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← La scienza dell'attrito, e il suo sorprendente impatto sulle nostre vite

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Showing Revision 7 created 03/21/2020 by Anna Cristiana Minoli.

  1. Devo ammettere
    che è davvero divertente
  2. quando mi chiedono
    che lavoro faccio,
  3. perché dico che, letteralmente,
    strofino cose una contro l'altra.
  4. Sembra ridicolo,
  5. strofino semplicemente cose.
  6. Ma questa cosa ha un nome tecnico:

  7. tribologia.
  8. T-r-i-b-o-l-o-g-i-a,
  9. dal greco antico, "Tribos",
  10. che significa "strofinare".
  11. È una parola strana che forse
    non avete mai sentito prima
  12. ma vi prometto
  13. che scoprirla cambierà il vostro approccio
    con il mondo reale.
  14. La Tribologia mi ha dato
    progetti fantastici.
  15. Ho lavorato con materiali che volano,
    e ho lavorato con il cibo per cani --
  16. una combinazione apparentemente
    improbabile per una persona
  17. per più di un paio di anni,
  18. fino a che non inizia a vedere il mondo
    attraverso una lente tribologica.
  19. E credo che vi sorprenderebbe vedere
  20. quanto può essere significativa
    un po' di tribologia
  21. nell'alleviare grandi problemi.
  22. La tribologia è lo studio dell'attrito,
    dell'usura e della lubrificazione.

  23. Tutti voi avete sperimentato
    tutte e tre queste cose.
  24. Ricordate l'ultima volta che avete provato
    a spingere un oggetto pesante
  25. e sentivate qualcosa
    che faceva resistenza?
  26. Quello è l'attrito.
  27. L'attrito è la forza
    che si oppone al movimento.
  28. L'usura è la perdita
    o il trasferimento di materiale.
  29. È il motivo per cui bisogna comprare
    delle scarpe nuove,
  30. perché la suola si consuma.
  31. I lubrificanti servono
    a ridurre attrito e usura.
  32. Ammorbidiscono quei bulloni arrugginiti
    che altrimenti non si svitano.
  33. Ma la tribologia è anche definita come
    la scienza dell'interazione tra superfici

  34. in moto relativo.
  35. Quindi, interazione tra superfici
    in moto relativo:
  36. ce ne sono tantissime al mondo.
  37. Mentre siete lì seduti adesso,
    state dondolando un piede
  38. o vi state spostando appena
    sulla poltroncina?
  39. Indovinate?
    Quella è tribologia.
  40. Anche un piccolissimo
    movimento sulla poltrona
  41. richiede che due superfici si muovano
    una contro l'altra.
  42. E la vostra interazione tribologica
  43. è diversa da quella
    del vostro vicino di posto.
  44. Questo perché i vestiti che indossate
  45. cambiano l'attrito tra voi e la poltrona.
  46. É più facile spostarvi sulla poltrona
    se indossate seta
  47. rispetto a chi
    indossa della lana.
  48. Questo perché l'attrito
    è minore per la seta.
  49. Se state muovendo o anche solo
    dondolando la caviglia,

  50. fa un rumore come di schricchiolio?
  51. Vi è successo, vero?
  52. Vi alzate, vi muovete e sentite
    un'articolazione scrocchiare.
  53. Grazie per quel suono, tribologia.
  54. Quel suono può essere
    il movimento del fluido
  55. che lubrifica le articolazioni.
  56. Si formano delle bolle
    d'aria nel fluido.
  57. Quel suono può anche provenire
    da due nervi che si accavallano.
  58. Abbastanza comune nella caviglia,
  59. quindi tutti voi che amate
    roteare il piede
  60. potreste improvvisamente trovare
    interessante la tribologia dei tendini.
  61. Ma come fa una persona a diventare
    tribologista come me?
  62. Inizia tutto da bamini, ovviamente.

  63. Ho fatto la ballerina da piccola.
  64. Ho raggiunto quel livello in cui
    danzi sulle punte,
  65. o "en pointe".
  66. Quando si danza sulle punte,
    si indossano quelle bellissime scarpette
  67. che però sul palco
    possono essere scivolose.
  68. Quando balli sulle punte
    l'ultima cosa che vuoi
  69. è scivolare e cadere.
  70. Quindi avevamo delle cassettine
    con dentro della pece greca.
  71. Dovevamo entrare nella cassetta
    e rivestire di pece le nostre scarpette.
  72. La pece deriva dalla linfa degli alberi
  73. e sotto forma di polvere
    rende gli oggetti meno scivolosi.
  74. Da ballerina imparavi molto in fretta
  75. quanta pece mettere sulle scarpette,
  76. perché se non ne mettevi abbastanza,
    sicuramente cadevi
  77. per via del pochissimo attrito
    tra il palco e le scarpette.
  78. Nel migliore dei casi,
  79. eri solo considerata
    la ballerina più maldestra
  80. ma nel peggiore dei casi
    potevi farti male.
  81. Ero già in grado di ottimizzare
    e manipolare l'attrito.
  82. Vedete? Ero destinata
    a diventare una tribologista.
  83. (Risate)
  84. Ma anche voi eravate
    dei piccoli tribologisti.

  85. Quando usavate i pastelli a cera
    o le matite colorate,

  86. sapevate che più premevate
    più il colore era scuro.
  87. Sapevate anche che questo significava
    temperare quella matita
  88. o quel pastello più spesso,
  89. perché si sarebbe consumato prima.
  90. Parliamo di quei bellissimi pavimenti
    a cui era stata data la cera
  91. e su cui era irresistibile
    correre in scivolata.

  92. Sapevate che mettendo un paio di calze
  93. avreste fatto un'ottima scivolata
    su quel pavimento.
  94. Ma a piedi nudi era impossibile.
  95. Maestri manipolatori dell'attrito.
  96. Tutti i bambini sono tribologisti.
  97. Ma noi adulti invece?

  98. Questa mattina vi sarete lavati i denti.
  99. Spero.
  100. (Risate)
  101. Questa è tribologia.

  102. Il dentifricio e lo spazzolino
    lavorano insieme

  103. per rimuovere la placca dai denti.
  104. Per la cronaca, mio papà è un dentista.
  105. Non avrei mai creduto che il mio lavoro
    potesse ricollegarsi alla famiglia.
  106. Ma un giorno ci siamo ritrovati
    a parlare la stessa lingua
  107. quando mi è stato chiesto di studiare
    la rimozione della placca dentale.
  108. Sembrava abbastanza semplice,
  109. finché non ho iniziato a guardare
    la cosa da tribologista,
  110. allora è diventato molto complesso.
  111. Ci sono materiali duri
    -- i vostri denti --
  112. materiali morbidi come le gengive,
    il dentifricio, lo spazzolino.
  113. C'è la lubrificazione, sotto forma
    di saliva e acqua,
  114. i movimenti della persona che spazzola
    e molte altre cose.
  115. Vi assicuro che se mettessimo
    diamanti nel dentifricio
  116. riusciremmo a rimuovere la placca.
  117. Ma probabilmente rimuoveremmo
    anche i vostri denti.
  118. C'è un sottile equilibrio
    tra il rimuovere la placca
  119. senza però danneggiare
    denti e gengive.
  120. Ci spazzoliamo i denti
    perché abbiamo mangiato.
  121. Mangiare è nella routine
    di chiunque.

  122. Sembra abbastanza semplice.
  123. Ma è un'altra branca della tribologia
  124. e non è così semplice.
  125. C'è il cibo, che si spezzetta e consuma
    mano a mano che mangi,
  126. e questo cibo interagisce
    con i denti, con la lingua,
  127. con la saliva e con la gola.
  128. Tutte queste interazioni influenzano
    la nostra esperienza mangiando.
  129. Penso che tutti ricordiamo
    di aver provato un cibo nuovo
  130. e di aver pensato
  131. "Mmh, il sapore è buono
  132. ma non mi piace la consistenza."
  133. I tribologisti vedono la lubrificazione,
    e il coefficiente di attrito,
  134. come modi di collegare sensazione
    e consistenza in bocca con l'esperienza,
  135. quindi se cambiamo la composizione
    di ciò che mangiamo e beviamo
  136. cambiando la quantità
    di zuccheri e grassi
  137. come cambia la sensazione in bocca?
  138. Come lo quantifichiamo?
  139. I tribologisti lavorano
    per rispondere a questa domanda.
  140. E mentre i miei colleghi
    in una parte del laboratorio
  141. studiavano il contenuto
    di grassi dello yogurt
  142. io ero dall'altra parte
  143. a studiare il cibo per cani.
  144. In quel laboratorio c'era
    un profumino davvero squisito.
  145. Tutti ci spazzoliamo regolarmente i denti.
  146. Ma quanti di noi spazzolano i denti
    ai nostri animali?
  147. Gli animali adulti hanno spesso
    malattie parodontali,

  148. quindi dovremmo davvero
    spazzolare loro i denti,
  149. e molti padroni
    stanno iniziando a farlo.
  150. Il mio migliore amico è bravissimo
    a spazzolare i denti al suo gatto.
  151. Con il mio gatto è impossibile.
  152. Ciò che i produttori di cibo
    per animali stanno tentando
  153. è aggiungere un agente per la rimozione
    della placca nei biscotti.
  154. Se avete un cane,
  155. forse sapete che se gli date
    un biscottino
  156. magicamente sparisce dopo un solo morso.
  157. Quindi la sfida è:
  158. come rimuovere la placca
    in un boccone?
  159. Ho creato quindi un test
    per studiare il problema
  160. e per farlo ho dovuto mimare
    la bocca dei cani:
  161. i loro denti, la loro placca
    e la loro saliva.
  162. E ho calcolato l'attrito e l'usura
  163. per studiare l'efficacia di quel biscotto
    nella rimozione della placca.
  164. Se adesso state pensando
    all'ultima volta
  165. che non avete spazzolato i denti
    al cane, non c'è di che.
  166. Ma qual è la cosa importante
    della tribologia?
  167. Fatemi fare un ultimo esempio.
  168. Non importa dove siete adesso,
    in qualche modo ci siete arrivati.

  169. Camminando, o in bicicletta,
  170. ma molti in questa sala saranno
    arrivati con l'automobile.
  171. Pensate a tutti i sistemi tribologici
    che ci sono in un'automobile.
  172. Ci sono le vostre interazioni con l'auto,
  173. le interazioni dell'auto con la strada
  174. e tutto ciò che riguarda
    la trasmissione meccanica nel cofano.
  175. Molta della manutenzione di routine
    ha a che fare con la tribologia.
  176. Sapete ad esempio per quanti chilometri
  177. potete usare le gomme
    prima di sostituirle.
  178. Verificate regolarmente
    il battistrada sulle gomme.
  179. Controllate spesso
    l'usura delle gomme.
  180. La Tribologia è lo studio
    dell'usura e dell'attrito,
  181. e con le gomme, l'attrito
    può significare
  182. un arrivo a destinazione
    o un incidente stradale.
  183. Questo perché l'attrito
    tra le gomme e la strada
  184. influenza l'accelerazione, la frenata
  185. e il tempo di arresto.
  186. Da autisti, istintivamente
    sapete quanto è importante l'attrito,
  187. perché sapete
    che quando le strade sono bagnate
  188. sono più pericolose perché
    sono scivolose.
  189. Questo perché l'acqua riduce l'attrito
  190. tra le ruote e l'asfalto.
  191. Forse vi ricordate che l'attrito
    è la forza che si oppone al moto,
  192. quindi dal momento che l'acqua riduce
    quella forza, è più facile muoversi
  193. perciò è più scivoloso
    quando le strade sono bagnate.
  194. Un'altra cosa da considerare
  195. è che per contrastare l'attrito
    ci vuole energia,
  196. quindi c'è una perdita di energia
    contro l'attrito.

  197. Così le gomme possono influenzare
    il rendimento del carburante.
  198. Sapevate che circa
    un terzo del carburante
  199. che mettete nell'auto
  200. viene utilizzato per superare l'attrito?
  201. Un terzo.
  202. La ricerca tribologica ci ha aiutati
    a ridurre l'attrito
  203. cioè aumentare l'efficenza
    del carburante riducendo le emissioni.
  204. Holmberg e Erdemir hanno condotto
    alcuni studi interessanti

  205. nel dimostrare come la tribologia
  206. può ridurre i nostri consumi di energia.
  207. E hanno scoperto
    che, nell'arco di 20 anni,
  208. abbiamo avuto l'opportunità di ridurre
  209. il consumo di energia
    dei mezzi di trasporto
  210. fino al 60 per cento.
  211. Quando pensate a tutte le auto del mondo
  212. è un sacco di energia risparmiata.
  213. È parte di quasi il 9 per cento
    del nostro consumo globale di energia
  214. che è stato dimostrato
    potremmo risparmiare con la tribologia.
  215. È un quantità notevole di energia.
  216. Guardando i dati, la tribologia
    può fare cose meravigliose.
  217. I miei colleghi hanno individuato
    fino a 20 quads di energia
  218. che potremmo risparmiare solo negli USA.
  219. Per chiarire il concetto:

  220. un quad di energia equivale più o meno
    a 180 milioni barili di petrolio,
  221. e la tribologia ci può aiutare
    a risparmiare 20 volte quella quantità.
  222. È possibile fare ciò con nuovi materiali,
    con nuovi lubrificanti,
  223. nuovi componenti,
  224. oppure fare cose come rendere
    le turbine eoliche più efficienti.
  225. Questo è stato possibile mettendo
    in una stanza 31 persone
  226. che guardavano il mondo
    da una prospettiva tribologica.
  227. Immaginate tutte le opportunità
    che ci sarebbero
  228. se più persone iniziassero a vedere
    la tribologia che ci circonda.
  229. I miei progetti preferiti al momento
    sono le applicazioni aerospaziali.
  230. Mi piace ridurre attrito e usura
    in quegli ambienti complessi.
  231. Posso creare materiali e parti

  232. che possono ridurre l'attrito
    nelle componenti mobili e nei motori
  233. in modo che ci sia meno forza
    ad opporsi al loro movimento.
  234. Meno forza da muovere significa
    che impiegherebbero meno energia,
  235. utilizzando un attuatore più piccolo,
  236. che peserebbe meno,
  237. e che potrebbe risparmiare carburante.
  238. Posso aiutare nella creazione di pezzi
    con minore usura e quindi più longevi.
  239. Ridurrebbe lo spreco di materiale
  240. e può significare una fabbricazione
    meno frequente di componenti,
  241. risparmiando quindi l'energia
    della fabbricazione.
  242. Vi esorto ad iniziare a vedere
    la tribologia nella quotidianità
  243. e iniziare a pensare a come potreste
    migliorare l'interazione tra le superfici.
  244. Anche il più piccolo dei miglioramenti

  245. può fare la differenza.
  246. La tribologia può essere
    una parola strana,
  247. ma ha un impatto davvero notevole
    sul nostro mondo.
  248. Grazie.
  249. (Applausi)