioni del progetto e costruiscano la macchina, nel nostro caso l’aeroplano. Questa fase finale è la realizzazione.

Se consideriamo che Leonardo da Vinci visse tra la fine del 1400 e l’inizio del 1500, e che il primo aereo che volò fu quello dei fratelli Wright nel 1903, si può notare che ci sono voluti circa 400 anni per passare dalla fase del progetto a quella della realizzazione. Per capire perché ci fu un ritardo così lungo, è necessario esaminare la struttura dell’aereo ideato da Leonardo. La struttura era in legno e ricoperta di tela, materiali che erano già noti e utilizzati al tempo. Tuttavia, per volare, un aereo ha bisogno di un’elica e di un motore per farla girare. Anche se l’uso dei metalli risale a epoche antiche come l’età del rame e l’età del ferro, perché non fu possibile costruire un motore all’epoca di Leonardo da Vinci?

Per diversi motivi. Il più semplice motivo è che allora tutti gli oggetti venivano costruiti a mano, come i metalli lavorati dal fabbro sull’incudine, e pertanto non potevano avere quella precisione e quella uniformità di dimensioni che richiede la realizzazione di una macchina complessa quale è un motore. Quando invece, alla fine del 1700, con la Rivoluzione Industriale si cominciarono a costruire gli oggetti con l’uso delle macchine fu possibile raggiungere la precisione richiesta e realizzare i motori che vennero utilizzati prima per le machine stesse, poi per mezzi di trasporto terrestri (locomotive) e navali ed infine anche per far volare gli aeroplani. Ma all’epoca di Leonardo non si conosceva neanche come alimentare questo motore. Come poteva girare l’elica? Con la sola energia data dalla forza dell’uomo? Sarebbe stato impossibile.

Tutta questa lunga spiegazione si può comunque riassumere affermando che ai tempi di Leonardo da Vinci la tecnologia dei metalli non era in grado di costruire un motore. La tecnologia è infatti la «scienza che studia la trasformazione delle materie prime in oggetti finiti». Precisando che si definisce risorsa naturale qualunque materiale che si trova spontaneamente in natura e che un oggetto finito è un oggetto pronto per essere usato.

Un esempio per capire cos’è la Tecnologia? Eccolo.

Immaginiamo di voler costruire una sedia di legno. La risorsa naturale è l’albero, la materia prima è ovviamente il legno e l’oggetto finito è la sedia su cui possiamo sederci. Per passare però dal legno che si trova ancora nell’albero alla sedia sono necessarie tutta una serie di operazioni, quali ricavare legno dall’albero, tagliarlo, piallarlo, incollarlo, assemblarlo. Di questo si occupa la tecnologia del legno.

Se invece la sedia deve essere di metallo la materia prima è, ad esempio, i ferro e le operazioni da compiere per arrivare all’oggetto finito sono completamente diverse poiché si tratterà di estrarre il metallo dai suoi minerali, fonderlo, saldarlo, ecc. Di tali operazioni si occupa la tecnologia dei metalli.