Semplicemente brillante
Cornelius Senn, tecnico di misura presso il Dipartimento di ingegneria civile, ambientale e geomatica, ha sviluppato un nuovo riflettore per le misure radar insieme allo studente post-dottorando Silvan Leinss. Il meccanismo sottostante ha molte applicazioni potenziali e potrebbe rivoluzionare, ad esempio, la costruzione di mobili.
"Questo meccanismo è così ingegnoso che dovrebbe essere brevettato", ha pensato Cornelius Senn, e non per la prima volta. L'ingegnere di misura ed elettrotecnico del Dipartimento di ingegneria civile, ambientale e geomatica ha spesso fatto invenzioni e prodotto dispositivi che hanno reso la vita più facile ai ricercatori del dipartimento. Questa volta, però, il detto facile si è rivelato vero.
Rüegg ha presentato domanda di brevetto per un meccanismo che consente di unire in modo stabile i pannelli, ad esempio quelli in metallo o in plexiglas, senza viti. Sono tenuti insieme da linguette angolate, una sorta di dentatura. Ciò che le parole possono solo descrivere con difficoltà è tanto più facile da capire quando lo si vede (vedi video).
Mi piace aiutare, ma non così
Tutto è iniziato con un "no" da parte di Cornelius Senn quando una dottoranda gli ha chiesto aiuto per installare riflettori per misurazioni radar. Tali riflettori vengono installati nella neve e nel ghiaccio per generare, ad esempio, modelli di elevazione. Servono come punti di riferimento in luoghi con coordinate note. Sono anche necessari per mettere a fuoco il radar. Le immagini radar possono quindi essere utilizzate per determinare le velocità di flusso di ghiacciai e frane nell'ordine dei millimetri.
"Quando ho visto i riflettori, che erano fatti di materiali diversi, avevano un gioco ed erano anche pesanti, ho detto: non li costruirò, non vanno bene", ricorda Senn. E si mise subito all'opera per sviluppare un'alternativa. Si è chiesto se fosse possibile forare il riflettore per avvitarlo allo sponsor o se questo avrebbe influito sulle misurazioni. Si poteva o non si poteva: nessuno lo sapeva. Finché non è arrivato Silvan Leinss, ricercatore post-dottorando nel gruppo di Irena Hajnsek, professoressa di Osservazione della Terra e Telerilevamento. In quanto fisico con un dottorato di ricerca, la risposta era chiara per Leinss: "Il nostro radar funziona con una lunghezza d'onda di diversi centimetri. Qualsiasi cosa più piccola non influenza la misurazione".
Due inventori si trovano e si ispirano a vicenda
Ma Leinss voleva sapere tanto quanto Senn. Aveva già effettuato esperimenti sul campo con i riflettori esistenti e si era arrampicato per centinaia di metri in montagna con 40 kg di bagaglio. In Groenlandia ha già dovuto segare gli angoli di un riflettore perché non riusciva a portarlo sull'aereo, sapendo che la riflessione delle onde agli angoli sarebbe andata comunque persa. I riflettori devono davvero essere così pesanti e ingombranti? Non c'è modo di assemblarli in loco, anche quando le temperature sono ben al di sotto dello zero? Qual è la loro forma ideale? Queste sono le domande che i due inventori hanno perseguito insieme, passandosi più volte la palla.
Leinss ha effettuato dei test con viti e fogli di alluminio applicati su lamiere. I risultati: Le singole viti non hanno alcuna influenza sulle misure e i riflettori non devono essere particolarmente spessi. Ma se si costruiscono riflettori più sottili, si devono usare più viti e più corte. "Una volta assemblato un riflettore di questo tipo, non è possibile smontarlo di nuovo, e certamente non è possibile assemblarlo a temperature inferiori allo zero, come quelle che prevalgono in Groenlandia", sa Senn per esperienza personale. Ha rifiutato l'idea di utilizzare la cosiddetta cerniera del pianoforte, una fascia metallica con molte piccole viti che tiene in posizione il coperchio del pianoforte: "Inoltre, è fatta di un materiale diverso da quello delle piastre metalliche, il che potrebbe portare alla corrosione elettrolitica".
Soluzione semplice, descrizione difficile
Senn ha quindi pensato a come risolvere meglio questo problema e ha sviluppato il suo sistema di incastro, che ha simulato con le mani. "Quando ho messo l'idea su carta, improvvisamente ho avuto dei dubbi sulla possibilità di realizzarla", ricorda. Così andò in officina, dove realizzò un campione e vide che il principio funzionava. E ora sentiva sempre più spesso la frase dell'inventore sul brevetto: Silvan Leinss era entusiasta, così come il suo capo, Irena Hajnsek, che li avvicinò per finanziare un prototipo. La questione del brevetto si è poi concretizzata presso la Keller Laser, l'azienda che ha prodotto il prototipo. Il titolare dell'azienda ha chiesto informazioni in merito. "Ci stiamo lavorando", ha risposto Senn e ha poi contattato ETH transfer, il centro di trasferimento tecnologico dell'ETH, dove anche Stefan Lux ha risposto con entusiasmo.
Nonostante l'entusiasmo, praticamente tutti coloro che hanno visto il meccanismo hanno detto di averlo già visto da qualche parte. Ma dove esattamente? Che cosa esattamente? Anche l'ufficio brevetti era certo che un meccanismo simile fosse già stato depositato. I funzionari cercarono per un giorno, ma non trovarono nulla di simile. Ora si trattava di redigere il fascicolo del brevetto, il che non era così facile. Dopo tutto, non si trattava di proteggere semplicemente il riflettore, ma il meccanismo con cui le piastre sono collegate tra loro. E questo è così semplice che è estremamente difficile da descrivere.
Un grande potenziale
Le applicazioni possibili sono molteplici. Oltre ai riflettori, si potrebbero costruire in questo modo librerie, armadi e altri mobili. Ma il meccanismo potrebbe essere adatto anche alla costruzione di tetti. Senn ha molte idee, per alcune delle quali ha già prodotto dei campioni. "Ma ci vuole tempo per elaborarle e per trovare un'applicazione concreta", spiega. Per questo motivo è aperto a ulteriori sparring partner all'interno dell'ETH, con cui sviluppare ulteriori prodotti basati sul meccanismo in una collaborazione collaudata. Naturalmente, si spera che anche aziende esterne all'ETH siano interessate all'applicazione.