Sollevamento di carichi pesanti / Heavy lifting

 Sollevamento di carichi pesanti / Heavy lifting

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Il loro laboratorio di ricerca presso l'University Park è anche l'unica struttura nel Regno Unito specializzata in esperimenti in assenza di gravità ed attualmente è utilizzata da vari gruppi di ricerca, tra cui uno che studia come le piante germinano e crescono in condizioni di assenza di gravità, conoscenze essenziali per i voli spaziali a lungo raggio.

Gli scienziati dell'Università di Nottingham sono riusciti a far levitare il diamante ed alcuni degli elementi più pesanti, tra cui il piombo ed il platino.

Utilizzando ossigeno liquido, il componente principale di molti carburanti per razzi, per aumentare la galleggiabilità creata da un magnete superconduttore appositamente progettato, ora potrebbero, in teoria, far levitare un oggetto con una densità 15 volte maggiore di quella dell'osmio, il metallo più pesante conosciuto in natura.

La scienza alla base della ricerca potrebbe essere utilizzata per sviluppare una varietà di potenziali applicazioni, in particolare nei settori minerario e farmaceutico.

Scrivendo sul New Journal of Physics, il gruppo guidato dal professor Laurence Eaves e dal professor Peter King, della Facoltà di Fisica e Astronomia dell'Università, descrive come miscele di ossigeno e azoto allo stato liquido e gassoso forniscano sufficiente galleggiamento per far levitare un'ampia gamma di oggetti, tra cui diamanti, una moneta da 1 sterlina e metalli pesanti come oro, argento, piombo e platino.

Alcuni materiali, detti diamagnetici, tendono a magnetizzarsi in direzione opposta al campo magnetico a cui sono sottoposti. La levitazione magnetica si verifica quando la forza esercitata su un oggetto di questo tipo è sufficientemente intensa da bilanciarne il peso. Se l'oggetto è immerso in un fluido come l'ossigeno gassoso, la levitazione può essere potenziata dall'effetto di galleggiamento causato dall'effetto "magneto-Archimede".

L'ossigeno liquido è altamente infiammabile e potenzialmente pericoloso da maneggiare. Tuttavia, rende molto più facile far galleggiare oggetti densi utilizzando magneti disponibili in commercio, perché il magnetismo intrinseco di ogni molecola di ossigeno aumenta l'effetto di galleggiamento. Ciò consente la levitazione di oggetti pesanti come l'oro con magneti di potenza relativamente bassa.

I professori Eaves e King ed i loro colleghi hanno ora studiato l'uso di una miscela più sicura di azoto liquido e ossigeno, trovando la miscela ottimale per far galleggiare oggetti pesanti in tutta sicurezza, rendendo possibili applicazioni commerciali di questa tecnologia. Ad esempio, nell'estrazione di pietre preziose come i diamanti, sarebbe auspicabile un metodo per filtrare accuratamente le gemme preziose dalle rocce e dal terreno circostanti.

Il Professor King ha affermato: "Questa tecnologia consente di selezionare con precisione i minerali. Sotto l'effetto della vibrazione, si lancia in aria il minerale frantumato e, nel magnete, i diversi componenti subiscono una diversa gravità effettiva. Tendono quindi ad atterrare in momenti diversi e, dopo un breve periodo di tempo, la vibrazione li suddivide in fasce in base alla loro densità. Il metodo è in grado di distinguere tra componenti con differenze di densità molto piccole, consentendo di estrarre le parti preziose di cui si ha bisogno".

Il loro laboratorio di ricerca presso l'University Park è anche l'unica struttura nel Regno Unito specializzata in esperimenti in assenza di gravità ed attualmente viene utilizzata da vari gruppi di ricerca, tra cui uno che studia come le piante germinano e crescono in condizioni di assenza di gravità, conoscenze essenziali per i voli spaziali a lungo raggio.

ENGLISH

Their research lab at University Park is also the only facility in the UK specialising in zero-gravity experiments and is currently being used by various research groups, including one studying how plants germinate and grow in zero-gravity conditions, essential knowledge for long-haul space flights..

Scientists at The University of Nottingham have successfully levitated diamond and some of the heaviest elements, including lead and platinum.

Using liquid oxygen, the main component in many rocket fuels, to increase the buoyancy created by a specially designed superconducting magnet, they could now, in theory, levitate an object with a density 15 times larger than that of osmium, the heaviest metal known in nature.

The science behind the research could be used to develop a variety of potential applications, especially in the mining and pharmaceutical industries.

Writing in the New Journal of Physics, the team led by Professor Laurence Eaves and Professor Peter King, in the University’s School of Physics and Astronomy, describes how mixtures of oxygen and nitrogen in liquid and gaseous states provide sufficient buoyancy to levitate a wide range of objects, including diamonds, a £1 coin and heavy metals such as gold, silver, lead and platinum.

Some materials, called diamagnetic, tend to become magnetised in a direction opposite to the magnetic field being applied to them. Magnetic levitation occurs when the force on such an object is strong enough to balance the weight of the object itself. If the object is immersed in a fluid such as a gaseous oxygen, the levitation can be enhanced by the effect of buoyancy caused by the ‘magneto-Archimedes’ effect.

Liquid oxygen is highly combustible and potentially dangerous to work with. However, it makes it much easier to float dense objects using commercially available magnets because the inherent magnetism of each molecule of oxygen boosts the buoyancy effect. This allows the levitation of objects as heavy as gold with relatively low-power magnets.

Professors Eaves and King and their co-workers have now investigated the use of a safer mixture of liquid nitrogen and oxygen, and found the optimum mixture for floating heavy objects in safety, making commercial applications of this technology possible. For example, in mining for precious stones such as diamonds, a method for accurately filtering the precious gems from the surrounding rock and soil would be desirable.

Professor King said: “You can use this technology to accurately sort minerals. Under vibration you throw crushed ore into the air and in the magnet the different components experience different effective gravity. They therefore tend to land at different times and after a short while the vibration sorts them into bands according to their density. The method can discriminate between components with very small differences in density enabling you to extract the precious parts you require.”

Their research lab at University Park is also the only facility in the UK specialising in zero-gravity experiments and is currently being used by various research groups, including one studying how plants germinate and grow in zero-gravity conditions, essential knowledge for long-haul space flights.

Da:

https://www.theengineer.co.uk/content/news/heavy-lifting?