(Photo creatore Sylvain Viau)
La densità di un corpo è data dalla media volumetrica delle densità dei suoi componenti. La densità del corpo umano è molto simile a quella dell’acqua, circa 1000kg/mc. La formula per calcolare la densità è data dal peso fratto il volume (d= kg/V). Perciò si può ricavare il volume del corpo di una persona che pesi, ad esempio, 90kg : d=kg/V -> V=kg/d -> V=90 (kg)/1000(kg/mc)=0,09 (mc).
Se poniamo questa persona in una camera, ad esempio, di 2 mc, ricordando che la densità dell’aria è circa 1,3kg/mc, vediamo che la densità dell’uomo, unita a quella della camera diventa :
d= (1000(kg/mc)×0,09(mc)+1,3(kg/mc)×1,91(mc))/2(mc)=(90(kg)+2,483(kg))/2(mc)=92,483(kg)/2(mc)=~46(kg/mc).
Come si vede la densità del corpo uomo-camera è, nei volumi scelti, circa venti volte minore della densità dell’uomo.
Io penso sia possibile sfruttare questa proprietà per diminuire la densità di una persona,o di qualsiasi altra cosa, fino a portarla pari o inferiore a quella dell’aria e creare così quelle che, da titolo, ho denominato ‘macchine idrovolanti’.
Ci possono essere infinite soluzioni più o meno efficaci ma, per rimanere nell’esempio sopra, la camera d’aria in cui è racchiuso l’uomo (che, abbiamo visto, ha una densità di 46(kg/mc)) questa potrebbe essere presa come capsula vitale da inglobare dentro una ulteriore camera o dentro una serie di ulteriori camere a mo’ di matrioska, che abbia, abbiano, densità inferiori a quella dell’aria. Ovviamente, la cosa meno densa in assoluto è il vuoto, quindi, usando opportuni materiali (penso il più promettente per il rapporto peso/resistenza meccanica sia il grafene), si potrebbe inglobare la capsula vitale in una o più camere sottovuoto così che, con gli opportuni volumi, sia possibile ottenere un oggetto denso come o meno dell’aria e, perciò, capace di sollevarsi in aria come i palloncini o i dirigibili.
Per il nostro esempio, assumendo il caso ideale di riuscire ad ottenere il vuoto totale a densità 0 nelle camere esterne, ecco che il volume di questa ipotetica macchina idrovolante dovrebbe avere un volume di :
Vm=46(kg/mc)×2(mc)+0(kg/mc)×68(mc)/70(mc)=~1,3(kg/mc)
Con una capsula esterna sottovuoto di 70 mc si otterrebbe una macchina idrovolante con una densità uguale a quella dell’aria.
(Inciso : una capsula di 70 mc potrebbe avere, ad esempio le dimensioni di circa 7×5×2ml, abbastanza inferiore a quella di un dirigibile o di una mongolfiera. Ho ipotizzato un escamotage che potrebbe molto mirore il volume di vuoto necessario ma, non avendolo potuto provare, rimane solo un’ipotesi. Non sto adesso a descriverla).
il problema che si presenta è l’enorme forza di collasso generata dal vuoto. Le pareti delle camere a vuoto dovrebbero resistere ad un fortissima pressione e, al tempo stesso, non avere un eccessivo spessore per non aumentare la densità totale della macchina. Per questo, mi viene da pensare, che, come appunto una matrioska, più camere inserite una dentro l’altra, con quantità di vuoto via via maggiori partendo da un minimo nelle camere più esterne, ad un massimo in quelle più interne, dovrebbe mitigare le differenze di pressione ed evitare il collasso della struttura.
Ovviamente mi sarebbe piaciuto provare a realizzarne una, magari un piccolo drone, ma non ne sono materialmente in grado. L’idea di base era di poter modificare dinamicamente i volumi delle camere sottovuoto così da agire sulla densità totale e quindi sulla quota raggiungibile e stabilizzare la quota facendo eguagliare la densità della macchina con quella dell’aria. Per la locomozione, invece, avevo pensato a semplici compressori ad aria i cui getti potessero permettere la marcia avanti, indietro e di lato per variare direzione.
I am made of the same matter that my dreams are made of.