Tribologia: "I’argomento scientifico più importante di cui nessuno ha mai sentito parlare" di Achille De Tommaso 21-7-2019

Forse, più precisamente, questo titolo dovrebbe essere: "Tribologia: il più importante conglomerato multidisciplinare delle scienze di cui nessuno ha mai sentito parlare". Eppure penso che la maggior parte delle persone sarebbe sorpresa di apprendere quanto la tribologia sia prevalente ovunque nel nostro mondo.

La tribologia è un nome soggetto al farti guadagnare sguardi vuoti anche da parte di scienziati, per non parlare di uno sconosciuto a una festa. Quando un tribologo risponde alla temuta domanda: "tu che lavoro fai?", le reazioni alla risposta includono sorrisi educati, e ipotesi che conducono a studi antropologici su tribù africane . E se il tribologo si dilunga a spiegare quello che fa, la spiegazione è così complessa che lascia l'ascoltatore non meglio di prima.

Eppure non dovrebbe essere così. La tribologia, quando la si suddivida nelle sue parti componenti di attrito, usura e lubrificazione, è probabilmente la scienza più influente sulla nostra vita quotidiana. Di solito è classificata come parte dell'ingegneria meccanica, tuttavia è un soggetto meravigliosamente multidisciplinare. È la combinazione di così tanti aspetti della scienza che la rende un tema affascinante a qualsiasi livello.

Quindi cos'è la tribologia? La definizione ufficiale è " la scienza delle superfici interagenti in movimento relativo ". Questo potrebbe far brillare una luce per quelli già istruiti in materie tecniche, ma non è sicuramente di grande aiuto se cerchi di spiegarlo a tua madre.

In sostanza si tratta di cose che si toccano e si sfregano insieme. Il termine deriva da una parola greca, tribos ("sfregamento"). La tribologia come la conosciamo oggi è iniziata negli anni '60, quando un comitato presieduto dal dott. Peter Jost propose lo studio di questa nuova scienza per riunire i settori precedentemente separati di attrito, usura e lubrificazione. Una mancanza di conoscenza in questo campo è percepita non solo nella ricerca, ma anche nell'industria; dove una buona pratica tribologica può potenzialmente risparmiare tanti soldi.

La tribologia influisce su tutto ciò che facciamo, il che è ciò che rende questo argomento così ampio. Ogni industria che ti interessa nominare utilizzerà la tribologia in una misura o nell'altra; dall'automotive all'aerospaziale, dalle sostituzioni articolari umane agli spazzolini da denti. Alcuni vantaggi sono più evidenti di altri: ad esempio, la tribologia è responsabile dello sviluppo degli oli multigrade usati nei motori delle auto. Prima dei multigrade, dovevi cambiare l'olio tra estate e inverno, poiché la temperatura ambiente influiva sulla viscosità dell'olio; e, all'aumentare della temperatura (cioè durante i mesi estivi), le molecole di olio si espandevano e non interagivano più tra loro. I polimeri a catena lunga, che vengono aggiunti all’olio per renderlo multigrade, vengono aggiunti all'olio, facendo si che si aggroviglino tra le molecole e impediscano che si spostino. Tutto merito della tribologia.

Altri vantaggi sono meno intuitivi: la tribologia è molto importante negli sport di tutti i tipi, spesso per ragioni completamente opposte. Ad esempio, le scarpe da arrampicata hanno bisogno di un alto coefficiente di attrito con le superfici che incontrano: l'ultima cosa che gli scalatori vogliono, è che i loro piedi scivolino quando sono appesi a una parete rocciosa. (Spiderman stesso non sarebbe altro che uno strano uomo in una tutina se non per un alto attrito con le pareti, che sicuramente gli viene da studi tribologici J).

D'altra parte, qualsiasi sport sulla neve richiede il minor attrito possibile per consentire a sciatori, snowboarder e pattinatori di planare sulle superfici più rapidamente. Una recente applicazione che personalmente mi affascina è la connessione tra due aree di tribologia apparentemente molto diverse: il collegamento degli sport invernali con le ferrovie (soprattutto tramvie). Come funziona? Bene, molte persone hanno spesso i loro tram in ritardo a causa di foglie presenti sulle rotaie, anche se non sempre viene loro detto che questa è la causa del ritardo. La ragione di ciò: quando le foglie giacciono su una rotaia, le pressioni estremamente elevate esercitate dalle ruote del treno provocano un coefficiente di attrito estremamente basso tra le ruote e la rotaia, il che causa tutti seri problemi nella conduzione dei tram. E questo per colpa delle foglie. La conoscenza di questo effetto, molto conosciuto dai tramvieri, può essere applicata agli sci: copiando la struttura delle foglie che causano un basso attrito, si può creare uno strato idrofobo per la soletta di uno sci. L'idrofobicità è una misura di quanto un materiale respinga l'acqua; ed è stato stabilito che gli sci, quando corrono, scorrono su un sottile strato d'acqua creato tra lo sci e la neve. Minore è il contatto con il film d'acqua, minore attrito ostacolerà il movimento dello sci. L'aumento dell'idrofobicità non solo migliora le prestazioni, ma presenta anche altri vantaggi, come una ridotta manutenzione (dato che una soletta da sci superidrofobica potrebbe non richiedere la sciolinatura). Questo esempio dimostra chiaramente l'ampia gamma di applicazioni e benefici che derivano dalla ricerca tribologica.

Se vi interessa l’argomento, in un prossimo articolo vi evidenzio come Leonardo da Vinci sia stato il primo, vero, tribologo.

(Continua)