Feb 162016
 

Cerotti02

Oggi la parola SMART, è sicuramente una di quelle più utilizzate, forse in alcuni casi in maniera impropria, ma sta ad indicare un cambiamento, una trasformazione in atto di ogni aspetto della nostra vita quotidiana.

Sempre dalla rete si attingono una gran quantità di informazioni e la mia attenzione questa volta è stata catturata da una piccola ma grande innovazione. Pare, infatti, che i cerotti, si quelle piccole striscette adesive che mettiamo sulle ferite, stiano per subire una trasformazione epocale.

I cerotti che sono stati sviluppati dal MIT, sono composti da idrogel, un materiale elastico, appiccicoso e trasparente da applicare sulle ferite in grado di velocizzare la guarigione delle stesse.

Il MIT è riuscito a riprodurre, dopo diversi tentativi falliti, il materiale di cui sono costituiti gli animali, ossia l’idrogel un gel composto da reti polimeriche legate a molecole di acqua. Ci sono riusciti sfruttando le caratteristiche del poliacrilammide, una macromolecola che contiene unità ripetitive di diverso tipo.

Cerotti01

I vantaggi sono molteplici: innanzitutto è applicabile facilmente su ogni tipo di ferita in qualsiasi punto del corpo, grandissima resistenza sia ai liquidi che alle sollecitazioni meccaniche e cosa incredibile, data la loro natura, consentono di inserire all’interno medicinali per un suo rilascio graduale, sensori, chip e altri strumenti elettronico-medicali.

Questo gel, composto prevalentemente da acqua (90%), presenta, come detto, una resistenza meccanica straordinaria. Una volta applicato sulla ferita, la sua resistenza è paragonabile a quella che tiene unite le cartilagini umane con i tendini. In questo modo ogni tipo di ferita potrà essere ricoperta e protetta dal gel dimenticando la scomoda, ma purtroppo frequente, attitudine dei cerotti a staccarsi dalla ferita.

I sensori posizionati al suo interno garantiranno anche un rilascio graduale del farmaco di cui può essere imbibito il cerotto, in base alla temperatura corporea o a altri parametri registrati dal sensore stesso.

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Gen 132016
 

Il vetro ha origini molto antiche e ancora oggi è difficile stabilire con certezza quale popolo possa vantarne la scoperta. Anticamente furono i popoli della Mesopotamia, ad utilizzare il vetro nel III millennio, forgiandone delle perline. Successivamente anche gli Egizi appresero questa arte che utilizzarono nella produzione di oggetti artistici. I Romani, seppur in maniera rudimentale, crearono le prime finestre con i vetri ma ciò aveva un prezzo esorbitante tale che solo i patrizi potevano permettersele.

VETRO: MATERIE PRIME

Vetro04La silice (SiO2, biossido di silicio) la comune sabbia, è la più importante materia prima per la produzione del vetro. Tuttavia la silice naturale non ha, in generale le caratteristiche necessarie per la produzione del vetro, sia perché forma dei minerali complessi con altri ossidi sia perché contiene degli elementi come il ferro che, anche in piccola quantità, danno al vetro una colorazione indesiderata (verde). Solo silice che contiene meno dello 0,1% di ossido di ferro (Fe2O3) può essere usata per la produzione di lastre e per il vetro usato nell’ottica la quantità accettabile è ancora più bassa, meno dello 0,001%. Nessuna sabbia naturale è in grado di rispondere ai requisiti del vetro per l’ottica; per questo, anche le sabbie dei migliori giacimenti devono essere ulteriormente purificate con speciali trattamenti.

LE PROPRIETA’

Proprietà del vetro

FASI DI LAVORAZIONE

La fabbricazione del vetro si articola in quattro fasi:

  • fusione,
  • formatura,
  • ricottura,
  • finitura.

Fusione: è la fase iniziale, durante la quale, la carica, formata da componenti diversi tra loro, viene polverizzata e mescolata a rottami di vetro che agiscono da fondente.

Il secondo momento della fusione è detto affinaggio o affinazione: essa rappresenta l’operazione in cui la massa fusa viene privata di tutte le bollicine di gas presenti, che potrebbero dare origine a difetti. E’ possibile, a questo punto, operare una decolorazione del vetro, tramite l’ossidazione di sali di ferro. La fusione si conclude con la fase di riposo o di condizionamento, durante la quale la massa fusa viene raffreddata gradualmente fino alla temperatura di foggiatura o di formatura.

Formatura: viene eseguita in diverse modalità quando il vetro è ancora fluido e si trova in un campo di temperatura nel quale assume viscosità tale da poter essere lavorato e da conservare la forma data, senza alterazioni.

Ricottura: consiste in un riscaldamento del vetro fino ad una temperatura che serve ad eliminare le torsioni che si generano durante la formatura e che rendono difficile le operazioni di finitura. La scelta della temperatura e della velocità di raffreddamento sono in funzione del tipo di vetro e del suo spessore. Dopo aver raggiunto la temperatura dovuta, l’oggetto viene mantenuto in tale stato per un periodo sufficiente; quindi viene raffreddato lentamente fino a una temperatura inferiore di 50 °C, ed infine viene portato rapidamente a temperatura ambiente.

Finitura: sono le lavorazioni successive al raffreddamento, quando il vetro oramai è pronto. Vediamo alcune di seguito.

TIPI DI FINITURA
FORATURA:

Vetro05ll vetro può essere forato al trapano con apposite punte diamantate, adeguatamente refrigerate con getto continuo d’acqua. La foratura può essere eseguita da trapani per vetro manuali o a controllo numerico. I fori non devono essere troppo vicini al bordo per evitare rotture dovute alle tensioni interne del pezzo.

TAGLIO:

Vetro06Il taglio di piccoli pezzi può essere eseguito a mano con strumenti appositi, ma in generale viene eseguito da un banco di taglio. Questo è un macchinario a controllo numerico che presenta un piano fisso, solitamente vellutato e con fori per generare un cuscino d’aria (utile per lo spostamento del vetro), che viene chiamato anche “pantografo”. Sopra di questo vi è un ponte mobile che tramite un tagliavetro fornito di rotella in carburo di tungsteno o diamante sintetico pratica incisioni sul vetro a seconda della programmazione eseguita.

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CURVATURA:

Vetro08Il vetro curvo è un vetro sottoposto ad un procedimento di riscaldamento graduale ad alte temperature (tra i 500 e i 750 °C circa), fino a diventare abbastanza plastico da aderire ad uno stampo concavo o convesso, disposto all’interno del forno di curvatura. Il vetro viene raffreddato molto lentamente (“detensionamento” o “ricottura” del vetro), per evitare di indurre tensioni che ne precluderebbero un’eventuale successiva lavorazione o che potrebbero innescare fenomeni di rottura spontanea del materiale.

SMERIGLIATURA:

Vetro11Esistono tre modi per smerigliare il vetro:

  1. sabbiatura, che viene eseguita con uno strumento molto particolare che “spara” la sabbia ad alta velocità, scalfendo il vetro.
  2. acidatura, una speciale pasta, molto acida, che va spennellata nel vetro e lasciata asciugare almeno 24 ore. Dopo il periodo di asciugatura, la pasta va eliminata con una lama, che completa l’abrasione del vetro.
  3. smerigliatura, usando un piccolo smerigliatore per unghie, si usa come una penna.

Per riuscire a seguire il disegno correttamente, senza sbavature, per tutti e tre i sistemi è necessario eseguire alcuni passaggi. Pulire perfettamente il vetro con dell’alcol puro per togliere qualsiasi residuo dalla superficie. Quindi il vetro va ricoperto con la carta adesiva; la carta deve aderire perfettamente, senza bolle d’aria. Si traccia il disegno con un pennarello indelebile. Aiutandosi con un taglierino ben affilato, s’intagliano le parti che si vogliono smerigliare. Viene asportata la carta adesiva in eccesso.

MOLATURA:

Vetro25Il vetro viene sottoposto a una operazione di molatura quando si deve eliminare il bordo che dopo il taglio diventa tagliente e dalla forma irregolare. La molatura quindi è l’operazione che trasporta e re-uniforma definitivamente il bordo del vetro.

TEMPRA:

La tempra è il raffreddamento termico che avviene per indurire il vetro. Il vetro viene tagliato in modo adeguato, viene riscaldato su un tavolo a rulli a 640° e subito dopo viene raffreddato da un getto d’aria fredda in modo da raffreddarne solo l’esterno e lasciare l’interno caldo e malleabile.

LAVORAZIONE ARTIGIANALE: MURANO

Vetro13Il vetro di Murano è uno dei più preziosi vetri che vengono realizzati in Italia. Lo si realizza, secondo tradizioni antiche, sulla famosa isola di Murano, vicino Venezia. La scelta di questa isola per realizzare i vetri non fu affatto casuale. I primi forni vi furono installati nel 1291, sia perché Murano era fuori dal centro cittadino, quindi eventuali incendi non avrebbero arrecato grandi danni (i forni all’epoca erano realizzati in legno), sia perché si trovava di tramontana rispetto a Venezia, quindi i fumi della produzione non avrebbero raggiunto la città principale. Esistono diverse tecniche con le quali i mastri vetrai, oggi, producono i loro preziosissimi oggetti, a seconda del tipo di vetro devono realizzare: vetro di Murrina, vetro in piastra, vetro a lume, vetro soffiato.

FLOAT GLASS

Vetro14Per quanto concerne la produzione di vetro piano, a partire dalla fine degli anni Cinquanta è stato introdotto il processo float (Pilkington) in sostituzione dei precedenti metodi di tiratura. Nel processo denominato float glass, la pasta vitrea, proveniente dalla vasca di miscelazione (crogiolo) alla temperatura di 1100 °C, assume forma perfettamente piana in un forno a tunnel la cui base è formata da un letto di 7cm di stagno fuso. Lo stagno leviga la superficie inferiore del vetro per diretto contatto, mentre la parte superiore si appiattisce per gravità essendo ancora allo stato semifuso.

Dei rulli immersi nello stagno, fanno poi avanzare il vetro all’interno della camera di ricottura, dove la temperatura viene gradualmente abbassata. Una volta raffreddato, il vetro passa alla camera di taglio dove uno strumento dotato di punte diamantate, provvedete al taglio della lastra nelle dimensione desiderate.

Queste vengono infine pacchettizzate e spedite agli acquirenti.

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ALCUNI TIPI DI VETRO
VETRO COMUNE:

Vetro17Appartiene alla più vasta produzione vetraria. Commercialmente viene distinto in base al colore: bianco (perfettamente decolorato), mezzo bianco, colorato. In funzione all’ impiego che se ne deve fare, viene scelto l’ossido più adatto (calcio, bario, zinco …).

VETRO PER OTTICA:

Vetro21Questo tipo di vetro è destinato alle lenti di occhiali, microscopi e cannocchiali, agli obbiettivi delle macchine fotografiche e delle telecamere: deve essere quindi particolarmente raffinato.

VETRI DI SICUREZZA:

Vetro22La fragilità del vetro e la formazione di piccoli e taglienti schegge costituiscono un serio ostacolo all’impiego delle lastre nelle costruzioni edili. Sono stati quindi studiati vari sistemi per aumentare il grado di sicurezza del vetro. Si fabbricano infatti vetri temperati, oppure vetri retinati (per la presenza di una rete metallica all’interno della lastra).

VETRO IN FIBRE:

Vetro23Le fibre di vetro possono avere un diametro da 1 a 8 micron; notevole è anche l’elasticità alla trazione. Per soffiatura con aria e vapore si ottengono fibre corte e continue, adatte per pannelli isolanti. I vetri per fibre sono: i vetri tessili (paraurti di automobili, scafi di barche, attrezzi sportivi ecc.) lana di vetro o lana di roccia (isolamento di edifici, pareti di frigoriferi, forni, stufe ecc.) e fibre ottiche (telecomunicazioni).

VETRO CAMERA:

Vetro24E’ composto da due o più lastre; all’interno della vetrata è presente aria disidratata oppure gas isolante. Il vetrocamera garantisce un alto isolamento termico e acustico.

IL VETRO E IL RICICLO

Vetro15Il vetro è l’unico materiale a possedere una dote preziosa: la riciclabilità totale. Il riciclaggio del vetro consente di risparmiare le materie prime (minerali, sabbia) necessarie per la sua produzione. Il vetro è il materiale “ecologico” per eccellenza. Non è inquinante ed è riutilizzabile per un numero illimitato di volte. Se abbandonata, una bottiglia di questo materiale si decompone solo dopo 4.000 anni. Per questo, è fondamentale separare accuratamente il vetro. Ovviamente, il cosiddetto “rottame di vetro” non può essere riciclato così com’è, deve essere sottoposto a numerose verifiche per eliminare le “impurità” che contiene.

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Gen 122016
 

Iniziano a vedersi le prime applicazioni pratiche nell’uso del GRAFENE, il miracoloso materiale scoperto da poco tempo, le cui caratteristiche e proprietà lo rendono a dir poco straordinario.

Schermo grafene

Questo materiale, spesso circa 1/100.000 di un foglio di carta può essere stirato e piegato all’infinito senza mai rompersi, è assolutamente impermeabile e presenta una resistenza meccanica superiore a quella del migliore acciaio e una durezza ancora superiore a quella del diamante che nella scala di Mohs risulta essere il materiale più duro sul nostro pianeta.

scala-di-mohs

Scala di Mohs

Una delle prime applicazioni del grafene per uso pratico è stata da poco dimostrata al CES di Las Vegas, la fiera dell’informatica e dell’Innovation Technology più importante al mondo.

Alcuni produttori di pellicole di vetro per smartphone, sono riusciti a sviluppare una miscela di vetro e grafene capace di resistere ad urti terribili e stress test infiniti senza subire alcun danno. Sto parlando dell’UU GLASS, un particolare composto che ha resistito a 200.000 urti consecutivi, sollecitazioni di compressione e resistenza a graffi continuati con materiali molto duri e taglienti.

La società produttrice, ha mostrato la speciale pellicola per cellulari, capace di rendere indistruttibile il device a qualunque urto. Un video mostra le proprietà di questa pellicola e la sua capacità di resistere a sollecitazioni ben superiori a quelle cui viene normalmente sottoposto un telefonino. La resistenza è dovuta alla presenza del grafene appunto impiegato per la prima volta in un prodotto del genere.

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Nov 192015
 

Ogni fenomeno, ogni avvenimento, ogni evento che accade in natura, colpisce l’inconscio di ciascuno di noi e per alcuni in particolare, artisti e architetti, diventano elementi di grande ispirazione per la realizzazione delle proprie creazioni. Il mondo è pieno di opere frutto di ispirazione tratte dalla natura, dagli edifici della bio-architettura ai nuovi materiali.

FacciateBioMimetiche03Basandosi proprio sui fenomeni naturali, uno studente del Master in Product Design al Royal College of Arts di Londra, Chao Chen, ha ideato un sistema capace di proteggere le facciate basato sulla bio-mimetica. In pratica, passeggiando in una giornata piovosa in Hyde Park, la sua attenzione è stata catturata dall’osservazione di un fenomeno naturale abbastanza comune. Le pigne degli,alberi del parco, a contatto con le gocce di pioggia, allungavano il loro guscio esterno in modo da evitare il contatto dei pinoli con l’acqua piovana. Da un’osservazione più attenta del frutto, si è reso conto che questo è composto da due strati uno interno ed uno esterno capaci di modificare la propria struttura in modo da proteggere il frutto dall’acqua.

Affascinato da questo fenomeno naturale, Chen ha cominciato a studiare il bio-mimetismo. L’idea era quella di poter applicare i risultati di queste scoperte ad ambiti diversi come l’architettura e l’ingegneria. L’acqua da sempre rappresenta infatti il nemico principale per architetti e progettisti nella realizzazione di edifici capaci di resistere agli agenti atmosferici.

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Il risultato di questa ricerca, è un materiale laminato capace di reagire all’umidità. In pratica questo laminato, a seconda il grado di umidità presente sulla sua superficie, riesce a modificare naturalmente, senza l’ausilio di sistemi elettronici o meccanismi, la propria forma, allungando le fibre e ritraendole in caso di assenza di umidità.

FacciateBioMimetiche06I campi e le prospettive che si sono aperti sono molteplici. Ad esempio in campo agricolo è possibile verificare l’umidità del suolo così da poter intervenire in modo opportuno all’irrigazione dei campi. Una lamina con colorazioni differenti sulle due superfici reagisce con l’umidità e cambia colore avvisando della necessità di acqua per il terreno.

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In campo architettonico, invece, Chen ha sperimentato una pensilina composta da lamelle capaci di chiudersi ermeticamente a contatto con l’acqua impedendone il passaggio così da proteggere le persone che vi soggiornano sotto. Al contrario in assenza di acqua le lamelle si aprono consentendo alla luce di passare generando un filtraggio della stessa con un effetto albero.

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Il prototipo più interessante è quello che realizza una facciata dinamica per un edificio. Si tratta di una serie di elementi romboidali uniti attraverso dei perni come fossero i petali di un fiore. Ogni elemento è libero di incurvarsi o di raddrizzarsi. In questo modo nelle giornate di pioggia i petali si distendono impedendo di fatto il passaggio dell’acqua, mentre quando il tasso di umidità cala, i petali si curvano nuovamente permettendo il passaggio della luce solare e del calore.

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I colori sono tenui e chiari proprio per rendere luminose le facciate degli edifici nelle giornate cupe e piovose e rappresentano un ottimo connubio tra design e innovazione.

Prima di poter essere immesse sul mercato e prodotte in serie, le facciate bio-mimetiche, dovranno essere sottoposte ad una serie di test che ne certifichino la qualità e la resistenza. Infatti bisognerà verificare la loro resistenza ai fenomeni atmosferici o quante volte ad esempio il materiale può curvarsi e tornare nello stato originale.

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Mag 172014
 

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Non tutti sanno che le materie plastiche (e mi riferisco a quelle sintetiche, ossia ottenute dalla raffinazione degli idrocarburi) una volta policondensate o polimerizzate, ossia formate attraverso l’aggregazione di molecole semplici che si chiamano “monomeri”, producono due tipi di sostanze denominate termoplastiche e termoindurenti.

Le prime, sono quelle che se sottoposte a calore dopo la prima lavorazione tornano ad uno stato plastico e quindi lavorabili (riciclabili), mentre le seconde una volta formate non possono più cambiare la loro forma e se sottoposte a calore bruciano emettendo sostanze tossiche (non riciclabili).

Questo fino ad ora. Infatti, la dottoressa Jeanette Garcia dell’Almaden Research Center di IBM ha scoperto una nuova classe di polimeri, soprannominato PHT, per un caso felice. Lei stava lavorando ad un materiale ad alta resistenza. Ma per puro caso ha tralasciato un ingrediente. Il risultato è stato qualcosa di molto diverso da quello che si aspettava. Ha dovuto rompere la sua provetta per tirarlo fuori, e ha poi verificato che era praticamente indistruttibile. A questo punto una squadra di esperti è stata impegnata a lavorare sulla chimica computazionale per risalire a quale casuale percorso aveva portato a un tale risultato e alla creazione del nuovo materiale.

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Il nuovo polimero al microscopio

Questo nuovo materiale è resistentissimo e aggiungendo nanotubi di carbonio si è riusciti ad aumentare di un ulteriore 50% la sua già alta resistenza avvicinandosi a quella dei metalli. Vantaggi? Applicazioni? Infinite. E’ un materiale dalla resistenza simile a quella di un metallo ma pesando molto meno, totalmente bio-degradabile, resistente ai solventi, ma la cosa più incredibile è quella che viene definita auto-guarigione. Di cosa si tratta? La nuova plastica, tagliata in due, può essere ricomposta come un solo pezzo in maniera molto semplice, autoguarendo la sua “ferita”. Un miracolo della chimica, in pratica.

Quali le possibili applicazioni delle nuove plastiche? Aerospaziali, collanti, informatica, medicina, e molte altre.

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Video1

Articoli1

Mar 302014
 

Prefazione prof. Betto

Un altro ottimo lavoro realizzato questa volta da tutti gli alunni della classe 2.0 durante l’attività di Flipper Class. Quattro isole, quattro gruppi di lavoro che hanno prodotto in sinergia le differenti parti di questo argomento, sviscerandolo e poi sintetizzandolo per realizzarne un documento di studio. Partendo dalla mappa concettuale gli alunni hanno assemblato in un unico documento digitale il lavoro che vi presento qui di seguito. Buona lettura.

I METALLI
Indice degli argomenti
titolo gruppo
METALLI Favignana
I METALLI NELLA STORIA Favignana
PROPRIETA’ FISICHE Sardegna
PROPRIETA’ MECCANICHE Sardegna
PROPRIETA’ TECNOLOGICHE Sardegna
NON METALLI Favignana
SEMI-METALLI Favignana
LEGHE METALLICHE Favignana
SIDERURGIA Sicilia
FERRO E LE SUE LEGHE Sicilia
ALTOFORNO E GHISA Sicilia
CONVERTITORE E ACCIAIO Sicilia
IL LAMINATOIO Sicilia
METALLURGIA Salina
IL RAME E LE SUE LEGHE Salina
L’ALLUMINIO E LE SUE LEGHE Salina
ALTRI METALLI Salina

Sono un gruppo di elementi chimici con determinate caratteristiche: sono generalmente resistenti e brillanti, e soprattutto sono buoni conduttori di elettricità e di calore. La maggior parte dei metalli sono opachi, cioè non si può guardarvi attraverso e a temperatura ambiente sono solidi. Alcuni elementi, come il sodio, sono estremamente reattivi, cioè tendono a reagire con altri elementi per formare composti. Altri, come l’oro, non lo sono quasi per niente.

Tavola Periodica degli Elementi

Tavola Periodica degli Elementi

I METALLI NELLA STORIA

ts1262v3-41Durante tutto il Paleolitico e buona parte del Neolitico, il materiale più usato fu la pietra. Gli oggetti in pietra erano però di difficile lavorazione.

Verso il 4000 a.C. alcuni artigiani scoprirono che alcune “pietre”, se riscaldate al punto giusto, si liquefacevano: fu così che l’uomo venne a contatto con i metalli. Il primo metallo a essere usato fu il rame che, in quell’epoca, nell’area del Mediterraneo, si trovava allo stato nativo, cioè puro e non unito ad altre sostanze. Le “pietre” di rame venivano riscaldate fino a quando si scioglievano e poi il metallo fuso veniva colato in stampi. Grazie al rame fu possibile costruire strumenti non fabbricabili con la pietra e, in caso di rottura, bastava fondere nuovamente lo strumento rotto e colarne uno nuovo.

Verso il 3000 a.C. però il rame nativo si esaurì e fu necessario utilizzare rocce che contenevano, oltre al rame, altri minerali. Questo rese più difficoltoso il processo di estrazione e lavorazione, ma le difficoltà vennero via via superate, mentre la richiesta di oggetti di rame aumentava, tanto che cominciarono a essere organizzate spedizioni marittime per andare a rifornirsi ovunque fosse possibile.

Anche le scoperte riguardanti la lavorazione dei metalli non si arrestavano. Fu scoperto, infatti, che, se invece di usare un solo metallo, se ne fondevano assieme due, si otteneva una lega, più resistente e quindi adatta a produrre oggetti prima non fabbricabili. La prima lega scoperta dall’uomo fu il bronzo, una lega di rame e stagno. Il procedimento per fabbricare oggetti di bronzo era identico a quello usato per fabbricare oggetti in rame; lo stagno era però poco o per nulla presente nell’area del Mediterraneo orientale, quindi fu necessario organizzare spedizioni marittime verso la Spagna e l’Inghilterra, dove questo metallo era presente in grande quantità.

Verso il 1200 a.C. gli uomini impararono a usare un nuovo metallo, il ferro, anche se inizialmente ci furono notevoli difficoltà relative alla sua lavorazione.

PROPRIETA’

Mappa concettuale proprietà

Mappa concettuale sulle Proprietà dei Metalli

PROPRIETA’ FISICHE E CHIMICHE

  • Massa volumica: la massa volumica è il rapporto fra la massa e il volume.
  • Corrosione: fenomeno chimico che provoca il graduale deterioramento di una sostanza solida, per lo più un metallo, per effetto di agenti esterni.
  • Conduttività termica: la conduttività termica descrive il trasporto di energia sotto forma di calore.
  • Conducibilità di elettricità: misura della capacità di un materiale a condurre una corrente elettrica.
  • Temperatura di fusione: la temperatura di fusione è la temperatura alla quale un materiale passa dallo stato solido a quello liquido.

PROPRIETA’ MECCANICHE

  • Trazione: forza che agisce su un corpo in modo da provocarne l’allungamento nella direzione della forza stessa.
  • Compressione: quando le forze dirette lungo l’asse tendono ad accorciare il metallo.
  • Taglio: un corpo è sollecitato dal taglio quando le forze applicate tendono a far scorrere uno sull’altro due piani vicini.
  • Torsione: un corpo è sollecitato a torsione quando le forze applicate tendono a torcere le sue fibre.
  • Flessione: un corpo è sollecitato a flessione quando le forze applicate perpendicolarmente al suo asse tendono a curvarlo.
  • Durezza: è la resistenza che il materiale oppone alla penetrazione di una punta cioè alla scalfitura e non alla facilità che ha un minerale di rompersi.
  • Fatica: è la resistenza dei materiali a sforzi variabili e ripetuti.

PROPRIETA’ TECNOLOGICHE

  • Fusibilità: la fusibilità è l’attitudine di un materiale a essere trasformato in prodotto finito mediante fusione.
  • Malleabilità: la malleabilità è l’attitudine di un materiale a essere trasformato in lamine.
  • Duttilità: la duttilità è l’attitudine di un materiale a essere trasformato in fili senza rompersi quando sono tirati.
  • Saldabilità: la saldabilità è l’attitudine di un pezzo a unirsi con un altro pezzo mediante fusione.
  • Temprabilità: la temprabilità è l’attitudine delle leghe metalliche a trasformazioni della struttura cristalline.

NON METALLI

I non metalli sono quegli elementi chimici che presentano un aspetto opaco e sono cattivi conduttori di elettricità e di calore. Sono situati a destra della tavola periodica (tranne l’idrogeno che è in alto a sinistra) e presentano caratteristiche fisiche opposte a quelle dei metalli. A temperatura e pressione ambiente esistono in tutti gli stati di aggregazione della materia: possono essere allo stato gassoso (come l’ossigeno e l’azoto), allo stato liquido (come il bromo) e allo stato solido (come il carbonio e lo zolfo). Sono fragili e hanno solitamente bassi punti di fusione. Sono non metalli i seguenti elementi: Azoto, Idrogeno, Carbonio, Ossigeno, Fluoro, Fosforo, Zolfo, Cloro, Selenio, Bromo e Iodio. Fanno parte dei non metalli anche i gas nobili.

SEMI-METALLI

I semimetalli sono elementi che hanno proprietà intermedie tra quelle dei metalli e quelle dei non metalli. Hanno aspetto lucente, conducibilità termica ed elettrica (come i metalli), fragilità, mediocre conduzione elettrica (come i non metalli). Se si combinano con elementi a carattere non metallico hanno un comportamento simile a quello dei metalli, mentre se si combinano con elementi a carattere metallico hanno un comportamento simile a quello dei non metalli. A temperatura ambiente sono allo stato solido e sono sette: silicio, germanio, antimonio, arsenico, boro, tellurio, astato.

I principali elementi semimetalli sono:

Chip

Silicio: è per abbondanza il secondo elemento della crosta terrestre. Grazie alla sua caratteristica di semiconduttore viene utilizzato per la costruzioni di numerosi strumenti elettronici. Combinato con l’ossigeno forma la silice.

Germanio: è poco abbondante ma molto diffuso. È un semiconduttore e viene utilizzato nella produzione di lenti per strumenti ottici e di transistor.

Antimonio: è poco abbondante in natura. Composto con il piombo viene utilizzato per la produzione di pallini da caccia. Alcuni suoi composti vengono utilizzati in medicina. 

LEGHE METALLICHE

Le leghe metalliche sono materiali ottenuti miscelando tra loro due o più metalli e altri elementi per ottenere prodotti di migliore qualità, per esempio meno soggetti all’arrugginimento o più duri o più flessibili. La maggior parte degli oggetti metallici attorno a noi è costituita da leghe, come nel caso del bronzo, dell’ottone e dell’acciaio; anche l’oro dei gioielli, in realtà, è una lega! Leghe metalliche sono utilizzate anche in campo medico, per esempio nelle protesi o nelle otturazioni dentarie.


LA SIDERURGIA

ciclo siderurgicoLa Siderurgia è il processo industriale della Metallurgia che si occupa della lavorazione del ferro.

Comincia con l’estrazione dei minerali metalliferi contenenti il ferro (che non si trova allo stato puro in natura) dalle cave o dalle miniere. Come per molti metalli, si effettua la frantumazione dei minerali estratti ed una successiva macinazione. Questi vengono lavati da polveri ed impurità e categorizzati a seconda della concentrazione dei metalli contenuti mediante separazione magnetica o gravitazionale. Seguono poi le operazioni di flottazione, vagliatura, calibratura, essiccazione, calcinazione e arrostimento dei minerali. A questo punto i minerali di ferro sono stati ripuliti dalla maggior parte delle impurità e sono pronti per essere fusi negli altiforni.

FerroFERRO

Il ferro è più usato di tutti i metalli, formando il 95% di tutto il metallo prodotto universalmente. La combinazione di basso costo ed alta resistenza lo rendono indispensabile: le sue applicazioni vanno da contenitori alimentati a automobili famigliari, dai cacciaviti alle lavatrici, dalle navi da carico alle graffette per la carta. Il ferro è il metallo più abbondante sulla terra ed è considerato il decimo elemento più abbondante nell’universo. Il ferro è inoltre (34,6% in massa) l’elemento più abbondante che forma la terra; la concentrazione di ferro nei vari strati varia da molto alta nel nucleo interno a circa 5% nella crosta esterna. La maggior parte di tale ferro si trova in vari ossidi di ferro, come i minerali ematite, magnetite e taconite. Il nucleo della terra è ritenuto essere formato in gran parte da una lega metallica di ferro-nichel. Il ferro è essenziale per gli esseri viventi, dai microorganismi agli esseri umani. La produzione mondiale di ferro nuovo è pari a oltre 500 milioni di tonnellate all’anno e di ferro riciclato aggiunge altre 300 milioni tonnellate. Le riserve economicamente sfruttabili di minerali ferrosi superano i 100 miliardi di tonnellate. Le zone estrattive principali sono la Cina, il Brasile, l’Australia, la Russia e l’Ucraina, con quantità rilevanti estratte negli Stati Uniti, in Canada, Venezuela, Svezia e in India.

ALTOFORNO E PRODUZIONE DELLA GHISA

ALTOFORNO

Altoforno

L’altoforno è un forno a funzionamento continuo per la fabbricazione della ghisa. È costituito da un’alta torre in muratura, formata da due tronchi di cono disuguali, quello superiore più lungo e quello inferiore più corto, raccordati da un elemento cilindrico. Il tino termina in alto con un orifizio (bocca); la sacca termina in fondo con un corto pozzo cilindrico detto crogiolo. La torre viene caricata, attraverso la bocca, con strati alterni di minerale (ossidi, preferibilmente piuttosto ricchi di ferro, come ematiti, limoniti, magnetiti), fondente (calcare, dolomite, silice e talvolta bauxite, utili a fornire una scoria fluida e a favorire quindi la discesa della carica) e coke (che viene acceso dal basso). L’ossido di carbonio, proveniente dalla combustione del coke, percorrendo in controcorrente l’intera torre, riduce i minerali a ferro, che si fonde nel crogiolo, uscendo sotto forma di ghisa assieme alle scorie, parimenti fuse. Il gas che fuoriesce in alto dalla bocca (una miscela di azoto, anidride carbonica, ossido di carbonio e idrogeno), bruciando completamente. Il gas è bruciato per circa il 25-30% entro i recuperatori Cowper, per riscaldare l’aria da insufflare attraverso gli ugelli, mentre il quantitativo restante può essere impiegato per scopi vari di processo. Tra gli impianti di più antica concezione (risale in forma primitiva al 13° sec.).


LA GHISA

GhisaLa ghisa è una lega ferro-carbonio, contenente anche altri elementi, come silicio, manganese, zolfo, fosforo, in percentuali varie, caratterizzata da un tenore di carbonio compreso fra l’1,9% e il 5,5%.

La ghisa che si ottiene direttamente nell’altoforno dai minerali di ferro, tramite processi detti siderurgici, è detta ghisa d’altoforno oppure ghisa di prima fusioneghisa madre, ghisa greggia e viene prevalentemente usata per produrre, mediante affinazione, i diversi tipi di acciaio.

Proprietà: è dura, fragile, resiste poco alla trazione e alla flessione, è resistente alla compressione e alla corrosione; la ghisa non può subire lavorazioni plastiche in quanto non è malleabile, né a caldo né a freddo; possiede un’ottima fusibilità: fonde a temperatura non molto elevata, è fluida, dà getti sani  e compatti, e consente una facile realizzazione di pezzi anche molto complicati.

IL CONVERTITORE

work-in-progress


L’ACCIAIO

L’acciaio in Metallurgia costituisce la categoria di prodotti industriali più importante nel mondo. Queste leghe si dividono in due grandi categorie:

  1. l’acciaio, malleabile e tenace, con tenori di carbonio compresi fra lo 0,09 e l’1,7%;
  2. la ghisa, fragile con colabilità in getti, con un contenuto di carbonio fra il 2 e il 4%.

L’acciaio si ottiene per affinazione della ghisa, decarburandola e depurandola al massimo dalle impurità dannose, soprattutto zolfo e fosforo, e correggendo contemporaneamente il tenore di altri elementi, quali silicio e manganese.

In passato l’acciaio era ottenuto direttamente dal minerale di ferro, il quale, ridotto dal carbone di legna, dava una ghisa che nella parte più calda del forno, dove entrava l’aria, si trasformava in acciaio (basso-fuoco catalano). Le dimensioni del forno vennero gradualmente aumentate per accrescere la produzione, ma seguendo questo metodo si arrivò alla realizzazione dell’altoforno per la sola produzione di ghisa, la quale doveva essere poi decarburata in un altro forno (basso-fuoco prima, convertitore e forno a suola poi, tuttora impiegati).

Le materie prime per la produzione dell’acciaio sono:

  1. la ghisa greggia, proveniente dall’altoforno, che viene affinata (riduzione della percentuale del carbonio e delle impurità) ;
  2. il rottame di ferro, derivato da recuperi civili e industriali ;
  3. le ferroleghe, che sono leghe di ferro particolari, che non hanno impiego autonomo ma vengono appunto preparate per essere usate nella produzione di acciai e ghise speciali; contengono una percentuale di carbonio generalmente molto bassa (dallo 0,1% all’1%), con massiccia presenza (che può superare l’80%) di altri elementi come silicio, manganese, cromo, nichel, cobalto ecc… che vengono aggiunte agli acciai per migliorarne le caratteristiche.

LA SIVIERA

SivieraHa la forma di una grande secchia, ed è costituita da un involucro di robusta lamiera rivestita internamente da materiale refrattario. Può avere diverse dimensioni, dalle più grandi, utilizzate nei centri siderurgici, capaci di trasportare fino a 400 tonnellate di metallo e che vengono movimentate e manovrate tramite carroponte o con appositi carri, fino alle più piccole, utilizzate nelle piccole fonderie, che si manovrano a mano tramite lunghe aste che fungono da manici, di cui una a forcella per facilitare il versamento. Un altro tipo di siviera è quella che viene montata su appositi carri ferroviari, per spostamenti più lunghi, e che viene chiamato carro siviera o carro siluro dalla sua forma. La siviera serve per raccogliere il metallo fuso che viene spillato da un forno fusorio, quale ad esempio l’altoforno o il cubilotto, per poi spostarlo fino alla successiva fase di lavorazione, che può essere la colata, il versamento in un convertitore per la produzione dell’acciaio, o un’altra fase del processo produttivo.

Carro siluro

Carro Siluro per il trasporto della ghisa al convertitore

IL LAMINATOIO

E’ un processo di riduzione dell’altezza o cambio di sezione di un pezzo attraverso la pressione applicata tramite due rulli rotanti. La laminazione rappresenta il 90% dei processi di lavorazione per deformazioni ed è stata sviluppata nel 1500, si producono principalmente laminati che si suddividono in: piastre (spessore minore 6 mm) fogli o lamiere (spessore maggiore 6 mm). Si parte da semilavorati da fusioni continue o semicontinue. La prima laminazione viene effettuata a caldo per cambiare la microstruttura da fusione in una grana più fine e regolare per la laminazione.

Laminatoio

Processo di Laminazione


METALLURGIA

La metallurgia è lo studio dei metalli; è il complesso dei trattamenti che devono essere eseguiti sui minerali dopo l’estrazione dalle miniere fino alla preparazione dei metalli e delle leghe per le diverse applicazioni. È definita come l’arte di ridurre i minerali metalliferi (ossidi, carbonati, ecc..) nelle forme e nelle condizioni atte al loro uso.

IL RAME E LE SUE LEGHE

RameIl rame è il metallo che l’umanità usa da più tempo. E’ un metallo di colore rosso o rossastro, di conducibilità elevatissima. È resistente alla corrosione e non è magnetico. È anche molto malleabile, molto resistente alla corrosione (per via di una patina aderente che si forma spontaneamente sulla superficie) e non è magnetico. È facilmente lavorabile, estremamente duttile, ma non è idoneo a lavorazioni con asportazione di truciolo, perché ha una consistenza piuttosto pastosa; i suoi impieghi possono essere per motori elettrici, rubinetti in ottone e per campane di bronzo. Inoltre il rame  è batteriostatico, cioè combatte la proliferazione dei batteri sulla sua superficie.

È molto importante perché è usato come base per produrre altre leghe come, ad esempio il bronzo e l’ottone.

BronziBRONZO – è una lega composta da rame e un altro metallo (alluminio, nikel, stagno, ecc.)  anche se spesso il termine bronzo viene inteso come lega rame-stagno. Queste leghe presentano buone caratteristiche meccaniche e grande resistenza alla corrosione e sono lavorabili plasticamente. I bronzi vengono usati per numerose applicazioni: monete, medaglie, ingranaggi, strumenti musicali.

SaxofonoOTTONE – è una lega di rame e zinco. È diviso in 2 tipi: ottone binario costituito solo da rame e zinco, e ottone ternario quando è presente  anche un altro componente. L’ottone è un materiale duttile, malleabile e ha una buona resistenza alla corrosione. Ha notevoli proprietà acustiche e quindi viene impiegato nella produzione di svariati strumenti musicali.

L’ALLUMINIO E LE SUE LEGHE

AlluminioSi tratta di un metallo duttile color argento. L’alluminio si estrae principalmente dai minerali di bauxite ed è notevole la sua morbidezza, la sua leggerezza e la sua resistenza all’ossidazione, dovuta alla formazione di un sottilissimo strato di ossido, impedisce all’ossigeno di corrodere il metallo sottostante. L’alluminio grezzo viene lavorato tramite diversi processi di produzione industriale, quali ad esempio la fusione, la forgiatura o lo stampaggio. L’alluminio viene usato in molte industrie per la fabbricazione di milioni di prodotti diversi ed è molto importante per l’economia mondiale. Le sue leghe sono il duralluminio, anticorodal, silumin, avional, ecc.

2010…J…^…“…O-00L”ƒout.pdfDURALLUMINIO – è una lega che ha assunto grande importanza nelle costruzioni aeronautiche. Deve le sue elevate proprietà meccaniche ad uno speciale trattamento termico, che ne aumenta la durezza, la resistenza e la tenacità, trattamento consistente nel temprare il metallo in acqua da 500° e nel lasciarlo invecchiare per alcuni giorni a temperatura ordinaria.

ANTICORODAL – si intende una serie di leghe di alluminio legate con magnesio, caratterizzate da buone caratteristiche meccaniche e ottima resistenza alla corrosione.

ALTRI METALLI

MercurioMERCURIO – è un metallo che in natura è allo stato liquido. Il mercurio era utilizzato nei termometri e in alcuni apparecchi per misurare  la pressione. Presenta bassa viscosità, elevate densità e tensione superficiale, mentre le conducibilità termica ed elettrica, per quanto elevate, risultano notevolmente inferiori rispetto a quelle degli altri metalli. È  altamente tossico.

OroORO – L’oro è un metallo tenero, pesante, duttile, malleabile di colore giallo. Può assumere anche una colorazione diversa a seconda delle sue leghe: rossa, violetta e nera. L’oro è così duttile che un  grammo d’oro può essere battuto in una lamina la cui area è un metro  quadrato. È usato principalmente per gioielli e ornamenti. Le leghe dell’oro sono:  l’oro verde, l’oro rosa, l’oro giallo, l’oro blu, l’oro bianco . Si usa in gioielleria, odontoiatria e industria elettronica.

Gruppi

Gruppo Segretario Alunni
FAVIGNANA Vitaliano Provvidenza-Longo-Giuffrida
SICILIA Spina Giordano-Bergamo-Maci-Maiorana-Fonti
SALINA Favara Bollo-Di Bella-Ferraro-Guardabasso-Cantarella
SARDEGNA Mollica Gueli-Strazzeri-Paradiso-Micena-Meli

Links

  1. //www.ing.unitn.it/~luttero/TecnologieSistemiLavorazione/Laminazione.pdf
  2. //www.treccani.it/enciclopedia/altoforno_(Dizionario_di_Economia_e_Finanza)/
  3. //ungaretti.racine.ra.it/SeT/macvapor/accighi.htm
  4. //doc.studenti.it/appunti/chimica/3/acciaio.html
  5. //doc.studenti.it/appunti/chimica/3/acciaio.html
  6. //it.wikipedia.org/wiki/Siviera
  7. //www.paginefamily.it/articolo/ferramenta/processo-siderurgico
  8. www.sapere.it
  9. //www.skuola.net/chimica/inorganica/trattazione-metalli
  10. www.scientific.fauser.edu
  11. www.sacrumluce.sns.it
  12. www.wikipedia.org
  13. www.chimica-online.it
  14. www.treccani.it
  15. www.iceuropa.it
Feb 202014
 
VETRO

Mappa Concettuale dell’Argomento

Indice
titolo gruppo
CENNI STORICI Sardegna
MATERIE PRIME Sicilia
PROPRIETA’ Sicilia
LAVORAZIONI Salina
LA VETRERIA – TRA INDUSTRIA E ARTIGIANATO  Salina
FLOAT GLASS Sicilia
I TIPI DI VETRO Favignana
IL RICICLAGGIO Favignana

CENNI STORICI

Vetro02Il vetro ha origini molto antiche e ancora oggi è difficile stabilire con certezza quale popolo possa vantarne la scoperta. Anticamente furono i popoli della Mesopotamia, ad utilizzare il vetro nel III millennio, forgiandone delle perline. Successivamente anche gli Egizi appresero questa arte che utilizzarono nella produzione di oggetti artistici. I Romani, seppur in maniera rudimentale, crearono le prime finestre con i vetri ma ciò aveva un prezzo esorbitante tale che solo i patrizi potevano permettersele. Il vetro naturale, o ossidiana, è in uso fin dall’antichità.

Vetro01La prima manifattura documentata del vetro si ha in Egitto, nel II millennio a.C., quando fu impiegato nella produzione di stoviglie, altri utensili e monili. Nel I secolo a.C. fu sviluppata la tecnica del soffiaggio, che ha permesso che oggetti prima rari e costosi divenissero molto più comuni. Durante l’Impero Romano il vetro fu plasmato in molte forme, principalmente vasi e bottiglie.

I primi vetri erano di colore verde a causa della presenza di impurità di ferro nella sabbia utilizzata. Alcuni vetrai veneziani si spostarono in altre aree d’Europa diffondendo così l’industria del vetro. Fino al XII secolo il vetro drogato cioè con impurità coloranti come metalli non fu impiegato. Ma intorno al 1688 un nuovo processo di fusione fu sviluppato, ed il vetro divenne un materiale molto più comune. L’invenzione della pressa per vetro nel 1827 diede inizio alla produzione di massa di questo materiale. Nel 1920 fu sviluppato un nuovo metodo consistente nello stampaggio diretto delle decorazioni sul vetro fuso.

MATERIE PRIME

Vetro04La silice (SiO2, biossido di silicio) è il più comune formatore del reticolo vetroso ed è quindi la più importante materia prima per la produzione del vetro. Circa metà della crosta terrestre è formata da minerali di silice (silicati e quarzo), il maggior costituente di rocce e sabbie. Tuttavia la silice naturale non ha, in generale le caratteristiche necessarie per la produzione del vetro, sia perché forma dei minerali complessi con altri ossidi (come ad esempio nelle argille e nei feldspati con l’allumina, Al2O3), sia perché contiene degli elementi come il ferro che, anche in piccola quantità, danno al vetro una colorazione indesiderata. Solo silice che contiene meno dello 0,1% di ossido di ferro (Fe2O3) può essere usata per la produzione di lastre; ma, per produrre vetro da tavola e artistico, tale percentuale scende al 0,01% e solo pochi giacimenti di quarzo garantiscono questi limiti. Per il vetro usato nell’ottica la quantità accettabile è ancora più bassa, meno dello 0,001%. E’ una quantità piccolissima, equivalente a 10 milligrammi per chilo di sabbia. Ancora minore deve essere il contenuto di altri minerali, come gli ossidi di cromo, cobalto, rame, ecc.. che hanno un potere colorante maggiore di quello del ferro. Nessuna sabbia naturale è in grado di rispondere ai requisiti del vetro per l’ottica; per questo, anche le sabbie dei migliori giacimenti devono essere ulteriormente purificate con speciali trattamenti.

PROPRIETA’

Proprietà del vetro

LAVORAZIONI

Le lavorazioni più comuni cui può essere sottoposto il vetro sono:

  • Foratura

Vetro05ll vetro può essere forato al trapano con apposite punte diamantate, adeguatamente refrigerate con getto continuo d’acqua. La foratura può essere eseguita da trapani per vetro manuali o a controllo numerico. I fori non devono essere troppo vicini al bordo (a seconda anche dello spessore del vetro) per evitare rotture dovute alle tensioni interne del pezzo. Nuovi macchinari permettono di forare con un particolare tipo di sabbia miscelata ad acqua.

  • Taglio

Vetro06Il taglio di piccoli pezzi può essere eseguito a mano con strumenti appositi, ma in generale viene eseguito da un banco di taglio. Il banco di taglio è un macchinario a controllo numerico che presenta un piano fisso, solitamente vellutato e con fori per generare un cuscino d’aria (utile per lo spostamento del vetro), che viene chiamato anche “pantografo”. Sopra di questo vi è un ponte mobile che tramite un tagliavetro fornito di rotella in carburo di tungsteno o diamante sintetico pratica incisioni sul vetro a seconda della programmazione eseguita tramite un software chiamato “ottimizzatore”; il software ottimizzatore è implementato affinché ottimizzi il taglio, evitando al minimo lo sfrido.

vetro07

  • Curvatura

Vetro08Il vetro curvo è un vetro sottoposto ad un procedimento di riscaldamento graduale ad alte temperature (tra i 500 e i 750 °C circa), fino a diventare abbastanza plastico da aderire (per gravità o costretto in una qualche maniera) ad uno stampo concavo o convesso, disposto orizzontalmente o verticalmente all’interno del forno di curvatura. Non è possibile ottenere un vetro curvo che si adagi sullo stampo esclusivamente sotto l’azione della sua forza peso senza che il vetro stesso non venga segnato dalla tesatura dello stampo, compromettendone la trasparenza e l’uniformità di spessore della lastra. Per tale motivo, in genere l’azione di curvatura della lastra viene coadiuvata da dispositivi meccanici o pneumatici, che agevolano il processo. Il vetro viene raffreddato molto lentamente (“detensionamento” o “ricottura” del vetro), per evitare di indurre tensioni che ne precluderebbero un’eventuale successiva lavorazione o che potrebbero innescare fenomeni di rottura spontanea del materiale. Viceversa, molto più frequentemente per il vetro impiegato nel settore dell’arredamento, il processo di curvatura si conclude con un raffreddamento istantaneo, al fine di ottenere un vetro curvo temprato. Per vetro curvo si intende comunemente il vetro sottoposto alla curvatura lungo un solo asse della lastra (si pensi ad esempio alla curvatura che subisce un foglio di carta quando si tendono ad avvicinare due lati opposti).

  • Smerigliatura

Vetro11Esistono tre modi per smerigliare il vetro:

  1. sabbiatura, che viene eseguita con uno strumento molto particolare che “spara” la sabbia ad alta velocità, scalfendo il vetro. Purtroppo è un lavoro da far fare a persone esperte nel settore e, proprio per questo, ha un costo piuttosto alto.
  2. acidatura, una speciale pasta, molto acida, che va spennellata nel vetro e lasciata asciugare almeno 24 ore. Dopo il periodo di asciugatura, la pasta va eliminata con una lama, che completa l’abrasione del vetro.
  3. smerigliatura, usando un piccolo smerigliatore per unghie, si usa come una penna.

Naturalmente, per riuscire a seguire il disegno correttamente, senza sbavature, senza rovinare le parti del vetro che si vogliono tenere intatte, per tutti e tre i sistemi è necessario eseguire alcuni passaggi. Pulire perfettamente il vetro con dell’alcol puro per togliere qualsiasi residuo dalla superficie. Quindi il vetro va ricoperto con la carta adesiva; è importante non lasciare spazi liberi, proprio per evitare che si smeriglino parti del vetro che si vogliono lasciare lucide. La carta deve aderire perfettamente, senza bolle d’aria. Si traccia il disegno con un pennarello indelebile. Aiutandosi con un taglierino ben affilato, s’intagliano le parti che si vogliono smerigliare. Il taglio deve essere netto, preciso, senza sbavature. In caso contrario, il contorno del soggetto risulterà poco chiaro, non ben definito. Viene asportata la carta adesiva in eccesso. Già in questo passaggio ci si rende conto di come sarà il vetro a lavoro ultimato. Se non si è soddisfatti , conviene ricominciare da capo, sin dal primo passaggio. Se invece il soggetto ottenuto ci piace, possiamo procedere o con la pasta per smerigliare o con lo smerigliatore.

  • Molatura

Vetro25Il vetro viene sottoposto a una operazione di molatura quando si deve eliminare il bordo che dopo il taglio diventa tagliente e dalla forma irregolare. La molatura quindi è l’operazione che trasporta e re-uniforma definitivamente il bordo del vetro.

Questo può essere molato in diversi modi: filo lucido e tondo, dove il bordo viene lucidato con cura e arrotondato, il grado di lavorazione è alto; filo lucido e piatto: il bordo viene lucidato e risulta perpendicolare alla superficie, il grado di lavorazione e sempre alto; filo grezzo, dove si ottiene una rugosità maggiore.

  • Tempra

La tempra è il raffreddamento termico che avviene per indurire il vetro. Il vetro viene tagliato in modo adeguato, viene riscaldato su un tavolo a rulli a 640° e subito dopo viene raffreddato da un getto d’aria fredda in modo da raffreddarne solo l’esterno e lasciare l’interno caldo e malleabile.

LA VETRERIA – TRA INDUSTRIA e ARTIGIANATO

Lavorazione industriale

Il vetro è un elemento che non presenta un punto di fusione netto, pertanto si lavora in un range di temperatura in cui esso è allo stato plastico. I limiti di tale intervallo oscillano tra picchi massimi detti “punti di aggregazione”, in cui la temperatura è di 1100 °C circa, e livelli minimi, detti “punti di trasformazione”, in cui la temperatura si aggira intorno a 800 °C.

Vetro12La fabbricazione e la lavorazione del vetro si articolano in quattro fasi:

  • fusione,
  • formatura,
  • ricottura,
  • finitura.

Fusione: è la fase iniziale, durante la quale, la carica, formata da componenti diversi tra loro, viene polverizzata e mescolata a rottami di vetro che agiscono da fondente. Durante la fusione, si verificano l’eliminazione dell’acqua presente nei componenti di partenza, la dissociazione dei carbonati e dei solfati con sviluppo di anidride carbonica o solforosa, la formazione di una massa fusa il più possibile omogenea. Il secondo momento della fusione è detto affinaggio o affinazione: essa rappresenta l’operazione in cui la massa fusa viene privata di tutte le bollicine di gas presenti, che potrebbero dare origine a difetti nei manufatti preparati. L’affinazione viene realizzata aggiungendo alla massa fusa piccole percentuali di agenti affinati. Conclusa questa fase, il vetro fuso è una massa avente in tutti i punti uguale composizione chimica e, conseguentemente, le medesime proprietà fisiche. E’ possibile, a questo punto, operare una decolorazione del vetro, tramite l’ossidazione di sali di ferro. La fusione si conclude con la fase di riposo o di condizionamento, durante la quale la massa fusa viene raffreddata gradualmente fino alla temperatura di foggiatura o di formatura.

Formatura: viene eseguita in diverse modalità quando il vetro è ancora fluido e si trova in un campo di temperatura nel quale assume viscosità tale da poter essere lavorato e da conservare la forma impartita, senza alterazioni.

Ricottura: consiste in un riscaldamento del vetro fino alla temperatura superiore di ricottura e serve ad eliminare le torsioni che si generano durante la formatura e che rendono difficile le operazioni di finitura come, ad esempio, il taglio. E’ una fase essenziale per eliminare le tensioni interne formatesi per irregolarità di riscaldamento o raffreddamento. La scelta della temperatura e della velocità di raffreddamento sono in funzione del tipo di vetro e del suo spessore. Dopo aver raggiunto la temperatura dovuta, l’oggetto viene mantenuto in tale stato per un periodo sufficiente ad assicurare il raggiungimento dell’uniformità termica in ogni suo punto; quindi viene raffreddato lentamente fino a una temperatura inferiore di 50 °C a quella di ricottura, ed infine viene portato rapidamente a temperatura ambiente.

Lavorazione artigianale

Vetro13Il vetro di Murano è uno dei più preziosi vetri che vengono realizzati in Italia. Lo si realizza, secondo tradizioni antiche di secoli, sulla famosa isola di Murano, vicino Venezia. La scelta di questa isola per realizzare i vetri non fu affatto casuale. I primi forni vi furono installati nel 1291, sia perché Murano era fuori dal centro cittadino, quindi eventuali incendi non avrebbero arrecato grandi danni (i forni all’epoca erano realizzati in legno), sia perché si trovava di tramontana rispetto a Venezia, quindi i fumi della produzione non avrebbero raggiunto la città principale. Esistono diverse tecniche con le quali i mastri vetrai, oggi, producono i loro preziosissimi oggetti, a seconda del tipo di vetro devono realizzare: vetro di Murrina, vetro in piastra, vetro a lume, vetro soffiato.

Tra tutte le tecniche, la più lunga e complessa è senza dubbio quella del vetro di Murrina. Si inizia con il tagliare in tanti piccoli pezzi le canne di Murrina, delle canne di vetro colorato. Quindi, questi piccoli pezzi sono adagiati, uno ad uno ed a mano, all’interno di formine di rame, in maniera molto paziente e con fantasia, per creare dei disegni sempre diversi. Durante la notte, questo “puzzle” viene tenuto in forno, in maniera che il vetro si sia solidificato in un pezzo unico e che questo possa quindi essere lavorato e levigato per poterlo adattare ai vari orologi, tappi, cornici, lampade, lampadari e quant’altro.

La lavorazione del vetro in piastra è la tecnica più recente. Su una lastra di vetro vengono sparsi diversi oggetti, come foglie di oro e argento e pezzi di Murrina, che vengono composti, con fantasia, per realizzare un grande disegno, sempre diverso ogni volta. Sul disegno così ottenuto, quindi, viene posta un’altra lastra di vetro, come fosse un panino. L’oggetto viene quindi tenuto in forno per una notte, in maniera da divenire un pezzo unico, e viene quindi tagliato per i vari oggetti a cui farà da ornamento.

La lavorazione del vetro a lume è la più antica fra tutte. Il mastro vetraio, con una fiamma a gas che raggiunge temperature molto alte, fonde e mescola insieme diversi tipi di vetro e foglie di oro e argento, per creare delle forme e dei colori sempre differenti. I vetri ottenuti da questa tecnica vengono usati per abbellire lampade, lampadari, collane, pendenti e bijoux.

La lavorazione del vetro soffiato è una tecnica di alto livello, con la quale il vetro viene modellato a caldo e, tramite delle filigrane, creano il famoso e tanto apprezzato effetto merletto all’interno del vetro stesso.

FLOAT GLASS

Vetro14Per quanto concerne la produzione di vetro piano, a partire dalla fine degli anni Cinquanta è stato introdotto il processo float (Pilkington) in sostituzione dei precedenti metodi di tiratura. Il prodotto che si ottiene (float glass) ha sostituito il cristallo ottenuto da molatura di vetro greggio tirato. Nel processo denominato float glass, la pasta vitrea, proveniente dal crogiolo alla temperatura di 1100 °C, assume forma perfettamente piana in un forno a tunnel la cui base è formata da un letto di 7cm di stagno fuso. Questo è posto in atmosfera contenente azoto e idrogeno, in modo da non essere ossidato. Lo stagno leviga la superficie inferiore del vetro per diretto contatto, mentre la parte superiore si appiattisce per gravità essendo ancora allo stato semifuso.

I TIPI DI VETRO

Esistono diverse composizioni di vetro. Quelle che elencheremo ora sono le più usate.

Il vetro solubile

Vetro16E’ un prodotto trasparente che trova larga applicazione in molte industrie. La maggior quantità viene utilizzata come detersivo per lavastoviglie ma trova impiego anche nella produzione di pietre d’arte artificiali; serve per indurimento di cementi, marmi e come mezzo sbiancante nelle lavanderie di lana, nella fabbricazione di adesivi, smalti, fiammiferi ecc.


Il vetro comune

Vetro17Appartiene alla più vasta produzione vetraria. Commercialmente viene distinto in base al colore: bianco (perfettamente decolorato), mezzo bianco, colorato. In funzione all’ impiego che se ne deve fare, viene scelto l’ossido più adatto (calcio, bario, zinco …).


I vetri borosilicati

Sono di elevata resistenza chimica (per questo detti neutri) e di composizione molto varia: contengono, in genere quantità relativamente elevate di allumina e anidride borica. Questi tipi di vetro vengono usati per la fabbricazione di contenitori per medicinali (flaconi e fiale), per apparecchiature da laboratorio chimico, ecc. Per le loro proprietà sono resistenti al calore e trovano numerosi impieghi per manufatti da forno (vetro Pyrex) o per particolari applicazioni.


Il vetro quarzo

Vetro18È’ vetro costituito da pura silice. Possiede importanti caratteristiche chimico-fisiche, ma ha elevate temperatura di fusione e alta viscosità. La sua lavorazione quindi è molto costosa.


Il vetro piano

Vetro19Questi tipi di vetro sono largamente diffusi in edilizia e vengono classificati in base allo spessore della lastra, che può variare da 1,6 mm a 10-14 o anche 17 mm. I vetri artistici La produzione di vetri artistici lavorati a mano necessita di un tempo di lavorazione più lungo. Per questo alla silice si aggiunge una percentuale di sostanze che facilitano le lavorazioni, ma rendono il vetro più fragile.


Il vetro artistico

Vetro20La produzione di vetri artistici lavorati a mano necessita di un tempo di lavorazione più lungo. Per questo alla silice si aggiunge una percentuale di sostanze che facilitano le lavorazioni, ma rendono il vetro più fragile. Il vetro artistico deve essere anche in grado di accogliere elementi coloranti e discrete dosi di piombo, che ne aumenta la lucentezza e la rifrazione.


Il vetro per ottica

Vetro21Questo tipo di vetro è destinato alle lenti di occhiali, microscopi e cannocchiali, agli obbiettivi delle macchine fotografiche e delle telecamere: deve essere quindi particolarmente raffinato. Un particolare tipo di vetro, chiamato foto cromico (fotocromatico ), assorbe la luce diventando più scuro, fino al cessare della radiazione luminosa.


I vetri di sicurezza

Vetro22La fragilità del vetro e la formazione di piccoli e taglienti schegge costituiscono un serio ostacolo all’ impiego delle lastre nelle costruzioni edili. Sono stati quindi studiati vari sistemi per aumentare il grado di sicurezza del vetro. Si fabbricano infatti vetri temperati, oppure vetri retinati (per la presenza di una rete metallica all’interno della lastra) Il vetro retinato è molto utile per gli incendi.


Il vetro per fibre

Vetro23Le fibre di vetro possono avere un diametro da 1 a 8 micron; notevole è anche l’elasticità alla trazione. Per soffiatura con aria e vapore si ottengono fibre corte e continue, adatte per pannelli isolanti. I vetri per fibre sono: i vetri tessili (paraurti di automobili, scafi di barche,attrezzi sportivi ecc.) lana di vetro o lana di roccia (isolamento di edifici, pareti di frigoriferi, forni, stufe ecc.) e fibre ottiche (telecomunicazioni).


Il vetro camera

Vetro24E’ composto da due o più lastre; all’interno della vetrata è presente aria disidratata oppure gas isolante. Il vetrocamera garantisce un alto isolamento termico e acustico.


IL RICICLAGGIO

Vetro15Il vetro è l’unico materiale a possedere una dote preziosa: la riciclabilità totale. Il riciclaggio del vetro consente di risparmiare le materie prime (minerali, sabbia) necessarie per la sua produzione. Il vetro è il materiale “ecologico” per eccellenza. Non è inquinante ed è riutilizzabile per un numero illimitato di volte. Se abbandonata, una bottiglia di questo materiale si decompone solo dopo 4.000 anni. Per questo, è fondamentale separare accuratamente il vetro. Ovviamente, il cosiddetto “rottame di vetro” non può essere riciclato così com’è, deve essere sottoposto a numerose verifiche per eliminare le numerose “impurità” che contiene.

Video1

Gruppi

Gruppo Segretario Alunni
FAVIGNANA Giuffrida T. Provvidenza D.-Vitaliano E.-Longo S.
SICILIA Fonti G. Spina A.-Giordano E.-Bergamo D.-Maiorana C.-Micena N.
SALINA Cantarella B. Bollo C.-S. Favara-P. Ferraro-M. Guardabasso-E. Paradiso
SARDEGNA Strazzeri F. Gueli M.-Di Bella F.-Meli S.-Mollica F.

Links

  • www.glassway.org
  • www.iceuropa.it/uno/ESAME2009/esame3A/Capelli_Scalini/PAGINE/vetro_storia.htm
  • www.vitrum.it/vetrofloat.htm

Articoli1

Ago 072013
 

Gorilla NBT01

Corning presenta Gorilla Glass NBT il primo vetro speciale progettato per i notebook con tecnologia touch. Ricordiamo che i vetri speciali Gorilla glass sono stati integrati per la prima volta in iPhone e successivamente in un numero sempre crescente di smartphone e tablet. Secondo il costruttore il nuovo Gorilla Glass NBT aumenta da 8 fino a 10 volte la resistenza ai graffi per i computer portatili touch.
Tra le caratteristiche principali una minore probabilità di graffiarsi, il mantenimento nel tempo della qualità di visualizzazione e infine una maggiore resistenza dei pannelli nel tempo, anche dopo esser stato graffiato. Grazie a Gorilla Glass NBT aumenta anche la pressione massima supportata prima che il vetro si spacchi, permettendo allo schermo del notebook di resistere a piccoli urti e colpi che si possono verificare durante l’uso o il trasporto.

Gorilla NBT02

Dell è tra i primissimi costruttori ad adottare Gorilla Glass NBT: il costruttore di computer texano ha dichiarato che lancerà una nuova gamma di computer portatili con schermi touch con Gorilla Glass NBT per il settore consumer entro questo autunno. Corning ha dichiarato che Gorilla Glass NBT è già disponibile e che sarà implementato in diversi notebook touch in arrivo dai principali marchi nel corso dei prossimi mesi.

Video1

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Mar 262013
 

iPhone5 immagine 6Nella guerra degli smartphone, ogni giorno un nuovo elemento o un nuovo componente rivoluzionario viene annunciato. Questo segmento dell’informatica di consumo è diventato il terreno della sperimentazione dove tutti si confrontano per raggiungere il primato tecnologico. E dopo l’annuncio del Galaxy S4 da parte di Samsung è Apple questa volta a muoversi su più fronti per contrastare la concorrenza del nemico coreano. Dopo l’iWatch, sempre più insistenti voci sui nuovi iPhone di prossima generazione. Questa volta il rumour è sulla scelta del vetro da utilizare per i display del melafonino. Secondo Eric Virey, un analista di Yole Développement pare che Apple potrebbe utilizzare per il nuovo iPhone il vetro denominato zaffiro. Si tratta di un materiale dalle caratteristiche incredibili, inscalfibile (tranne che dal diamante e pochi altri materiali) ed è molto più duro del Gorilla Glass dell’attuale iPhone.

Questo materiale è già largamente in uso in apparecchiature di fascia alta come gli orologi da collezione o come già fa la stessa Apple per coprire l’obiettivo della propria videocamera sull’iPhone. Il problema per un uso su larga scala è il costo di produzione. Mentre ha poca importanza per gli orologi preziosi che, essendo di per se molto costosi, non scoraggiano i produttori a utilizzarli nei loro prodotti, ma il problema del prezzo si pone per i prodotti di fascia consumer come i cellulari. Infatti, il vetro Zaffiro, costa circa 10 volte di più del gorilla glass, ma visti i numeri che macina Apple, questa potrebbe ottenere importanti sconti e far si che il prezzo del prodotto si abbassi molto rapidamente.

Questo semplice annuncio ha scatenato una quantità enorme di rumours sulla rete. Pare infatti che ricercatori americani, ma anche coreani e russi, siano al lavoro per produrre nuove generazioni di vetro zaffiro ultra sottile e con processi di produzione decisamente meno costosi (circa 3 volte soltanto un vetro gorilla glass). La GT Advanced Technologies, un’azienda di Nashua in New Hampshire negli Stati Uniti, sarebbe già in uno stato avanzato nella produzione proprio di questi pannelli di vetro da poter utilizzare come schermo touch per gli smartphone di prossima generazione.

Non si sa se sarà Apple ad annunciare il primo prodotto con questa nuova tecnologia, perché anche Google pare sia interessata anch’essa a questo prodotto per il suo futuro telefonino chiamato (per ora) Google X Phone che dovrebbe vedere la luce alla fine di quest’anno.

x_phone_google

Google X Phone

Noi di educazionetecnica.com come sempre vigileremo e racconteremo di ogni novità in tal senso. Restate in linea.

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Feb 052013
 

L’Unione Europea ha stanziato un miliardo di Euro per sviluppare la ricerca su un nuovo materiale, molto promettente e che potrà avere incredibili prospettive di sviluppo industriale e commerciale: il grafene. Questo è stato scoperto in laboratorio nel 2004 da due fisici Andre Geim e Konstantin Novoselov dell’Università di Manchester e gli è valso il premio nobel. I progetti, selezionati dall’Unione Europea, in un novero di progetti pilota, saranno  finanziati con la cifra di un miliardo di euro spalmati in un periodo di circa 10 anni coinvolgendo un gruppo di grandi aziende europee tra le quali Nokia.

Il grafene è un materiale derivato dalla grafite e presenta una combinazione di caratteristiche le rendono uno dei più interessanti scoperti negli ultimi anni. E’ infatti un materiale “bidimensionale” dallo spessore pari a quello di un solo atomo, ma allo stesso tempo leggerissimo e resistentissimo, considerato al momento il materiale più resistente fra quelli conosciuti, ancor di più del diamante. Oltre a questo è un ottimo conduttore di elettricità, è trasparente ma anche flessibile.

Vedremo quali miracoli verranno fuori dalle future applicazioni di questo nuovo  materiale sviluppato da mani esperte in avanzatissimi laboratori sparsi per il mondo.

Set 092012
 

ANNO NUOVO, MATERIALE NUOVO. Arriva settembre e si scatena la corsa all’acquisto del materiale per la scuola. Mamme e figli corrono nei centri commerciali o nella bottega sotto casa per acquistare questo o quel prodotto, per essere pronti all’avvio del nuovo anno scolastico. Cosa dovrò comprare per la TECNOLOGIA? Questa pagina nasce proprio con l’intento di guidarvi all’acquisto del materiale didattico. Si tratta ovviamente del materiale che il sottoscritto chiede per il proprio lavoro, per cui ogni altro docente potrà usarlo come riferimento o cambialo dove necessario.

Ho associato ad ogni elemento una breve descrizione, un’immagine di riferimento, l’anno scolastico in cui bisogna fare l’acquisto e il link con un approfondimento tecnico.

Spero così di aver reso la scelta più semplice e chiara possibile. Ciò non toglie che potete sempre  contattarmi per chiedermi chiarimenti o ulteriori informazioni. Sarò sempre lieto di rispondervi.

Un sommario iniziale mostrerà uno schema di acquisto diviso per anno scolastico. Ovviamente, ciò che è stato acquistato un anno non va comprato nuovamente se ancora a vostra disposizione (esempio: se l’album contiene ancora fogli, può essere utilizzato per l’anno successivo fino al suo esaurimento).

RIEPILOGO ACQUISTI PER CLASSE
MATERIALE CLASSI PRIME
Foglio_icon
MATERIALE CLASSI SECONDE
Scotch_icon
MATERIALE CLASSI TERZE
Scotch_icon

CARTELLA IN PLASTICA RIGIDA

La carpetta o cartella è un contenitore di cartone o di plastica, utilizzato per la raccolta di documenti e materiale cartaceo vario. È richiudibile per mezzo di un bottone o per mezzo di un elastico. Solitamente le sue dimensioni sono più grandi di un formato A4 di un foglio di carta e dipendono dalle dimensioni del materiale che la carpetta deve contenere. La dimensione può essere 30 * 40 cm o più. E’ possibile utilizzare la stessa cartella acquistata per Arte Immagine, condividendola, se le due discipline sono nella stessa giornata.

RACCOGLITORE AD ANELLI

Il raccoglitore ad anelli è un grande quadernone plastificato o cartonato che ha la funzione di conservare, ordinare e proteggere i fogli da disegno o per scrittura. In commercio ne esistono molti tipi brandizzati, colorati, stampati…

 

 

BUSTINE TRASPARENTI

Bisogna, inoltre, procurarsi delle bustine trasparenti per raccoglitore da utilizzare per conservare e per consegnare gli elaborati grafici prodotti.

 

 

 

 

FOGLI A QUADRETTI

Ricarica di fogli a quadri per raccoglitore ad anelli. I quadretti devono essere quelli piccoli, pari a 4 millimetri. Se possibile scegliere un tipo di carta con grammatura più pesante (quindi il foglio risulterà più rigido). Meglio se il foglio possiede un rinforzo laterale plastificato per proteggere i fori.

 

 

ALBUM DA DISEGNO F4

L’album da disegno dovrà essere nel formato F4 ossia di dimensioni 33 * 24 cm.

Le caratteristiche fondamentali dell’album da acquistare sono:

  • GRAMMATURA: è un lemma tecnico usato nel campo della tipografia. Rappresenta la “consistenza” del foglio di carta e non va confusa con lo “spessore”. Tecnicamente la grammatura viene definita come “il peso di un foglio di carta di un metro quadro di superficie”. Per fare un esempio concreto, la normale carta per fotocopia ha una grammatura 80. Se pesassimo un foglio di questa carta grande un metro quadrato, infatti, esso peserebbe 80 grammi. La grammatura che gli album da acquistare debbono possedere è 220 grammi o più.
  • TIPO DI SUPERFICIE: i fogli per il disegno tecnico devono essere lisci. L’uso di fogli ruvidi o di altro tipo sono sconsigliati per il disegno tecnico.
  • FOGLI SINGOLI: l’album deve essere a fogli singoli, tenuti insieme attraverso dei blocchi di carta angolari. Non debbono, perciò, essere quelli staccabili a strappo.
  • NUMERO DI FOGLI: infine, gli album sono venduti in confezioni da 20 o 40 fogli. La scelta è libera, ma preferirei 2 album da 20 fogli in modo da poterne lasciare uno a scuola e tenerne uno a casa.
MATITA O PORTAMINE

Esistono diversi tipi di matite, a seconda delle caratteristiche di durezza e di composizione della mina. Le matite da disegno si differenziano in 19 tipologie: EE (morbidissima), EB, 6B, 5B, 4B, 3B, 2B, B, HB (media), F, H, 2H, 3H, 4H, 5H, 6H, 7H, 8H, 9H (durissima). Le matite più morbide permettono di ottenere un nero intenso (spesso indispensabili nei disegni artistici), mentre quelle più dure vengono prevalentemente utilizzate nel DISEGNO TECNICO.

Esiste un tipo particolare di matita chiamato portamine, costituito da una struttura in plastica o altro materiale contenente una serie di sottili mine di grafite. Premendo il pulsante all’estremità del portamine, viene fatta fuoriuscire una mina. In questo modo non è più necessario far la punta alla matita.

La matita o la mina con cui iniziare, è la HB o 2, per poi passare negli anni, aumentando la precisione e il controllo, a matite o mine più dure, ossia verso le H.

Per il primo anno è consigliato l’acquisto della matita HB o 2, mentre già dalla seconda o terza (ma su indicazione del professore), si potrà passare a matite più dure che garantiscono un segno più preciso. L’uso della matita o della mina con il porta-mine è indifferente, mentre è sconsigliato l’uso delle micro-mine con il porta micro-mine, in quanto strumenti troppo professionali e non adatti alla manualità di un apprendista.

Approfondimento: La MATITA

GOMMA PER CANCELLARE

La gomma per cancellare è uno strumento di cancelleria in gomma, naturale o sintetica, atto a rimuovere meccanicamente inchiostri o tracce di grafite da supporti di scrittura o disegno. Si divide in più tipi, dipendentemente dal tipo di tratto da rimuovere:

gommapane, a mescola morbidissima, per disegno a carboncino o matita morbida;

per matita, a mescola morbida di colore bianco;

per penna, a mescola dura, abrasiva;

a rondella ottagonale, per macchine per scrivere, estremamente abrasiva.

Ovviamente il modello da acquistare è il secondo, quello per matita a mescola morbida.

Approfondimento: La GOMMA per cancellare

TEMPERAMATITA O TEMPRERAMINE

Il temperamatite è un oggetto di cancelleria molto comune, realizzato in acciaio, ferro, plastica o altri materiali. La sua funzione è appuntire le matite, affinché queste possano scrivere.

Esistono vari tipi di temperini manuali, e tra questi:

quello a doppio foro, che permette di temperare matite di due dimensioni diverse;

quello a foro singolo, per una sola dimensione di matita;

quelli con serbatoio che permettono di raccogliere i trucioli di legno e la grafite eliminata.

Il temperamine, invece, è un tipo di temperino più piccolo adatto a temperare le mine dei porta-mine. E’ utile sia se si utilizzano mine con porta-mine per disegnare che per temperare le mine dei compassi.

E’ chiaro che acquisterete il temperamatite se utilizzerete per disegnare la matita e il temperamine se invece utilizzerete il porta-mine.

SQUADRETTE IN PLASTICA
Squadretta 30-60°

Squadretta 30-60°

Le squadrette sono strumenti utilizzati per disegnare, tracciare e progettare. Hanno forma triangolare e vengono utilizzate normalmente in coppia. Abbiamo così:

una squadretta detta scalena, nella quale l’ipotenusa forma con i cateti angoli di 30° e 60°;

una squadretta isoscele, nella quale l’ipotenusa forma con i cateti due angoli uguali di 45°.

Possono essere realizzate in materiali diversi, plastica, legno, metallo. Pur essendo più resistenti quelle in metallo, la scelta ideale è per quelle in plastica. Infatti, il plexiglass trasparente di cui sono fatte, pur garantendo una certa resistenza, permette di vedere quello che sta sotto mentre disegniamo.

Squadretta 45°

Squadretta 45°

Assolutamente sconsigliate quelle in legno, ormai obsolete e facilmente soggette alla deformazione per umidità.

Le squadrette, vengono utilizzate normalmente assieme alla riga per poter tracciare segmenti perpendicolari o incidenti oppure utilizzando gli angoli di uso comune.

Le squadrette vanno acquistate entrambe e normalmente sono vendute in confezioni che le contengono tutte e due.

Approfondimento: Le SQUADRETTE

RIGA IN PLASTICA

La riga è uno strumento antico, utilizzato sin dall’albore dei tempi per la tracciatura di linee rette e per la misurazione. La riga poteva essere libera o fissata al supporto da disegno, ma in ogni caso era lo strumento di riferimento per l’allineamento del foglio e delle squadrette.

I materiali più impiegati sono stati il legno, il metallo (ferro o bronzo), l’avorio e l’osso; dalla fine dell’800 si impiegarono anche la celluloide, successivamente l’alluminio e, dalla metà del ‘900, l’acrilico (sostanza sintetica e trasparente).

La riga prende il nome di righello quando la sua lunghezza non supera i 30 centimetri.

La riga consigliata da acquistare è quella da 50 o 60 centimetri, da poter condividere con la disciplina di Arte e Immagine al fine di realizzare un solo acquisto.

Approfondimento: RIGA  e RIGHELLO

COMPASSO

Il compasso è uno strumento geometrico da disegno antichissimo. E’ formato da due aste, solitamente di uguale lunghezza, articolate nella parte alta tramite un semplice sistema a vite. Alla base delle due aste, qualche volta allungabili, sono fissati strumenti tecnici diversi in funzione di quello che bisogna realizzare.

Il balaustrone è un’evoluzione del compasso. Oltre alle due aste formate grossomodo come quelle del compasso, possiede una vite con rotellina al centro che serve alla regolazione dell’apertura.

Balaustrone
La scelta se acquistare il compasso o il balaustrone è del tutto soggettiva, però con qualche avvertenza; il compasso è uno strumento di precisione, per cui conviene sempre comprarne uno di marca, dotato se possibile, di tutti gli accessori a corredo. Inoltre, è meglio che le aste siano estensibili, in modo da poter realizzare cerchi più grandi. Il balaustrone, pur rendendo più semplice la realizzazione di cerchi in quanto le aste sono fisse, è dotato di rotellina che consente una minore apertura e quindi la realizzazione di cerchi di dimensione minore.

Quindi, se dovessi necessariamente esprimere una considerazione in merito a questa scelta, io preferisco il compasso, più difficile da utilizzare ma dotato di più accessori e permette una maggiore libertà nella realizzazione grafica. Il balaustrone, pur essendo estremamente preciso e più facile da utilizzare, non consente di tracciare cerchi sufficientemente grandi.

Approfondimento: Il COMPASSO

NORMOGRAFO

Il normografo è un particolare strumento tecnico, utilizzato dai disegnatori, soprattutto geometri e architetti, per la realizzazione di speciali caratteri tipografici e non. Si tratta di un righello di plastica o di altro materiale su cui sono intagliate le lettere dell’alfabeto o altri caratteri speciali ad esempio cerchi (cerchiografo), quadrati (quadrografo), ecc., che aiutavano il disegnatore a tracciare simboli e caratteri con precisione sui disegni.

La dimensione del normografo da acquistare è quello da 10 millimetri, ossia le scritte da realizzare saranno alte esattamente un centimetro.

Approfondimento: Il NORMOGRAFO

NASTRO ADESIVO

ScotchLo scotch, o nastro adesivo, è uno strumento che troviamo sempre nel mondo del disegno. Ha la funzione di fissare i fogli al piano di lavoro, al fine di poter utilizzare riga e squadrette in modo preciso.

E’ preferibile acquistare quello di carta, perché si stacca con maggiore facilità e senza strappare il foglio.

SCHEDA PER L’ACQUISTO

Lo schema di seguito in formato stampabile, rappresenta il sommario del materiale da acquistare per l’attività pratica del disegno tecnico.

E’ chiaro che non tutti gli attrezzi vanno acquistati ogni anno. Ad esempio se ho comprato il compasso in prima non sarà necessario riacquistarlo a meno che si sia rotto o l’abbia perso.

Alcuni attrezzi andranno comprati dal secondo anno in poi come ad esempio l’album da disegno F4 mentre altri acquistati in prima non saranno più utilizzati gli anni successivi come ad esempio i fogli a quadretti da  4 millimetri.

PUOI LEGGERE ANCHE:
Mag 142012
 

Articolo scritto da Edoardo Citelli della classe prima D.

Prefazione a cura del prof. Betto

Ispirato probabilmente dall’argomento trattato in classe, Edoardo, un altro studente della Dante Alighieri di Catania, ci propone oggi un articolo su un materiale antico ma sempre attuale, la lana. Un tessuto ricco di storia, legato ad un artigianato che affonda le sue radici nel profondo passato dell’uomo, tessuto che ha saputo rinnovarsi e resistere alla concorrenza di quelli sintetici. Un interessante percorso dietro la storia e l’evoluzione di questo prodotto, raccontato con passione e spontaneità da quest’alunno di prima media. Vi invito, quindi, alla lettura di un altro momento di apprendimento dei vostri ragazzi raccontato sulle nostre pagine.

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La lana è conosciuta fin dal tempo dei babilonesi ma è stata prodotta industrialmente a partire dal XVII secolo a.C. La lana è una fibra tessile naturale che si ottiene dal vello di ovini (pecore e di alcuni tipi di capre), conigli, cammelli e dromedari, ma anche dalla vigogna dall’alpaca e da alcuni tipi di lama. Essa è inoltre un filato.

Approfondimento: il filato è l’insieme di fibre tenute assieme da una torsione a formare un filo. La torsione può essere destra (indicata con la lettera Z) oppure sinistra (indicata con la lettera S).

Questo tessuto si ottiene attraverso l’operazione di tosatura, ovvero taglio del pelo, che per le pecore avviene in primavera, seguita da altre lavorazioni. La lana che si viene ad ottenere viene definita lana vergine. La fibra con cui si ottiene la lana, ha una lunghezza compresa tra i 2 e i 40 cm ed rivestita esternamente di squame chiamate cuticole, il cui corpo centrale, detto canale midollare, ha uno spessore che può variare da 20 a 70 micron.

Approfondimento: la cuticola è uno strato di materiale composto da cere e da cutina posto esclusivamente sulla parte esterna delle cellule dell’epidermide ed ha una funzione protettiva. Conferisce impermeabilità all’acqua e ai gas atmosferici.

PROPRIETA’ E CARATTERISTICHE

Fibra di lana al microscopio

La lana è conosciuta per la sua morbidezza, elasticità, igroscopicità e coibenza termica. Ma vediamo in dettaglio quali sono le sue caratteristiche principali:

Igroscopicità: ossia la capacità di assorbire e trattenere le molecole di acqua dell’esterno (umidità) fino al 30% del suo peso senza dare la sensazione di bagnato;
Flessibilità: elasticità naturale che le permette di essere sottoposta a forti allungamenti e torsioni e di recuperare totalmente la sua forma originale, rendendola per questo ingualcibile;
Antistaticità: ha una scarsa capacità di caricarsi di elettricità statica, quindi offre il vantaggio di non attirare ed incamerare la polvere;
Isolamento termico: è un ottimo isolante termico, sia contro il freddo che contro il caldo, essendo composta dalla cheratina, una sostanza simile a quella dei capelli, la lana ha una altissima proprietà isolante, grazie al cuscinetto d’aria formato dalle ondulazioni delle sue fibre.

La lana, inoltre, è una fibra che si tinge con molta facilità. Questo è dato dal fatto che essa, si comporta come un materiale basico in presenza di coloranti acidi, mentre si comporta come un acido in presenza di coloranti basici (materiale detto anfòtero). Per la sua origine, la lana è usata tipicamente per il vestiario, ma ha soprattutto sbocchi sul mercato dei tessuti per arredamento e per le imbottiture (cuscini e materassi). Non ha, però, impieghi nei tessuti tecnici ed industriali. E’ comune, ritrovare la lana, unita ad altri tipi di fibre. La si può trovare con la seta, per capi di pregiata fattura, con cotone e lino, per la produzione di maglieria intima; con il poliestere, per indumenti estivi, con fibre acriliche per produrre filati di maglieria.

ANIMALI DA CUI SI RICAVA LA LANA

Abbiamo detto che la lana è un tessuto di origine naturale animale. Il vello utilizzato per la sua filatura, è tratto da una varietà enorme di mammiferi, legati ovviamente alla distribuzione geografica sul globo di questi. Per cui, volendo classificare questi animali, la via più semplice e quella della razza; avremo così: pecore (Merino, Dorset e Suffolk), capre (d’Angora e Cashmere), conigli (d’Angora), cammelli, dromedari, lama, alpacavigogne.

LAVORAZIONE DELLA LANA
 Ottenere il filato che conosciamo, è frutto di una lunga lavorazione che oggi avviene attraverso moderni stabilimenti oppure ancora con i vecchi metodi classici. Vediamo quali sono queste fasi e come si realizza il filato.

Tosatura

TOSATURA – La prima operazione da compiere è la tosatura. La pecora viene privata del vello che viene tagliato con uno speciale rasoio o delle grandi forbici. Così si ottiene la lana sucida o greggia.

PURIFICA – Il vello viene sottoposto alla battitura che elimina le impurità e alla carbonizzazione che elimina i residui vegetali.

LAVAGGIO E ENSIMAGGIO – La lana viene aperta, lavata e mescolata fino a eliminare tutto lo sporco (sono previste anche le lavorazioni per ricavare la lanolina che è utilizzata in campo cosmetico e farmaceutico). Il vello viene poi lavato con saponi alcalini, centrifugato, essiccato e lubrificato.

Cardatura a mano

Cardatura a macchina

CARDATURA – La cardatrice composta da un tamburo dentato che gira nel senso contrario di un cilindro dentato, liscia e rende parallele le fibre che formano un nastro cardato chiamato stoppino.

PETTINATURA – Gli stoppini ottenuti vengono divisi in gruppi da 6-8 e per un risultato di maggiore qualità vengono sottoposti alla pettinatura che rende più omogenee le fibre. Gli stoppini vengono poi divisi in nastri più grandi.

Filatura

FILATURA – La filatrice stira e allunga i nastri e li avvolge su se stessi formando i fusi.

Tutto questo avviene oggi in grandi stabilimenti, dove giganteschi macchinari eseguono automaticamente il lavoro che prima alcune filatrici realizzavano lentamente per periodi lunghissimi. Ma qual’è la differenza con le tecniche utilizzate da queste incredibili artigiane? Scopriamone le principali fasi.

TOSATURA – Le pecore venivano tosate con grosse forbici.

ARCHETTATURA – Le fibre venivano separate con la vibrazione di un arco.

FILATURA – Le fibre venivano allungate e attorcigliate su un fuso.

TESSITURA – Un telaio incrociava le fibre e formava il tessuto.

FOLLATURA – Il tessuto veniva immerso nell’ acqua e compresso.

CIMATURA – La stoffa veniva rasata per togliere le fibre superflue.

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Apr 132012
 

LA STORIA

La tecnica denominata Float Glass o vetro galleggiante, rappresenta il procedimento che viene utilizzato industrialmente, a partire dalla fine degli anni Cinquanta, per la produzione di vetro piano (o in lastre) sostituendo il precedente metodo della tiratura. Prima del float glass, infatti la realizzazione di lastre piane avveniva attraverso un procedimento molto costoso che, consisteva nel realizzare la lastra per colata, estrusione o laminazione e le superfici, di conseguenza, non avevano le facce otticamente parallele, dando origine alle caratteristiche aberrazioni visive. Il parallelismo veniva ottenuto successivamente attraverso un’operazione di lucidatura meccanica, con un notevole aumento dei costi.

Vetro tirato

Grazie ad Alastair Pilkington e a Kenneth Bickerstaff, fu sviluppato con successo il primo metodo commerciale per la fabbricazione di vetro piano di alta qualità a basso costo, quello che oggi è chiamato Vetro float. Il tentativo di Pilkington era quello di trovare un modo per lisciare il vetro su entrambe le superfici senza ricorrere a costosissime operazioni di molatura meccanica. L’intuizione fu quella di far galleggiare il vetro fuso su un bagno di stagno fuso. Il vetro galleggiando forma una superficie liscia su entrambi i lati.

IL PROCEDIMENTO

Impianto per la produzione del vetro float

In questo processo, la pasta vitrea, proveniente dal crogiolo alla temperatura di 1100 °C, assume forma perfettamente piana in un forno a tunnel la cui base è formata da un letto di 7cm di stagno fuso. In questo forno, l’atmosfera è ricca di azoto e idrogeno, il cui scopo è evitare che il vetro durante la cottura e il successivo raffreddamento si ossidi. Ma vediamo quali sono le fasi principali di questo metodo.

Inizialmente, vengono caricate nel forno le materie prime:

  • UN VETRIFICANTE – sabbia silicea (70/74%);
  • UNO STABILIZZANTE – carbonato di calcio (12/13%);
  • UN FONDENTE – solfato di sodio (12/13%).

In questa zona di ingresso, il controllo della temperatura è importantissimo. Termometri a raggi infrarossi controllano che questa si mantenga all’interno di valori precisi, al fine di evitare di deteriorare rapidamente le termocoppie di cottura del forno (date le alte temperature operative).

La miscela di materie prime, opportunamente dosate in un silo, attraverso un nastro trasportatore giunge alla fornace di fusione, dotata di 5 camere, dove questa, viene portata alla temperatura di circa 1300 °C.

Uscendo dalla fornace di fusione, il vetro ormai fuso viene portato nella sala di galleggiamento dove viene versato su una superficie di stagno fuso, alla temperatura di circa 1000 °C. Il vetro che, a questa  temperatura è molto viscoso e lo stagno che invece è molto fluido non si mischiano e la superficie di contatto tra i due elementi risulta piana e liscia. Il vetro forma così un nastro di circa 3 metri di larghezza, con uno spessore che può esser fatto variare da 2 a 19 mm. Lo stagno leviga la superficie inferiore del vetro per contatto diretto, mentre la parte superiore si appiattisce per gravità essendo ancora allo stato semifuso. Lo spessore del nastro di vetro float è determinato dalla velocità di rotazione dei rulli, detti top, situati ai bordi della vasca. Un rallentamento dei top determina una stesura del vetro liquido a minore velocità e la formazione di un nastro di vetro di maggiore spessore.

Alla fine di quest’ultima fase, la temperatura del vetro è di circa 600 °C ed entra, ormai allo stato solido, in una camera di ricottura passando su una serie di rulli. Questa fase del processo, serve a modificare le tensioni interne facendo in modo che il nastro di vetro, reso assolutamente piano, possa essere tagliato in lastre senza problemi. Viene quindi sollevato e posto in un tunnel di raffreddamento.

Segue la fase di taglio trasversale del vetro in lastre (in genere di 6m di lunghezza) e un ulteriore taglio longitudinale per rimuovere le tracce dei rulli. Le lastre di vetro Float sono disponibili solo negli spessori di 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 15 e 19 mm e in due versioni: normale, con la sua caratteristica leggera colorazione tendente al verde, ed extrachiaro, praticamente incolore e molto più costoso.

Video1

//www.youtube.com/watch?v=w3g3LF-7YFE&w=480&h=360&rel=0

Articoli1

Apr 122012
 

Articolo scritto da Diego Di Giovanni e Tommaso Licciardello della classe prima D.

Prefazione a cura del prof. Betto

Un’arte antica tramandata nel tempo, da generazione in generazione, apprezzata nel mondo, simbolo di un artigianato che conferma ancora, in alcuni settori, l’eccellenza del made in Italy. A trattare di questo tema sono stavolta i ragazzi della prima D della Dante Alighieri di Catania. Devo essere sincero è stato divertente leggere i loro elaborati e mai come questa volta il livello era in assoluto alto e interessante. Permane ancora in loro troppa dipendenza da Wikipedia nelle ricerche, ma nell’elaborazione e nella ricerca di una soluzione informatica, alcuni si sono distinti. E’ per questo che ho scelto il lavoro di Diego e Tommaso, per l’originalità nella costruzione e nella rappresentazione del tema. Ottimo il powerpoint, buone le foto trovate, interessante la trama del racconto. Vi invito per questo a leggere ancora una volta un articolo da educazionetecnica.com, realizzato da giovani scrittori, i vostri figli. Buona lettura.

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Storia del vetro

Il vetro ha origini molto antiche e ancora oggi è difficile stabilire con certezza quale popolo possa vantarne la scoperta, che probabilmente avvenne per invenzione fortuita. Secondo un’antica leggenda fenicia, tramandata da Plinio, alcuni mercanti, tornando dall’Egitto con un grosso carico di carbonato di soda, si fermarono una sera sulle rive del fiume Belo per riposare. Non avendo pietre a disposizione su cui collocare gli utensili per la preparazione delle vivande, presero alcuni blocchi di salnitro e vi accesero sotto il fuoco che continuò a bruciare per tutta la notte. Al mattino i mercanti videro con stupore che al posto della sabbia del fiume e del carbonato di soda vi era una nuova materia lucente e trasparente.

La leggenda contiene delle verità sulla composizione del vetro e sulla diffusione di questo materiale ad opera dei Fenici. Il vetro nasce dalla combinazione della silice, minerale contenuto nelle sabbie dolci, combinata con la calce; la fusione è favorita da una sostanza poco acida la soda: quest’ultima era ricavata nell’antichità dalle ceneri delle alghe o di piante costiere.

Storia del vetro di Murano

Da sempre la produzione dei vetri artistici rappresenta per la città di Venezia un’importante realtà economica.
Il più antico documento oggi a disposizione relativo all’arte del vetro risale al 982, e si tratta di un atto di donazione: in base alla data di questo scritto, nel 1982 si sono ufficialmente festeggiati i mille anni dell’attività vetraria veneziana. Molti documenti risalenti alla fine del 1200 testimoniano la concentrazione delle fornaci lungo il Rio dei Vetrai a Murano, dove ancor oggi si trovano i laboratori più antichi.
Realizzazione
La lavorazione del vetro si effettua a Murano fin dal lontano 1291, in quell’anno infatti tutte le fornaci presenti a Venezia vennero trasferite nell’isola a causa dei numerosi incendi che esse provocavano in città. La lavorazione del vetro richiede molti sforzi fisici e la resistenza al calore, poiché nelle fornaci si arriva ad una temperatura di circa 1000 gradi. Per la realizzazione artistica del vetro occorre una lavorazione prevalentemente manuale che richiede vari passaggi nella fornace, una particolare manualità, fantasia e senso artistico, oltre a segreti del mestiere che vengono tramandati da maestri vetrai.

Vetro ricchezza inesauribile

Il vetro è uno dei materiali più facilmente riciclabili e meno tossici. Ogni giorno noi utilizziamo molti oggetti di vetro, come bottiglie, bicchieri; il vetro è utilizzato anche nelle industrie;
La produzione del vetro (circa 3.000.000 di tonnellate annue) risulta per più di un terzo realizzata con vetro riciclato;
Nell’arco di 9 anni (dal 1998 al 2007) il tasso di riciclo di vetro è passato dal 39% al 60,4%, gli obiettivi fissati al 2008 sono stati realizzati e raggiunti con un anno di anticipo dal 2000 al 2007 la raccolta differenziata nazionale dei rifiuti di imballaggi in vetro è passata da 997.000 tonnellate a 1.400.000 tonnellate.
Dati riciclo vetro anno 2010Grafico
Gen 162012
 

Anche Nissan, il produttore automobilistico giapponese entra nel mercato delle cover per cellulari, introducendo Scratch Shield. Si tratta di un case, realizzato utilizzando le tecnologie automobilistiche più avanzate e l’esperienza della casa nipponica nel campo delle vernici e delle pellicole protettive per le carrozzerie delle autovetture.
La Nissan Scratch Shield per iPhone è infatti realizzata in ABS (Acrilonitrile Butadiene Stirene, comune polimero termoplastico utilizzato per creare oggetti leggeri e rigidi come tubi o intere carrozzerie per autovetture) ricoperto dalla stessa vernice autoriparante utilizzata sulle auto Nissan. Grazie ad una particolare composizione, a base di polyrotaxane, qualsiasi graffio è in grado di scomparire nell’arco di un’ora mentre per un solco più profondo può servire circa una settimana. Il discorso chiaramente si applica esclusivamente ai segni di leggera entità: un grave maltrattamento della custodia non restituirebbe gli effetti sperati, ma è già un passo in avanti rispetto le tradizionali soluzioni studiate per proteggere iPhone.

Nissan, tuttavia, non è ancora convinta di far partire la produzione di massa, infatti vorrebbe valutare l’effettiva domanda prima di procedere con la commercializzazione vera e propria. Nel frattempo, fa sapere che metterà a disposizione la propria vernice per concederla in licenza ai produttori di smarphone intenzionati a utilizzarla per le scocche dei loro device.

Nissan, che ha già dato in licenza la vernice alla NTT DoCoMo per utilizzarlo su alcuni device venduti solo in Giappone, eseguirà dei test-drive su prototipi della Scratch Shield nel corso dell’anno per lanciarla sul mercato verso la fine del 2012. Non ci sono indizi sul prezzo di vendita.

Scratch Shield Technology

Effetti sulla vernice