#28 SINTESI

Per avere un quadro più generale è stato realizzato questo post, a conclusione del blog, che serve a riassumere e collegare tutti gli step e le curiosità illustrate fin ora.

Partendo dalla definizione di TENSIOMETRO (#STEP 01) si è visto come questo termine è associato a vari strumenti di misura di tensione in base alle diverse applicazioni (spiegato nella mappa concettuale dello #STEP 27) presentate a partire dalle immagini nello #STEP 02. Il blog però è stato incentrato principalmente su tensiometri per la misura della tensione superficiale con qualche breve cenno # anche su misuratori di tensione per funi e tensiometri per il suolo.

Tensiometri per la misura di  tensione superficiale

Il principio fisico di tensione superficiale analizzato nello #STEP 05, trova vari riscontri in natura come visto nello #STEP 06 del simbolo con il basilisco, rettile in grado di camminare sull' acqua,  e nello #STEP 21 dei fumetti. Il tensiometro ha come obbiettivo la misura di questo valore di tensione, effettuato tramite diversi metodi evidenziati con la tensiometria (#STEP 04 - la scienza). Il più utilizzato è sicuramente il metodo dell' anello di DuNouy, da cui prende il nome anche lo strumento Tensiometro DuNouy, realizzato nella prima metà del '900 in collaborazione con i costruttori "Cenco". Impossibile non menzionare anche un altro metodo abbastanza diffuso approfondito nello #STEP 04.1 che al posto dell' anello utilizza la piastra di Wilhelmy, ideatore da cui prende il nome.

L' inventore del tensiometro ad anello Pierre Lecomte DuNouy (#STEP 09) ,vissuto tra il 1883 e 1847,  oltre ad essere un grande scienziato, è stato anche filoso. Questo è documentato anche dal grande numero di libri scritti, elencati nello #STEP 10.1. Lo sviluppo di un tensiometro per misurare la tensione superficiale gli ha permesso di avere anche dei riscontri in campo medico con una legge sulla cicatrizzazione delle ferite.

Il più famoso dei costruttori, ai tempi di DuNouy, era la Central Scientific Company (#STEP 11), anche conosciuta sotto il marchio Cenco (#STEP 20) che ha prodotto tensiometri in collaborazione con il suo inventore. Questo legame è anche riconoscibile in una copertina di rivista dell' azienda in memoria di Lecomte. A proposito dell' azienda e dello strumento è stata fatta una piccola analisi di sviluppo nel tempo dei termini ad essi associati tramite Google Ngram Viewer (#STEP 24).

La diffusione e la vendita dello strumento è stata resa possibile grazie alla pubblicità (#STEP 13) e ad alcuni testi di carattere scientifico (#STEP 10 - libri) citando il tensiometro nei diversi ruoli che ha assunto per la ricerca tecnologica.

Lo strumento, inserito dalla Springer tra le bilance per applicazioni speciali (#STEP 14 - TASSONOMIA), è una semplice bilancia di torsione (#STEP 05.1), a cui è collegato un anello che va ad interfacciarsi con la superficie libera del liquido di cui si vuole fare la misurazione. I materiali di cui è fatto lo strumento sono indicati nello #STEP 08 con un ulteriore approfondimento nello #STEP 26 della chimica dove viene spiegato il motivo dell' utilizzo di determinati materiali. Per capire il suo funzionamento è bene prima avere un idea sull' anatomia (#STEP 16) e sui componenti inclusi nel glossario (#STEP 03) .Successivamente confrontare il manuale d' uso (#STEP 22) può  aiutare a capirne i meccanismi e valutare gli eventuali fattori di correzione dovuti agli errori di misura.

Nello #STEP 17 è presentato un brevetto di una versione più recente che spiega le evoluzioni nel tempo con il passaggio da uno strumento completamente meccanico ad uno più, con i diversi principi di funzionamento e successivamente con lo #STEP 23, la regolamentazione di diversi metodi di misurazione a seconda del liquido di cui si vuole misurare la tensione superficiale tramite normative.

Il blog poi è stato arricchito con una narrazione della sua presenza nella cultura figurando in francobolli #STEP 18 , cinema #STEP 12  ,un abbecedario #STEP 19 ed un elenco di numeri #STEP 15 riguardanti lo strumento.

Per concludere alcune considerazioni sul corso che ha suscitato in me il desiderio di approfondire la conoscenza del rapporto che l'uomo ha con le cose che ci circondano e di quanta ricerca e lavoro ci sia dietro ad un semplice strumento che alla nostra vista sembra così infima.

Dal mio punto di vista ora riuscirò ad apprezzare maggiormente anche tutti gli oggetti che erano sono e saranno parte della storia della mia vita. #STEP 25 - COSE PERSONALI

#TENSIOMETRI PER IL SUOLO

Come già accennato in precedenza Tensiometro non si riferisce soltanto a misuratori di tensione superficiale, Ma anche ad altri misuratore di tensione come ad esempio il tensiometro per suolo anche detto sonda tensiometrica. 

https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/tensiometer

Questo strumento serve a conoscere il grado di umidità nel suolo, e ciò può avere vari riscontri nell' applicazione agricola.

Un tensiometro è costituito da una tazza porosa, solitamente in ceramica e con pori molto fini, collegata a un vacuometro tramite un tubo riempito d'acqua ( Figura 1 ). La tazza porosa è posta in intimo contatto con il terreno sfuso alla profondità di misurazione. Quando il potenziale matriciale del suolo è inferiore (più negativo) rispetto a quello interno al tensiometro, l'acqua si sposta dal tensiometro lungo un potenziale gradiente di energia al suolo attraverso la tazza porosa satura, creando così un'aspirazione rilevata dal misuratore. Il flusso d'acqua nel terreno continua fino al raggiungimento dell'equilibrio e l'aspirazione all'interno del tensiometro è uguale al potenziale matriciale del suolo. Quando il terreno è bagnato, il flusso può avvenire nella direzione opposta, cioè l'acqua del suolo entra nel tensiometro fino a quando non viene raggiunto un nuovo equilibrio.

Figura 1 . Tensiometri per la misura del potenziale matriciale mediante vacuometri e trasduttori elettronici di pressione.

Possono avere tre tipi di letture:

• manometri a mercurio;
• misuratori di vuoto;
• trasduttori di pressione.

Per approfondire ecco qui alcuni link:

http://www.hydrotech-irrigazione.it/it/strumento-misurazione-umidita-suolo-tensiometro-bulbo-svitabile.html;

http://www.florafit.it/florafit/downloads/Tensiometri_spiegazione.pdf;

https://www.platzgummer.it/cms/upload/prodotti/002_20Tensiometri_20e_20Strumenti_20di_20misura.pdf

http://www.ecosearch.info/sites/default/files/prodotti_documentazione/5.%20Umisuolo%20e%20gas%20dal%20suolo%20%28635KB%29.pdf

INVENTORE: Lorenzo A. Richards - https://en.wikipedia.org/wiki/Lorenzo_A._Richards

#24 LE PAROLE NELLA STORIA

Tramite Google Ngram Viewer(link), sono riportati dei grafici in cui è possibile analizzare la presenza all' interno di documenti e libri pubblicati dal 1880 in poi di alcune parole inerenti al tensiometro Du Nouy

• tensiometer
• Central Scientific Company
• ring method
  

Dal grafico si evince che la parola tensiometro ha avuto i primi riscontri nella letteratura intorno alla fine del '900 , questo perché si riferisce a tensiometri del suolo, mentre quelli per la misura della tensione superficiale avranno i primi riscontri verso il 1920, quando,Pierre Lecomte Du Nouy con il metodo dell' anello (ring method) affibia questo nome alla bilancia di torsione utilizzata per tale scopo.

A produrla ci sarà la Central Scientific Company (https://sc259087.blogspot.com/2020/10/11.html), primo grande produttore di tensiometri superficiali e di interfaccia, che produceva molti altri strumenti . Il che spiega la presenza della CSC già prima dello strumento. Successivamente , tra il 1960 e il 1980 , vediamo un grande calo dell' azienda causato dai problemi finanziari e dalla conseguente vendita.

#23 LA NORMATIVA

 Ci sono diverse NORMATIVE che regolano l' utilizzo dello strumento.Questo è necessario in quanto il metodo di misurazione può avere delle piccolissime differenze a causa dei diversi liquidi da considerare.

https://www.astm.org/

Esempi:

D971 - Interfacial Tension of Oil Against Water (https://www.astm.org/Standards/D971.htm)

Le misurazioni della tensione interfacciale su liquidi isolanti elettrici forniscono un mezzo sensibile per rilevare piccole quantità di contaminanti polari solubili e prodotti di ossidazione. Un valore elevato per il nuovo olio isolante minerale indica l'assenza della maggior parte dei contaminanti polari indesiderabili. Il test viene spesso applicato agli oli minerali invecchiati in servizio come indicazione del grado di deterioramento.

D1331 - Solutions of Surface Acting Agents (https://www.astm.org/Standards/D1331)

Questi metodi forniscono dati utili per valutare l'efficacia dei tensioattivi nel ridurre la tensione superficiale. Inoltre, i dati sulla tensione superficiale possono prevedere le interazioni tra liquidi e superfici solide o altri liquidi e possono essere utilizzati per stabilire le proprietà di bagnatura di vernici, solventi e altri liquidi.  

metodo A  Tensione superficiale di du Noüy ring.

Il  metodo A originariamente è stato scritto principalmente per coprire soluzioni acquose di agenti tensioattivi, ma è anche applicabile a vernici acquose, soluzioni non acquose (comprese le vernici) e soluzioni di solventi misti. 

 metodo B  Tensione interfacciale di du Noüy ring.

Il  metodo B è applicabile alle soluzioni bifase. Può essere presente più di un componente di soluto, inclusi componenti di soluto che non sono di per sé tensioattivi.

 D1417 - Synthetic Rubber Lattices (https://www.astm.org/Standards/D1417.htm)

Questo standard copre i metodi di prova per reticoli di gomma sintetica ABR, BR, CR, IIR, NBR, NCR, NIR, PBR, PSBR, SBR, SCR, SIR, reticoli di gomma sintetica con gruppi di acidi carbossilici sostituiti sulla catena polimerica e sintetico rinforzato reticoli di gomma. I test coperti includono la procedura per la raccolta di campioni e la determinazione del contenuto totale di solidi, insaturi volatili, pH, tensione superficiale, viscosità, coagulo, stirene legato, viscosità Mooney, stabilità meccanica, rinforzo in polistirene nel polimero contenuto e contenuto residuo di acrilonitrile. Ogni metodo di prova contiene informazioni su eccezioni materiali, apparati e procedure di prova.

D1590 - Surface Tension Industrial Water and Industrial Wastewater (https://www.astm.org/DIGITAL_LIBRARY/STP/PAGES/STP48575S.htm)

Questo metodo comprende la procedura per la misurazione quantitativa della tensione superficiale delle acque industriali e delle acque reflue industriali. Il metodo si basa sulla misurazione strumentale con il metodo ad anello e offre la determinazione più precisa e accurata. ( b ) Questo test non intende mostrare alcuna relazione diretta tra tensione superficiale e concentrazione di agenti tensioattivi.

Questi metodi per delle buone misure devono essere accompagnati da manuali per l' utilizzo dello strumento riportati nei link in basso.

Guida per utenti al primo utilizzo 

#08 I MATERIALI

Prendendo in analisi il tensiometro Cenco-DuNouy, notiamo dall' immagine, ripresa dal museo del Humboldt State College,  che lo strumento sorretto da una base in legno è creato principalmente in metalli (ferrosi e non ferrosi) con finiture nere sulle parti ferrose e le restanti rivestite o verniciate. 

L' oggetto era venduto e confezionato in una cassa di metallo verniciata  verde militare con manico in rivestimento metallico.

Gli anelli utilizzati per la misura della tensione superficiale in PLATINO depositati in cilindri di legno e il filo che lo sorregge in MONEL(lega di nichel e rame) utilizzata per evitare la corrosione, essendo potenzialmente a contatto con liquidi di qualsiasi tipo.