Scienza

Modelli di estrapolazione verticale della velocità del vento

La ricerca ha analizzato 332 applicazioni inerenti alla velocità del vento condotte negli ultimi 40 anni, su 96 località nel mondo

Uno studio dell'Istituto di biometeorologia (Ibimet) del Cnr di Firenze, riflette sui modelli di estrapolazione verticale della velocità del vento ai fini della predicibilità eolica.

La ricerca, pubblicata su Renewable and Sustainable energy reviews, ha analizzato 332 applicazioni condotte negli ultimi 40 anni, su 96 località nel mondo

“Poter prevedere, sulla base di semplici misure a terra, il profilo verticale della velocità del vento fino a quote difficilmente raggiungibili con strumentazione dai costi contenuti è un evidente vantaggio, soprattutto nella fase di prefattibilità di un progetto d'impianto eolico”, spiega Giovanni Gualtieri dell'Istituto di biometeorologia del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Ibimet) di Firenze e autore dello studio.

Questo compito è affidato ai modelli di estrapolazione della velocità del vento, la cui utilità pratica diventa oggigiorno sempre più stringente se si considera il costante aumento delle dimensioni dei moderni aerogeneratori, caratterizzati da un'altezza dei mozzi regolarmente al di sopra di 60-80 m, ma che arriva a superare (soprattutto nei modelli offshore) anche i 150 m.

La ricerca, pubblicata su Renewable and Sustainable energy reviews, (1) passa in rassegna 332 applicazioni condotte in un arco temporale di 40 anni (1978–2018) su 96 località nel mondo poste ad altitudini comprese tra 0 e 2230 m s.l.m.. Tre famiglie di modelli sono state prese in esame: i modelli basati sul profilo logaritmico; (ii) modelli basati sulla legge di potenza; (iii) modello di Deaves ed Harris. Il lavoro documenta l'accuratezza dei modelli applicati su ogni specifica località e ne discute nell'insieme l'andamento prendendo in esame quattro diversi tipi di sito: (i) pianeggiante e prevalentemente privo di ostacoli; (ii) collinare/ondulato con vegetazione/alberi; (iii) montuoso con orografia complessa; (iv) in mare aperto. Le prestazioni dei modelli sono state analizzate nella capacità di prevedere accuratamente il valore della velocità del vento in quota, ma anche nel riuscire a raggiungere quote particolarmente elevate, come richiesto dai moderni modelli di turbina eolica. "Oltre alla mera accuratezza numerica grande risalto è stato dato alla convenienza economica di un modello piuttosto che di un altro, e quindi alla strumentazione più o meno a basso costo richiesta per ogni applicazione", evidenzia il ricercatore Cnr-Ibimet.

Tra i principali risultati raggiunti, lo studio evidenzia che i modelli basati sul profilo logaritimico (utilizzati in passato all'incirca nel 25.6% dei casi) risultano inadatti allo scopo, in quanto non in grado di raggiungere l'altezza tipica delle moderne turbine; essi presentano inoltre lo svantaggio di richiedere un'accurata stima della lunghezza di rugosità del sito (z0), cosa di norma alquanto complessa.

Creata una lega con la forza del titanio e la densità dell'acqua


Il “legno metallico” della Penn Engineer ha la forza del titanio e la densità dell'acqua

Mazze da golf ad alte prestazioni e ali per aeroplani sono realizzate in titanio, resistente come l'acciaio, ma pesante circa la metà. Queste proprietà dipendono dal modo in cui gli atomi di un metallo sono legati, ma i difetti che insorgono nel processo di fabbricazione fanno sì che questi materiali siano resistenti solo una minima parte di quello che teoricamente potrebbero essere.

Un architetto, lavorando sulla scala dei singoli atomi, potrebbe progettare e costruire nuovi materiali che abbiano rapporti di forza-peso ancora migliori.

In un nuovo studio pubblicato su Nature Scientific Reports, (1) i ricercatori della School of Engineering and Applied Science dell'Università della Pennsylvania, dell'Università dell’Illinois, dell’Università di Cambridge e la Middle East Technical University di Ankara, in Turchia, hanno fatto proprio questo. Hanno costruito un foglio di nichel con pori di dimensioni nanometriche che lo rendono resistente come il titanio ma da quattro a cinque volte più leggero.

Lo spazio vuoto dei pori e il processo di auto-assemblaggio in cui sono realizzati rendono il metallo poroso simile a un materiale naturale, come il legno.

E proprio come la porosità della venatura del legno serve alla funzione biologica di trasportare energia, lo spazio vuoto nel “legno metallico” dei ricercatori potrebbe essere infuso con altri materiali. Infondere l'impalcatura con materiali anodici e catodici consentirebbe a questo legno metallico di svolgere il doppio compito: un'ala piatta o una gamba protesica che divenga anche una batteria.

Lo studio è stato condotto da James Pikul, (2) Assistant Professor presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Meccanica Applicata presso la Penn Engineering.

Osservare liberi da ogni pregiudizio

Se osserviamo liberi da ogni pregiudizio e senza rimanere a guardare passivamente riusciamo a vedere e percepire anche l’invisibile

Se apriamo gli occhi e ci liberiamo da ogni pregiudizio senza restare a guardare passivamente, riusciamo a vedere anche l’invisibile per non scoprire in punto di morte di non aver mai vissuto! Tratto dal pensiero di Henry David Thoreau, padre del Rinascimento in America.

La concezione Meccanica della scienza isolando arbitrariamente il soggetto della percezione dall’oggetto rende sinonimi ed intercambiabili i significati di “Vedere e Guardare” che in vero sono profondamente diversi sia etimologicamente che di rappresentazione mentale.

Vedere indica andare oltre la percezione della superficie osservabile della realtà ed esercitare una azione consapevole sui limiti tra ciò che ci e reso visibile dai sensi e la realtà invisibile ma fondamentale per capire la nostra vita.

Il guardare significa atteggiarsi a guardia di cio che accade nel mondo esterno con una impostazione analitica di osservazione deprivata da una chiave di accesso per la comprensione piu profonda della realtà.

Questa distinzione tra “vedere e guardare” è importante oggi dal momento che il riduzionismo della scienza meccanica ha concepito la osservazione come oggettiva escludendo il vedere come capacità interiore creativa capace di superare la visione di un mondo speculare, proiettata come ombra nella retina oculare.

La estetica e lo spettacolo come finzione hanno pertanto preso il sopravvento come sembianze della reale conoscenza interiore del vedere con la mente, fino a rendere virale la moda nei giovani di guardarsi facendosi dei autoritratti (Selfies) amando il guardarsi il viso ed il proprio corpo senza vedersi oltre la apparenza di se stessi oggettivizzare la percezione separata dalla partecipazione consapevole del soggetto oggi nell’epoca contemporanea della “Realtà Virtuale” e della “Intelligenza Artificiale” è ormai divenuto un assurdo palese.

Infatti è esemplare capire che la luce che osserviamo non può essere causata dalla osservazione oggettiva di fotoni visibili in quanto essi provenienti da una fonte luminosa producono una reazione fotochimica dei coni e bastoncelli della retina, che induce un segnale neuronale il quale eccita le sinapsi elettriche del cervello nel produrre “sparks” di luce (biofotoni); pertanto la sensazione di luce che percepiamo può essere quella esterna ma altresì corrisponde alla visione interiore e soggettiva della luce.

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