Da sempre l’uomo si ispira alla natura per creare le sue invenzioni. Sapevi che il muso del treno ad alta velocità, lo shinkansen, si è ispirato alla natura? In questo articolo, capiremo un po’ il perché il treno ad alta velocità abbia un muso e cosa lo ha portato ad averlo.
I primi treni ad alta velocità del Giappone raggiungevano una velocità media di 200 km/h. I ricercatori giapponesi cercavano sempre di migliorare la velocità del treno ad alta velocità, ma si sono scontrati con un grande problema. Il suono emesso dal treno ad alta velocità era molto forte, all’uscita da un tunnel, avveniva un’esplosione sonica e una vibrazione che raggiungeva fino a 400 metri di distanza. Il suono stava svegliando le persone che vivevano nelle vicinanze. E disturbando la vita selvaggia.
La soluzione a questo problema fu trovata da Eiji Nakatsu, ingegnere e osservatore di uccelli. Osservando il martin pescatore mentre si nutriva, si accorse che l’uccello riusciva a tuffarsi ad alta velocità senza schizzare troppa acqua. Si chiese come il martin pescatore si adattasse con tanta rapidità alla transizione dalla bassa resistenza dell’aria all’alta resistenza dell’acqua. Il suo nome in inglese KingFisher può essere tradotto letteralmente come pescatore re.
Sommario
Il muso del martin pescatore
Il treno ad alta velocità ebbe la sua progettazione e concezione intorno al 1989 e 1995. L’obiettivo era permettere ai passeggeri di viaggiare da Osaka a Hakata in circa 2 ore e mezza, questo richiedeva una velocità media di 350 km/h. Il problema era il rumore, la vibrazione e le onde di pressione.
La forma della testa del martin pescatore gli permette di scivolare nell’aria e di tuffarsi in acqua per prendere i pesci. È l’animale più efficiente quando si tratta di transizione da bassa pressione ad alta pressione. Così, Eiji Nakatsu ha rimodellato il muso del treno ad alta velocità imitando il martin pescatore e eliminando il rumore.
Grazie al martin pescatore, la pressione dell’aria prodotta dal treno è stata ridotta del 30%, viaggia più silenziosamente, più velocemente del 10% e usa il 15% in meno di elettricità. Così, quando lo shinkansen attraversa un tunnel, non produce un grande boato.
Altre ispirazioni della natura per il treno ad alta velocità
Il martin pescatore non è l’animale che ha ispirato i componenti del treno ad alta velocità. Il pantografo, un componente che collega il treno alla fonte di energia, faceva anche rumore. I ricercatori giapponesi hanno utilizzato la faccia concava della civetta e le sue ali seghettate per rimodellare il pantografo e assorbire questo rumore.
Altro animale che ha influenzato la modellazione del pantografo è stato il Pinguino. Ha una forma che gli permette di muoversi facilmente attraverso l’acqua per prendere i pesci. L’asse di supporto del pantografo è stato rimodellato come il corpo di un Pinguino per diminuire la resistenza al vento e così diminuire il rumore aerodinamico.
Grazie a queste ispirazioni della natura, la generazione di treni ad alta velocità del Giappone è diventata sempre più veloce e silenziosa. Così, oltre 64 milioni di persone possono viaggiare tranquillamente in sicurezza e pace, in una delle invenzioni più ben progettate e sicure del mondo. I giapponesi confidano così tanto nei loro progetti che il treno ad alta velocità non ha nemmeno le cinture di sicurezza. Il trasporto ferroviario produce la minore quantità di gas serra, oltre ad essere più veloce e più sicuro. Grazie allo shinkansen, oltre 2.000 morti nel traffico sono evitate in Giappone.
Non solo il treno ad alta velocità, ma diverse altre invenzioni umane hanno avuto ispirazioni nella natura. Che lezione possiamo trarre da questo? Personalmente trovo difficile che qualcosa del genere sia sorto per caso.
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