Set 212018
 

Uno dei sogni degli uomini, oltre a saper volare, è quello di poter nuotare negli abissi marini come un pesce. Nei film di fantascienza e nei fumetti con i supereroi questo è già possibile, ma nella realtà questo resta un sogno. Usando maschere, bombole e altre attrezzature ingombranti, l’uomo riesce ad immergersi ad alcune decine di metri per un tempo piuttosto limitato, ma il nuotare liberi come i pesci certo è ancora un sogno. Almeno fino ad adesso.

Infatti, grazie agli studi di Jun Kamei, un designer e scienziato dei materiali del Royal College of Art, questo sogno potrebbe diventare una realtà. Lo scienziato ha realizzato un particolare equipaggiamento per immersioni in grado di trasformare gli uomini in creature marine capaci di respirare anche nell’acqua. Si chiama Amphibio, l’equipaggiamento leggero e facilmente indossabile che dota gli uomini di questa incredibile capacità. Si indossa quasi fosse una sciarpa, questo indumento realizzato in uno speciale materiale poroso e idrofobico che dona le branchie agli uomini. Il materiale con cui è realizzato, infatti, consente la respirazione prelevando l’ossigeno dall’acqua circostante e espellendo l’anidride carbonica accumulata nel sistema, verso l’esterno.

Questo materiale è stampabile e configurabile attraverso un processo 3D, quindi con relativa facilità.

Il prototipo funziona perfettamente, ma per la realizzazione di branchie umane, ancora il lavoro da fare è tanto. Infatti, realizzare un sistema funzionante su un uomo adulto richiederebbe con l’attuale capacità di scambio ossigeno-CO2, una superficie di circa 32 metri quadrati, evidentemente eccessivi per poter scendere in acqua.

La strada è stata aperta, vedremo se lo scienziato riuscirà a cambiare radicalmente il nostro modo di osservare il mondo sottomarino.

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Ago 282018
 

Dubai, la grande capitale cosmopolita del Medio Oriente ha dato il via ad un nuovo concetto di espansione della città sul mare. Con le sue “palme” artificiali, le isole del Mondo, e decine di altre isole più piccole lungo la costa, ha decuplicato i chilometri di spiaggia e gli affacci sul mare. Anche altre città si stanno muovendo in tal senso e ovviamente li dove i capitali consentono operazioni di questo genere.

Costerà ben 3 miliardi di euro l’espansione sul mare di uno dei più piccoli stati europei. Sto parlando del Principato di Monaco il cui progetto porta l’autorevolissima firma di Renzo Piano, l’archiastar di fama internazionale.

Per tutti questi anni, l’espansione del ricchissimo stato europeo è stato vincolato dalle ridotte dimensioni del suo territorio, pari a circa 2 chilometri quadrati. I 40mila abitanti stabili hanno quindi dovuto rinunciare a ulteriori immobili data l’impossibilità di costruire ulteriormente.

Il progetto consisterà nella realizzazione di una gigantesca penisola artificiale che sorgerà proprio li dove oggi ormeggiano i mega yacht. Questa consentirà la realizzazione di un nuovo quartiere residenziale dalle dimensioni di 6 ettari.

Già da tempo il Principato aveva avviato la sua espansione sul mare costruendo di volta in volta piccoli elementi che erodevano spazio al mare ridisegnando il profilo della costa. Ma questo è uno di quei mega-progetti che trasformano completamente lo spazio su cui sorgono. Il progetto è, come detto, dell’architetto Renzo Piano, mentre gli spazi verdi saranno curati dal paesaggista Michel Desvigne, una eccellenza in questo campo.

Per poter conquistare spazio sul mare, bisogna prima realizzare le infrastrutture necessarie alla sua costruzione. Una barriera di sabbia e cemento armato alta anche 30 metri sarà realizzata lungo lo spazio che vedrà la nascita del nuovo quartiere marino.

Questo nuovo affaccio sul mare sarà completato da grattacieli incredibili, totalmente smart, dotati di ogni confort e di livelli di servizi decisamente elevati. L’investimento è chiaro da parte dei realizzatori, quello di creare un nuovo affaccio sul mare per il Principato, che toglierà l’affaccio diretto agli attuali edifici costruiti sul Larvotto, il lungomare snob del Principato, diventando così meta ambita per sceicchi e miliardari mondiali che faranno a gara per accaparrarsi l’appartamento più esclusivo o quello con la vista migliore. Si ipotizza che il costo al metro quadrato potrebbe superare i 100.000 euro.

Questo nuovo quartiere, già denominato Anse du Portier, dovrebbe ospitare, una volta completato, 60mila metri quadrati di superficie residenziale, 3mila metri quadrati di negozi e centri commerciali, un ettaro di verde, un grande parcheggio, l’estensione del Grimaldi Forum e molti nuovi posti barca, vista la continua competizione con le altre località chic sulla costa ligure.

Anse du Portier sarà all’avanguardia anche dal punto di vista ambientale. Sarà realizzato con soluzioni e tecnologie eco-compatibili, tutti gli edifici avranno i tetti ricoperti da pannelli fotovoltaici, capaci di soddisfare i bisogni energetici delle lussuose dimore.

Il Principato parteciperà al progetto costruttivo con un finanziamento di 400 milioni di euro, mentre il resto verrà da investitori privati. Probabilmente stiamo assistendo al primo di tanti progetti che daranno il via alla nascita di quartieri residenziali dal mare e non più sulla terra ferma.

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Mag 262012
 

Articolo scritto da: Emanuela Amico, Nicoletta Raciti, Marta Strano e Manuela D’Agostino della classe terza H/2011.

Prefazione a cura del prof. Betto

L’energia è il programma di tecnologia per le classi terze e i ragazzi si trovano ad affrontare questo difficile ma interessantissimo percorso di apprendimento. Durante il corso dell’anno si passano in rassegna molte fonti energetiche sia rinnovabili che non, ma alcune, anche interessanti e di recente sviluppo, rimangono fuori dalla programmazione curriculare per una questione di tempo. Occasione, questa, per proporre loro degli approfondimenti da realizzare con lo strumento digitale e attraverso la ricerca su internet. Energia dall’idrogeno, dagli oceani, dalle biomasse sono stati alcuni dei suggerimenti e i ragazzi si sono prontamente confrontati con questi argomenti. Oggi vi propongo un articolo scritto a quattro mani da Emanuela, Nicoletta, Marta e Manuela sulle forme di energia ottenute sfruttando le enormi masse d’acqua degli oceani. Come ogni volta vi auguro una buona lettura soprattutto per incoraggiare nella ricerca e nella scoperta i nostri giovani ragazzi.


L’esaurimento delle riserve di combustibile fossile unito ad un sempre crescente interesse per la salvaguardia dell’ambiente, ha fatto sì che negli ultimi trenta anni crescesse l’interesse verso nuove fonti di energia alternative, ecocompatibili e rinnovabili. Queste nuove fonti di energia, sebbene ancora oggi non siano in grado di sostituire quelle tradizionali, rappresentano un valido supporto ad esse.

Tra queste fonti trova posto l’oceano, che racchiude grandi quantità di energia sia meccanica, dovuta alle correnti marine, alle maree e alle onde sia termica, proveniente dal calore del sole.
L’energia di maree e correnti può essere convertita in energia elettrica da uno sbarramento che spinge l’acqua attraverso delle turbine attivando un generatore, oppure solamente da una o più turbine poste sotto la superficie del mare.

È possibile convertire almeno cinque tipi di energia presenti nel mare:

  • delle correnti;
  • delle onde;
  • delle maree;
  • del gradiente salino (osmotica);
  • del gradiente termico (talassotermica).

ENERGIA DALLE CORRENTI MARINE

Le correnti possono essere paragonate ad immensi fiumi che scorrono in seno all’oceano per centinaia, e a volte migliaia, di chilometri. Sia che siano profonde sia che siano superficiali, le correnti sono generate da diversi fattori; primo fra questi è la tendenza delle acque a ristabilire l’equilibrio idrostatico turbato dalla diversità di riscaldamento solare alle varie latitudini, che ne modifica la temperatura, la salinità e quindi la densità. Altro fattore primario per l’azione di trascinamento, è la rotazione della Terra. Fattori ausiliari al moto delle correnti marine sono le differenze della pressione atmosferica e, negli stretti che mettono in comunicazione oceani o mari aperti con mari interni, le differenze di densità delle acque e i flussi delle maree. In base a questi fattori determinanti, le correnti marine possono essere classificate:

  • in base alle cause che le creano (correnti di gradiente, di deriva, tidali e correnti geostrofiche);
  • in relazione alla temperatura dell’acqua che si sposta confrontata con la temperatura dell’ acqua che la circonda (correnti calde o fredde);
  • in relazione alla profondità ove si verificano (superficiali se interessano lo strato d’acqua dalla superficie ai 200 metri; interne se interessano lo strato d’acqua al di sotto dei 200 metri; di fondo se interessano lo strato d’acqua vicino al fondale marino).

Principali correnti oceaniche

Il fenomeno è presente in bacini marini e oceanici e in bacini lacustri di grande estensione (come ad esempio i grandi laghi del rift africano). In tali contesti, su coste basse e debolmente inclinate, le correnti di marea possono raggiungere velocità e forza notevole (fino ad alcuni metri al secondo). L’energia solare assorbita riscalda la superficie del mare, creando una differenza di temperatura fra le acque superficiali, che possono raggiungere i 25°-28°C e quelle situate per esempio a una profondità di 600 m che non superano i 6°-7°C. Attualmente esiste solo un impianto per lo sfruttamento delle maree in Francia, mentre sono in corso esperimenti per lo sfruttamento del potenziale energetico delle onde nel Regno Unito, in Norvegia e in Giappone. Le correnti marine si comportano come delle correnti aeree e come nelle centrali eoliche, può essere sfruttata l’enorme energia cinetica che queste masse d’acqua spostano nel loro perenne cammino. Generatori ad asse orizzontale o verticale sono in fase di studio o di sperimentazione; nel Mediterraneo il sito di maggior interesse è lo Stretto di Messina, dove generatori che sfruttano la rotazione delle pale e la rivoluzione intorno al proprio asse, riescono a produrre una grande quantità di energia.

ENERGIA DALLE ONDE MARINE

Le onde sono create quando il vento soffia sull’acqua. Nell’oceano il vento è molto potente e agisce su centinaia di chilometri di acqua. Questo significa che molta energia è trasferita dall’aria all’acqua.

La strada di sfruttare il moto delle onde del mare per ottenere energia elettrica, nonostante i problemi, non smette di solleticare la fantasia degli ingegneri. Ci sono allo studio ipotesi per concentrare e focalizzare le onde in modo da aumentarne l’altezza e il potenziale di conversione in energia elettrica. Altre ipotesi prevedono invece di utilizzare le variazioni di pressione che sì riscontrano al di sotto della superficie del mare, altre di utilizzare dei galleggianti che “copiano” il moto ondoso trasferendolo a dei generatori per mezzo di pistoni idraulici.

Progetto PELAMIS

Un progetto di una nuova tecnologia che, sfruttando l’energia prodotta dalle onde di superficie degli oceani, permette di produrre elettricità è il Progetto Pelamis, il cui nome deriva da un serpente marino. Pelamis è un sistema basato su una struttura semisommersa che, grazie al movimento dettato dalle onde agisce su dei pistoni idraulici accoppiati a dei generatori in grado di trasformare l’energia meccanica in energia elettrica. Il primo prototipo è stato installato al centro europeo per l’energia marina delle Isole Orcadi, in Scozia. È stato ufficialmente aperto il 28 settembre 2007. In genere la singola struttura è composta da 5 elementi congiunti, ha un diametro di 3,5m, una lunghezza di 150m e una potenza di 750 kW. I materiali devono essere resistenti all’azione corrosiva dell’acqua di mare e sono previsti accessi alla struttura per eventuali interventi di manutenzione e/o riparazione.

ENERGIA DALLE MAREE

La marea è il ritmico alzarsi (flusso) ed abbassarsi (riflusso) del livello del mare provocato dall’azione gravitazionale della Luna e del Sole. Oltre alla forza di gravitazione universale in questo fenomeno entra in gioco anche un’altra forza, quella centrifuga.

Schema dell’influsso del Sole e della Luna sulle maree

Come detto sopra, la marea è un movimento periodico giornaliero. Esso è dovuto a vari fattori:

  • le acque tendono a ristabilire l’equilibrio idrostatico turbato dalla diversità di riscaldamento solare alle diverse latitudini, che ne modifica ovviamente la temperatura, ma anche la salinità e quindi la densità;
  • la rotazione terrestre determina i sensi di circolazione simmetrica delle masse acquee;

Oggi esistono diversi progetti di sfruttamento delle maree:

  • sollevamento di un peso in contrapposizione alla forza di gravità;
  • compressione dell’aria in opportuni cassoni e movimentazione di turbine in seguito alla sua espansione;
  • movimento di ruote a pale;
  • riempimento di bacini e successivo svuotamento con passaggio in turbine.

La tecnica energetica sfrutta il dislivello tra l’alta marea e la bassa marea: la cosiddetta ampiezza di marea. Un presupposto importante è ovviamente un’ampiezza di marea sufficiente. Nei siti dove quest’ampiezza lo è, si possono realizzare le centrali di marea costiere, ossia grandi dighe di sbarramento sulla costa. Queste presentano però un grande limite dovuto all’erosione che esercitano sulle coste e nell’abbondante sedimentazione all’interno del bacino. Per questi motivi si sta pensando a degli impianti offshore con opportune griglie di sbarramento e data la non elevata velocità delle turbine si può anche garantire la salvaguardia della flora e della fauna marina.

ENERGIA DAL GRADIENTE SALINO (OSMOTICA)

Osmosi (schema)

Il fenomeno fisico dell’osmosi fu notato per caso la prima volta nel 1784 quando il sacerdote e fisico francese Jean-Antoine Nollet mise una vescica di maiale riempita di vino in un barile d’acqua. L’effetto fu che la vescica si gonfiò fino a scoppiare.

Negli anni Cinquanta c’è stato un crescente interesse per la produzione di acqua potabile da acqua di mare. Un passo avanti è stato compiuto dagli americani Sidney e Loeb producendo una membrana semipermeabile utile allo scopo. La produzione di acqua dolce per osmosi inversa è oggi una tecnologia consolidata ed utilizzata soprattutto in Medio Oriente.

In natura questo fenomeno si verifica quando i fiumi contenenti acqua dolce scaricano in mare che è invece costituito da acqua salata. Il principio dell’osmosi non è semplice da comprendere, ma basti pensare che per realizzare acqua dolce dall’acqua salata del mare occorre l’uso di una grande quantità di energia. Al contrario, per ottenere acqua salata da quella dolce, si libera energia. Quindi, si immagini quanta energia viene liberata nel momento in cui l’acqua dolce dei fiumi entra in contatto con quella salata del mare. Teoricamente ci sono diversi modi per convertire l’energia dissipata quando l’acqua dolce si miscela all’acqua di mare in energia da utilizzare. Le tecniche più interessanti sono:

  • ritardo-pressione per osmosi (pressure-retarded osmosis, PRO);
  • elettrodialisi inversa (reverse electrodialysis, RED).

ENERGIA DAL GRADIENTE TERMICO (TALASSOTERMICA)

Sistema a gradiente termico

Sfrutta le differenze di temperatura tra la superficie marina (generalmente più calda) e le profondità oceaniche (nell’ordine delle centinaia di metri). Spesso viene anche indicata come OTEC, acronimo inglese per Ocean Thermal Energy Conversion.

Sono due, i metodi con i quali si può ottenere energia dal gradiente salino:

  • dialisi elettroinversiva (osmosi);
  • Pressure Retarded Osmosis (PRO).

Entrambe queste tecnologie si basano sull’osmosi ottenuta con membrane a ioni specifici. Un tempo il costo della membrana poteva diventare un ostacolo allo sviluppo di questa tecnologia; oggi, invece, è disponibile una nuova membrana in polietilene modificata elettricamente, poco costosa ideale per un potenziale uso commerciale. In Olanda, dal 2005 è attivo un primo impianto sperimentale da 50 Kw.

 

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Nov 212011
 

Saipem 10000 è una nave di perforazione petrolifera, l’unica facente parte della flotta della Saipem, società del gruppo ENI, che opera nel mondo in aree on-shore e off-shore, talvolta anche particolarmente ostili, ed esegue, per conto delle più note aziende petrolifere, importanti campagne di perforazione in Europa, nei Paesi dell’ex Unione Sovietica, nell’Africa Settentrionale e Occidentale, in Medio ed Estremo Oriente e nelle Americhe.

SAIPEM 10000 è stata progettata per l’esplorazione e lo sviluppo di giacimenti di idrocarburi con pozzi in profondità fino a 10000m e per operare in posizionamento dinamico in acque profonde fino a 3000m.

La nave ha un dislocamento di 97000t, è lunga 228m, larga 42m e alta all’incirca 120m inclusa la torre di perforazione. E’ dotata di attrezzature di perforazione, di sistemi di sicurezza e di protezione ambientale molto avanzati. Una caratteristica importante risiede nella capacità di stoccaggio di greggio fino a 140000 barili. La nave, infatti, è in grado di tenersi in posizione senza l’ausilio di ancore con la massima stabilità operativa grazie a 6 propulsori orientabili Wartsila da 7.000 kW ciascuno gestiti da computer collegati ad un sistema GPS che, consentono di compensare in tempo reale gli effetti di vento, onda e corrente.
Il modulo alloggi può ospitare fino a 160 tecnici in un ambiente altamente confortevole e comprende cabine, uffici, spogliatoi, locali vari e di ricreazione, cambusa e mensa oltre ad un ospedale e ad una infermeria. La nave dispone di un eliporto che può accogliere i più grandi elicotteri di tipo commerciale.

La nave è stata costruita nei cantieri coreani Samsung e consegnata nel 2000. Batte attualmente bandiera delle Bahamas.

DATI TECNICI

Dimensioni

  • Lunghezza: 228 m.
  • Larghezza: 42 m.
  • Pescaggio: 19 m.
  • Dislocamento: 96.455 t.

Possibilità operative 

  • Fondale massimo: oltre 10.000 piedi;
  • Profondità massima di perforazione: oltre 30.000 piedi;

Torre di perforazione 

  • Dimensioni alla base: 80 x 60 piedi
  • Dimensioni alla sommità: 60 x 20 piedi
  • Altezza: 200 piedi
  • Portata del gancio: 2.000.000 libbre
  • Dotata di sistema automatico di aggancio e rimozione in grado di manovrare dalle aste di perforazione (drill pipes) del diametro di 31/2pollici fino ai tubi di rivestimento (casing) del diametro di 13 3/8pollici;
  • Tavola rotary con apertura massima di 601/2pollici, azionata da un motore idraulico, con massimo carico di 907 t.

Altra attrezzatura operativa 

  • 4 gru con portata di 85 t. con braccio a 18,4 m.
  • Argano principale con freno a rigenerazione e freno a singolo disco, azionato da 3 motori elettrici da 1.420 HP ciascuno
  • Piattaforma di atterraggio per elicotteri;
  • Strutture residenziali per un equipaggio di 172 unità (l’equipaggio in condizioni operative normali è di 160 unità).

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Alunno/i autore/i dell’articolo:
C. CASTORINA-E. MUSCATO-E. LAURITANO-E. CORSELLI-G. REALI-E. PUGLISI
Classe e Anno: Argomento di Riferimento:
Terza D – 2012/13 PETROLIO