roba da ingegneri

Oggi voglio fingermi ingegnere.
Da bravo ingegnere inizio il post con un grafico:

In questo grafico è rappresentato il comportamento a compressione del vetro.
Per fare un esempio esplicativo, immaginiamo di avere un cubo di vetro di lato 1 m, andiamo a disporre dei pesi su questo cubo, l'altezza dello stesso, a questo punto, diminuirà. Questo comportamento perdurerà finché non posizioneremo sul blocco in vetro un peso che possa imprimergli una forza di 1.200.000.000 N, per dare un'idea si parla di approssimativamente 120.000.000 kg), a questo punto il blocco non sarà più un cubo, ma un parallelepipedo e la sua altezza sarà di 0,99 m.
Fin qui tutto bene, ma siamo giunti proprio al limite del grafico; cosa significa questo? Significa che se andassimo ad aggiungere anche un solo milligrammo ai 120.000.000 kg, il blocco in vetro si romperebbe all'istante; al contrario, se decidessimo di togliere il peso dal blocco, lo stesso, ritornerebbe a essere il cubo di lato 1 m che era in origine.

Passiamo ora ad analizzare un altro materiale: l'EPS (Polistirene Espanso Sinterizzato), comunemente detto polistirolo espanso.

Come è evidente dal grafico, l'EPS ha un comportamento del tutto differente da quello del vetro: si arriva a deformazioni dieci volte superiori a quelle di rottura del vetro anche con tensioni notevolmente inferiori*. Considerando il solito cubo di 1 m di lato, andando ad applicare una forza di 200.000 N (20.000 kg), otterremo una deformazione del 15% (da 1 m arriveremo a un'altezza di 0,85 m) senza arrivare a rottura.
A questo punto, se decidessimo di rimuovere il carico dal nostro cubo di EPS, non otterremo, come accadeva per il vetro, un ritorno alla conformazione originale del blocco, al contrario, la gran parte delle deformazioni risulteranno permanenti.

Riassumendo:

• il vetro compresso può resistere a grandi tensioni senza deformarsi molto, una volta eliminata la causa delle tensioni ritorna nella sua configurazione originale e, superato il suo limite di deformabilità, si rompe;
• l'EPS subisce deformazioni notevoli anche se sottoposto a tensioni non eccessive, non ritorna nella configurazione originale una volta eliminata la causa delle tensioni e difficilmente arriva a rottura per compressione.

Il vetro è un materiale fragile: sa resiste a grandissime sollecitazioni senza mostrare alcun segno di fatica, ma da un momento all'altro, senza dare il minimo preavviso, potrebbe finire in frantumi; è per questo che ha bisogno della protezione del polistirolo, apparentemente poco resistente, ma talmente deformabile da riuscire ad assorbire la forza di qualsiasi urto pur di difendere il suo vetro.

Il  vetro senza polistirolo si romperebbe, il polistirolo senza vetro sarebbe inutile. Si può essere polistirolo e vetro allo stesso tempo, ma quando trovi un vetro che vuoi proteggere e quando capisci che quel vetro sarà polistirolo nei momenti in cui sarai tu a sentirti di vetro, allora potrai dire di essere felice.
E questa è l'unica cosa che so per certo.

*notare che la scala in questo caso è in kPa, non in MPa.

PS: potrei aver combinato qualche casino con gli zeri, ma fate finta di niente, o meglio, ditemelo con discrezione.