Il percorso è pensato in particolare per chi ama progettare e costruire ed è affascinato dal moto in ogni sua forma, dalle bracciate della Pellegrini all’atterraggio dello SpaceX.

Lo scopo del percorso è imparare come si usa la matematica per creare modelli a supporto della concezione di nuove idee per creare oggetti, macchine e sistemi robotici innovativi. Durante il Camp scopriremo assieme come questi modelli sono utili per far funzionare dei robot e come possono diventare veri progetti. Imparerete ad usare qualche software specifico dell’ingegneria, e a progettare per costruire con la stampa 3D, tecnicamente nota come additive manufacturing.

Con questo percorso sperimenterai come trasformare un’idea in manufatto reale, utile a migliorare la vita degli esseri viventi mantenendo alta l’attenzione sulla sostenibilità.

Vuoi avere più dettagli sugli argomenti trattati all’interno di questo percorso? Leggi le attività.

ATTIVITÀ 1: Toy models: modelli semplici per fenomeni complessi

Prima di costruire costosi prototipi e sottoporli a impegnativi test, un buon modello teorico ci permette di verificare la bontà delle nostre idee. Ma da dove si inizia a costruire un modello? Quando ci si ritrova di fronte un nuovo problema, spesso il primo passo è giocare con dei modelli semplici e facili che vengono chiamati toy models. Grazie a questo corso potresti scoprire che una graffetta che si piega, una frattura che si espande e il termostato di casa hanno in realtà molto in comune!

ATTIVITÀ 2: Handmade by robots: lo sviluppo della robotica, dalle fabbriche ai robot artisti

La visita al nostro laboratorio di robotica vi mostrerà le capacità e le potenzialità dei robot. Potrete scoprire le fasi dello sviluppo della robotica, i componenti di un robot industriale e alcune curiose applicazioni moderne. Lo sai che i nostri robot sanno dipingere guidati dal tuo sguardo? Sono capaci anche di vincere partite a scacchi contro un essere umano. Vorresti lavorare con loro un domani?

Potrai visitare il Laboratorio Regionale per la Meccatronica Avanzata (LAMA FVG), la cui missione è l’innovazione in ambito manifatturiero e la diffusione dei principi dell’Industria 4.0. Seguirai il flusso progettuale che inizia con la creazione dell’idea, prosegue con l’ingegnerizzazione e termina con la realizzazione di un componente o sistema elettromeccanico concreto. Ti verranno illustrati diversi casi studio di successo sviluppati al LAMA FVG in ambito industriale, aerospaziale/satellitare, biomedicale, ed energetico. Il nostro laboratorio, infatti, vanta numerose collaborazioni con realtà innovative come il CERN, l’EuroFusion, e molte altre. Inoltre conosci la metrologia? Con questo percorso potrai partecipare alle nostre attività dimostrative in questo ambito!

Ti chiedi cosa significa progettare in ambito meccanico e come si può programmare la produzione? In questo laboratorio potrai imparare mediante tecniche di lavorazione, sia convenzionali sia innovative, ad utilizzare alcuni degli strumenti software tipici dell’ingegneria meccanica, come ad esempio applicativi per disegnare il prototipo, simularne il comportamento, programmare e ottimizzare i processi di fabbricazione. Imparerai ad utilizzare i software CAD, CAE/FEA e CAM.

Il percorso è pensato in particolare per chi vuole vedere la termodinamica e la meccanica dei fluidi con occhi diversi e iniziare a proporre e progettare soluzioni sostenibili per far arrivare l’energia nelle nostre case e far funzionare i nostri computer, smartphone, elettrodomestici, automobili…

Durante le lezioni teoriche del mattino verranno potenziate alcune conoscenze in ambito matematico-modellistico (lo sai che problemi complessi apparentemente non correlati possono rivelarsi molto “simili” se descritti in termini di opportuni numeri adimensionali? E questo vale in molti ambiti diversi, inclusi la fluidodinamica e lo scambio termico) e in ambito fisico (ma hai capito il significato profondo dell’entropia e le sue forti implicazioni nella nostra vita di tutti i giorni?). Nel pomeriggio, potrai applicare le nozioni appena acquisite in attività pratiche che comprendono:

• la visita ai laboratori dei nostri racing Teams dove si sviluppano i velivoli e i veicoli progettati dai team Uniud;
• lo sviluppo in laboratorio di diversi modelli di termofluidodinamica computazionale per capire ad esempio in quanto tempo, al variare di opportuni numeri adimensionali, si raffredda una birra in frigo o inizia a sciogliersi un rottame in un forno elettrico ad arco;
• un laboratorio di gruppo che ti permetterà di capire come si produce l’energia di cui abbiamo bisogno nel Mondo ma anche nella tua Regione e nel quale ti metterai alla prova per progettare l’energia del futuro cercando di minimizzare l’impatto ambientale.

Con questo percorso intuirai come l’ingegnere meccanico studia e applica la termodinamica e l’energia.

Ti sei incuriosito? Vuoi avere più dettagli sugli argomenti trattati all’interno di questo percorso? Leggi le attività.

ATTIVITÀ 1:  Numeri adimensionali

Per costruire una nave o un aereo più grande si può semplicemente fare un ingrandimento del progetto di un veicolo più piccolo? La soluzione risiede nel saper riconoscere alcuni numeri speciali, chiamati numeri adimensionali, che ci raccontano come si rapportano fra loro le principali grandezze del sistema. Scopriremo ad esempio che nuotare per uno spermatozoo è un’esperienza molto diversa da una nostra giornata in piscina, ma simile a quello che proveremmo in una vasca piena di melassa!

Conoscerai il significato dei numeri di Reynolds, Peclet, Prandtl, Rayleight, Nusselt. Imparerai cos’è lo strato limite e la differenza tra deflusso laminare e turbolento.

ATTIVITÀ 2:  Introduzione “hands on” alla termofluidodinamica computazionale

È tempo di vedere concretamente come fenomeni che riguardano geometrie con scale differenti possono avere una soluzione simile, mentre geometrie della medesima scala possono presentare soluzioni completamente diverse. In laboratorio informatico potrai creare e risolvere il tuo primo modello di termofluidodinamica computazionale. Utilizzando un codice di calcolo numerico scopriremo che differenza fa nuotare in acqua o nella melassa, o in quanto tempo si raffredda una mela o un pezzo di pizza in frigo.

ATTIVITÀ 3:  Alla scoperta dei nostri Racing Lab

Ti faremo conoscere i nostri Racing Lab, in cui team di studenti hanno l’opportunità di partecipare a competizioni internazionali con il supporto dei docenti Uniud. In breve:

• AeroUd : progetta e costruisci un aeromodello che rispetti determinate caratteristiche e partecipa a gare internazionali. Spoiler: ci piace vincere!
• Formula SAE : progetta e costruisci una monoposto elettrica che rispetti determinate caratteristiche, pilotala per vincere gare contro altre università!

ATTIVITÀ 4: Energia, entropia e macchine termiche: viaggio di andata e ritorno tra i mondi macroscopico e microscopico

Vengono introdotti i principi della termodinamica alla base del funzionamento delle macchine termiche e viene analizzato lo stretto legame tra le proprietà delle grandezze fisiche coinvolte e il comportamento microscopico dei sistemi di molte particelle.

Scopriremo perché l’energia non si “consuma” ma si degrada e capiremo che è a causa dell’entropia che il caffè una volta raffreddato non tornerà mai caldo spontaneamente o che nemmeno le centrali termoelettriche più sofisticate potranno mai avere un rendimento del 100%.

ATTIVITÀ 5: La conversione dell’energia: dalle fonti primarie all’energia che usiamo tutti i giorni

Come viene prodotta l’energia che impieghi per ricaricare il tuo smartphone o che utilizzerai per ricaricare la tua auto elettrica? Quali sono le attuali macchine, i cicli e i processi coinvolti nella conversione delle fonti energetiche primarie e quali sono i limiti imposti dai principi della termodinamica? Scopriremo insieme la composizione dell’attuale mix energetico anche a livello del nostro territorio, e come questo dovrà cambiare per ridurre l’impatto ambientale delle nostre attività.

LA SFIDA FINALE → Progettiamo l’energia del futuro: riuscirai a soddisfare la domanda e ridurre l’impatto ambientale?

Adesso è ora di metterti alla prova! Crea il tuo Team di esperti e progetta l’energia del futuro: riuscirai a garantire l’approvvigionamento energetico dell’area geografica che ti verrà assegnata riducendo nel contempo l’impatto ambientale?  Nel progettare l’energia del futuro emergeranno le criticità e le sfide legate alla transizione verso le fonti rinnovabili.

ISCRIVITI

Maggiori informazioni

Hai individuato il tuo percorso? Vuoi altre informazioni su questa esperienza? Contattaci all'indirizzo tutor_ingmeccanicaUD@uniud.it

Giornata tipo:

Ritrovo alle ore 9:15 all’esterno della portineria dei Rizzi, dove sarete guidati da un tutor per raggiungere il luogo in cui verrà svolta la prima attività della giornata che verrà scandita come segue:

9:30-11:00 i docenti affrontano i primi argomenti teorici utili alle attività pomeridiane

11:00-11:30 Coffee break

11:30-13:00 continuazione delle lezioni teoriche

13:00-14:00 pausa pranzo. I ragazzi potranno mangiare nei giardini del campus, nelle aule ristoro oppure al bar interno al campus in totale autonomia.

14:00-17:00 Laboratori pratici dove i ragazzi, supportati da docenti e ricercatori potranno mettere in pratica quanto appreso lungo il percorso

L’ultimo giorno i ragazzi potranno esporre i risultati della sfida finale (se presente nel programma scelto) alla quale hanno partecipato in gruppi in conclusione del Camp.