Lavoriamo ancora su sacchetti di plastica (1)

Avevamo lavorato tempo fa sui sacchetti di plastica usando il ferro da stiro per fonderli e ottenere un foglio spesso e resistente, con cui realizzare prevalentemente borse e ornamenti. 

Pochi giorni fa Patrizia ha trovato un tipo diverso di oggetti realizzati con sacchetti di plastica

Sesame Street: Air Bear

qui c'è il sito dell'artista, Joshua Allen Harris

Proviamoci anche noi, ci siamo detti.
Abbiamo recuperato qualche sacchetto di plastica e un soffiatore di aria calda detto embosser.

Fondamentalmente è come un phon. Rispetto a un normale phon per capelli ha una imboccatura  più stretta, forse scalda di più (ma non abbiamo misurato la temperatura), la velocità dell'aria in uscita è molto più bassa - queste cose insieme fanno sì che soffi un getto molto localizzato e più caldo, anche se non così caldo come una pistola per sverniciare. Gli embosser sono usati in campo hobbistico per realizzare timbri e simili fondendo polveri da rilievo.

Ecco i risultati delle nostre prime prove.

Patrizia parte con ottimismo, l'idea è di realizzare un orsetto.

L'embosser fa il suo dovere, bisogna tenerlo molto vicino ai lembi da saldare e tenere schermate le parti non interessate. Ma quando cerchiamo di mettere le zampe capiamo che bisogna strutturare meglio il lavoro. Patrizia ha tagliato un foro nel corpo dell'animaletto e inserito la zampa nel foro ma l'operazione di saldatura è più laboriosa di quel che ci aspettavamo. Abbiamo pensato che conviene vedere come fanno i sarti a mettere le maniche a una giacca, realizzando dei semplici cartamodelli che ci guidino al taglio del sacchetto.
Allo stesso tempo dobbiamo immaginarci di realizzare qualche utensile che ci aiuti nel lavoro: p.es. per attaccare un tubo a un foro sarebbe utile non stare piatti sul tavolo ma avere un appoggio in rilievo, un cono su cui infilare il foro e il tubo potendo appaiare i lembi da saldare fra loro.

La procedura è rimasta quindi in sospeso, dovremo fare un po' di pensate e di prove. Invece abbiamo acquistato sicurezza sulla termosaldatura.

Abbiamo provato sacchi grandi e trasparenti della spazzatura, shopper "ecologici", protezioni delle maniche da laboratorio, e tutti hanno dato buoni risultati. Abbiamo provato anche uno dei fogli plastici che gli imbianchini usano per proteggere i mobili quando tinteggiano: funziona ma è così leggero da essere poco maneggevole, svolazza ovunque - lo avevamo scelto proprio perchè leggero, si presta bene a essere gonfiato con un flusso leggero di aria.

Nuove prove ci aspettano!

Il nastro di carta si anima

Sabato scorso i visitatori si sono dedicati al Tapigami, l'arte di costruire forme usando in modo appropriato il nastro adesivo di carta.
Il tema del pomeriggio era grosso modo "è arrivata la primavera, realizziamo un prato ricco e bizzarro". Ecco qualcuna delle opere.

 

Musica molle

Continuiamo a lavorare sui suoni nei materiali. Ci siamo occupati di molle.
Come sempre, usiamo le lastrine piezoelettriche, sia come altoparlante sia come microfono. Il microfono piezo è a contatto ed è quindi il più adatto a sentire i suoni nei materiali.
Per prima cosa Sabrina prova a far viaggiare il suono sia nel ripiano di legno sia nella gamba metallica del nostro carrello.

Poi comincia a usare le molle. La prima è piuttosto rigida.

La seconda è meno rigida, con spire più "fitte" e dà molta soddisfazione.

La terza l'abbiamo tolta a un gioco: il classico telefono a spago dove lo spago è sostituito con una molla. Come telefono non funziona un granchè, ma la molla ci porta quasi in Guerre stellari.

Sul muro del laboratorio Materiali ci sono due pannelli metallici portautensili, che usiamo per appendere alcuni degli oggetti che ci servono nelle attività con studenti e visitatori. Ne abbiamo usato uno per realizzare un "circuito sonoro".

Appena Sabrina appoggia l'altoparlante sul pannello metallico si sente un po' di musica: il pannello e la lastrina diventano un grosso altoparlante.

E per chiarire che quello piezoelettrico non è un microfono come gli altri ...

Le puntate precedenti del lavoro sui suoni nei materiali sono:
Prove propagazione suono nell'acqua
Percorso sul suono, laboratorio materiali, i lavori procedono!
Suoni nell'acqua: una grossa correzione
Suoni nell'acqua: trovato l'errore!
Cosa bolle in pentola?

Giochiamo con la sabbia, ma da ingegneri

Oggi finisce la Settimana dell'ingegneria dedicata alle scuole in visita al museo, domani e dopo si svolge il primo fine settimana dedicato ai visitatori del museo. Sono attività che fanno parte di un progetto europeo più vasto e articolato chiamato Engineer.
Abbiamo proposto tre tipi di attività diverse: la costruzione di automata, la realizzazione di uno strumento musicale a corda, la messa in sicurezza di edifici costruiti su terreni granulari mooolto bagnati.
Ho seguito quest'ultima attività. Il fenomeno è presentato in un video del post Sabbia + acqua = fenomeni interessanti.

I partecipanti ricevono un contenitore con sabbia intrisa d'acqua e una "casa" costituita da tre piastrelle metalliche tenute insieme da un elastico. Hanno a disposizione cannucce, spiedini di legno, pipette, fogli di pellicola per alimenti, pezzi di camera d'aria per intervenire sulla casa e/o il suo ambiente in modo che la casa non si inclini quando si picchietta l'esterno del contenitore simulando un terremoto.
I partecipanti provano il fenomeno, pensano che cosa fare, ricevono i materiali e partono con la costruzione.

Le realizzazioni devono funzionare, cioè evitare che la casa si inclini, e molti le elaborano da un punto di vista "architettonico".

Vecchi materiali, ma molto nuovi

Ho ripreso a girovagare sul web per rimpolpare le attività del nuovo laboratorio sui materiali.

Ecco tre conferenze TED su nuovi materiali, che sono anche antichi.
Fiorenzo Omenetto: Seta, l'antico materiale del futuro.
Eben Bayer: i funghi sono la nuova plastica?
Suzanne Lee: coltivate i vestiti!

Non riguardano materiali "antichi" che vivono una vita moderna, ma sempre di materiali si tratta
New Super-Waterproof Material Makes Water Drops Bounce Off
Nano-cone textures generate extremely 'robust' water-repellent surfaces
Me li ha indicati Fabrizio.

e per ultimo
5 Crazy New Man-Made Materials That Will Shape the Future

Stirando sacchetti di plastica

Il prossimo sabato e domenica è un week end speciale dedicato al ciclo di vita dei materiali e una delle attività che proponiamo riguarda stirare sacchetti di plastica per fonderli insieme e ottenere un foglio resistente con cui realizzare oggetti, p.es. un portafoglio, una piccola borsa, un ornamento personale. Abbiamo visto come si fa in tutorial semplici e precisi tipo questo:

Fusing plastic bags

e abbiamo visto che anche l'Exploratorium lo propone ai propri visitatori del Tinkering Studio. Quindi, ispirandoci a loro (noooon copiando!), ci abbiamo provato.
E' una attività semplice, il ferro da stiro va impostato a una temperatura bassa (sintetici o seta), non ci sono fumi o odori sgradevoli (comunque teniamo aperta la finestra del laboratorio). I fogli che si ottengono possono essere cuciti: facciamo fare i fori con un chiodo e usiamo aghi senza punta e filo di cotone da ricamo  un po' spesso (ma anche spago sottile e simili). Lo spessore dei fogli viene determinato da quanti strati di sacchetto si mettono e dallo spessore della plastica del sacchetto. Non vanno bene i sacchetti compostabili.
Le prime prove ci hanno dato soddisfazione (nelle foto che seguono si vede al lavoro Patrizia).

in fase creativa

 in fase operativa

curiamo i dettagli 

ecco una prima versione di portasmartphone, da rifinire

esempi di fogli ottenuti con inserti di sacchetti diversi

Altri tutorial (ma ce ne sono decine)
Plastic Fusing Tutorial 
How to Fuse Plastic Bags into a Laptop Case - Threadbange... 
Melt! Fuse! Transform! - Part 1: Overview 
Melt! Fuse! Transform! - Part 2: Melt! 
Melt! Fuse! Transform! - Part 3: Explaination of photo fabric transfer technique 

Suoni nell'acqua: trovato l'errore!

"abbiamo fatto luce sul suono!" e quindi svelato il mistero che ammantava quello che pareva essere un semplice esperimento sulla propagazione dei suoni nell'acqua.
Un breve riassunto lo trovate
Qui: primo esperimento sulla propagazione dei suoni in acqua con trasduttori piezoelettrici
qui: iniziano i lavori di costruzione dei kit per il laboratorio
qui: la scoperta dell'errore, nei commenti si trova anche la descrizione del resto delle prove che abbiamo effettuato, ovvero mettere tutti i cavi in ammollo nello stesso contenitore pieno d'acqua.

Insomma, cosa succede? La propagazione del suono non c'entra niente, c'entra invece la propagazione del segnale elettrico. Pensavamo fosse impossibile avendo messo tutti i fili "in corto" nell'acqua, ma ci sbagliavamo! Infatti nessuno dei fili è proprio in corto, l'acqua offre una certa resistenza elettrica ( Per avere un'idea un centimetro "lineare" di acqua del museo ha una resistenza di circa 60 ohm) e non si comporta quindi come un perfetto conduttore! Riporto lo schema semplificato dell'esperimento che abbiamo svolto qui accanto.

Il primo dei tre circuiti rappresenta il nostro sistema composto da un lettore musicale (a sinistra) i cui cavi di uscita privati dell'altoparlante sono stati messi in acqua insieme ad i cavi di ingresso di un amplificatore per chitarra elettrica (sulla destra).
Quel groviglio di resistenze al centro rappresenta la resistenza che offre l'acqua al passaggio di corrente elettrica tra tutti e quattro i fili immersi. Gli altri due circuiti subito sotto rappresentano, insieme, un'ulteriore semplificazione del primo circuito. (Ecco in verità bisogna fare la differenza tra i due circuiti dato che se provaste a seguire l'andamento della corrente col dito vi rendereste conto da soli che è di verso opposto in uscita Vo ) Ma anche senza perdersi in difficili calcoli è  evidente come l'equazione in fondo sia ben diversa da "zero", ovvero la tensione in uscita Vo totale dipende dalla tensione in ingresso Vi in relazione a tutte le resistenze del circuito, che in questo caso variano al variare della distanza dei cavi immersi in acqua.
Non è chiaro qualcosa? Non torna qualche conto? Aggiungete tutti i commenti qui sotto!

Suoni nell'acqua: una grossa correzione

Prima del periodo di ferie avevamo provato a usare un microfono piezoelettrico immerso nell'acqua. A un certo punto abbiamo immerso anche un piccolo altoparlante con risultati fantastici: http://lavorincorso-museoscienza.blogspot.it/2013/08/prove-propagazione-suono-nellacqua.html.
Ora abbiamo ripreso le prove e abbiamo sostituito l'altoparlante (tipo cuffia ad archetto) con una capsula piezoelettrica. L'effetto c'è, il microfono immerso ci fa sentire bene il suono inviato al piezo-altoparlante. Abbiamo provato a sostituire l'acqua con lo shampoo e va ancora meglio. Tutti contenti.

Poi ci siamo accorti che stavamo sbagliando, e parecchio. In effetti abbiamo capito che il segnale elettrico che arriva all'altoparlante viaggia nel liquido e arriva ai contatti del microfono piezo, anche se abbiamo coperto di colla a caldo una delle sue facce, isolandola elettricamente. Insomma, sembra proprio che quello che sentiamo non sia dovuto alla propagazione del suono nell'acqua ma alla propagazione del segnale elettrico. Non capiamo bene come funzioni, e fondamentalmente non capiamo in dettaglio la situazione elettrica sulle due facce della capsula piezoelettrica. Bisogna studiarci un po'.

Percorso sul suono, laboratorio materiali, i lavori procedono!

Cosa stiamo combinando?

Stiamo preparando il materiale per il nuovo percorso sul suono all'interno del Laboratorio di Materiali.

Sul banco da lavoro si trovano degli amplificatori di vario genere, dei microfoni tradizionali, dei microfoni "un po' speciali" e dei piccoli altoparlanti.

Molto spesso questi oggetti di tipo comune come questi vengono da noi presi e modificati/aperti/rotti/aggiustati/incollati/saldati/pegati/etc per questioni di necessità -ad esempio l'oggetto che ci serve non è stato ancora inventato- oppure come in questo caso semplicemente per aumentarne la robustezza e quindi permettere ai visitatori di farne l'uso più inappropriato possibile "...come suona un microfono se ci salgo sopra con la sedia?!?" ecco.

Qualcuno dei test già eseguiti lo trovate QUI!

Prove propagazione suono nell'acqua

Stiamo preparando un nuovo percorso sul suono per il laboratorio di materiali: cosa succede quando i suoni incontrano appunto diversi materiali?

Abbiamo cominciato la sperimentazione effettuando delle prove con dei piccoli diffusori acustici - altoparlanti tipo cuffie ad archetto - e dei microfoni piezoelettrici immersi in un contenitore pieno di acqua.

 

Con grande stupore ci siamo resi conto di quanto i collegamenti elettrici non risentano per niente della presenza dell'acqua (poi, per scrupolo di sicurezza, abbiamo isolato e sigillato i contatti elettrici con la colla a caldo) e di quanto bene funzioni il microfono piezoelettrico in immersione: si comporta come un perfetto idrofono. (successivamente ci siamo accorti di un grosso errore, vedi http://lavorincorso-museoscienza.blogspot.it/2013/09/suoni-nellacqua-una-grossa-correzione.html)

Microfono piezoelettrico

Piezoelettrico lato collegamenti

Altoparlante recuperato da una cuffia

Tutto a bagno!!

E questa è solo una delle prove, un'altra la trovate qui!

Sabbia + acqua = fenomeni interessanti

Partecipiamo al progetto europeo Engineer sviluppando l'unità legata all'ingegneria geotecnica, quindi ho imparato un po' di cose sui terreni e le loro caratteristiche. Avevo già pasticciato con la sabbia quando mi sono occupato di materiali granulari, ma in genere era sabbia asciutta. L'unico fenomeno con sabbia bagnata che avevo incontrato è il cosiddetto "effetto bagnasciuga" (o forse sarebbe meglio "effetto battigia"?):

The Wet-Sand Effect  http://youtu.be/B_qRh5Y-hO8 

Ho scoperto un altro e sorprendente fenomeno, che avviene quando la sabbia è satura di acqua: la liquefazione del suolo (o Liquefazione delle sabbie come è chiamata su wikipedia italiana - vedi anche la più estesa Soil liquefaction su wikipedia inglese).

Dilatency and Liquefaction of a fine sand from Matt Kuchta on Vimeo.

La liquefazione del suolo non è solo un fenomeno sorprendente, accade a grande scala durante i terremoti che avvengono in località con un terreno di caratteristiche simili: è avvenuto anche durante il terremoto in Emilia e ha contribuito a danneggiare gli edifici (anche un edificio ragionevolmente antisismico ha dei problemi quando si inclina perchè affonda nel suolo).

http://youtu.be/FH84wrnvHpw

Altre informazioni si trovano in Soil Liquefaction web site.
Quando entra in gioco l'argilla la liquefazione diventa ancora più marcata:

Extreme Soil Liquefaction  http://youtu.be/Rd6W2aP2dkA

Un evento provocato da un terreno ricco di argilla è documentato da un filmato del 1978

The Quick Clay Landslide at Rissa - 1978  http://youtu.be/3q-qfNlEP4A

Sembrava tutto. Ma proprio ieri una collega israeliana mi ha segnalato questo video:

Dispatches from the Dirt Lab #2: Building Better Sandcastles from Matt Kuchta on Vimeo

Salva lo snack: una classe riesce a creare un packaging efficacissimo

Qualche tempo fa avevamo invitato le scuole a partecipare al concorso Salva lo snack, in cui chiedevamo di
far arrivare sana e salva una patatina al Museo, costruendo una confezione che fosse efficace e allo stesso tempo leggera e poco ingombrante.

I ragazzi della 2C dell'IC di Carnate hanno risposto con un bellissimo lavoro.

In classe hanno utilizzato le loro competenze nell'ambito dei vettori e della composizione chimica dell'aria per risolvere questo problema molto concreto.

Ci è piaciuto il loro modo di provare tante soluzioni diverse, studiandone i pro e i contro.

E poi il modo in cui alcune "nozioni" curricolari sono state integrate in un ragionamento applicato al mondo vero e quotidiano.

Ecco alcune immagini del pacchetto che ci hanno mandato:


Il pacchetto arriva avvolto in due buste.

Il pacchetto è davvero molto resistente e pesa solo 95 grammi.

All’interno del pacchetto la patatina è ulteriormente protetta da lamelle di alluminio, che estraiamo grazie ad un’ingegnosa e molto ben indicata apertura.

Il concorso è stato realizzato nell’ambito del progetto europeo Pathway.

Una interessante sostanza malleabile

Finalmente il rinnovato laboratorio Materiali è stato inaugurato e ha iniziato la sua attività con scuole e pubblico!
Uno dei materiali che usiamo nelle attività è una termoplastica chiamata spesso Polymorph (nome commerciale), una plastica che diventa malleabile attorno ai 70°C. L'ho trovata anche con il nome di Duraform.

Alla partenza si presenta come un insieme di sferette bianche. Le metti nell'acqua alla giusta temperatura (noi teniamo i 75°C) e dopo poco (diciamo 30 secondi - 1 minuto? non l'ho mai cronometrato) le sferette diventano trasparenti e si uniscono le une alle altre.

Estrai dall'acqua il tutto e puoi lavorarlo a mano. Anche se è a temperatura elevata non ti scotti, probabilmente perchè è un cattivo conduttore di calore (certo, bisogna evitare di toccare l'acqua calda).

Resta ben malleabile per poco più di 1 minuto, che sembra poco ma alla fin fine è un tempo sufficiente per prendere confidenza con il materiale e realizzare una forma. Comunque può essere riciclata rimettendo il pezzo che hai lavorato nell'acqua calda: noi usiamo un bagno termico che il termostato mantiene a 75°C. Naturalmente oggetti grossi impiegano più di una trentina di secondi per tornare malleabili. 

Polymorph casting - how to

Quando si è indurita è davvero dura, p.es. può essere forata con un trapano. Permette di realizzare oggetti o parti di oggetti (p.es. per riparare un pezzo rotto). Ho letto che viene usata anche in scenografia per costruire oggetti di scena sia per il teatro sia per set fotografici . 

Una penna dal tratto solido

Girellando per il web ho trovato questo dispositivo fantastico: il 3Doodler, parente ancor più amichevole di una stampante 3D.

Informazioni e video:
3Doodler, la prima penna che stampa in 3D spopola su Kickstarter, un articolo di presentazione in italiano
3Doodler: The World's First 3D Printing Pen la descrizione del progetto su Kickstarter, uno dei siti in cui è possibile presentare un proprio progetto chiedendo alle persone di finanziare la sua realizzazione
Welcome to 3Doodler, il sito ufficiale del progetto
3Doodler Lets You Hand-Draw 3-D Objects, la presentazione su Wired

La voglioooo!

Un palloncino pieno non d'aria ma di farina

Da un po' di tempo abbiamo familiarità con la mano sabbiosa

un guanto di lattice riempito di sabbia che viene messo sotto vuoto con una pompa (usiamo quella che serve a svuotare dall'aria i canotti).

Normalmente prepariamo la mano sabbiosa come dimostrazione svolta dal conduttore dell'attività, perchè resta attaccata alla pompa e non possiamo farla circolare fra i partecipanti. Però per il laboratorio sui materiali a Erica e a me piacerebbe far provare a tutti come si comporta un granulare "impaccato", come diventi malleabile, e ragionare sull'effetto dell'attrito fra i granelli del materiale. Ci sono venuti in mente quei palloncini antistress pieni di farina che circolavano anni fa, perchè non fare quelli? Sembra facile, ma la partenza è stata più difficile del previsto. Abbiamo provato a versare direttamente la farina nel palloncino usando un imbuto ma per tendere un po' il palloncino bisogna premere la farina con un bastoncino e non è così comodo.

Abbiamo provato a riempire il palloncino e aspirare l'aria con la pompa, come facciamo con la mano,  ma non va: per di più la farina rischia di entrare nella pompa (con la sabbia usiamo un filtro realizzato con un pezzetto di collant ma per la farina non è abbastanza fitto). Allora abbiamo provato a sfruttare l'effetto centrifugo per tendere il palloncino, ma ancora niente.

Alla fine siamo riusciti a scoprire quale è la procedura efficace. Eccola.

_serve una bottiglietta vuota di acqua, da 33 cl
_metti nella bottiglia la quantità di farina che deve riempire il palloncino: l'aiuto di un cono di carta è apprezzabile ed è meglio versare nel cono poca farina per volta, se ne metti troppa tutta insieme si forma un tappo fastidioso da eliminare

_gonfia un po' il palloncino
_infila l'imboccatura della bottiglia nell'imboccatura del palloncino

_capovolgi la bottiglia in modo che il palloncino sia in basso e fa scendere la farina dalla bottiglia nel palloncino: strizzare gentilmente la bottiglia aiuta

finalmente la farina è scesa tutta, ma nel palloncino rimangono sacche di aria che vanno eliminate e qui arriva l'idea di Erica:
_tenendo stretto il collo del palloncino staccalo dalla bottiglia, strizza la bottiglia e mantenendola schiacciata rimetti il palloncino sulla sua imboccatura (inutile dire che è meglio essere in due a manipolare palloncino e bottiglia)
_quando lasci libero il collo del palloncino l'aria va nella bottiglia, che è a pressione minore: non importa che salga anche un po' di farina perchè strizzando e rilasciando piano piano la bottiglia  tutta l'aria sale e tutta la farina scende - per aiutare ad aprire le sacche d'aria batti gentilmente il palloncino sul tavolo, picchiettalo con la mano, stringilo e rilascialo
_quando strizzando e rilasciando la bottiglia non sale più farina e schiacciando il palloncino lo senti compatto e malleabile, staccalo dalla bottiglia e annodane il collo
ora il palloncino è pronto per essere modellato

Attenzione a non farsi prendere troppo dalla foga: alla fin fine dovrebbe essere un antistress!