Presso lo Swiss Science Center Technorama, 500 stazioni sperimentali offrono ai visitatori la possibilità di sperimentare da vicino fenomeni della natura e della tecnologia. Il team di progettazione di Winterthur ha collaborato con BIBUS AG e ACE Stoßdämpfer GmbH per trovare lo smorzamento più adatto al punto di rotazione di una grande altalena che consente ai visitatori di sperimentare direttamente le forze di leva.

Technorama: vivere in prima persona i fenomeni naturali e tecnologici a Winterthur

Situata nel nord della Svizzera, Winterthur è la sesta città più grande del Paese, con oltre 100.000 abitanti. Seconda città del Cantone di Zurigo, Winterthur era un tempo un'importante località industriale ed è oggi conosciuta ben oltre i confini del Paese come centro di servizi, educativo, culturale e di svago con i suoi 16 musei. Lo Swiss Science Center Technorama svolge un ruolo particolare. Questo museo permette di sperimentare direttamente centinaia di fenomeni della natura e della tecnologia: i visitatori sono invitati a dare una mano nelle stazioni sperimentali, a sperimentare i fenomeni naturali con tutti i sensi e a manipolare gli oggetti esposti per capire letteralmente il mondo. Al Technorama si può toccare, giocare e sperimentare con tutto. Il tatto è quindi espressamente incoraggiato in questo museo e l'apprendimento nel Science Center avviene attraverso il gioco, sia all'interno che all'esterno, con il bel tempo o con il cattivo tempo. La società svizzera Pro Technorama, l'associazione dei mecenati di questo Science Center, conta più di 300.000 visitatori all'anno ed è orgogliosa di avere più della metà di tutti i visitatori del museo nella città di Winterthur. Nel Science Center stesso, un team motivato di oltre 100 persone stimola la curiosità e l'entusiasmo per la scienza e la tecnologia con un flusso costante di nuove mostre e laboratori dal 1982.


La mostra rende tangibili le forze di leva all'aria aperta

"È il mix a fare l'attrazione. Oltre alle mostre interattive sui fenomeni naturali, ci sono presentazioni spettacolari, dimostrazioni e un'entusiasmante gamma di laboratori di biologia, chimica e fisica. In un totale di sette laboratori, è possibile sperimentare autonomamente con il supporto di esperti e, a seconda della stagione, sfogarsi prima o dopo nelle nostre aree interne ed esterne", spiega Juliana Campos, responsabile della comunicazione e del marketing di Technorama. Quest'ultimo è possibile nei mesi estivi, ad esempio, in una mostra in cui i visitatori possono letteralmente sedersi sulla leva più lunga. Si tratta di una speciale costruzione di un'altalena sulla quale una persona può sollevare fino a tre altre, anche se insieme sono molto più pesanti. Per sperimentare le forze in prima persona, la persona sulla leva più lunga può tirare una piastra di seduta che può essere spostata di tre metri nella posizione corretta e quindi tenere sotto controllo uno, due o anche tre avversari seduti sulla leva più corta, che possono essere più pesanti, in equilibrio o più in alto. Poiché si tratta di un'attività spesso più movimentata rispetto a quella di un laboratorio o di un'aula, il team guidato dal responsabile dell'officina Jürg Oppliger ha cercato di progettare questo exhibit in modo che fosse il più sicuro e resistente possibile. La prima cosa che salta all'occhio nel disegno (Fig. 1) sono le solide travi e la delicata ma robusta struttura reticolare dei bracci di leva. In qualità di dipendente dell'officina Technorama e di progettista dell'altalena, Simon Michel, durante una delle fasi di progettazione, ha previsto degli ammortizzatori idraulici industriali nel punto di rotazione per decelerare direttamente le forze che agiscono sulle due travi di diversa lunghezza. Ha anche aggiunto uno smorzatore a stato solido come elemento di sicurezza per l'arresto (Fig. 2), in modo che sia le estremità del bilanciere che il bilanciere stesso sopravvivano indenni agli esperimenti di sollevamento più selvaggi.

Dare al bilanciere il giusto smorzatore

Simon Michel racconta la fase di test dell'exhibit, durante la quale i tecnici hanno inizialmente equipaggiato la costruzione nei punti di rotazione esclusivamente con smorzatori a stato solido. Questi si sono rivelati inadeguati in termini di smorzamento misurato, che si manifestava principalmente con il dondolio. "Di conseguenza, abbiamo notato coppie eccessive sui supporti in posizione finale e abbiamo deciso di migliorare lo smorzamento per rendere l'esperienza di viaggio più fluida per i visitatori e più sostenibile per il nostro progetto", ricorda. Il fatto che a Winterthur non siano stati utilizzati gli ammortizzatori idraulici industriali ancora presenti nel disegno di progetto è merito degli esperti di smorzamento di BIBUS AG, che Simon Michel ha interpellato dopo una ricerca su Internet.

Il gruppo svizzero BIBUS è noto come fornitore di sistemi di azionamento e controllo idraulici e pneumatici e di sistemi completi. L'azienda di Fehraltorf, nell'Oberland zurighese, vende anche componenti idraulici e pneumatici di fornitori noti e li offre per macchine speciali o progetti particolari, come nel caso dello Swiss Science Center Technorama, in qualsiasi quantità, anche piccola. Per gli ammortizzatori industriali e componenti simili, l'azienda si affida da decenni alle soluzioni della tedesca ACE Stoßdämpfer GmbH. Michael Weber, team leader del dipartimento di tecnologia degli ammortizzatori di BIBUS AG, e i suoi colleghi dell'ufficio tecnico commerciale di ACE a Langenfeld lavorano sempre a stretto contatto. In questo caso, è stato consultato Christoph Berning del reparto vendite tecniche di ACE. Egli ricorda che: "Troviamo questa applicazione molto interessante perché permette al gruppo target di bambini e ragazzi in particolare di esplorare le leggi della leva in modo giocoso. Rispetto ad altri nostri lavori quotidiani, questa applicazione era anche non convenzionale in termini di progettazione degli elementi di smorzamento" Ciò è dovuto principalmente alla particolarità, già brevemente menzionata, di avere tre sedili con un braccio di leva corto da un lato e un sedile con un braccio di leva lungo dall'altro; la distanza tra di essi può comunque essere regolata per allungare o accorciare i bracci di leva. Questo ha reso difficile calcolare l'esatto smorzamento nei punti di rotazione, perché le variabili erano troppe. Si è quindi tenuta una riunione di squadra senza ulteriori indugi, durante la quale Simon Michel dello Science Center e il duo ACE-BIBUS Berning-Weber hanno discusso le varie opzioni di smorzamento e l'effetto migliore da ottenere con lo smorzamento. Il team è giunto alla conclusione che è necessario ottenere una certa quantità di smorzamento e quindi la maggior parte della dissipazione di energia per proteggere la costruzione, ma allo stesso tempo è necessario trattenere una quantità di energia sufficiente nel sistema per consentire l'esperienza del bobbing e mantenere il fattore divertimento.