#STEP24 - Le parola della storia

 Ho voluto confrontare l'uso di tre termini: "Rotameter", Yokogawa, una delle maggiori aziende costruttrici di Rotametri, e "Flowmeter", in rappresentanza dell'insieme di strumenti a cui appartiene il Rotametro. Il risultato che salta subito agli occhi è la netta differenza che esiste tra flowmeter e rotameter, indice del fatto che il nostro oggetto sia sicuramente più di nicchia rispetto all'intera gamma. Rotameter e Yokogawa, invece, più o meno sono attualmente allo stesso livello, anche se  l'azienda ha avuto una crescita più recente come si nota del picco rosso posizionato intorno agli anni 90. Sia Rotameter che Flowmeter trovano, invece, il picco diversi anni prima.

#STEP23 - La Normativa

 Tra le varie normative esistenti ho deciso di presentare la VDI/VDE, citata dalla Yokogawa come normativa standard per definire l'accuratezza dei loro rotametri. La normativa si occupa della definizione di misurazioni dimensionali e possiede diverse varianti. Quella scelta dalla Yokogawa è la VDI/VDE 3513, usata molto in ambito idraulico. 

Completa Overview del rotametro Yokogawa.

#STEP22 - Manuale d'uso

 Un breve manuale d'uso che spieghi come utilizzare lo strumento è il seguente:

• Porre lo strumento in posizione verticale lungo il flusso del fluido;
• Nel caso fosse posizionato lungo una tubazione, assicurarsi che sia fissato in maniera accurata, per evitare fuoriuscite di liquido o gas ad alta pressione;
• Aspettare che il galleggiante entri nella sua posizione di equilibrio;
• Leggere sulla scala graduata, pannello o display la misura registrata dallo strumento;
• Monitorare costantemente la misurazione.

Fonte: https://instrumentationtools.com/variable-area-flow-meters-working/

STEP#21 - Il Fumetto

Propongo come esempio di fumetto la copertina del mensile "Chemical Engineering", rivista dedicata appunto all'ambito dell'ingegneria chimica. In questo numero del Giugno 2011 viene proposta una vera e propria guida ai misuratori di flusso. In particolare notiamo l'uomo in primo piano aprire una sorta di dépliant con diverse figure, alcune delle quali rappresentano proprio un rotametro.

Fonte: https://issuu.com/androsov.info/docs/che_2011_06
 

STEP#20- Il marchio

 Tra i vari produttori di flussimetri e rotametri spicca sicuramente il brand "HydraCheck". Eccellenza americana, ha un nome fortemente esplicativo, in quando formato chiaramente dall'unione delle parole "Hydra" , che in greco antico significa "serpente d'acqua" e richiamo certamente il fluido, e "Check", in italiano "Controllo".

L'azienda si occupa, infatti, della realizzazione di strumenti per il controllo idraulico e il monitoraggio del comportamento dei fluidi. Tra i protagonisti di questa specie di oggetti, c'è sicuramente il rotametro.

Rotametro HydraCheck

https://www.hydracheck.com/about-us/

#STEP19 - Abecedario

 a come Aachen

b come borosilicato, tipo di vetro usato per il tubo

c come conoide, forma del tubo

d come dinamica dei fluidi

e come equilibrio, quello del fluido misurato

f come flussimetro

g come galleggiante

h come H2O, composizione chimica dell'acqua

i come induzione, magnetica in questo caso

l come liquido

m come misuratore

n come numerico

o come orifizio tarato, uno dei fratelli del rotametro

p come portata

q come quadrante, nelle versioni più moderne

r come relais Reed, caratteristica dei rotametri moderni

s come sezione circolare

t come tubo graduato

u come unità di misura

v come vetro

z come Z-400 uno dei modelli più diffusi

#STEP18-Il francobollo

Aachen, in Italiano Aquisgrana, è una città tedesca al confine con Belgio e Paesi Bassi. Una di quelle città che si possono ritenere strategiche, geograficamente parlando, essendo, appunto un luogo di confine. Sicuramente, si può inserire nel catalogo di quelle città che hanno scritto la storia.

Aquisgrana, infatti, fu scelta dall'Imperatore Carlo Magno come sua residenza preferita. Il grande regnante vi stabilì la sua corte e la città divenne un importantissimo polo industriale, ancora eccellente nel panorama tedesco.

La storia e il caso vogliono che proprio qui, in questo luogo ricco di storia e sede di innovazione, nel 1909 comincia la storia 

Questo francobollo del 1973 raffigura la città di Aachen, in particolare si nota la famosa Cattedrale fatta costruire da Carlo Magno.

#STEP17- I brevetti

Questo primo brevetto che presento è li primo brevetto americano nel quale lo strumento prende il nome di Rotameter. Risale al 1938 ed è stato stilato da Fischer et Al.

Questa seconda immagine raffigura una versione decisamente evoluta dello strumento. Questo brevetto risale al 1950 e riguarda un "Rotametro per la misurazione remota della portata dei fluidi". Il fatto che la misurazione sia remota è un grande passo avanti rispetto alle tecnologie precedenti, in quando permetta la costruzione dell'oggetto in materiali più resistenti. Il patrocinio di questo brevetto appartiene a Sefton Jones et al.

Quest'altra versione dello strumento è stata brevettata nel 1977 dall'inventore giapponese Takashi Torimaru. La particolarità di questo modello è dato dal fatto che sia un " Eletromagnetic Flowmeter", sfrutta quindi le leggi dell'induzione magnetica

Quest'ultimo brevetto che ho scelto raffigura una versione più moderna dello strumento risalente al 1995, in quanto utilizza tecnologie elettroniche e di misurazione ottica. L'inventore di questo modello è James Doolittle.

Brevetti presi da Google Patents
 

#STEP16 - Vista Esplosa

 Una vista esplosa ci concede la possibilità di analizzare attentamente l'anatomia interna dello strumento, permettendoci di capirne a pieno il funzionamento.

Sotto porto uno schizzo dello strumento che ne rappresenta precisamente le parti interne, nei minimi particolari.                                                                                   

 

Fonte dell'immagine: Google Patents

#STEP15 - I numeri del rotametro

 Alcuni dei  "numeri magici" del rotametro sono:

1908: anno di invenzione dello strumento.

22187892218789: numero di brevetto statunitense del rotametro di Albert Fischer, uno dei modelli più 

importanti e utilizzati.

4: modelli presentati dalla Yocogawa, uno dei maggiori produttori dello strumento.

9.81: metri su secondi al quadrato, valore della costante gravitazionale, grande protagonista fisico del funzionamento del rotametro.

1.6: percentuale di accuratezza media dello strumento.

STEP14- La Tassonomia

Nell'immagine ho raffigurato la "famiglia" del rotametro. Partendo con un'analisi che gli esperti chiamerebbero "bottom-up", troviamo di fianco al nostro strumento i suoi fratelli stretti: i misuratori di portata dinamici di tipo galleggiante, oggetti che svolgono la stessa funzione di un rotametro ma con metodi differenti.

Proseguendo verso l'alto, comprendiamo che il Rotametro fa parte di una branca degli strumenti di misura dedicata alla misura dinamica della portata. Sono numerosi gli attrezzi dedicati alla misura di altri parametri fisici, dalla corrente alla velocità, e ancora di più gli strumenti fisici che si occupano di studiare ambiti diversi della materia.

 

#STEP13 - La pubblicità

 

Il rotametro è un oggetto interessante e molto utile, per un pubblico, tuttavia, esperto e di professionisti del settore di idraulica. Sicuramente una pubblicità rivolta ad un pubblico generalizzato non avrebbe alcun senso, sarebbe al contrario ideale una sponsorizzazione condotta tramite spot su programmi scientifici, giornali tecnici e riviste per appassionati o professionisti.

L'immagine sottostante raffigura l'interessante testimonianza storica di una pubblicità su rivista scientifica risalente al 1945. Qui viene sponsorizzato un modello classico di rotametro prodotto dalla Master-Enclosed. Quello che in gergo tecnico si definisce il "copy" della réclame, la parte scritta praticamente, segue chiaramente gli standard dell'epoca come un linguaggio, usando espressioni abbastanza complesse che oggi sembrano fuori luogo. Tuttavia, a livello di concepimento è interessante vedere come sia molto simile agli schemi pubblicitari che ancora ai nostri giorni vengono usati. Per esempio la domanda posta all'inizio del primo paragrafo è una tecnica usata molto negli schemi comunicativi, la tecnica della call to action.

Nel testo vengono descritti i pregi e i vantaggi dello strumento, presentato sicuramente agli occhi di persone già a conoscenza del suo funzionamento. Si cerca di convincere il lettore riguardo alla sua affidabilità nella misura, precisione e resistenza. Trovo questo annuncio veramente interessante e spaventosamente attuale. Con immagini più moderne e qualche cambiamento lessicale non faticherei a pensarlo su qualche rivista di settore di oggi!

 

#STEP12- Il rotametro nella televisione

Trovare un rotametro all'interno del panorama cinematografico è come cercare un ago nel pagliaio. Sicuramente è uno strumento molto particolare ed è complicato reperire una scena o un fotogramma interamente dedicato ad esso.

Tuttavia, se si ragiona cercando di contestualizzare l'oggetto, si capisce una sua presenza di background in numerosi contributi televisivi. In ogni sala di controllo di una qualsiasi centrale elettrica o di monitoraggio del comportamento di un fluido è necessaria, infatti, la presenza di un rotametro.

Ho cercato quindi in questo senso e sono  stato condotto verso un mini-capolavoro della televisione moderna: la Serie Tv "Chernobyl", la quale nei suoi episodi descrive il disastro avvenuto nella centrale nucleare e le sue cause.

In diverse scene sono mostrate le apparecchiature di monitoraggio della centrale e tra queste ci sono per certo indicatori che fanno riferimento a flussimetri ad area variabile basati su tecnologie a induzione magnetica, quindi rotametri nella loro forma più moderna.

 L'importanza di queste apparecchiature negli impianti nucleari si legge anche nei report dell'ENEA (Agenzia Nazionale per le Nuove Tecnologie, l’Energia e lo Sviluppo Economico Sostenibile), in quanto in queste strutture sono utilizzati numerosi liquidi refrigeranti, in particolare acqua. L'assenza di misuratori ad hoc per verificare che la portata di questi fluidi sia nella norma potrebbe causare disastri, purtroppo, di entità gigantesca.

Clip della serie: https://video.sky.it/skyatlantic/le-serie-tv/video/video-serie-tv-chernobyl-esplosione-523462

#STEP11- I costruttori del Rotametro nella storia

 Come raccontato nello step sugli Inventori, la paternità del primo rotametro ricade su Karl Keuppers, ma il primo a metterne in vendita un esemplare  fu Felix Meyer. Meyer era un industriale tedesco, grande investitore nell'ambito dell'innovazione e fondatore nel 1909 a Aanchen della Duetsche Rotawerke, prima azienda a mettere in commercio un flussimetro ad area variabile.

Con il passare degli anni l'invenzione del rotametro ha cominciato ad attirare l'attenzione di numerose imprese, in particolare di quelle inglesi. La paternità della versione anglossassone del rotametro ricade sulla GEC Elliot che lo ha prodotto fino agli anni 70 nell'area manifatturiera di Croydon, sotto la divisione aziendale chiamata Rotameter Inc.

Le operazioni manifatturiere riguardanti la produzione dello strumento si sono poi spostate a Crawley, dove la proprietà degli stabilimenti è cambiata numerosa volte negli ultimi decenni. Ovviamente, anche altre aziende hanno cominciato a produrre rotametri con tecnologie sempre più innovative e all'avanguardia.

Ad oggi il brevetto dello strumento è di proprietà della Yokogawa Electric Corporation, leader giapponese nell'ambito delle "Measurement solutions".

#Step10 - I libri

Articolo di Rivista Scientifica: J. H. Awbery, Ezer Griffith, A ball and a tube flowmeter suitable for pressure circuits, Proceedings of the Physical Society, 11 febbraio 1927.

Articolo  di ricerca scientifica: Donald E. Gregg, R. E. Shipley, R. W. Eckstein, Measurement of Mean Blood Flow in Arteries and Veins by Means of the Rotameter, 1 febbraio 1942.

Articolo di ricerca scientifica: H. Dijstelbergen, Rotameters and Turbine Flowmeters in Pulsating Flow Measurement,  1 dicembre 1970.

Articolo di Report Scientifico: F. Durst, Bruce M. Howe, Investigation of Flow in a Rotameter, luglio 1992.

#STEP09 - Gli inventori del rotametro

 La storia dei flussimetri ad area variabile comincia nel 1908, quando Karl Kueppers sviluppò un primo prototipo di questo genere di strumento e lo brevettò in Germania; il brevetto era il numero 215225.  Kueppers era un ingegnere e non vide, in un primo momento, il potenziale economico che aveva la sua invenzione, potenziale che andava sicuramente oltre l'uso di studio scientifico.

Felix Meyer, tuttavia, fu il primo a capire la valenza commerciale dell'oggetto che Kueppers aveva creato e nel 1909 fondò l'azienda Deutsche Rotawerke che mise in commercio il primo flussimetro, attirando immediatamente l'attenzione delle aziende britanniche.

Negli anni successivi Kueppers continuò a rifinire lo strumento, aggiungendo, per esempio, il vetro tra i materiali che lo componevano, ma con l'avvento della Grande Guerra lo sviluppo del misuratore subì un ovvio rallentamento. 

Pochi anni prima dell'inizio della Seconda Guerra Mondiale, l'azienda britannica GEC Elliot presentò una particolare versione di Flussimetro a AV e lo mise in vendita con il nome di Rotametro.

Fonte: https://flowmetrics.com/the-history-of-variable-area-flow-meters/

#STEP8 - I materiali del rotametro

 Nella sua versione originale il Rotametro è costituito da materiali molto semplici e facilmente reperibili.

Il tubo graduato è tipicamente di vetro. Infatti, è necessario un materiale trasparente che permetta di verificare il livello raggiunto dal galleggiante e dal fluido, ma che sia allo stesso tempo abbastanza resistente alla pressione e alle alte temperature. 

Il galleggiante, invece, è tipicamente realizzato in materiale metallico: è importante che la sua densità sia superiore rispetto a quella del liquido, per le ragioni spiegate nel post sul principio fisico(link).

I rotametri moderni, tuttavia, sfruttano i principi della fisica moderna per garantire misure più precise e effettuate a distanza, usando allo stesso tempo materiali più resistenti. Per esempio si utilizzano galleggianti di materiale magnetico e tubi diamagnetici. Questi sfruttano il principio dell'induzione magnetica e possono trasmettere la misurazione effettuata attraverso particolari indicatori esterni. In questo modo si possono gestire misurazioni su fluidi molto caldi, pericolosi o corrosivi, senza alcun pericolo, essendo il metallo molto più resistente del vetro.

Fonte: http://italian.seawaterroplant.com/sale-7597157-food-and-beverage-variable-area-flow-meter-magnetic-flowmeters-with-ptfe-lining.html