Archivio per 2010

Com’è ingegneria?

Dopo due anni che frequento ingegneria spesso mi sento fare domande del tipo: Com’è ingegneria? È difficile? Che preparazione bisogna avere?. Effettivamente, non c’è metodo migliore per togliersi questi dubbi che parlare con una persona che già frequenta la facoltà e così ho deciso di scrivere questo articolo per cercare di schiarire un po’ le idee a coloro che vorrebbero intraprendere la strada dell’ingegneria.

Molte delle persone che si iscrivono a ingegneria lo fanno perché o sono interessate alla matematica, o alla materia di una particolare facoltà d’ingegneria. Le prime persone sono quelle più dubbiose, proprio perché non sanno se iscriversi a matematica, fisica o ingegneria. Effettivamente, il matematico, il fisico e l’ingegnere sono tre persone molto diverse che hanno in comune proprio la matematica, però, il matematico studia la matematica nella sua astrazione più totale, il fisico la utilizza applicata ai fenomeni naturali e l’ingegnere per risolvere i problemi. Un esempio molto banale potrebbe essere il fenomeno della caduta dei gravi: il matematico studia le equazioni, il fisico trova l’equazione che descrive un corpo in caduta libera, l’ingegnere applica quest’equazione ai problemi che si trova davanti.

Un altro motivo per cui molti scelgono ingegneria è perché è facile trovare lavoro. Infatti, proprio per la loro natura di «risolutori di problemi», gli ingegneri sono quelli più ricercati nelle aziende, dove, se si verifica un problema, non c’è bisogno di qualcuno che trovi un teorema per risolverlo ma di qualcuno che lo risolva materialmente; e l’ingegnere sfrutta gli strumenti offerti dalla matematica e dalla fisica per risolvere i problemi.

Veniamo ora alla domanda più frequente: Quanta matematica bisogna sapere per iscriversi a ingegneria?
Gli studenti più preoccupati sono generalmente quelli del liceo classico o linguistico, perché hanno una preparazione in matematica che è inferiore a quella dei cugini dello scientifico. È vero che il programma del quinto anno di liceo scientifico è molto vicino al programma dell’esame di Analisi I, ma è anche vero che è l’unico esame in cui sono avvantaggiati. Per laurearsi ad una triennale bisogna sostenere circa venticinque esami. Un esame su venticinque è il quattro percento della laurea. Il quattro percento è ingegneristicamente trascurabile :D.
Per questo motivo non c’è alcun bisogno di preoccuparsi, per seguire i primi corsi di ingegneria sono sufficienti le basilari nozioni di trigonometria e qualche formula geometrica, come le relazioni sui triangoli rettangoli, perimetro ed area della circonferenza, piano cartesiano, ecc…
Quali sono allora le reali competenze richieste per un ingegnere? Sicuramente un minimo di ingegno, intuitività e intelligenza, che possono essere utili nelle altre materie, ma sono fondamentali per far fruttare appieno i corsi di ingegneria. Ricordate che l’obiettivo dell’ingegnere dev’essere quello di risolvere i problemi, e i problemi non si risolvono imparando formule e dimostrazioni a memoria ma sapendoli applicare in maniera corretta.

Una volta deciso di voler fare ingegneria resta un problema: Che ingegneria scelgo?
Questo è sicuramente un bel problema, l’unico consiglio che posso dare è quello di scegliere la materia che più può interessare e per farlo può essere d’aiuto leggersi gli esami e le loro descrizioni nella guida dello studente di ogni facoltà. Un vasto elenco delle varie ingegnerie che esistono è presente su Wikipedia.
Per quanto riguarda gli esami, il primo anno è praticamente uguale per tutte le ingegnerie: Analisi I, Analisi II, Geometria e algebra, Fisica I, Fisica II, Informatica, Disegno, e Chimica. Sono gli strumenti di base che servono ad un qualsiasi ingegnere e non vanno sottovalutati. Dal secondo anno in poi gli esami iniziano a diventare più specifici e finalmente si ha a che fare con le materie che costituiranno il pane quotidiano per il resto della carriera universitaria!

Un’altra questione che terrorizza chi si vuole iscrivere a ingegneria è: Quanto devo studiare?
La risposta è semplice: tanto. Questo «tanto» non è comunque in alcun modo paragonabile allo studio delle scuole superiori. Alle superiori si è costretti a studiare materie che spesso non ci interessano neanche lontanamente e inoltre si utilizza un metodo di studio che non sempre è adatto anche all’università. A ingegneria si studiano le materie che più ci interessano e quindi anche se passi giornate intere sui libri lo fai con piacere, perché studi argomenti che ti appassionano. È per questo che bisogna fare molta attenzione alla scelta della facoltà, perché una scelta sbagliata porta inesorabilmente al fallimento. Se non c’è passione, studiare diventa impossibile.
Volendo quantificare un po’ quel «tanto»: 3-4 ore durante il periodo dei corsi e 9-10 ore durante il periodo degli esami.
Per uno studente liceale abituato a studiare un paio d’ore a settimana questi numeri possono spaventare ma, ripeto, lo studio che si fa al liceo non è paragonabile allo studio che si fa all’unviersità.

Per quanto possa sembrare banale, un consiglio che vorrei darvi se vi iscrivete a ingegneria, è quello di studiare tutti i giorni, anche durante i corsi. Sì, è una cosa che dicono dalle scuole elementari, ma non lo capisci finquando non arrivi all’università! Ridursi a studiare gli esami 15-20 giorni prima è difficile, è molto stancante e non permette di stare al passo con gli altri esami. Anche una semplice lettura degli appunti presi in classe, per capire meglio i concetti spiegati, può aiutare tantissimo quando ci si ritrova a dover sostenere cinque esami in due mesi.

Gli ultimi due argomenti di cui volevo parlare sono professori e voti. Il primo esame è sempre quello più difficile, perché si pensa al docente universitario come ad una chissà quale entità aliena dalla conoscenza assoluta alla quale non è possibile rivolgersi in alcun modo. No. I professori universitari sono esseri umani (già)! E spesso con loro si instaura un rapporto persino migliore di quello che si aveva con i professori al liceo. Magari con una classe di trecento allievi può essere più difficile, ma dal secondo anno in poi spesso non si superano le cinquanta persone per aula.
I professori mettono a disposizione un orario di ricevimento che consiglio di utilizzare, infatti la maggior parte di loro è molto ben disposta a dare spiegazioni.
I voti, infine, sono forse l’argomento più difficile da trattare. C’è chi preferisce mantenere una media alta e ci mette una vita a laurearsi, chi accetta tutto e si laurea in poco tempo. Poi ci sono le vie di mezzo e i casi particolari. Il voto è sì importante, ma non deve diventare un’ossessione. Spesso i professori si indispettiscono quando uno studente rifiuta un voto e, assieme al fatto che è difficile (e soprattutto noioso) studiare due o più volte uno stesso esame, capita che lo studente è costretto ad accettare un voto persino inferiore a quello che aveva rifiutato.
Prendersi un po’ più di tempo per avere un voto migliore può andare bene, ma le aziende spesso preferiscono assumere persone laureate in meno tempo, piuttosto che con un voto appena migliore ma laureate in più tempo. Per questo motivo bisogna trovare il giusto compromesso tra voti e tempo, per laurearsi con i voti più alti possibili nel minor tempo possibile, in modo da avere un’efficienza massima. Ovviamente questo rapporto dipende dalle capacità dello studente.

Un appunto infine per quanto riguarda quella specie di “test d’ingresso” che hanno proposto da un paio d’anni ai neoiscritti. È molto facile superarlo se avete conoscenze in matematica e può essere superato anche se si hanno conoscenze in altre materie. Se non doveste passarlo potete iscrivervi tranquillamente a ingegneria, solo che non potrete fare l’esame di Analisi I finquando non passerete questo test. Anche se non avete alcuna conocenza in matematica, dopo aver seguito i corsi del primo semestre, superarlo sarà una passeggiata ;). Il suo obiettivo è quello di «spaventare» tutti quelli che si iscrivono a ingegneria solo perché “Si dice che si trova lavoro“. Non lasciatevi ingannare dall’esito del test d’ingresso, né tantomeno dal voto dell’esame di maturità. Se avete passione per la materia che state per affrontare e siete pronti a studiare, riuscirete senza troppi problemi.

Per ulteriori domande potete utilizzare i commenti ;).


PyFoil 1.2

Ecco la nuova versione della mia applicazione PyFoil, sviluppata in Python per Symbian S60.

Purtroppo a causa della mancanza di tempo non sono riuscito a completarla e sono presenti alcuni bug che segnalo stesso in questa pagina:

  • I dati sulla pressione e la temperatura nella stratosfera non vengono calcolati correttamente
  • Il calcolo del centro aerodinamico dell’ala non è corretto in caso di angolo di freccia
  • Il calcolo del coefficiente di momento non è corretto
  • È possibile settare i dati del piano di coda orizzontale, ma questi non vengono ancora utilizzati per fare calcoli

L’applicazione è comunque in grado di calcolare svariati parametri geometrici e aerodinamici sull’ala, impostandone caratteristiche alla radice e all’estremità.

Segue il codice del programma.
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Proiettili a rallentatore

In questo video è possibile vedere cosa succede a dei proiettili di diverso tipo quando si schiantano contro particolari superfici come ferro, ghiaccio, carta, acqua e vetro.

È incredibile notare come l’elevatissima energia cinetica dei proiettili si trasformi in energia interna a causa dell’urto, portando la temperatura del proiettile fino a quella di fusione.


Pain of Salvation – Iter Impius


Mars500, 520 giorni di isolamento

Mars500, è questo il nome dell’esperimento organizzato dall’ESA e l’IMBP che si sta svolgendo a Mosca da qualche settimana per simulare una missione spaziale con equipaggio umano su Marte.

L’esperimento durerà 520 giorni, di cui: 250 giorni per «arrivare» su Marte, 30 giorni per esplorare la superficie del pianeta e 240 giorni per il «rientro» sulla Terra.
L’equipaggio è composto da sei uomini:

  • Diego Urbina, italo-colombiano, 26 anni
  • Romain Charles, francese, 31 anni
  • Alexey Sitev, russo, 38 anni
  • Sukhrob Kamolov, russo, 37 anni
  • Alexandr Smoleevskiy, russo, 32 anni
  • Wang Yue, cinese, 27 anni

La simulazione avverrà interamente in una costruzione di 550 m³ di volume, isolata ermeticamente e divisa in moduli: il modulo medico, il modulo abitativo, il simulatore di atterraggio su Marte e il deposito, contenente frigorifero, palestra, sauna e giardino per gli esperimenti.

Durante tutta la simulazione l’equipaggio sarà costretto al totale isolamento. Durante il primo e l’ultimo mese della missione potranno comunicare con la Terra a voce, ma durante tutto il resto della missione potranno farlo esclusivamente tramite messaggi di testo, i quali arriveranno a destinazione con un ritardo anche superiore ai venti minuti!

L’esperimento sarà supervisionato dall’esterno mediante delle webcam disposte all’interno dei moduli e tutti i parametri medici, psicologici e fisici degli astronauti saranno costantemente monitorati e registrati.

Lo scopo di questo esperimento è quello di conoscere l’impatto fisico e soprattutto psicologico che gli astronauti subiranno durante un periodo così lungo di isolamento. In base all’esito di questa simulazione si deciderà se è possibile una reale missione con equipaggio umano su Marte. Tutti gli altri obiettivi scientifici che sono stati posti per Mars500 sono consultabili presso questo indirizzo.

Durante l’esperimento l’equipaggio sarà costretto a vivere come gli astronauti della Stazione Spaziale Internazionale: esercizi di ginnastica tutti i giorni per almeno un’ora al giorno, pranzi a base di cibo liofilizzato e possibili guasti simulati durante il viaggio.
Tempo fa sono già stati fatti esperimenti del genere, con simulazioni di 14 giorni nel 2007 e 105 giorni nel 2009. Questa però è la prima volta che viene simulata una missione su Marte full-lenght.

Per conoscere i vari sviluppi della missione è possibile seguire il canale su YouTube di ESA, sul quale verrà pubblicato un vero e proprio video diario. Nel seguente video, il primo pubblicato, Diego Urbina ci mostra dall’interno il luogo nel quale vivrà per i prossimi 17 mesi.

Senza dubbio questo esperimento è di grandissima importanza, perché sarebbe impensabile spedire un equipaggio umano in isolamento per quasi due anni nello spazio senza neanche conoscerne le conseguenze.


Tracce dell’Esame di Stato 2010

Ecco le tracce dell’Esame di Stato di quest’anno.


Semplice esempio di riduzione del rumore

Se in questi giorni vi è capitato di vedere una partita dei mondiali di calcio in Sudafrica, avrete senz’altro fatto caso all’insopportabile rumore delle vuvuzela.

In questo articolo voglio mostrare come sia possibile eliminare un rumore sfruttando le caratteristiche fisiche del suono stesso. Il suono è una “vibrazione prodotta da un corpo in rapida e regolare oscillazione, che si propaga nell’aria o in altri mezzi elastici producendo una sensazione uditiva”, questa vibrazione si propaga sottoforma di disturbi di pressione consecutivi che assumono le caratteristiche di onde longitudinali.

Asse delle ascisse: tempo; asse delle ordinate: ampiezza dell'onda

Nell’immagine è rappresentato l’andamento della variazione pressione dovuta all’onda, prodotta da un suono a frequenza costante.

L’eliminazione del rumore si basa sul principio di sovrapposizione delle onde, secondo il quale due onde che si incontrano danno vita a un’onda la cui ampiezza è la somma delle due. Il concetto è chiaramente rappresentato nella seguente animazione:

In base a questo principio, se le due onde sono perfettamente identiche ma hanno ampiezza opposta, queste si annullano. Perciò, per eliminare un rumore, è sufficiente generare un «antirumore» che si annichilisca con il fastidioso suono. I due suoni, rumore e antirumore, devono provenire dalla stessa sorgente, in modo che tutti i disturbi di pressione possano essere eliminati.

Vediamo un semplicissimo esempio di eliminazione di un rumore utilizzando il software opensource Audacity, disponibile sia per sistemi Windows che GNU/Linux.
Apriamo Audacity e creiamo un nuovo suono da Generate -> Tone, impostiamo una frequenza di 1000 Hz per poterlo udire e lasciamo inalterati gli altri parametri. Creiamo una nuova traccia audio tramite Project -> New Audio Track e generiamo un altro suono utilizzando gli stessi parametri del primo. A questo punto, tramite lo strumento Zoom, andiamo a ingrandire le due tracce audio sino a poterne distinguere la forma dell’onda. Selezioniamo interamente una delle due tracce con Edit -> Select -> Cursor to End e clicchiamo sull’icona del Time Shift Tool. Tramite questo strumento è possibile spostare la traccia audio, quindi spostiamo la traccia selezionata fino a far coincidere esattamente la cresta di un’onda con la gola dell’altra, come nell’immagine:

Infine, spostate il bilanciamento di una traccia tutto a sinistra (L) e quello dell’altra tutto a destra (R).

A questo punto, collegate due casse uguali al vostro computer e disponetele una accanto all’altra. Riproducete il suono appena creato e posizionatevi davanti alle due casse: finché vi trovate in questa posizione il suono sarà praticamente impercettibile, se vi spostate più a destra o più a sinistra riuscirete invece a sentirlo.
L’effetto è mostrato anche in questo video girato da me:

Nel video purtroppo non sono riuscito a trovare il punto preciso in cui i due suoni che arrivano al microfono si annullano, perché l’ho girato con il cellulare e non avevo la possibilità di ascoltare il suono registrato durante la ripresa. È comunque possibile notare come varia l’intensità del suono semplicemente cambiando la posizione delle casse.

Il file audio utilizzato è scaricabile tramite il seguente link:
– Rumore.wav –

In questo esempio il rumore eliminato è un semplice suono a frequenza costante, ma ci consente di capire il principio su cui si basano sistemi molto più complessi di eliminazione del rumore, che invece di basarsi su suoni preregistrati analizzano il rumore identificandolo in base a determinati parametri e generano un suono uguale dall’ampiezza opposta, che annulla il rumore.


A time lapse journey through Japan

Se avete una buona connessione, consiglio vivamente di vederlo in HD e a schermo intero.

Avvertenza: può indurre una condizione di deliquio.