CASTELLI DI SABBIA



Il materiale utilizzato per realizzare un castello può essere sia semplice sabbia di mare impastata con acqua che sabbie di cava o di fiume (sempre sabbie naturali). Queste ultime sono perfette per la realizzazione di opere che possono durare anche anni (nella città di Minamisatsuma, Kagoshima, in Giappone c'è una scultura che ha 25 anni) perché contengono una piccola percentuale di limo (circa il 10%, sabbie debolmente limose) che funge da collante naturale. Un'altra caratteristica che rende una sabbia ottima per la realizzazione di queste opere è data dalla forma dei granelli che la compongono: una forma a spigoli vivi è l'ideale per garantire una perfetta coesione tra granelli. Per avere una semplice idea di ciò è sufficiente depositare due quantità uguali di sabbie diverse perfettamente asciutte e lavate su di una superficie liscia e notare il "cono" che queste producono. Un cono più alto è indice di una sabbia migliore.

L'altro elemento indispensabile è l'acqua che può essere sia di mare che di fiume. Sfatiamo la leggenda che l'acqua di mare perché contenente sale sia migliore come legante, al contrario, per opere che devono resistere anche per mesi il sale presente all'interno dell'acqua di mare formerebbe col passare delle settimane delle inflorescenze biancastre sulla superficie della scultura. Il vero legante è dato dalle molecole d'acqua che essendo polari presentano una carica negativa e positiva, quindi queste molecole si comportano come vere e proprie calamite.

Chi di voi volesse verificare questo con un semplice esperimento può prendere due bicchieri trasparenti, nel primo versare acqua e nel secondo benzina o alcol, con una matita creare un vortice nei due liquidi e notare che il vortice all'interno del bicchiere contenente l'alcol sarà più grande tanto da far fuoriuscire il liquido. La formazione di un vortice più grande è indice di una minor coesione tra molecole dell'alcol rispetto a quelle dell'acqua che, essendo polari esercitano una maggior attrazione tra di loro.

Per sculture che devono durare il più possibile, appena ultimate si può spruzzare sulla superficie dell'opera con un nebulizzatore un velo di colla diluita con acqua. Questa operazione rende la superficie impermeabile e quindi trattiene l'umidità all'interno della scultura impedendo che questa si asciughi e quindi che crolli. Questa operazione è ottima per garantire una certa sicurezza soprattutto quando le sculture non sono riparate e quindi esposte al vento e al sole. La coesione dei granelli di sabbia è quindi affidata all'acqua che, come abbiamo visto prima è formata da molecole polari. Questa caratteristica permette di garantire un'ottima coesione anche con una minima quantità d'acqua, è sufficiente uno solo strato di molecole d'acqua tra i granelli di sabbia. Questo spiega il fatto che anche sculture che ad un'occhiata esterna ci appaiono bianche e completamente disidratate non crollino. La quantità enorme di acqua che si utilizza per la preparazione dell'impasto con la sabbia in realtà è superflua, serve esclusivamente per far sì che l'acqua si distribuisca omogeneamente su tutti i granelli di sabbia.

Possiamo individuare due tecniche base di costruzione: la prima consiste nell'ammucchiare "frittelle" di sabbia una sull'altra, la seconda prevede l'uso di "casseforme" di legno o in plastica (tecnica desunta dall'edilizia per colare il cemento all'interno della cassaforma). Questi due metodi si utilizzano per ottenere un mucchio di sabbia ben compattato da cui ricavare la scultura. La prima è di più facile attuazione (si necessita semplicemente di un secchio e una paletta) mentre la seconda è più laboriosa ma consente opere notevolmente più ardite. Oltre a queste due tecniche per ammucchiare la sabbia, possiamo individuarne una terza, ideale per aggiungere piccoli elementi di dettaglio che per semplicità chiameremo tecnica di "montaggio". Con il "montaggio" si realizzano colonne, capitelli, merli o anche parti decorative di statue, tutti elementi realizzati vicino alla scultura e successivamente trasportati e montati su di essa.

Si possono utilizzare mirette con punta in ferro per scolpire il legno o semplicemente coltellini di varie misure, ogni scultore della sabbia ha strumenti personalizzati che spesso realizza in proprio per specifiche esigenze.

L'estrema labilità delle costruzioni di sabbia ha fatto sì che l'espressione "castello di sabbia" entrasse nel linguaggio comune per indicare, in senso lato, un'opera umana realizzata in modo assolutamente precario e poco duraturo.



La creazione di castelli di sabbia è uno dei più classici passatempi da spiaggia che coinvolge bambini di ogni età, molto spesso aiutati da adulti. Non di rado le opere raggiungono un elevato livello tecnico ed artistico, tanto che se ne organizzano addirittura competizioni pubbliche.

Daniel Bonn e il suo entourage di scienziati del Laboratorio di Fisica Statistica di Parigi hanno studiato il problema del cedimento attraverso esperimenti di vario tipo, compresi quelli pratici, che hanno portato alla soluzione tanto agognata più o meno da chiunque dai due anni in su.
Costruendo colonne di sabbia sempre più alte e studiandone il punto di cedimento, hanno dedotto una verità allo stesso tempo semplice quanto complicata: il 99% del volume deve essere composto da sabbia asciutta e solo l’1% da acqua.
Gli scienziati hanno continuato lo studio costruendo colonne sempre più alte per capire quale fosse il limite. Il risultato è che più è larga la base, minore è il rapporto fra altezza e raggio.

Anche se la formulazione adottata dai ricercatori ha un aspetto molto ludico ed estivo, il problema affrontato è di carattere generale e le sue soluzioni possono avere applicazioni nel campo dell’ingegneria civile e della meccanica del suolo. Per quanto, infatti, esistano stime secondo cui la movimentazione e il flusso di materiali granulari sia responsabile di circa il 10 per cento del consumo mondiale di energia mondo, non sono mai stati condotti molti studi quantitativi sulle proprietà meccaniche di sabbia bagnata. Tant’è che “per i castelli di sabbia, l’unica stima reperibile in letteratura indica che la stabilità... raggiunga il massimo per un castello di sabbia di circa 20 centimetri di altezza. In forte disaccordo con l’osservazione di castelli di sabbia di diverso metri di altezza.”

La sabbia asciutta difficilmente può sostenere il proprio peso, ma anche la presenza di troppa acqua finisce per destabilizzare il materiale, che così frana. I ricercatori spiegano che la rigidità della sabbia bagnata con cui si costruisce un castello di sabbia è il risultato della formazione di ponti capillari di liquido, che “oscillano”
fra i granelli: la curvatura dell'interfaccia del liquido determina una pressione capillare che a sua volta provoca una forza di attrazione tra i granelli sufficiente alla creazione di strutture complesse. L’aumento della quantità d’acqua distrugge questa oscillazione dei ponti liquidi e la loro curvatura e porta al collasso della struttura.




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