Le bolle e le lamine saponose interessano la matematica così come l'arte e l'architettura ...e tanto altro ...  curiosi ???

Guardate le nostre indicazioni e fateci sapere

Perché le bolle assumono una determinata forma ?

Risolvono in modo pratico e intuitivo il problema delle superfici minime, un problema matematico che richiede calcoli molto complessi.

Le lamine di sapone si dispongono in modo da rendere minima l’area della loro superficie, e quindi l’energia, per un dato volume di area.

La matematica dimostra che lacirconferenza racchiude la maggior area possibile a parità di perimetro.

Fra tutti i solidi di uguale superficie la sfera racchiude il maggior volume

Lo studio delle bolle e delle lamine di sapone è solo un esempio del problema molto complesso delle “superfici minime”, uno dei temi di ricerca del settore della matematica noto come “Calcolo delle variazioni”.

Per illustrare i problemi che vengono affrontati in questo settore consideriamo il cosiddetto problema di Didone o isoperimetrico:

Virgilio, nell’Eneide, racconta che la regina Didonearrivata sulle coste africane chiese a Labra, re della regione, un pezzo di terra dove fondare una città.

Il re per schermirla gli propose tanta terra “… quanta cerchiar di un bue potesse un tergo”; un pezzo di terra grande solo quanto la pelle di un bue.

Ma Didone tagliando la pelle di bue in strisce sottilissime cucite insieme e, partendo da un punto sulla costa si mise a recintare con le strisce la terra su cui fondare Cartagine.

Il problema che Didone doveva risolvere era quello di circondare con la lunghezza delle strisce la maggior estensione di terra possibile.

Risolse brillantemente il problema disegnando un semi-cerchio.

Nel 1873 Joseph Plateau pubblicò gli esiti dei suoi lavori sperimentali sulle lamine e agglomerati di bolle di sapone, relativi a proprietà sulle superfici minime; ma è soltanto un secolo più tardi, nel 1973, chela matematica Jean Taylor fu in grado di dimostrare che le leggi di Plateau erano vere.

Nell’arte sono innumerevoli le raffigurazioni relative alle bolle di sapone.

Nei secoli XVI e XVII il tema delle bolle di sapone percorre la storia dell’arte nella declinazione duplice di allegoria della fragilità umana, non disgiunta dalla riflessione

sulla Vanitas, fino ad arrivare a raffigurare il gioco infantile in se, simbolo di incantevole mistero e levità.

Le bolle di sapone sono anche un argomento molto serio, tra i più interessanti in molti settori della ricerca scientifica nel campo della fisica e della matematica, ma anche per l’arte e per l’architettura.

Come ci ricorda Michele Emmer, studioso delle bolle, la copertura dello stadio olimpico di Monaco di Baviera è stato realizzato da Otto Frei a partire dallo studio rigoroso di modelli di strutture saponate con lamine e bolle di sapone negli interstizi e sulle superfici, ottenendo una velatura aerea dinamicamente tesa e leggerissima.

Richard Buckminster Fuller è famoso principalmente per le sue cupole geodetiche, che sono parte anche delle moderne stazioni radar, di edifici civili e tensostrutture.

La loro costruzione si basa sull'estensione di alcuni principi base dei solidi semplici, come

il tetraedro, l'ottaedro e solidi con numero di facce maggiore che possono considerarsi approssimazione della sfera.

Le strutture così concepite sono estremamente leggere e stabili. La cupola geodetica è

stata brevettata nel 1954, ed è stata una parte fondamentale del processo creativo di

Fuller teso all'esplorazione della natura per inventare nuove soluzioni di design.

Il grande merito di Fuller fu quello di spingere un'intera generazione di studenti e professionisti a pensare "fuori dagli schemi" e a mettere in dubbio le concezioni finora date per scontate. Fuller ispirò altri designer e architetti come Norman Foster e Steve Baer che portarono avanti lo studio delle costruzioni in forme innovative diverse dai classici rettangoli.

Un cubo d’acqua ecosostenibile

La piscina é situata nell’ Olympic Green, il villaggio olimpico di Pechino che contiene anche il nuovo stadio olimpico, il “Nido d’ Uccello”.

Bolle di sapone e giochi di luci, la struttura, è stata denominata “Water Cube” per la particolare geometria che la caratterizza: il disegno nella parte esterna fa pensare alle forme irregolari delle bolle di sapone.

Uno studio matematico rigoroso ha dunque consentito di produrre sulla superficie del Water Cube l’effetto misterioso e straniante delle bolle d’acqua, che insieme all’effetto di trasparenza porta inevitabilmente coloro che si trovano all’interno come all’esterno del complesso a riflettere sulla propria esperienza con l’acqua.

Il tetto del complesso è costituito da sette bolle differenti, le pareti da quindici bolle, che, sebbene siano ripetute dappertutto, vengono percepite dall’occhio come un modello casuale.

Per fornire una apparenza casuale alla disposizione delle bolle, gli autori del progetto, lo studio australiano PTW in collaborazione con altri due studi di architettura, si sono basati su una ricerca condotta da Weaire e Phelan, due professori di fisica presso il Trinity College di Dublino, che hanno studiato come le bolle di sapone possono essere disposte in un ordine infinito.

L’edificio è stato progettato secondo principi di design ecosostenibile: sono stati infatti utilizzate tecnologie per lo sfruttamento delle fonti energetiche rinnovabili e materiali ecologici. Tra questi, svolge un ruolo fondamentale l’Etfe, che consente di catturare il 90% dell’energia solare che riscalda l’edificio, la quale viene riutilizzata per riscaldare le piscine e gli interni del complesso.

Semplicità e leggerezza: i cuscinetti in materiale plastico rappresentano così la struttura chimica dell’acqua e forniscono leggerezza e luminosità all’impianto, che si presenta con un volume semplice, come una massa schiumosa cristallizzata.

Il National Swimming Centre è molto diverso da un tradizionale stadio: mentre quest’ultimo è caratterizzato da una struttura con colonne, cavi e travi gigantesche alle quali viene applicato il sistema di facciata, il Water Cube riunisce in un unico elemento lo spazio architettonico, la struttura e la facciata.