Riprendiamo la visita guidata nella sala motori andando a vedere quali sono gli strumenti di uso comune per gli esperimenti.

Abbiamo osservato le stanze, abbiamo sbirciato al loro interno scoprendo una miriade di cavi e cavetti, motori elettrici e computer, strutture metalliche di supporto e tanto disordine, ora andiamo a vedere cosa si impiega per ricavare quei numeri tanto importanti che possono fare la differenza tra grandi risultati e spreco di combustibile.

SPERIMENTAZIONE E LEGGE DI MURPHY

Quando si fa ricerca sui motori tutto quello che si svolge è un consistente lavoro di misura, e come risultato si ottiene una mole di dati spesso complessa da interpretare e da valutare sul piano della correttezza, non è inusuale infatti che un esperimento apparentemente perfetto sul piano dei dati acquisiti nasconda invece un errore tanto macroscopico da rendere completamente errato quanto misurato, nel pieno rispetto delle famose leggi di Murphy e derivate (che qualunque bravo sperimentatore dovrebbe stampare e tenere esposte in bella mostra), in particolare della Prima legge di Finagle:

“Se un esperimento funziona, qualcosa e’ andato male”

e della Terza legge di Finagle:

“In un qualsiasi insieme di dati, la cifra cosi’ evidentemente corretta da non richiedere un controllo e’ l’errore”

Tali errori possono avere origine essenzialmente da due cause:

• errori sulla catena di misura: dovuti a problemi tecnici quali guasti strumentali e/o interferenze sulle misure
• errori umani: dovuti a valutazioni errate sugli esperimenti o sull’interpretazione dei dati

Quando uno di questi punti si verifica (e capita anche che si verifichino contemporaneamente od in sequenza temporale, ovvero risolto uno si presenta l’altro) diventa spesso difficile rendersene conto, e solo una grande attenzione e sensibilità (unita ad una buona dose di crediti da riscuotere con la sorte) permette di porre rimedio, sperando che tutto ciò avvenga prima che il tuo diretto superiore, o qualcuno che passa nelle vicinanze (*) se ne accorga.

(*) Corollari alla Terza legge di Finagle:

1. Nessuno a cui chiedere aiuto la vedra’
2. Chiunque passi di li’ per darvi un consiglio gratuito la vedra’
immediatamente

Se tutto ciò appare per certi versi comico (ed in effetti il racconto vuole esserlo), chiunque ha svolto almeno per un breve periodo dell’attività di ricerca sperimentale avrà avuto modo almeno una volta di scontrarsi con queste problematiche.

SENSORI – SENSORI ED ANCORA SENSORI

Abbiamo parlato del lato comico della vita del ricercatore (ce ne sarebbero molti altri, anche tragicomici, ma è meglio soprassedere) e delle problematiche legate alle misure, andiamo ora a parlare di queste misure, e soprattutto con quali strumenti vengono effettuate.

Poiché le grandezze generalmente misurate sono pressioni e temperature, i sensori maggiormente utilizzati saranno rispettivamente sensori di pressione di tipo piezoresistivo e termocoppie.

Un esempio di sensore piezoresistivo è il seguente:

(Sensore piezoresistivo Kistler)

mentre una esempio di termocoppia:

(Termocoppia di tipo K)

Se di sensori di pressione del tipo in figura, adatto a misure in camera di combustione e quindi adatto a temperature e pressioni elevate variabili con una alta dinamica generalmente ne viene usato solo uno, altri sensori di pressione vengono utilizzati in vari punti del banco prova per misurare  questa grandezza in zone meno critiche, come ad esempio a monte ed a valle dalla turbina, nel collettore di aspirazione ecc.

Allo stesso modo (e spesso negli stessi punti) si è soliti abbondare di termocoppie in modo da monitorare questa importante grandezza in punti sensibili del motore.

Se tutta questa abbondanza di informazioni permette di monitorare al meglio l’esperimento in corso, diviene anche difficile gestirla, soprattutto quando ci si trova ad operare con sistemi di misura di tipo “manuale”, ovvero nei quali le grandezze acquisite automaticamente sono un sottoinsieme di tutte le grandezze misurate e tutto il resto deve venire trascritto manualmente, richiedendo al ricercatore, in genere giovane dottorando estremamente precario, grandi doti pazienza, oltre che un autocontrollo degno del Dott. Robert Bruce Banner quando il responsabile delle ricerche, imperturbabile e serio, viene a controllare il procedere degli esperimenti ovviamente distraendoti (e generando una serie di errori che ovviamente ti saranno evidenziati alla prima occasione).

Ovviamente questa ultima parte vuole essere ironica e sdrammatizzare sui problemi che spesso si incontrano nella ricerca, enfatizzando delle situazioni anche paradossali ma che comunque possono verificarsi.

Con questo è tutto anche per oggi, aspetto i vostri commenti e suggerimento e vi rinnovo l’invito a seguirci, sempre su AppuntiDigitali, sempre con la rubrica Energia e Futuro.