Motomondiale – Un’enorme mole di lavoro dietro le quinte

Quello che i riflettori non illuminano

e le telecamere non raccontano

Eh già perchè il motomondiale (gp125 – gp250 -MotoGP) con i suoi colori, la sua bellezza ed il suo “rumore” fa parlare di sé ovviamente solo prima e durante ogni evento, ogni gara. Così immaginiamo che le gare motociclistiche siano fatte di grossi investimenti per la tecnica, i prototipi, i meccanici, gli ingegneri, i piloti, le trasferte, i grandi bilici a due piani…

Ed in parte è vero!

Ma avete mai considerato l’enorme mole di lavoro e l’impressionante quantità di persone addette a creare un’immagine così luccicante? Si tratta di un vero e proprio esercito che include una quantità di lavoratori persino superiore a ingegneri e tecnici. Anche l’occhio vuole la sua parte, e per apparire “superplusultra” a pubblico e sponsor si spendono svariati milioni di euro.

Così oggi siamo andati a vedere cosa succede dopo un gran premio.

Finita la corsa, terminate le interviste, mostrati gli sponsor… un intero esercito di operai inizia i lavori di smantellamento del circus. All’interno di grandi bilici, o in spazi ad essi adiacenti, vengono realizzate hospitality, ristoranti, esposizioni, sale intrattenimento, sale conferenze, officine, laboratori meteo, uffici…

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Bilici dai costi esorbitanti (si parla di oltre 2.000.000 di Euro) sono in grado letteralmente di trasformarsi in veri e propri head-quarter. E’ il caso di Ducati che sfoggia più di un rimorchio (non vogliamo saperne il prezzo) in grado di trasformarsi in una struttura a due piani con sollevamento idraulico e collegabile agli altri camion.

Altri rimorchi si espandono lateralmente creando intere zone di ristoro con numerosi posti a sedere coperti da enormi tendoni in grado di garantire una buona ventilazione anche nelle giornate più calde.

Altri ancora contengono enormi televisori montati su tralicci all’interno di sale conferenze climatizzate semovibili.

Il lavoro al lunedi per riportare a casa tutto è impressionante. Centinaia di persone passano ore e ore sotto il sole a smontare pavimenti da paddock rivestiti persino in parquet. Bancali pronti a contenere decine di motorini (utili per gli spostamenti tra le strutture degli autodromi) vengono attrezzati e poi caricati sui camion. Interi tralicci e strutture con tanto di porte scorrevoli vengono letteralmente smontate pezzo pezzo per essere caricate sui bilici atti a contenerli. Tubazioni, matasse di cavi, attrezzature, illuminazione, contenitori giganti, bancali, tendoni, moquettes, prefabbricati, sedie e tavoli, addirittura cucine e banchi frigo, vengono caricati e legati con sforzi non da poco pronti per essere riutilizzati al gran premio successivo.

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Quasi tutte le squadre, per riformare queste mini città, si presentano ad ogni gran premio con diversi giorni di anticipo. E la costruzione riparte. Un gioco, un divertimento, uno sport, un lavoro… che costa davvero caro.

Come si produce una moto?

In soli tre minuti un filmato accelerato vi illustra le fasi della produzione di una moto.

Una mole impressionante di personale specializzato, robot, attrezzature, macchinari a controllo numerico, studi e persino artisti della verniciatura a mano per le finiture… Ecco come moto sempre più precise e affidabili sono arrivate a costare cifre importanti.

Tramonto dell’illuminazione tradizione: lampadine alternative

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Rubrica: The expert on the salmon
Titolo o argomento: Tramonto dell’illuminazione tradizionale

Tramonto dell’illuminazione tradizionale

Tipologie di lampadine e alternative già presenti in commercio

Dal passato due di settembre, le classiche lampadine a incandescenza sono state messe al bando del Parlamento Europeo.
Per essere più precisi, tutte quelle lampadine di taglio uguale e superiore ai 100W non si potranno più produrre ne commerciare. E progressivamente anche quelle di taglio più piccolo scompariranno fino ad essere completamente bandite nel settembre 2012.
Questa forzatura dell’Unione Europea fa parte di un più ampio progetto di rinnovamento dell’illuminazione, che è uno dei più importanti sprechi pubblici, se si valuta il fatto che un’alternativa esiste e funziona anche bene.

Ma è davvero conveniente passare ad una lampadina a risparmio energetico?

Certamente, vediamo il perché.

Innanzitutto distinguiamo tra i tre tipi maggiormente diffusi di lampadine attualmente in commercio:

  • Incandescenza
  • A scarica
  • LED

– Incandescenza –

In questa categoria rientrano tutte quelle lampade basate sull’irraggiamento di fotoni generato dal surriscaldamento di un elemento metallico (principalmente tungsteno). Risalgono ormai al lontano 1860 e nel corso del tempo sono state migliorate solo in minima parte. Il peggior difetto è che la maggior parte dell’energia viene sprecata sotto forma di calore, ottenendo un’efficienza luminosa di soli 13,8 lumen/watt.
La luce emessa dalle lampade ad incandescenza crea una distorsione cromatica, dovuta a una bassa temperatura di colore, che però risulta piacevole alla vista. Ciò però la rende incompatibile con qualsiasi lavoro che preveda una perfetta resa cromatica. Oltre a questi inconvenienti, c’è la scarsa durata della lampadina stessa causata dall’usura del filamento di tungsteno che tende a rompersi dopo circa 1000 ore di attività.
Una evoluzione è la lampada alogena, al cui interno viene aggiunto un gas (iodio o kripton) per aumentare la temperatura di funzionamento e migliorare la resa visiva. Anche il rendimento migliora di circa un 50%. (16,7lm/W)

Queste lampadine sono sì economiche da produrre, pero a cambio generano ogni anno migliaia di tonnellate di rifiuti difficilmente smaltibili. Questo sommato alla pessima resa in termini di lumen generati per watt di energia utilizzato, sono le principali ragioni che hanno spinto l’UE a escluderle dal commercio.

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– A Scarica –

Le cosidette lampadine a risparmio energetico.

Sono le principali alternative alle lampadine tradizionali disponibili del mercato dell’illuminazione. Spesso vengono chiamata erroneamente lampade al neon (contengono in prevalenza mercurio o sodio) e sono utilizzate già da tempo per l’illuminazione di edifici pubblici e commerciali. La luce emessa varia secondo la tecnologia utilizzata, passando dal rossastro nel caso del mercurio fino al bianco brillante degli ioduri metallici. Una caratteristica comune a tutte le lampade a Scarica è però la generazione di luce ultravioletta che viene schermata per non nuocere alle persone con le quali viene in contatto.
Il tipo più comune di lampada a Scarica è la lampada a Fluorescenza, realizzata ricoprendo il bordo interno della struttura della lampadina con una sostanza a base di fluoro che ha la funzione di catturare la luce ultravioletta e convertirla in luce visibile, aumentando l’efficienza luminosa. Tale resa è compresa tra 80 e 100 lumen/W, circa sei volte superiore a quella di una lampadina tradizionale.
Di conseguenza, sarà sufficiente una lampadina a fluorescenza di 24W per illuminare come una classica di 125W, con un evidente risparmio finale sulla bolletta.
Anche la durata è superiore, tra le 6000 e le 12000 ore di vita utile in base al modello.

Tuttavia anche le lampade a Scarica hanno i loro svantaggi tra i quali il prezzo più elevato, ed il tempo di accensione. Occorrono di alcuni secondi per arrivare alla massima luminosità. Un ulteriore punto a sfavore è la presenza di metalli altamente inquinanti come il mercurio che ne rendono difficoltoso il recupero.

– LED –

E’ il futuro dell’illuminazione. Al livello attuale dello sviluppo non sono ancora in grado di sostituire pienamente le lampade a fluorescenza, però si stima che entro pochi anni saranno la soluzione economica ed efficiente al problema dell’illuminazione ad ogni livello. Probabilmente rivoluzioneranno il modo di concepire la luce in ambiente domestico e professionale e chissà che non segnerà la fine di lampade e lampadari. Il modulo a LED infatti è composto da un diodo che emette luce al passaggio di energia elettrica, quindi senza bisogno di utilizzare gas. Questo permette una buona miniaturizzazione della lampadina, oltre a poter contare su un modulo di supporto grazie al quale la luce emessa è regolabile nello spettro di colore RGB. In questo modo da un singolo punto di luce si possono realizzare diverse configurazioni di illuminazione (bianca per lavorare o tonalità più “calde” per una serata rilassante in casa).

A questi vantaggi si aggiunge l’elevato rapporto “flusso luminoso/energia” previsto di circa 150lm/W. Più di dieci volte quello delle lampadine al tungsteno.
Bisognerà però aspettare che la tecnologia si consolidi per vederli comparire a prezzi competitivi sui banconi dei supermercati.

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Per concludere

Dopo questa sintetica panoramica sui vari tipi di sistemi di illuminazione in commercio, è facile capire il perché dell’obbligo di liberarsi delle vecchie lampadine. Come abbiamo visto il problema principale è lo spreco di energia causato da una tecnologia antiquata -solo l’1% dell’energia assorbita si converte in luce- oltre alla scarsa durata che si traduce in problemi ambientali. Da segnalare inoltre che proprio in questi giorni, molti comuni stanno regalando lampadine fluorescenti proprio per accelerare il passaggio ad un nuovo stile di illuminazione.

Articolo scritto da:
Ing. Gestionale Davide Mazzanti.

Motorismo: Parametri iniziali del progetto di un motore

Rubrica: Motorismo

Titolo o argomento: Parametri iniziali del progetto di un motore

Si sceglie il tipo di motore da progettare: motore da competizione, motore benzina o motore diesel.

Tanto per fare un esempio immaginate di dover realizzare un nuovo progetto di un motore da corsa, ovviamente alcuni parametri del progetto non spetterà a voi sceglierli essendo presente un regolamento. Pertanto la cilindrata massima (V), il numero massimo di cilindri (Zmax), la presenza o meno della sovralimentazione, saranno parametri fissati.

Premesso questo e considerando il caso di un motore da corsa di formula che dovrà avere una durata di sole 4 ore (un valore infinitamente ridotto rispetto a quello di vetture stradali), ci porremo l’obiettivo di incrementare al meglio le prestazioni rispetto al precedente progetto tentando di minimizzare il peso e l’ingombro ed aumentando la rigidezza torsionale e flessionale. Il progettista dovrà essere abile nel realizzare un motore in grado di superare anche di poco le 4 ore di vita utile del motore al massimo regime di rotazione. Non girando nella realtà il motore sempre al massimo, questo durerà sicuramente anche più delle 4 ore previste.

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Velocità Media del Pistone

E’ il primo valore da fissare:

Velocità media del pistone

Dove “Vm” è la velocità media del pistone, “C” è la corsa del pistone, “n” il numero di giri/min. Con gli attuali combustibili ci si può spingere sino a Velocità medie del Pistone di Ben 26m/s (metri al secondo). Tale valore ovviamente si riferisce a motori particolarmente prestanti quali ad esempio quelli di F1.

Numero di giri del motore

Il consiglio solitamente è quello di tenersi su un valore persino superiore a quello attuale della concorrenza. Anche gli avversari crescono e sviluppano come voi. Potreste trovare sorprese durante la successiva stagione.

Corsa del Pistone

Si ottiene conoscendo la Velocità media del Pistone ed il massimo numero di giri raggiungibile. Vedi la prima formula espressa sopra.

Numero cilindri

Volume singolo cilindro

Numero cilindri

Dove “V” è la cilindrata totale ed “N” è il numero dei cilindri.

Alesaggio

L’alesaggio invece varrà

Calcolo alesaggio motore a combustione interna

I valori che si ottengono dal calcolo dell’alesaggio e dal calcolo della corsa si arrotondano per difetto al decimo di millimetro. Questo perchè con l’usura del motore questi valori possono aumentare dando cilindrate leggermente maggiori. Non si deve mai rischiare di superare le cilindrate imposte da regolamenti o altro.

Maggiori approfondimenti alla sezione “Motorismo” della pagina “Motori“.

Sensori altezza vettura

Rubrica: Telemetria
Titolo o argomento: Sensori altezza vettura (esempio a SPA)

Vengono utilizzati per rilevare in ogni istante l’altezza della vettura da terra. Hanno un ruolo fondamentale specie in quei tracciati che presentano importanti dislivelli. Vedi ad esempio spa francorchamps. In questo tipo di tracciati infatti è fondamentale che la vettura non arrivi al contatto del fondo scocca con l’asfalto per evidare pericolosi “spanciamenti” con conseguenti perdite di aderenza non governabili. I sensori di altezza rilevano accuratamente l’altezza che intercorre tra il fondo della vettura e l’asfalto della pista. Possono essere misurate distanze da pochi millimetri fino a 350mm. La risoluzione può andare dai 0,03mm ai 0,42mm ed una risposta del segnale di soli 900ms (millisecondi). Il segnale in uscita da questo tipo di sensori è ad un solo canale e può essere inviato ad un “data logger”. Solitamente, se si verificano errori durante le misurazioni, la trasmissione dei dati riparte nei successivi 200ms. Al contrario se gli errori nel rilevamento delle misure continuano, il voltaggio del segnale in uscita va a 0 Volt e l’ingegnere sa che deve procedere ad un controllo del dispositivo.

Copyright

La PI Research ha autorizzato il blog www.ralph-dte.eu ed i siti ad esso collegati, alla pubblicazione di parte del materiale messo a disposizione. E’ severamente vietato riprodurre il materiale presente in questa rubrica. Chiunque pubblicasse su altri siti, forum o blog tale materiale, andrà ad incorrere in problemi legali dei quali non siamo responsabili.

Ringrazio vivamente:
Il mio caro amico “Giorgio”  per la gentile concessione della sua telemetria.
La PI research per i preziosi dati concessi.
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Sensori di spostamento: LVDT linear variable differential transformer
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Sensori per l’aerodinamica: Calibrare il tubo di Pitot
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Sensori di velocità: Un chiaro esempio
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Sensori di torsione: Un chiaro esempio
Sensori di spostamento: Un chiaro esempio: Estensione/Compressione
Interpretare le prestazioni del differenziale autobloccante tramite la telemetria

Sensori altezza vettura - Ride height sensors - Telemetria

Ricordate Supercar? Braive, l’auto che va da sola.

Rubrica: Automotive technologies

Titolo o argomento: Un’auto che va da sola mentre leggete il giornale…

Oggi è possibile ed è consigliata, a mio avviso, alle persone meno portate a sopravvivere nel traffico. Eh già perchè per essere un’intelligenza artificiale guida davvero bene.

Il laboratorio di visione artificiale e sistemi intelligenti VisLab (vislab.it) che collabora con L’Università di Parma ha presentato il primo prototipo mai realizzato di auto completamente autonoma. Si chiama BRAiVe e guida da sola nel traffico, rispetta il codice stradale, evita gli ostacoli ed i pedoni, mantiene le distanze di sicurezza e segue correttamente la sua carreggiata. Cosa non da poco: sa anche parcheggiare discretamente.

Dotata di dieci telecamere, tre laser a singolo piano, un laser a quattro piani, sedici fasci laser, sistemi Dgps e Imu, è in grado di riconoscere l’ambiente circostante e gli ostacoli incontrati lungo il percorso.

L’auto dispone di videocamere e laserscanner sul fronte per individuare le auto che precedono. Le telecamere laterali invece (poste su scocca e specchietti) controllano i possibili mezzi che si avvicinano dai restanti tre lati. Inoltre, tali telecamere, permettono comode operazioni di parcheggio. Un sistema GPS provvede ad individuare in ogni istante la posizione del veicolo rispetto alla strada.

In particolare, con il veicolo BRAiVe il laboratorio dell’ateneo parmigiano ha avviato la sperimentazione di una nuova tecnologia (Upda – Unified Perception and Decision Architecture) mirata ad incrementare, contemporaneamente, il livello percettivo del veicolo, mediante la fusione di diversi sensori, e il livello decisionale, grazie ad una rappresentazione tridimensionale del mondo.

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Motorismo: I compromessi iniziali del progetto

Rubrica: Motorismo

Titolo o argomento: I compromessi iniziali del progetto

Inizialmente, in un nuovo progetto di un motore, si deve tener conto dei carichi imposti dalla pressione dei gas, i carichi imposti dalle forze di inerzia e dalle dilatazioni termiche. Allo stesso tempo si devono evitare pesi e volumi eccessivi, nonché costi alti.

E’ fondamentale ottenere una struttura solida di cui solo in un secondo momento si andranno a calcolare i dettagli. La buona riuscita di un progetto dipende dall’abilità e dall’esperienza del progettista, dal numero di prove sperimentali eseguite e, sottolineamo ancora, dal fondamentale compromesso con i costi di fabbricazione e di assemblaggio. Infatti se si vuole ottenere un vantaggioso rapporto resistenza/costi ci si deve spingere ai limiti della progettazione con “coefficienti di sicurezza” del progetto piuttosto bassi.

Questo significa che se si andrà a sollecitare in maniera non prevista un organo come la biella ad esempio (è il caso delle note elaborazioni stradali…) sarà molto facile romperla. Basterà raggiungere un numero di giri poco più elevato di quello al quale interviene il limitatore.

Le principali rotture in un motore avvengono per fatica nelle zone presso le quali si ha un’elevata concentrazione di tensioni. Purtroppo non è possibile calcolare con estrema precisione le sollecitazioni massime pur essendo i carichi noti al progettista. Questo perchè i calcoli vengono notevolmente complicati dall’incertezza sulla distribuzione dei carichi. Immaginate infatti che i carichi variano con il tempo in una struttura (il motore) che oltretutto è flessibile. Pertanto i normali carichi considerati dai progettisti sono aggravati dalla flessione e dalle vibrazioni che si vengono a creare. I fattori elastici sono estremamente complessi da calcolare e questo fa sì che la prova più attendibile resti quella al banco.

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Simulazione di sollecitazioni sull’albero motore (vista in sezione)

Maggiori approfondimenti alla sezione “Motorismo” della pagina “Motori“.

Rendering: equazioni di rendering

Rubrica: Rendering -6-
Titolo o argomento: Equazioni di rendering

Si tratta di un’equazione ad opera di James T. Kajiya (introdotta nel 1986) che viene sfruttata dai motori di rendering che dispongono della G.I. Global Illumination. Questa equazione calcola la luce, presente in una particolare posizione, come la somma della luce emessa e della luce riflessa. Quest’ultima viene considerata come la luce riflessa proveniente da tutte le direzioni moltiplicata poi per il coefficiente di riflessione e l’angolo d’incidenza.

Trovi al seguente link la descrizione dettagliata dell’equazione di rendering:
http://it.wikipedia.org/wiki/Equazione_di_rendering

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Motorismo: Operare scelte logiche

Rubrica: Motorismo

Titolo o argomento: Operare scelte logiche

Un moderno motore a combustione interna, oggi, non deve soddisfare solo requisiti quali la resistenza e l’affidabilità; esso deve altresì rispettare degli standard rigorosi in merito alle emissioni inquinanti ed all’inquinamento acustico.

La ricerca si è spinta in più direzioni, dai materiali alle tecnologie di produzione (fusione, stampaggio, assemblaggio), sino alla combustione. Ottimizzare il rendimento termico di combustione è stato fondamentale negli ultimi anni per ottenere motori prestanti dai bassi consumi.

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Da non sottovalutare in un progetto persino le ricerche di mercato volte a comprendere il desiderio dei possibili acquirenti, nonché le mosse della concorrenza.

Di seguito troviamo le considerazioni sulle quali si basano le scelte iniziali delle case costruttrici:

  • Motivazioni per un nuovo progetto;
  • Tipi di servizi che il motore deve soddisfare;
  • Requisiti di potenza e consumi;
  • Tipo di motore (benzina o diesel, aspirato o turbo, 2 o 4 tempi, numero e disposizione cilindri);
  • Tipi di combustibile utilizzati;
  • Stime dei costi e degli sviluppi;
  • Stima del tempo di realizzazione;
  • Stima dei costi di processo;
  • Valutazioni di mercato relative al periodo di commercializzazione del prodotto per verificare l’eventuale competitività.

Maggiori approfondimenti alla sezione “Motorismo” della pagina “Motori“.