venerdì 12 giugno 2020

STEP #25 - Sintesi

Eccoci dunque al termine del nostro percorso relativo alla Navigazione. E' ora necessaria una sintesi per raccogliere tutti i caratteri e le evoluzioni relative a questa importantissima azione.

La Navigazione è sempre stata necessaria fin dai tempi antichi in ogni ambito della società. L'evoluzione che questa "disciplina" ha subito nel corso della storia è stata notevole e ha permesso all'uomo di raggiungere le moderne tecniche di navigazione e orientamento che vengono utilizzate tutt'ora. L'oggetto in questione relativo a questo verbo non può che essere la nave: è proprio essa che con le sue caratteristiche permette è ha sempre permesso di solcare i mari per ogni tipo di scopo.
Tecniche di navigazione semplici erano già conosciute dagli antichi greci che la utilizzavano per spostarsi nel Mediterraneo e costruivano attorno a essa storie mitologiche di ogni tipo. Numerosi popoli nella storia hanno fatto della navigazione la loro arma principale ideando nuovi tipi di natante adatti allo scopo desiderato: ad esempio le navi vichinghe erano perfette per rapide fughe per l'abitudine della popolazione di razziare e depredare territori. Ben presto però l'uomo ha sentito il bisogno di migliorare la tecnica di navigazione cercando di creare strumenti per calcolare la velocità della nave e la distanza percorsa come l'odometro e migliorare le tecniche di orientamento grazie all'introduzione della bussola nel periodo medioevale. La storia della tecnologia navale, però, si è continuata a evolvere nella storia allargandosi nell'ambito della navigazione sottomarina (nel corso del 1700); questa branca della navigazione giocò successivamente un ruolo fondamentale durante la Seconda Guerra Mondiale. Nello stesso periodo iniziarono a diffondersi nuovi materiali e nuovi tipi di motori come quelli a vapore grazie all'avvento della rivoluzione industriale che assicurarono un miglioramento notevole per la propulsione e permisero l'inizio delle attraversate transatlantiche più sicure e veloci.
Il tema in questione è stato soggetto di importanti studi e analisi scientifiche relative in particolare alla meccanica dei fluidi per studiare il galleggiamento dei corpi e in particolare della nave. Uno dei più importanti scienziati che ottenne importanti risultati che influenzarono la navigazione fu il brillante Archimede che riuscì anche a comprendere il motivo del galleggiamento della nave (Lezioni del professor Caparrini su Archimede e la navigazione).
Inoltre la navigazione è anche stata oggetto di analisi in importanti testi letterari come la commedia dantesca e ventimila leghe sotto i mari e numerose poesieopere d'arte e sequenze cinematografiche quali Titanic e Pirati dei Caraibi; in queste forme d'arte si riscontra la presenza della descrizione delle tecniche di navigazione e degli stili adottati all'epoca in cui sono state realizzate oltre al racconto principale.
Le imprese in ambito nautico sono numerose e gli "eroi" della navigazione sono gli esploratori e gli  inventori quali Brunel e Fulton che hanno permesso di sviluppare la tecnologia nautica.
Da non trascurare sono però le imprese in barca a vela quali quelle di Laura Dekker e Greta Thunberg, quest'ultima in grado di attraversare l'Atlantico con imbarcazioni a vela per ridurre le emissione per spalleggiare le vicende ecologiche.
Le nuove tecnologie portano sempre più verso una navigazione precisa e sicura riducendo notevolmente i numeri dei naurfagi; nonostante ciò le innovazioni in questo ambito sono ancora  numerose e in continuo sviluppo come si può notare dagli studi del Politecnico di Torino.
Da non trascurare c'è naturalmente il tema del divertimento nel quale al primo posto si trova il turismo permesso da imponenti navi da crociera affiancato dalle competizioni sportive e le attività rilassanti quali una navigazione nell'Ardeche.
E per concludere non si può non ricordare il significato che questa parola ha assunto al giorno d'oggi: la navigazione web è ora più che mai al centro dell'attenzione e il suo significato è strettamente collegato al significato principale del termine.

E così si conclude il nostro percorso che partendo dalla definizione della Navigazione si è concluso con una possibile invenzione futura non ancora realizzabile in questo ambito grazie a un percorso che spazia in ogni ambito. Gli spunti interessanti e i numerosi approfondimenti delle lezioni del professor Marchis e del professor Caparrini sono stati di fondamentale importanza in questo percorso.

giovedì 11 giugno 2020

Lezione 23 - 10/06/2020

Conquista dell'aria
  • Mitologia → mito del volo: Dedalo e Icaro
    • mitologia rispecchia sempre i temi della tecnologia
  • Abate Francesco Lana Terzi → prima attenzione della navigazione aerea nel testo "Prodromo dell'arte moderna"
    • si capisce che l'aria pesa poco e si pensa di creare il vuoto in palloni per sollevare una struttura
    • primo esempio di aerostatica
    • non è ancora realizzabile ma solo un progetto
  • Fratelli Mongolfier (1783→ nascita del volo con il primo volo di una mongolfiera con passeggeri
  • 1800 → Secolo dell'aerostatica
    • Vittorio Angus (1854) → "Sulla dirigibilità degli aerostati"
      • palloni riempiti con gas leggeri come idrogeno e non più di aria calda
      • studio di sistemi di propulsione
      • Prima idea di alluminio nella navigazione
    • Almerico da Schio → costruzione di palloni dirigibili con forma affusolata per permettere migliore manovrabilità e mobilità
      • Scrive trattati su dirigibili
    • Inizia conquista dello spazio
      •  Zassiadko (1779-1837)
      • Kibalcic (1853-1881)
        • Sono generali russi e l’esercito dispone di armi a razzo che garantiscono lunghe distanze
      • Ciolkovskij (1857-1935) → progettazione di una navicella spaziale in alluminio sul modello delle armi a razzo (1883)
      • Oberth (1894-1989)
        • studia dinamica del missile e voli al di fuori di atmosfera
      • Dornberger → ufficiale che scopre il giovane Von Brown
      • Von  Brown (1912-1977) → nonostante sia vietato costruire aerei militari per sconfitta nella prima guerra mondiale gli è permesso fare ricerca e costruisce razzi
      •  Sergej Korolev: riesce a inviare lo Sputnik attorno al globo (1957) → spinge gli americani alla conquista dello spazio durante la guerra fredda
      • 20/06/1969 → Apollo 11, primo uomo sulla Luna
      • Progetto Marte (1952) → sulle riviste scientifiche ci sono progetti per la conquista di MarteVon Brown
  • 1903 → i fratelli Wright creano un aquilone con un piano di controllo, un alettone e un motore per la spinta  primo volo meccanizzato di un oggetto più pesante dell’aria
  • 1908 → Delagrange vola a Torino e a Milano con voli di prova. A Torino lo fa nello spazio in cui oggi c’è il Poli
  • Teresa Peltier → prima donna su un aereo a Torino con Delagrange
  • 1909 → prima attraversata della manica, iniziano i voli più lunghi → Henri Bleriot
  • 1916 → nascita dell’Ansaldo S.V.A (Savoia, Verduzio, Ansaldo) usato da Dannunzio per il volo su Vienna
  • Aerei rivoluzionano la Prima Guerra Mondiale
  • 1930 → Junkers inizia a usare l’alluminio come materiale dei proprio aerei
  • 1976Concorde → uso di propulsione a getto e superamento della velocità del suono
    • Dopo alcuni voli a velocità supersonica il velivolo esplode e termina la sua carriera e all’uso di aerei supersonici per scopi civili

mercoledì 10 giugno 2020

Navi da crociera - Turismo

Oggi il turismo è un degli aspetti fondamentali della navigazione ed è permesso soprattutto da dei colossi della navigazione come lo sono le moderne navi da crociera.

Civitavecchia - Presentata MSC Grandiosa , la prima nave che ...
Una moderna nave da crociera della compagnia MSC crociere

Queste enormi navi permettono il confort perfetto durante una lunga attraversata in mare contenendo tutto ciò che è necessario per il relax di una vacanza senza eliminare il divertimento necessario.

martedì 9 giugno 2020

PoliTo Sailing Team

Anche il Politecnico di Torino si occupa del tema della navigazione comprendendo l'importanza di questo settore in numerosi ambiti della nostra società; il PoliTo Sailing Team, infatti, si occupa di progettazione e realizzazione di navi di piccole dimensioni ma dotate di sistemi di tecnologia sempre più all'avanguardia sviluppati dal team di studenti torinesi. Occupandosi in particolar modo di skiff (piccole imbarcazioni con grandi vele) il gruppo si concentra sullo sviluppo delle tecnologie per la navigazione a vela e vanta il varo già di numerosi modelli di imbarcazione.

lunedì 8 giugno 2020

STEP #24 - Mappa Concettuale




Lezione 22 - 05/06/2020

Rivoluzione Francese

  • Ecole Polytechnique → prima università moderna
    • periodo di crisi per la scuola francese a causa della rivoluzione e necessità di istruzione per la difesa della città
    • fondata da un gruppo di studiosi tra cui Gasparre Monge che la basano sul modello militare
    • caratteristiche:
      • sistema di esami per selezionare gli studenti migliori
      • collegamenti con vicende politiche a causa del partito comune dei professori
      • nasce la tecnocrazia
      • c'è un sapere basato sulla matematica e non sui testi antichi come era in Italia
      • diventa il modello per tutte le università europee
    • la sua nascita è collegata alla nascita di alcune riviste per le comunicazione e la divulgazione di articoli scientifici
1800

  • Rivoluzione industriale → in Francia Inghilterra si sviluppa e modifica la tecnica ma moltissimo la vita sociale
    • nascita di un sotto proletariato destinato alla rivoluzione → Marx
  • Secolo della scienza
    • sviluppo di matematica e fisica
    • nascita di nuove scienze
      • meteorologia scientifica
      • Chimica scientifica
      • elettromagnetismo
      • filosofie scientifiche
      • letteratura scientifica
    • il mondo si riempie di macchine
  • Divulgazione Scientifica → rivolta a tutti
    • riviste per le donne in cui è spiegato il teorema di Napoleone
  • Nascita della Fisica Meccanica → spiegazione di ogni fenomeno fisico grazie alla meccanica
    • Pierre-Simon Laplace (1749-1827)
      • Trairé De Mecaniques Celeste (1825) → 5 volumi
        • basi di meccanica gravità
        • Perturbazioni Astronomiche → fenomeni in cui entrano in gioco gravità e moto dei corpi (ad esempio le maree)
      • determinismo laplaciano → visione deterministica dell'universo supponendo di poter conoscere ogni atomo (posizione, velocità e forze che agiscono su esso) e poter risolvere sistemi di disequazioni difficilissime
      • uomo politico → è membro del senato
      • società di Arcueil → società in cui si incontra con altri matematici per esperimenti e diffusione del sapere
  • Augustin-Louis Cauchy (1789-1856)
    • studi sul molto piccolo
    • Rigorizzazione del calcolo infinitesimale
    • applicazioni pratiche di questi studi
  • Nuovi Libri dell'800
    • ogni professore universitario ha l'obbligo di scrivere un testo per insegnare
      • sono efficaci e arrivano subito al punto per migliorare didattica 
      • diventano testi importati e vengono tradotti in molte lingue
  • Joseph Fourier (1768-1830)
    • Nascita della fisica meccanica → matematica applicata alla fisica in una teoria completa e definita
    • teoria analitica della diffusione del calore → primi studi fisici su ciò che non si può vedere
  • Nascita della Meteorologia Scientifica → primi studi basati su fondi scientifici per prevedere il meteo
    • studio dei fluidi → correnti e venti
    • studio della forza di Coriolis → pseudoforza
  • Charles Babbage (1791-1871)
    • matematico inglese che si rende conto della crisi della scienza pura in Inghilterra nonostante ci sia un incredibile sviluppo tecnologico → scrive un intero libro
    • la causa è Newton → le sue teorie vengono utilizzate per molto tempo dopo la sua morte ma sono ormai superate
    • progetto di un calcolatore → primo in grado di risolvere calcoli complessi
      • mai realizzato ma da importanti spunti per i calcolatori programmabili

giovedì 4 giugno 2020

Lezoine 21 - 03/06/2020

Brevetti
Fine dell'analisi del testo del professor Marchis sui brevetti italiani in commemorazione dei 150 anni dell'unità d'Italia

Vapore
  • Eolipia di Erone (I sec. d.C.) → prima macchina a vapore, è un giocattolo
    • sfera piena d'acqua viene scaldata da un bruciatore e il vapore prodotto fuoriesce tangenzialmente provocando la rotazione
  • Le macchine → Giovanni Branca (1629), è un teatro di macchine
    • descrizione di una caldaia che produce vapore e fa ruotare una ruota a pale per mettere in funzione un mortaio
  • Denis Papin (1647-1712) → prima applicazione pratica
    • azionamento di una fontana grazie al vapore e al principio dei vasi comunicanti
  • Thomas Savery (1699) → macchina di drenaggio dell'acqua dalle miniere
    • bollitore produce vapore che va nel cilindro e provoca pressione sull'acqua che sale e fuoriesce
    • il vapore viene condensato con acqua fredda e provoca depressione che fa entrare altra acqua nel cilindro
    • il ciclo si ripete ed è controllato da un operatore che gestisce le valvole → pericoloso
    • Thomas Newcome (1664-1729) → pompa per drenaggio miniere
      • automatica e non serve un operatore
      • vapore invade un cilindro e fa alzare lo stantuffo facendo entrare l'acqua
      • condensando il vapore la pressione esterna supera quella interna e lo stantuffo scende facendo fuoriuscire l'acqua
    • James Watt (1736-1819) → macchina a vapore
      • collegamento del bilanciere della macchina a un sistema biella manovella che fa ruotare un volano collegato a un albero motore
      • presenza di un regolatore centripeto per evitare sovraccarichi
      • sopravvento delle macchine a vapore sulle ruote idrauliche
        • non c'è necessità di un corso d'acqua perché sono alimentate a carbone
        • riescono a erogare in uscita una potenza nettamente superiore (10/20 KWatt) in grado di azionare un laminatoio
    • Sadi Carnot (1824) → studi sulla potenza motrice del fuoco
    • Gustaf De Laval (1883) → progetta la turbina a vapore distribuendo i getti di vapore tangenzialmente alla ruota
    • Charles Parsons (1884) → migliora la macchina di Laval ponendo più giranti e un distributore per indirizzare il vapore
    • Charles Curtis (1896) → Impulse Turbine, aumento dimensione tra giranti successive e presenza di 2 più distributori
    • Machine mobili a vapore
      • auto → non ha successo per pesantezza del veicolo
      • locomotive
        • Trevithicks (1804) → primo prototipo non ancora funzionante
        • George e Robert Stephenson (1825) → prima locomotiva funzionante
      • piroscafi → Robert Fultron (1807)
        • primo viaggio di un battello a vapore sull'Azzon
        • ha un grande ruota a pale azionata dal vapore
    • Diffusione ferrovie in Italia
      • 1839 → diffusione del treno a vapore a Napoli da parte di Bayard
      • 1848 → collegamento Torino-Trofarello
      • 1854 → realizzazione della line ferroviaria per collegare Torino (capitale) con il porto di Genova
      • 1861 → grande diffusione delle ferrovie nel nord ma pochissime nel sud
      • 1870 → nord completamente collegato e buona diffusione al sud e al centro ma con ancora grandi zone non coperte 
    Nuovi materiali della rivoluzione industriale
    • Alluminio → Hans Cristian Oested (1825)
      • 1854 → Vittorio Angius nel testo L'Automa Aeronautica prevede il diffuso uso dell'alluminio nell'aeronautica
      • 1856 → uso dell'alluminio per oggetti di lusso e inizio della lavorazione industriale
      • 1889 → l'alluminio sostituisce il rame nelle pentole
      • 1893 → la statua di Anteros a Londra è realizzata completamente in alluminio
      • 1907 → Robert Victor Neher realizza il primo foglio di alluminio
      • 1910 → uso dell'alluminio nella realizzazione dei pullman a Parigi
      • 1911 → uso dell'alluminio per la carta del cioccolato
      • 1971 → fusoliere degli aerei realizzate in alluminio
    • Celluloide → Parkers (1860)
      • derivato della cellulosa
      • determinante per la fotografia e il cinema
    • Viscosa → Chardonnet (1883)
      • derivato della cellulosa
      • materiale sintetico simile alla seta ma molto più economico
    • Bkelite → Baekeland (1906)
      • nuovo materiale termoindurente
      • usato per il telefono
      • è una resina fenolica
    • Resina fenolica → Baeyer
      • principali materiali per realizzazione di motori e nuovi oggetti
    • Rayon → (1924)
      • derivato della cellulosa
      • detta anche seta artificiale
      • assorbe l'acqua
    • Plexiglas → Otto Rohm (1933)
      • materiale chiave dell'aeronautica
      • trasparente e non va in frantumi se colpito da un proiettile
    • Lanital → Antonio Ferretti (1937)
      • tratto dalla caseina
    • Nylon → Wallace Hume Cartothers (1937)
      • può essere colato negli stampi o possono essere realizzati fili sottili molto resistenti
    • Propilene isotattico → Giulio Natta
      • leggero e resistente
    • Kevlar → Stepanie Kwolek (1965)
      • resistenza alla trazione 5 volte maggiore dell'acciaio
      • usato per i giubbotti anti proiettili
      • è una fibra sitetica
    Scuole Tecniche
    • Scuola di Artiglieria e Fortificazioni (1739) → Torino
    • Ecole de Ponts et Chaussé (1747) → Parigi voluta dal ministro Colbert
    • Ecole Polytechnique (1794) → prima scuola politecnica
    • Scuola di applicazione di Ponti e Strade (1811) → a Napoli sullo stile di quella di Parigi
    • Scuola di applicazione per ingegneri → per la legge Casati del 1859 che rivoluziona l'istruzione
    • Istituto Tecnico Superiore (1863) → Milano
    • Regio Museo Industriale Italiano (1862)
    • Politecnico di Torino (1906) → dopo la crisi per la presenza di 2 scuole per ingegneri
      • racchiude le due scuole e diventa un ente autonomo

    martedì 2 giugno 2020

    STEP #23 - Promozione di Prodotto


    STEP #22 - Invenzione Futura

    Nel campo della navigazione sono già presenti numerose invenzioni innovative che spaziano in ogni sotto-ambito di questa grande classe. Un'invenzione che però non è ancora stata realizzata e che potrebbe essere alquanto interessante per quanto riguarda le nuove tecnologie di realtà virtuale collegata alla navigazione e a scopi pratici.

    Nave anti incendio controllata da remoto con la realtà virtuale

    Questa proposta è un'invenzione che grazie alle nuove tecnologie potrebbe rivoluzionare in mondo della navigazione volta allo spegnimento di incendi. Spesso capita che si verifichino incendi nei giacimenti petroliferi in mare o sulle coste o in città ricche di canali quali Venezia o Amsterdam. Per migliorare permettere un rapido spegnimento dell'incendio in queste circostanze potrebbe essere possibile inviare una nave in grado di raccogliere acqua grazie a delle pompe e spegnere così l'incendio mettendo però in pericolo la vita dei pompieri che non potrebbero avvicinarsi troppo.


    Per questa ragione la mia proposta è quella di realizzare un nave completamente elettrica per ridurre le emissioni in grado di navigare in ogni tipo di condizione, dal alto mare agli stretti canali delle città. Lo scavo della nave deve avere, quindi, una forma allungata e aerodinamica per riuscire a affrontare ogni situazione nel minor tempo possibile. La forma affusolata non sarà però danneggiata dalla presenza di una cabina di comando. Tutto ciò che è necessario è un sistema di connessione che permetterà, a un utente in remoto, di controllare l'imbarcazione. Grazie all'uso di Occhiali VR sempre più evoluti l'utente potrà osservare in prima persona la situazione grazie a un sistema di telecamere installate sul veicolo e sarà in grado di muovere il braccio per far fuoriuscire l'acqua ad alta pressione prelevata dal fiume o dal mare. Tutto questo avvicinandosi notevolmente all'incendio grazie al materiale ignifugo di cui e formata la nave senza correre il minimo rischio.

    lunedì 1 giugno 2020

    Tecniche di orientamento

    Dalle stelle al GPS

    Nel corso della storia l'uomo ha sempre cercato di orientarsi sia via terra che via mare per comprendere in la posizione in cui si trovava e poter raggiungere così la destinazione desiderata.



    ASTRONOMIA / la stella polare » ILMETEO.it

    Posizione stelle e astri

    La prima tecnica utilizzata dai primi grandi navigatori (FeniciGreci Romani) per orientarsi è stata l'osservazione del cielo. Grazie a sistemi di stelle conosciuti come l'Orsa Maggiore e Minore e il Sole. Osservando la posizione di queste stelle, i navigatori erano in grado di comprendere la propria posizione e calcolare le distanze.

    Bussola e Carte

    Solo nel XIII secolo le tecniche di orientamento hanno subito una sostanziale trasformazione grazie all'introduzione di 2 nuovi strumenti:

    • Bussola → invenzione fondamentale che permette di indicare sempre nella direzione del nord, in questo modo è possibile dedurre gli altri punti cardinali e seguire le corrette direzioni per spostarsi
    • Carte → le prime carte nautiche mai esistite erano chiamate portolano e rappresentavano i confini delle coste conosciute fino a quel momento. Questa fu un'incredibile svolta che permise notevoli miglioramenti e sviluppi della navigazione medioevale.Astrolabio



    ASTROLABIO, SESTANTE ed EFFEMERIDI | See the Sea Life - Liceo ...

    Astrolabio

    L'Astrolabio Nautico è una semplificazione di quello astronomico (il quale permette di conoscere la posizione degli astri) ideata nel XVI secolo e permette di conoscere la latitudine e la longitudine della propria posizione misurando l'altezza del sole. Tenendolo ad altezza della vista grazie al foro e utilizzando la parte in grado di ruotare lo strumento proiettava su una superficie piana informazioni necessarie per il calcolo della posizione.





    GPS (Global Position System)

    Il GPS è stato inventato nel 1973 per superare i precedenti sistemi simili a esso utilizzati per la navigazione ma non funzionanti e poco pratici (Progetto Transit). Il sistema GPS si basa sull'appoggio di una serie di satelliti in orbita alla Terra; la precisa posizione in tempo reale viene fornita grazie all'analisi del tempo impiegato da un segnale radio per percorrere la distanza trasmittente-satellite.

    domenica 31 maggio 2020

    STEP #21 - Brevetto

    Grazie all'incredibile motore di ricerca "Google Patents" è possibile rintracciare interessanti progetti brevettati in ogni ambito della tecnica. In particolare due di essi mi hanno colpito notevolmente nel campo della navigazione.

    Sistema per la stabilizzazione dinamica di una nave

    Questa incredibile invenzione del professor Wendell H. Chun (professore alla Daniel Felix Ritchie School of Engeneering & Computer Science di Denver) del 2009 è un braccio meccanico dotato di un motore alla sua estremità. Il braccio è posto sotto lo scafo dell'imbarcazione e, grazie agli adeguati movimenti, è in grado di stabilizzare una nave in caso di un mare mosso che renderebbe più difficile la navigazione.

    Immagine del progetto dell'inventore


    Sistema di predizione delle condizioni del mare per automatizzare una barca

    Questa invenzione è stata realizzata da Terrance L. Huntsberger, Arturo Rankin, Hrand Aghazarin  Andrew B. Howard e Rene Feliz Reinhart, ricencatori e docenti al 
    California Institute of Technology. Questo Sistema di predizione delle condizini del mare è stato pensato per permettere uno sviluppo delle navigazioni autonome senza la necessità di un controllo umano. Il sistema è stato progettato in modo da creare una mappa 3D delle attuali condizioni e grazie a complessi meccanismi prevedere quali potrebbero essere le future condizioni al fine di modificare la rotta dell'imbarcazione in modo autonomo.

    Diagramma di funzionamento generale dell'algoritmo