lunedì 11 gennaio 2021

#STEP28 - La sintesi finale

 Il Rotametro [Step 2] è il protagonista non solo del nostro racconto, ma anche dell'intero ramo della famiglia dei misuratori i portata dei fluidi [Step 14], strumenti cardine nell'ambito della meccanica dei fluidi [Step 4].  Nel concreto, un rotametro è un "Apparecchio per misurare la portata di un fluido in movimento", citando la sua definizione [Step 1], sfruttando principi fisici della fluidodinamica [Step 5], come la legge di Archimede e la spinta idrodinamica di trascinamento. L'arnese nella sua forma più essenziale è composta da due parti fondamentali [Step 3] il galleggiante e il Tubo di vetro, come possiamo vedere in una sua vista esplosa [step 16]. 


Il funzionamento è semplice: il galleggiante, di materiale [Step 8] sempre con densità maggiore di quella del liquido o aeriforme, viene spinto da quest'ultimo lungo il tubo di vetro, fino al raggiungimento di un'equilibrio del sistema. A questo punto sarà possibile leggere il valore la portata del fluido in questione su una scala graduata, in corrispondenza della posizione del galleggiante. Questa semplicità di funzionamento e realizzazione lo rende protagonista di numerosi articoli scientifici [Step 10] e parte indispensabile di ogni impianto idraulico, da quello casalingo a quello di una centrale nucleare come quella raccontata nella serie TV Chernobyl [Step 12]. Una cosa è certa, il suo simbolo [Step 6] caratteristico non mancherà mai in una mappa dell'impianto.






Il 1908 è uno dei numeri chiave [Step 15] della storia dello strumento, rappresenta infatti l'anno della sua ideazione. Karl Kueppers [Step 9] registra in Germania il primo di centinaia di brevetti [Step 17] riguardanti il rotametro. Un anno dopo l'imprenditore Felix Meyer ne capisce la valenza commerciale e fonda una storica sede di produzione ad Aquisgrana, città modesta e talmente piccola da stare tutta all'interno di un francobollo [Step 18] ma grande di fama e ricca di storia. Da qui ha inizio la storia del nostro personaggio principale, una storia fatta da continue innovazioni tecnologiche, nuovi marchi [Step 20] e costruttori [Step 11].



Tra i brand più conosciuti spicca sicuramente Yokogawa, uno dei leader del mercato giapponese in materia di impiantistica e di strumenti per professionisti. Non è, infatti, da nascondere che il rotametro sia un arnese per lo più sconosciuto ai più: un comune utilizzatore avrebbe sicuramente bisogno di un manuale d'uso [step 22]. Questo non toglie che sia di fondamentale importanza per un pubblico più esperto, sempre alla ricerca di una versione migliorata e più precisa dell'oggetto, che non sfigura sulla copertina di riviste specializzata [step 21] o tra le sue pagine in forma pubblicitaria [step 13]. 



Le necessità risolte da uno strumento come il rotametro sono di natura primordiale, "vecchie come l'uomo". L'acqua e la sua gestione sono sempre andate di pari passo con l'evoluzione della nostra specie che ha sempre avuto la necessità di domare fiumi, laghi e mari, cercando di portare la loro potenza distruttiva a proprio vantaggio, come racconta il mito cinese di Yu il grande [Step 7]. Nell'antichità il problema della misurazione della portata dei fiumi veniva risolto con uno strumento che prendeva il nome di "Galleggiante" [Approfondimento], un arnese di scarsa accuratezza ma semplicissimo utilizzo. Il rotametro porta numerosi vantaggi rispetto al suo predecessore, sia dal punto di vista dell'accuratezza che da quello di resistenza a fenomeni chimici [Step 26]. 

Negli anni il nostro arnese ha subito modifiche e perfezionamenti, si è integrato alle innovazioni tecnologiche e alle normative sempre più specifiche [Step 23] proposte durante il Secolo Breve, periodo nel quale si è sempre ritagliato un posto tra i protagonisti della storia degli strumenti scientifici [Step 24]. 



In questo lavoro si è cercato di approfondire nel miglior modo possibile tutti questi concetti, cercando di riassumerne i più importanti in una mappa concettuale [Step 27]. Una panoramica dalla A alla Z ( e non per modo di dire! [Step 19] ) di un protagonista insospettabile che, di sicuro, non ha deluso le aspettative. Ma si sa che dalle piccole cose nascono cose grandi.

   

"Sic parvis magna"



domenica 10 gennaio 2021

STEP EXTRA - Le cose nella letteratura

 Uno dei miei libri preferiti, forse il mio preferito, è senza dubbio "Il Ritratto Di Dorian Gray". Forse romanzo più celebre di Oscar Wilde, racconta della storia drammatica di Dorian Gray. Dorian è un ricco giovane dell'aristocrazia inglese in epoca Vittoriana, ossessionato dalla sua bellezza e spaventato dall'avanzare del tempo e dell'età, a cui viene concesso il dono malefico della giovinezza eterna: a invecchiare non è più lui ma un bellissimo ritratto che lo rappresenta. Il ritratto, tuttavia, non si fa carico solo degli anni di Gray, ma anche dei suoi peccati e azioni spregevoli e corrotte.




Il quadro è un'esternalizzazione dell'anima di Dorian, che diventa sempre più vecchia e raccapricciante con l'avanzare del tempo e dei crimini del corpo. Il ritratto è un vero protagonista del romanzo, un'esternalizzazione del giovane inglese. Un oggetto magico che prende parte attivamente al romanzo ed è anche causa del suo epilogo. Dorian Gray terrorizzato dall'aspetto orribile del suo ritratto, che prende letteralmente a pugnalate e distrugge, mettendo fine, però, anche alla sua anima e alla propria vita.  


Immagine presa da: https://www.istitutohoffman.it/il-ritratto-di-dorian-gray/

venerdì 8 gennaio 2021

APPROFONDIMENTO - Prima del rotametro

 Il rotametro è uno strumento di una semplicità disarmante ma che si basa su studi e nozioni fisiche relativamente recenti e che ci vengono da secoli decisamente prossimi al nostro. Al contrario, le necessità di misurazione risolte attraverso il nostro flussimetro sono molto più antiche, si potrebbe forse dire antiche come l'uomo, con il suo costante bisogno di misurare e controllare la portata dei corsi d'acqua nella lotta per la sopravvivenza e per il progresso. All'uomo moderno vengono in soccorso la fisica, la scienza e la tecnica, al suo antenato più antico l'ingegno e l'istinto.

Il predecessore del Rotametro si chiamava, semplicemente, "Galleggiante". Esso era, come si può dedurre dal nome, un oggetto (solitamente un tronco d'albero) posto sul letto del fluido in movimento che si voleva monitorare. Il galleggiante si muoveva alla stessa velocità della corrente superficiale, la quale poteva essere quindi facilmente monitorata in maniera dozzinale misurando il tempo impiegato dallo strumento per percorrere una certa distanza. 

Questo sistema non era certamente preciso come quelli più moderni ma sicuramente era efficace e facilmente realizzabile


Fonte: https://it.wikipedia.org/wiki/Misuratore_di_portata

 

domenica 20 dicembre 2020

#STEP26 - La chimica nel rotametro

 Fisica e chimica non sono solo materie sorelle, ma spesso complementari. Non si può pensare di fare uno studio riguardo uno strumento fisico senza considerare le proprietà chimiche dei materiali che lo compongono. Nel caso del rotametro, vorrei concentrarmi sul materiale che ne compone le parti più importanti: il vetro. 

Il vetro, infatti, oltre a essere facilmente realizzabile e economico, è un materiale che si presta chimicamente alla maggior parte degli utilizzi di misurazione di portata. Esso è, infatti, duro, duttile e soprattutto quasi chimicamente inerte, non reagisce con altre sostanze. Queste proprietà sono presenti in virtù della particolare struttura chimica amorfa della sostanza, che in molti casi gli consente di ottenere la proprietà della trasparenza che lo rende utile nella nostra applicazione.

Tuttavia, questa particolare composizione chimica rende il materiale estremamente fragile. Per rimediare è necessario applicare particolari innesti e trattamenti chimici, come l'aggiunta della potassa nell'ottenimento del carbonato di potassio.



Fonte: https://it.wikipedia.org/wiki/Vetro

sabato 19 dicembre 2020

#STEP25 - Cose Personali

 Un arnese dal passato: un giocattolo. Un robot telecomandato simbolo del gioco e dell'infanzia.



Un arnese dal presente: il mio Ipad. Fidato compagno di università e di appunti. Un "gioco" che si trasforma in strumento di studio.



Un arnese dal futuro: un'agenda. Si spera piena di interessanti appuntamenti, lavorativi e non.



venerdì 27 novembre 2020

#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/

mercoledì 25 novembre 2020

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
 

lunedì 23 novembre 2020

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/


mercoledì 18 novembre 2020

#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


martedì 17 novembre 2020

#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.












lunedì 16 novembre 2020

#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
 

domenica 8 novembre 2020

#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".




#STEP28 - La sintesi finale

 Il Rotametro [Step 2] è il protagonista non solo del nostro racconto, ma anche dell'intero ramo della famiglia dei misuratori i porta...