I gIOvaNI E LE ScIENZE 2012

con la collaborazione di
I GIOVANI
E LE SCIENZE
2012
SELEZIONE PER IL 24°
concorso
dell’Unione
europea
dei giovani
scienziati
e per i più importanti
eventi internazionali
degli studenti
eccellenti
Sintesi
dei progetti
selezionati
per la finale
italiana
FAST, Milano
14-16 APRILE 2012
È una iniziativa
• sotto l’Alto Patronato del Presidente della Repubblica
LA FAST
Le finalità
Fondata a Milano nel 1897, la Fast - Federazione delle associazioni scientifiche e tecniche
è una istituzione indipendente senza fini di lucro, legalmente riconosciuta con decreto
del Ministro dell’università e della ricerca scientifica e tecnologica del 30 ottobre
1995, che opera a livello nazionale ed internazionale, direttamente o attraverso le
organizzazioni ad essa collegate per: avvicinare i giovani alla scienza e alla ricerca;
offrire servizi qualificati alle imprese; favorire la partecipazione ai programmi
europei; progettare e realizzare iniziative di formazione avanzata e aggiornamento
professionale; approfondire le conoscenze nei campi della politica della ricerca e dello
sviluppo tecnologico; promuovere il dibattito culturale, l’informazione e la divulgazione
scientifica.
La Federazione riunisce, integrandone l’azione autonoma, le più qualificate
o rappresentative associazioni tecniche (attualmente 35) che raggruppano
più di 50 mila soci.
Aperta ed interessata a tutte le conoscenze scientifiche e tecnologiche, grazie anche
al contributo delle istituzioni collegate, di fatto l’attività della Fast privilegia settori
specifici quali: iniziative mirate per gli studenti, ricerca e innovazione tecnologica,
energia, ambiente, chimica e materiali, tecnologie dell’informazione e della conoscenza,
formazione e professionalità.
La Fast si è dotata di Codice etico, come previsto dalla legge 231/2011.
L’attività
L’azione tradizionale della Federazione si concentra prevalentemente su: servizi, studi e
ricerche, formazione, divulgazione e informazione.
I servizi alle imprese trovano concretizzazione: nella promozione e nel supporto tecnico
anche al fine di favorire la partecipazione ai programmi di cooperazione internazionale;
nel trasferimento tecnologico; nel sostegno al reperimento di finanziamenti.
L’attività di ricerca e di studio riguarda principalmente l’analisi di specifici settori,
spesso anticipando le tendenze dell’innovazione tecnologica, le sue applicazioni, le
interrelazioni con l’economia e la società.
La formazione comprende seminari e corsi intensivi di aggiornamento; progetti di lunga
durata; partecipazione attiva ai programmi innovativi realizzati in ambito comunitario e
internazionale.
L’informazione e la divulgazione vengono realizzate attraverso:
· i programmi per gli studenti;
· la promozione e l’organizzazione di convegni scientifici, giornate di studio, conferenze;
· la pubblicazione di riviste specializzate, bollettini, periodici, rubriche, atti di congressi
e seminari;
· la collaborazione con la stampa e gli operatori della comunicazione.
23a edizione de I giovani e le scienze,
Milano, Fast 12 aprile 2011.
IL CONCORSO
La manifestazione “I giovani e le scienze” è organizzata dalla
Fast fin dal 1989 su incarico della Direzione generale Ricerca
della Commissione europea che ha scelto la Federazione come
National Organizer con il compito di selezionare i migliori
talenti italiani da inviare alla finale del Concorso dell’Unione
europea dei giovani scienziati. La 24a edizione di tale evento si
tiene a Bratislava in Slovacchia dal 21 al 26 settembre 2012.
La Fast valorizza ulteriormente l’importante esperienza,
scegliendo pure le ragazze e i ragazzi più meritevoli per
rappresentare l’Italia nei più prestigiosi eventi internazionali
degli studenti eccellenti.
LE CANDIDATURE
I progetti consegnati alla Fast nei termini del bando sono 71,
realizzati da 165 studenti; prevalgono i maschi (91) sulle
femmine (74). I contributi singoli sono 15; quelli di gruppo 56;
di questi, 17 sono il risultato della collaborazione di 2 studenti
e 39 di quella di 3 giovani. Le regioni rappresentate sono 16;
le assenze riguardano Molise, Toscana, Umbria e Valle d’Aosta;
il primato rimane alla Lombardia con 18 lavori. Seguono il
Lazio con 8; la Sicilia con 7; a pari merito con 5 si collocano
Puglia, Sardegna, Trentino Alto Adige e Veneto. Sono 4 i
progetti provenienti da Emilia Romagna e Friuli Venezia
Giulia. L’Abruzzo, la Liguria e il Piemonte partecipano con 2
studi. Chiudono la graduatoria con 1 solo lavoro: Basilicata,
Calabria, Campania e Marche.
Con l’edizione del 2012 la manifestazione “I giovani e le scienze”
raggiunge i 1476 progetti presentati da 3362 ragazze e
ragazzi. Sono 514 i lavori selezionati per la finale, realizzati da
1184 studenti.
I FINALISTI
La finale di Milano de “I giovani e le scienze 2012” mette
in mostra 27 progetti italiani e 3 invitati da Belgio,
Brasile e Olanda.
I giovani presenti sono complessivamente 75, dei quali 66
dall’Italia e 9 dall’estero. I maschi sono 47 e le ragazze 28.
I lavori italiani preparati da gruppi di 3 studenti sono 18;
sono 3 gli studi elaborati in coppia; i singoli sono 6.
Relativamente alla provenienza territoriale le regioni rimaste in
gara sono 12: fa da capofila la Lombardia con 8 contributi;
seguono il Trentino Alto Adige, il Friuli Venezia Giulia
e la Sardegna con 3, Veneto, Lazio e Sicilia con 2; hanno
1 solo progetto Piemonte, Emilia Romagna, Marche,
Abruzzo e Calabria.
Gli studenti selezionati
per la finale di Milano
(in ordine di stand)
1. Gabriele La Bruna (1994), Giuseppe Novella (1994), Noemi Scalora (1994)
Antenna parabolica per chiavetta USB
Liceo scientifico statale “L. Einaudi”, Siracusa
2. Francesco Bray (1993), Claudio Freda (1993), Andrei Militaru (1992)
Tug of war. Analisi fisico-matematica delle forze in gioco
nel tiro alla fune
Liceo scientifico statale “L. Frisi”, Monza
3. Flávia Araujo de Amorim (1996), Thais May Carvalho (1996),
Julia Generoso Gonzales (1995)
Le implicazioni sociali delle abitudini alimentari di gruppo:
il caso delle persone senza fissa dimora
Collegio “Giordano Bruno”, San Paolo, Brasile
4. Luca Raccis (1992), Alessio Aramu (1993), Matteo Fenu (1992)
Sinapsi 2
Istituto tecnico industriale statale “M. Giua”, Cagliari
5. Francesca Burlo (1994), Marco Pacchialat (1994), Ricardo Tzantzoglou (1994)
La sicurezza al volante: “guardare” il mondo con gli occhi
della fisica
Liceo scientifico statale “G. Galilei”, Trieste
6. Rambod Rahmani (1993)
Accettazione, Smistamento e Controllo (A.S.C.)
Liceo scientifico “G. Spano”, Sassari
7. Michele Simoncelli (1992), Luca Passerini (1992)
Fresatrice CNC
Istituto tecnico industriale “G. Marconi”, Rovereto (TN)
8. Giulio Favaro (1994)
Freno a fluido non newtoniano
Liceo scientifico tecnologico - Istituto Cavanis “Collegio Canova”, Possagno (TV)
9. Giorgio Tabarelli (1993), Melissa Zeni (1994), Fabio Marzari (1994)
HuFriend
Liceo scientifico europeo “Rainerum”, Bolzano
10. Anastasia Moravskaya (1992), Ilaria Furlan (1993), Sebastian Gregoricchio (1993)
Un nuovo protocollo per la diagnosi dei Tumori Stromali
GastroIntestinali (GIST) e non GIST
Istituto statale di istruzione superiore “A. Malignani”, Udine
Università degli studi di Udine
11. Ilaria Maserati (1994), Federico Pagani (1994), Maddalena Sala (1994)
A rush of blood to the head. Quando il sangue va alla testa
Liceo scientifico statale “L. Respighi”, Piacenza
12. Amir Abbas (1995), Gavino Bassu (1995), Davide Fadda (1995)
Studio degli estratti di bucce d’uva “Cagnulari”
e degli effetti fotovoltaici evidenziati
Istituto tecnico industriale “G. M. Angioy”, Sassari
13. Daniele Cassis (1993), Lara Andreoli (1993), Giulia Pelucchi (1993)
ovvero: acqua pulita per tutti!
Istituto di istruzione superiore “C. E. Gadda”, Paderno Dugnano (MI)
14. Mohammed Annas Khodabaks (1996), Mathieu Luc Florian Rebel (1995),
Kashif Nadeem (1996), Daniel Bintang Wilke (1995)
Ottenere energia piezoelettrica in modo sostenibile
Cosmicus Montessori lyceum, Amsterdam, Olanda
5
15. Lorenzo Freddi (1993), Leila Gholam Hazrat Hojat (1993), Daniela Malai (1993)
Cereali Biologici e non biologici: il modello sperimentale
che fa la differenza
Istituto tecnico per attività sociali “G. Galilei”, Jesi (AN)
16. Arianna Broggi (1993), Lara Nonis (1993)
Fluoruri nelle acque potabili? Storia passata!
Istituto tecnico industriale “L. Cobianchi”, Verbania
17. Andrea Vella (1997)
La riscoperta di un antico sapere: il latte d’asina.
Proteggiamolo da possibili frodi
Liceo scientifico statale “G. Galilei”, Catania
18. Miriam Kay (1994)
Cellule staminali dei gliomi e il loro ruolo nell’angiogenesi
tumorale
Liceo classico statale “L. Manara”, Roma
19. Valeria Panigada (1993)
La biodegradabilità aerobica nei detergenti
Istituto tecnico industriale statale “G. Feltrinelli”, Milano
20. Stefano Galimberti (1994), Alessandro Leva (1994)
Forme di pasta
International School of Milan, Milano
21. Gabriele Bellicini (1995)
Una scossa di benessere
Liceo linguistico “A. Lunardi”, Brescia
22. Ilaria Cinalli (1994), Alexandra D’Aurizio (1994), Mariangela Potente (1994)
Tabacco per fumatori naturalisti
Liceo scientifico statale “R. Mattioli”, Vasto (CH)
23. Anna Lilla Baglione (1998), Eleonora Cappello (1997), Caterina Tropea (1997)
Girando per vigne e vini. Studio ampelografico
per il riconoscimento delle varietà del vino DOC Lamezia
Liceo scientifico statale “G. Galilei”, Lamezia Terme (CZ)
24. Nicolò Cervetti (1993), Matteo Garbelli (1994), Alessandro Naliato (1994)
Gestione sostenibile del verde urbano
Istituto tecnico agrario statale “C. Gallini”, Voghera (PV)
25. Roberto Fedrizzi (1994), Roberto Fellin (1994), Matteo Larcher (1994)
Mappa Radio della Via Lattea a 1420 MHz
Istituto tecnico economico e tecnologico “C. A. Pilati”, Cles (TN)
26. Romain Dumont (1993), Ghislain Raze (1993)
Ordine e disordine
Collegio di Sartay, Belgio
27. Matteo Panzeri (1993), Marco Passoni (1993), Davide Stucchi (1993)
Operazione Meridiana. Progetto per la realizzazione
di un quadrante solare
Liceo scientifico statale “M. G. Agnesi”, Merate (LC)
28. Giulia Buganza (1993), Giulia Galbiati (1993), Marta Maggioni (1993)
Make-Mi-Up e l’Expo a Milano. Accostare passato,
presente e futuro per comporre l’eccellenza della città
Liceo classico “Tito Livio”, Milano
29. Ariele Rossetto (1995), Luca De Piccoli (1995), Francesco Vettoretti (1995)
Legno che passione!
6
Istituto statale di istruzione secondaria superiore “G. Verdi”, Valdobbiadene (TV)
30.Federico Fabrizi (1996), Francesco Iacovelli (1996), Pietro Pennestrì (1996)
A lezione con GeoGebra
Liceo scientifico statale “I. Newton”, Roma
Gabriele La Bruna (1994), Giuseppe Novella (1994), Noemi Scalora (1994)
Liceo scientifico statale “L. Einaudi”, Siracusa
I
nternet è essenziale per restare in contatto con il mondo; pertanto è indispensabile avere
sistemi di connessione che consentano di accedere alla rete nella maggior parte dei luoghi.
I mezzi privati oggi più diffusi sono il router, o più comunemente chiamato ADSL, che
usa la rete telefonica tramite un cavo ethernet, e la chiavetta internet, che utilizza un
collegamento wi-fi fornito dall’operatore. Ma in questo caso la ricezione del segnale non
è sempre ottimale, anzi è insufficiente soprattutto nelle zone distanti dai trasmettitori. La
chiavetta necessita di un segnale forte, quindi una buona quantità di onde elettromagnetiche per connettersi alla rete; ma essendo lontana dal trasmettitore, le onde non arrivano
a sufficienza, causando lentezza o nessun contatto. Inoltre il ricevitore è omni-direzionale;
questo però, essendo piccolo riesce ad assorbire soltanto una minima quantità di onde
elettromagnetiche. Per risolvere il problema Noemi, Gabriele e Giuseppe propongono di
usare l’antenna parabolica, come già avviene in diversi campi che vanno dal domestico al
militare.
L’antenna è dotata di uno specchio parabolico chiamato riflettore, dal quale prende il nome,
e da un ricevitore posizionato nel punto focale che permette di ricevere la maggior parte
delle onde elettromagnetiche. Le caratteristiche principali sono il guadagno e l’alta direttività. Queste caratteristiche dipendono dal rapporto che vi è tra il diametro della parabola
e la lunghezza d’onda utilizzata dal trasmettitore.
2
Tug of war. Analisi fisico-matematica delle forze in gioco
nel tiro alla fune
Francesco Bray (1993), Claudio Freda (1993), Andrei Militaru (1992)
Liceo scientifico statale “L. Frisi”, Monza
G
li insegnamenti della fisica appresi a scuola possono essere applicati a un esercizio di
modellizzazione di una comune pratica sportiva, il tiro alla fune. Così si riesce a potenziare
l’azione degli atleti con l’adozione di opportune strategie di gara, in modo da impiegare
con la massima efficacia la loro prestanza fisica.
Lo studio prende in esame le competizioni indoor, in quanto l’analisi dello sport praticato in
outdoor avrebbe implicato un approfondimento dovuto alla possibilità dei giocatori di
piantare il tacco della scarpa nel terreno.
L’analisi della pratica indoor, inoltre, permette di realizzare un esperimento per calcolare il
valore del coefficiente d’attrito tra la suola della scarpa e la pedana di tiro.
L’analisi fisica riguarda in special modo gli elementi caratteristici dell’azione di tiro in condizioni di equilibrio statico. Avvalendosi delle leggi di Newton, sia in forma lineare che angolare,
gli autori determinano le relazioni esistenti tra la forza esercitata dai giocatori e l’angolo α
di inclinazione assunto da loro rispetto alla pedana.
Poste a sistema le equazioni che descrivono le varie forze esercitate da ciascun giocatore, si
ricava un’equazione generale che descrive la tensione totale applicata dalla squadra sulla
corda in funzione del valore assunto dall’angolo α. Andrei, Claudio e Francesco studiano
la relazione ottenuta con l’ausilio del programma open source GeoGebra e, accertata l’esistenza di un’unica soluzione, ne stimano il valore con il metodo numerico della bisezione.
Completano lo studio sviluppando sul motore grafico LÖVE, in linguaggio Lua, una simulazione che visualizza in un diagramma i movimenti dei giocatori in funzione della tensione
indicata dall’utente.
(in ordine di stand)
Antenna parabolica per chiavetta USB
i progetti finalisti
1
7
(in ordine di stand)
i progetti finalisti
8
3
Le implicazioni sociali delle abitudini alimentari di gruppo:
il caso delle persone senza fissa dimora
Flávia Araujo de Amorim (1996), Thais May Carvalho (1996),
Julia Generoso Gonzales (1995)
Collegio “Giordano Bruno”, San Paolo, Brasile
L’
interesse delle giovani brasiliane è finalizzato a comprendere le usanze dell’alimentazione
collettiva nell’ambito dei processi di inserimento sociale avviati tramite l’organizzazione
di pasti in comune per le persone senza fissa dimora. Gli individui che partecipano a tali
pratiche instaurano un sistema di comunicazione con gli altri del gruppo, scambiandosi
esperienze culturali collettive, oltre alle consuetudini alimentari.
Le tre ragazze ritengono che l’attuale sistema di vita stia distruggendo le abitudini culinarie,
causando pure diminuzione della socializzazione e perdita dell’identità culturale. A conferma di ciò, nei mesi di agosto e settembre sono stati organizzati 11 pasti in comune in un
Centro di accoglienza per 23 donne senza casa, di età compresa tra i 23 e i 60 anni. E’ stato
preparato un questionario basato sulla metodologia del sostegno sociale da distribuire alle
persone coinvolte nella ricerca, al fine di rafforzare la qualità dello studio e garantirgli pure
dati quantitativi.
Le donne coinvolte hanno potuto sperimentare momenti di inclusione sociale o relazioni
emozionali molto più intense con gli altri soggetti del gruppo, evidenziando così che la
rivalutazione delle consuetudini alimentari possono contribuire efficacemente al reintegro
sociale.
È convinzione delle autrici che le conclusioni del loro lavoro possono essere estese ad altre
situazioni pubbliche come ospedali, scuole e nei confronti dei senza casa più anziani. Da
qui l’impegno a proseguire l’approfondimento del tema.
4
Sinapsi 2
Luca Raccis (1992), Alessio Aramu (1993), Matteo Fenu (1992)
Istituto tecnico industriale statale “M. Giua”, Cagliari
I
l sistema integrato Sinapsi 2 implementa un supporto per migliorare l’autonomia delle persone tetraplegiche o comunque affette da patologie gravi degli arti. Esso comprende una
carrozzina motorizzata e interconnessa via radio a un certo numero di dispositivi e permette, rispondendo ai comandi vocali dell’utente, lo spostamento all’interno di ambienti
domestici, l’uso del climatizzatore, delle apparecchiature radio/tv, la gestione del telefono
e altro ancora. Tutto il sistema si basa su hardware dedicato e/o autocostruito attorno alla
scheda “Arduino”. Per migliorare l’affidabilità sono stati implementati numerosi accorgimenti software e hardware ed è stato realizzato un particolare “microfono” che, posto a
contatto con il dorso dell’utente, non consente l’inoltro di falsi comandi non impartiti direttamente da esso. La carrozzina riconosce ostacoli o dislivelli del terreno e impedisce che
l’utente finisca in situazioni potenzialmente pericolose; ad esempio i motori si arrestano in
prossimità di una rampa di scale, muri, buche, ecc.
Per il futuro Alessio, Luca e Matteo promettono innanzitutto di collegare ancora più dispositivi
e, introducendo una motorizzazione nello schienale, di trasformare la carrozzina in un
comodo lettino per i momenti di pausa. È prevista anche la pubblicazione di un manuale
“fai da te” con la descrizione dettagliata delle fasi realizzative, ad uso e consumo di chi lo
desidera.
Francesca Burlo (1994), Marco Pacchialat (1994), Ricardo Tzantzoglou (1994)
Liceo scientifico statale “G. Galilei”, Trieste
S
ono molti i guidatori che applicano le norme di sicurezza, non perché convinti della loro
reale utilità, ma per paura di essere scoperti e puniti. Di conseguenza, quando sanno o sperano di non essere sotto controllo, sono pronti a non rispettarle. Un modo per contrastare
questo comportamento è rendere le persone consapevoli delle motivazioni su cui si basa
la normativa sulla sicurezza.
Il percorso sperimentale proposto da Francesca, Marco e Ricardo ha lo scopo di mettere in luce
la relazione tra le leggi della fisica e alcuni aspetti della sicurezza nella guida, tramite la
progettazione e la realizzazione di una serie di esperimenti che riproducono in laboratorio
alcune situazioni. Studiano gli esiti di una frenata su fondi “stradali” diversi, l’effetto delle
frenate su un passeggero senza cinture di sicurezza e le conseguenze di un urto su chi
viaggia con cinture di sicurezza allacciate su veicoli che, a parità di urto, risultano più o
meno soggetti a deformazioni permanenti.
6
Accettazione, Smistamento e Controllo (A.S.C.)
Rambod Rahmani (1993)
Liceo scientifico “G. Spano”, Sassari
S
iamo di fronte ad un insieme di tre software, progettati per creare uno standard di distribuzione e compilazione della messaggistica da parte delle unità navali della Marina Militare
italiana e più specificatamente dagli operatori ASC. I software lavorano su uno standard di
riferimento delineato da una pubblicazione a livello Nato. Tra gli altri obiettivi importanti
lo studente sottolinea: la sostituzione del precedente programma ormai obsoleto; la distribuzione di tutta la messaggistica con un unico software; la garanzia di una maggiore sicurezza; l’universalità; il controllo dell’operatore sul software; la semplificazione del lavoro.
Rambod ci tiene ad evidenziare la grande innovatività del suo prodotto, i controlli e le funzionalità dei migliori programmatori, l’architettura Server/Client solidissima; in sintesi i
risultati strabilianti ottenuti e approvati dal Comando della Marina Militare.
(in ordine di stand)
La sicurezza al volante: “guardare” il mondo
con gli occhi della fisica
i progetti finalisti
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(in ordine di stand)
i progetti finalisti
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7
Fresatrice CNC
Michele Simoncelli (1992), Luca Passerini (1992)
Istituto tecnico industriale “G. Marconi”, Rovereto (TN)
L’
obiettivo del progetto è riprodurre fisicamente qualunque oggetto tridimensionale disegnato al PC. Michele e Luca hanno progettato e realizzato hardware elettronico e software
dedicato per controllare una fresatrice, macchina utensile per la lavorazione in forme complesse di parti metalliche o di altri materiali.
Essenzialmente tale macchinario è costituito da un elettromandrino (motore che tramite un
albero trasmette il moto rotatorio ad un utensile) in grado di muoversi su tre assi (avanti-indietro, destra-sinistra, su-giù). Gli assi sono movimentati da motori passo, attuatori
che convertono impulsi di energia elettrica in piccoli spostamenti. L’hardware prodotto è
composto da tre schede di controllo motore passo, un’unità centrale di comando, un alimentatore e una scheda per l’accensione e spegnimento dell’elettromandrino. Ogni motore
dispone di una scheda di controllo a sua volta interfacciata con l’unità centrale di comando che coordina i movimenti dei tre motori in contemporanea. Quest’ultima è controllata
da PC tramite il software CNC driver 1.0, scritto interamente dai due studenti.
CNC driver 1.0 interpreta ed invia all’hardware i dati di una bump map (immagine in cui ad
ogni pixel sono associate tre grandezze x, y, z: rispettivamente posizione x, posizione y
e colore) realizzabile con programmi di elaborazione grafica 3D. Grazie a questo preciso
controllo del movimento degli assi l’utensile può essere posizionato in precisi punti nello
spazio ed asportare determinate porzioni di materiale. Il risultato finale è sorprendente, da
un comune blocchetto di legno si ottiene l’oggetto modellizzato al PC!
8
Freno a fluido non newtoniano
Giulio Favaro (1994)
Liceo scientifico tecnologico - Istituto Cavanis “Collegio Canova”, Possagno (TV)
I
l progetto presenta un nuovo tipo di freno che sfrutta, anziché l’attrito tra le pastiglie del freno e la ruota, quello di alcune pale immerse in un liquido non newtoniano, cioè un fluido
che modifica la sua viscosità in modo non costante se sottoposto a forze. Lo studente usa
un liquido dilatante che può aumentare di molto la viscosità. Con i fluidi non newtoniani è
possibile ad esempio camminare sull’acqua, ma nel momento in cui ci si ferma si comincia
ad affondare.
Al momento della frenata la rotazione dell’albero motore della macchina viene trasmessa al
freno, il quale genera un’alta forza d’attrito. Il meccanismo è costituito da due cilindri uno
dentro l’altro, con delle pale rivolte verso lo spazio tra i due, che contengono il liquido non
newtoniano. Mentre le pale del cilindro interno hanno lo scopo di fermare la rotazione,
quelle del cilindro esterno hanno la funzione di impedire al fluido di entrare in rotazione
con l’albero motore e quindi di non produrre più attrito.
Giulio è sicuro che il sistema proposto non richiede interventi di manutenzione finché la macchina stessa ha vita; inoltre ha un ingombro ridotto. Il costo maggiore del meccanismo al
momento dell’acquisto è ampiamente compensato dalle prestazioni migliori e dall’assenza
delle spese di manutenzione.
Giorgio Tabarelli (1993), Melissa Zeni (1994), Fabio Marzari (1994)
Liceo scientifico europeo “Rainerum”, Bolzano
H
uFriend è un robot che per aspetto e funzioni potrebbe divenire parte del paesaggio urbano e fornire a persone differenti per età, cultura e competenze tecnologiche informazioni
di vario tipo: dalle indicazioni stradali, agli itinerari turistici o enograstronomici personalizzati, oltre alla visualizzazione in tempo reale di dati ambientali e meteorologici. HuFriend
recepisce e gestisce contemporaneamente la comunicazione verbale, visiva e soprattutto
gestuale in base allo studio e all’applicazione del modello pensato dai tre autori. Interpreta,
infatti, gesti e posture di chi gli si avvicina, riconosce alcune parole all’interno delle richieste pronunciate dall’utente con cui comunica tramite frasi e immagini, grafici e mappe che
visualizza in tempo reale su un monitor presente sulla parte frontale. Il tutto nasce dalla
domanda che si sono posti Melissa, Fabio e Giorgio: “è possibile realizzare un robot che
operi in un ambiente affollato da gente comune e che riesca ad interagire con chiunque
in maniera immediata e naturale?” HuFriend è di impatto visivo, ma allo stesso tempo di
aspetto non inquietante e si rivolge ai passanti salutandoli e chiamando per nome quelli
già “conosciuti” in modo da innescare la comunicazione.
Tra gli elementi innovativi, gli studenti insistono sulla messa a punto di un modello comunicativo tra uomo e robot che permette un’interazione la più immediata e naturale possibile
per qualsiasi utente in ogni situazione. L’intera struttura, il design ed il software sono
espressione di questo modello.
10
Un nuovo protocollo per la diagnosi dei Tumori Stromali
GastroIntestinali (GIST) e non GIST
Anastasia Moravskaya (1992), Ilaria Furlan (1993), Sebastian Gregoricchio (1993)
Istituto statale di istruzione superiore “A. Malignani”, Udine
Università degli studi di Udine
I
l Friuli-Venezia Giulia è risultata, negli ultimi anni, la regione italiana con la più alta incidenza di tumori. Partendo da questo presupposto è nata l’idea di indagare sulle procedure
mediante le quali è possibile identificarli. I tre allievi del Malignani si concentrano principalmente sui Tumori Stromali GastroIntestinali (GIST), i più frequenti tumori mesenchimali
del tratto gastroenterico. Essi vengono classificati come GIST o non GIST mediante l’immunoistochimica (IHC) e l’osservazione al microscopio. In genere le normali indagini per
la diagnosi non vanno oltre a queste due analisi. I GIST vengono trattati con due farmaci
(Imatinib e Sunitinib), che però risultano efficaci solo in presenza di determinate mutazioni.
Anastasia, Ilaria e Sebastian utilizzano le più comuni tecniche di biologia molecolare al fine
di verificare la presenza di tali mutazioni in 27 campioni precedentemente classificati con
l’IHC in GIST e non GIST. I risultati mostrano che alcuni tumori classificati come GIST non
presentano le mutazioni che rendono efficace il trattamento con Imatinib o Sunitinib,
mentre alcuni non GIST (45% circa) possiedono tali mutazioni. Inoltre avanzano un’ipotesi
per un trattamento anti-tumorale meno invasivo basato sull’utilizzo di anticorpi, vitamina
H (biotina) e avidina (proteina).
Il lavoro permette una diagnosi più accurata ed un conseguente trattamento con un farmaco
specifico a seconda del tipo di tumore. In questo modo si possono evitare cicli di terapia
con farmaci inefficaci che implicano un notevole stress psicologico e fisico per il paziente.
La possibilità di indirizzare il malato verso un trattamento con maggiori probabilità di
successo riduce inoltre il costo della cura.
(in ordine di stand)
HuFriend
i progetti finalisti
9
11
(in ordine di stand)
i progetti finalisti
12
11
A rush of blood to the head. Quando il sangue va alla testa
Ilaria Maserati (1994), Federico Pagani (1994), Maddalena Sala (1994)
Liceo scientifico statale “L. Respighi”, Piacenza
Q
uante volte ci è capitato di appoggiare due dita sul collo per sentire il ritmo del sangue
nella sua folle corsa dal cuore al cervello, passando attraverso la carotide? Eppure, non ci
siamo mai fermati a pensare come avviene questo importante processo fisiologico. Ilaria,
Maddalena e Federico provano a dare una risposta, utilizzando la matematica, i cui modelli
si sono ormai diffusi nella rappresentazione di fenomeni reali. Sviluppando un loro modello matematico semplificato, sono riusciti a comprendere e descrivere le caratteristiche
fondamentali del flusso sanguigno nel sistema cardiovascolare.
Con l’aiuto di Matlab, linguaggio informatico che permette di risolvere problemi di calcolo
anche molto complessi, è possibile creare un programma in grado di elaborare dati relativi
all’andamento del flusso sanguigno nell’arteria carotide. La zona presa in esame nel progetto è la biforcazione della suddetta arteria all’altezza del collo, che comprende carotide
comune, carotide interna e carotide esterna. Gli autori realizzano un programma che, dati
in input i valori di pressione iniziale e portata finale, calcoli pressione finale e portata
iniziale di ogni singolo vaso. Confrontando i risultati delle simulazioni con quelli reali, si
nota una certa congruenza, così si pensa a una possibile applicazione del modello nella
medicina.
Ecco qui l’ennesima dimostrazione che le varie discipline scientifiche interagiscono tra di loro,
sostenendosi a vicenda, in un lavoro di squadra assai efficiente.
12
Studio degli estratti di bucce d’uva “Cagnulari”
e degli effetti fotovoltaici evidenziati
Amir Abbas (1995), Gavino Bassu (1995), Davide Fadda (1995)
Istituto tecnico industriale “G. M. Angioy”, Sassari
S
embra proprio ci sia un futuro per gli effetti fotovoltaici prodotti da molecole organiche.
Le celle più conosciute sono quelle ai mirtilli, che contengono molecole organiche (antocianine) responsabili di una reazione elettrochimica naturale che permette la trasformazione dell’energia solare in elettrica. Queste molecole sono contenute anche nella buccia
dell’uva, materiale di scarto della vendemmia.
Nel loro lavoro sperimentale i tre giovani dell’Angioy utilizzano le bucce d’uva Cagnulari, una
varietà diffusa nel territorio, che hanno sottoposto ad estrazione. L’estratto ottenuto, caratterizzato con adeguate metodiche analitiche, viene applicato come colorante in una
cella fotovoltaica sottoposta a misurazione di tensione e corrente. L’effetto fotovoltaico misurato oltre che riproducibile si mantiene nell’arco di alcuni mesi. L’estratto quindi
evidenzia notevole stabilità. Da ciò, in conclusione, Amir, Davide e Gavino hanno la conferma che il materiale di scarto di partenza può essere considerato una materia prima
ampiamente disponibile e a basso costo, che potrebbe incidere favorevolmente nel futuro
dell’innovazione tecnologica di questo tipo di celle fotovoltaiche, con l’evidente abbattimento dei costi.
Daniele Cassis (1993), Lara Andreoli (1993), Giulia Pelucchi (1993)
Istituto di istruzione superiore “C. E. Gadda”, Paderno Dugnano (MI)
L’
intento del progetto è quello di offrire una promettente alternativa alle attuali tecniche
di depurazione delle acque reflue, ritenute poco efficienti sotto molteplici aspetti: tempi
e costi elevati, ingombro degli impianti, uso di sostanze chimiche pericolose. Sulla scia
delle recenti ricerche scientifiche, Giulia, Lara e Daniele studiano le proprietà del biossido
di titanio (TiO2) come attivatore del processo di fotocatalisi, reazione chimica che, come la
fotosintesi clorofilliana, usa la luce solare per trasformare sostanze inquinanti in elementi
non nocivi.
In collaborazione con il Dipartimento di Scienza dei Materiali dell’Università di Milano-Bicocca,
gli autori investigano le proprietà dei nanocristalli di TiO2 con forma controllata (“shape
controlled”) nell’abbattimento degli inquinanti organici in acqua.
I risultati della loro ricerca mostrano che un fine controllo della forma e della dimensione dei
nanocristalli può portare ad enormi miglioramenti delle performance fotocatalitiche del
biossido di titanio.
“Acqua pulita per tutti” propone un metodo alternativo per il disinquinamento delle acque
reflue a basso costo e con una tecnologia a minimo impatto ambientale: la produzione
di TiO2 “shape controlled” in forma di pellet, da utilizzare in piccoli impianti fotocatalitici
(attivati dalla luce solare).
14
Ottenere energia piezoelettrica in modo sostenibile
Mohammed Annas Khodabaks (1996), Mathieu Luc Florian Rebel (1995),
Kashif Nadeem (1996), Daniel Bintang Wilke (1995)
Cosmicus Montessori lyceum, Amsterdam, Olanda
L
a piezoelettricità è la capacità di taluni materiali di generale corrente elettrica come reazione all’applicazione di stress meccanici quali pressione o vibrazione. Sembra che tali
materiali possano trasformare l’energia cinetica in elettrica.
Si può trovare in natura e si può anche produrre artificialmente: lo confermano esempi quali
ceramica, cristalli, silicio o materiali biologici come ossi, Dna, proteine. Ma c’è pure la
situazione inversa: quando si inserisce corrente, i materiali piezoelettrici possono vibrare.
Proprio grazie a tale proprietà i piezoelettrici vengono impiegati in molte applicazioni riguardanti l’energia verde sostenibile.
I quattro giovani studenti olandesi dimostrano gli effetti piezoelettrici servendosi di un tappeto piezoelettrico. Inoltre ampliano i loro campi di applicazione come fonte energetica
sostenibile o come mezzo per eliminare dall’acqua inquinanti con petrolio o residui solidi.
(in ordine di stand)
ovvero: acqua pulita per tutti!
i progetti finalisti
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13
(in ordine di stand)
i progetti finalisti
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Cereali biologici e non biologici: il modello sperimentale
che fa la differenza
Lorenzo Freddi (1993), Leila Gholam Hazrat Hojat (1993), Daniela Malai (1993)
Istituto tecnico per attività sociali “G. Galilei”, Jesi (AN)
I
cereali sono un sistema complesso e, in particolare, i non biologici possono conservare, dai
trattamenti con prodotti di sintesi, molecole estranee, il cui effetto è indagato mediante
Spettroscopia Infrarossa (IR). Le confezioni dei cereali biologici riportano il simbolo della
certificazione europea e dell’organismo di controllo con la dicitura “autorizzato dal Mipaaf” (Ministero delle politiche agricole, alimentari e forestali). I campioni per l’IR sono
preparati grattugiando, in corrispondenza del germe, i chicchi scelti; nel caso del mais si
utilizzano le due metà del chicco grattugiate nella parte interna. Il metodo NMC (Nearest
Means Classification) è impiegato per l’ elaborazione dei dati sperimentali; esso conduce
a due variabili caratteristiche che, riportate su un grafico descrivono un gap, più o meno
marcato tra i cereali bio e quelli non bio. Questo è il modello che li differenzia. Alcuni campioni di cereali, detti casi particolari, si comportano in modo diverso da quello previsto ma,
il chiarimento dell’anomalia, li esclude dal modello. In particolare lo studio di due campioni
deteriorati di orzo fa comprendere che questo metodo può essere sviluppato anche per
verificare lo stato di conservazione di un cereale.
Un modello scientifico sperimentale che differenzi i cereali biologici da quelli che non lo sono
può risultate utile alle aziende di produzioni biologiche, agli enti controllori ed ai consumatori; questa ricerca ha tracciato un percorso per realizzarlo.
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Fluoruri nelle acque potabili? Storia passata!
Arianna Broggi (1993), Lara Nonis (1993)
Istituto tecnico industriale “L. Cobianchi”, Verbania
L
a presenza dei fluoruri nelle acque potabili rappresenta un problema di rilevante importanza
soprattutto nelle aree del globo meno sviluppate (come l’Eritrea), dove non vi sono risorse
sufficienti per finanziare i metodi tecnologici già da anni utilizzati per la potabilizzazione delle
acque (resine a scambio ionico, ecc.). Arianna e Lara hanno come obiettivo la ricerca di nuovi
metodi a basso costo per la rimozione dei fluoruri, utilizzando materiali facilmente reperibili
in quelle zone e che siano diversi da quelli attualmente impiegati (ceneri d’ossa). Quest’ultime
presentano difetti come la mancata possibilità di individuare il momento in cui perdono la loro
efficacia con conseguente rilascio di tutti i fluoruri fino a quel momento rimossi.
Dopo un lungo lavoro di prova con diverse matrici (ad esempio patate, zeoliti, mais, segatura, ecc.)
la rimozione dei fluoruri risulta essere efficace utilizzando gusci di uovo calcinato o specifiche
alghe di acqua dolce (Spirogyra). I due metodi hanno delle differenze tra cui il tempo di rimozione e i trattamenti da effettuare sulle matrici, ma entrambi portano a risultati molto positivi
e accettabili.
Andrea Vella (1997)
Liceo scientifico statale “G. Galilei”, Catania
L
e frodi alimentari costituiscono un problema sociale piuttosto diffuso. Molto spesso il consumatore oltre al danno economico può subire conseguenze per la salute. In tal senso, i
soggetti allergici ad un determinato alimento rappresentano la categoria più esposta alle
contraffazioni. Tra le allergie alimentari, quella dovuta alle proteine del latte vaccino è,
specialmente a livello pediatrico, tra le più diffuse con rischio per quanti necessitano di
una dieta priva di tale prodotto. Diversi studi clinici hanno dimostrato come il latte d’asina,
grazie all’assenza di allergenicità in quasi tutti i soggetti con problemi con il latte vaccino,
costituisce la migliore alternativa, anche rispetto ai prodotti comunemente utilizzati. Tale
alimento si colloca quindi sul mercato come un prodotto pregiato (costo 10÷15 euro/litro),
e di conseguenza anche molto esposto alle frodi (es. l’aggiunta di latte meno pregiato
come quello caprino, ovino o vaccino).
Nel presente progetto, basato su una tecnica denominata spettrometria di massa, è illustrato
un metodo per individuare la presenza di latte di capra in quello d’asina attraverso la misura della massa molecolare delle due siero-proteine più abbondanti (l’alfa-lattalbumina
e la beta-lattoglobulina). Sfruttando la differenza tra le masse molecolari di tali proteine,
che dipende dalla specie di provenienza, tale approccio permette di smascherare in modo
rapido ed efficace l’aggiunta fraudolenta di latte di capra al latte d’asina, anche se presente
a basse concentrazioni.
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Cellule staminali dei gliomi e il loro ruolo
nell’angiogenesi tumorale
Miriam Kay (1994)
Liceo classico statale “L. Manara”, Roma
R
ecenti scoperte evidenziano che una varietà di tumori maligni presentano una sottopopolazione di cellule tumorali simili a quelle staminali, dette anche cellule staminali del cancro (CSCs). Tali cellule simil-staminali sono state individuate nel glioblastoma multiforme
(GBM) e vengono dette “glioma initiating cells” (GIC), in italiano “cellule iniziatrici dei gliomi”. In questa ricerca, che Miriam ha realizzato nell’ambito di una struttura di eccellenza
a livello mondiale, vengono isolate ed individuate nelle loro caratteristiche popolazioni
di GIC da una serie di linee cellulari di gliomi umani già consolidate, U-87MG, U-373MG
ed A172. Si dimostra che le GIC derivate da U-87MG, U-373MG e A172 hanno differenti
proprietà di angiogenesi, e pertanto reagiscono in maniera differente ad un anticorpo
(bevacizumab) che neutralizza il fattore di crescita dell’endotelio vascolare (VEGF). Questi
dati potrebbero suggerire un nuovo, possibile approccio per valutare l’efficacia di terapie
anti-angiogeniche nei vari tipi di gliomi.
(in ordine di stand)
La riscoperta di un antico sapere: il latte d’asina.
Proteggiamolo da possibili frodi
i progetti finalisti
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(in ordine di stand)
i progetti finalisti
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La biodegradabilità aerobica nei detergenti
Valeria Panigada (1993)
Istituto tecnico industriale statale “G. Feltrinelli”, Milano
L’
elevato utilizzo di tanti prodotti che contengono sostanze poco biodegradabili aumenta
in maniera massiva l’inquinamento delle falde e dei corsi d’acqua. Per un mese e mezzo
Valeria trascorre più di 8 ore al giorno in laboratorio per poter analizzare personalmente,
sia pur con l’aiuto del tutor e dei suoi collaboratori, sostanze che normalmente compaiono
nei detergenti più utilizzati e verificarne l’effettiva biodegradabilità: tensioattivi, enzimi,
addensanti, sbiancanti, emulsionanti.
In particolare, i composti presi in considerazione sono: Benzoato di sodio (campione di riferimento), LAS e SLS (tensioattivi), Liquanase ultra 2,0XL (proteasi), Stainzime 12L (amilasi) e
TAED (sbiancante e disinfettante). La biodegradabilità viene determinata misurando indirettamente la quantità di CO2 prodotta dalla degradazione dell’analita tramite titolazione
con HCl 0,05N. Per assicurare il corretto svolgimento dell’analisi ogni campione dovrebbe
raggiungere e superare il 60% di biodegradazione in 14 gg. I composti più biodegradabili
e quindi più ecocompatibili sono risultati: SLS (Sodio Lauril Solfato) e il TAED (Tetraacetiletilendiammina).
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Forme di pasta
Stefano Galimberti (1994), Alessandro Leva (1994)
International School of Milan, Milano
I
due studenti, rappresentanti di un gruppo di lavoro più ampio, si propongono di dare maggiore rilievo ai “Millennium Development Goals 2015”. Per far si che questi obiettivi vengano rappresentati adeguatamente e allo stesso tempo efficacemente, decidono di lavorare su un oggetto con un’importanza globale e che rappresenti anche la cultura italiana,
ovvero la pasta. Successivamente dividono in quattro categorie gli scopi prefissati dalle
Nazioni Unite:
1. fornire un’educazione alla popolazione mondiale
2. provvedere e migliorare i servizi medici
3. promuovere la parità tra i sessi
4. porre fine alla discriminazione e sviluppare un nuovo approccio alla crescita.
Dopo aver deciso questi temi disegnano, ed elaborano dei tipi di pasta che simboleggiano i formati di tale prodotto sul computer, così che le forme siano in tre dimensioni, con maggiori
dettagli e visibili da diverse angolazioni.
Gabriele Bellicini (1995)
Liceo linguistico “A. Lunardi”, Brescia
L’
argomento trattato in questo progetto è la distonia muscolare, una malattia neurologica molto invalidante e la terapia innovativa Stimolazione cerebrale profonda. Gabriele in
persona conosce i benefici della nuova tecnica visto che ne è portatore. I primi sintomi
della malattia si presentano all’età di 6 anni e in poco tempo colpiscono tutto il corpo,
impedendo di compiere le azioni quotidiane più banali come camminare, mangiare e lavarsi. La diagnosi e le prime cure sono fatte all’Istituto neurologico “Carlo Besta” di Milano,
dove i medici della Neuropsichiatria infantile iniziano a somministrare farmaci, però senza
risultati soddisfacenti. Ma c’è la possibilità di intervenire con una nuova terapia: la “stimolazione cerebrale profonda” che avrebbe dato dei risultati sorprendenti.
All’età di 9 anni il giovane viene ricoverato e sottoposto ad intervento chirurgico, con l’inserimento nei due emisferi del cervello, e precisamente nel globus pallidus, di 2 elettrocateteri collegati, tramite un filo sottocutaneo, ad un pacemaker posizionato nel pettorale. Il
pacemaker viene impostato dai medici, tramite apparecchio wireless, sulla base di alcuni
parametri (ampiezza, intensità, frequenza). Una serie di impulsi elettrici viene inviata dal
pacemaker agli elettrodi; queste “scosse” agiscono sul sistema neurologico controllando le
contrazioni muscolari. La batteria del pacemaker è ricaricabile tramite un magnete.
Grazie a questa terapia Gabriele conduce una vita serena e si sente come i coetanei.
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Tabacco per fumatori naturalisti
Ilaria Cinalli (1994), Alexandra D’Aurizio (1994), Mariangela Potente (1994)
Liceo scientifico statale “R. Mattioli”, Vasto (CH)
L
e preoccupanti e catastrofiche previsioni ambientali e l’inquinamento legato alla combustione di combustibili fossili suscitano nelle tre ragazze grande interesse per la ricerca delle
forme alternative di energia rinnovabile, e tra le più valide sembra esserci l’estrazione di
bio olio da piante oleaginose. E tra queste specie scelgono il tabacco che, oltre ad avere un
seme con uno dei più alti contenuti di olio, non comporta la riduzione della disponibilità
delle produzioni alimentari e permette una rivalutazione della stessa pianta.
L’estrazione chimica di questo olio necessita innanzitutto della pulitura del vegetale per eliminare le impurità e della macinazione per aumentare la velocità di estrazione. Il campione
viene collocato in una camera d’estrazione in un filtro a ditale e l’etere di petrolio nel
pallone. Il campione inizia così a bollire, passa nel condensatore e ricade come condensato
nella camera di soluto. A questo punto viene spillato da un condotto laterale dove si accumulano il solvente in alto e il soluto in basso.
È così che Alexandra, Ilaria e Mariangela ottengono il campione di bio olio. Non hanno la
certezza che il tabacco possa diventare la preziosa alternativa al petrolio, ma sicuramente
dev’essere considerata insieme alle altre oleaginose come una delle possibili soluzioni ai
tanti danni ambientali e economici dovuti ai combustibili fossili. Inoltre questo nuovo
uso del tabacco farebbe finalmente emergere gli aspetti positivi di una pianta che è stata
sempre soggetto di ricerche scientifiche solo per gli effetti negativi che procura all’uomo
attraverso il fumo.
(in ordine di stand)
Una scossa di benessere
i progetti finalisti
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(in ordine di stand)
i progetti finalisti
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Girando per vigne e vini. Studio ampelografico
per il riconoscimento delle varietà del vino DOC Lamezia
Anna Lilla Baglione (1998), Eleonora Cappello (1997), Caterina Tropea (1997)
Liceo scientifico statale “G. Galilei”, Lamezia Terme (CZ)
T
utti gli individui sono riconoscibili dai caratteri morfologici di una specie: aspetto fisico,
colore e dimensione. Partendo da questo assunto, come si possono riconoscere le varietà
delle viti, entrando in un vigneto e guardando le foglie che sembrano essere tutte uguali o
simili? L’attenzione è dedicata alla vite e al vino Doc Lamezia della zona di residenza delle
ragazze.
Attraverso l’esame morfologico e le misurazioni delle foglie, Anna Lilla, Caterina ed Eleonora vogliono pervenire ad un modello che consenta di riconoscere le varietà senza dover
portarsi volumi di viticoltura o ricorrere a sofisticati e onerosi esami (tipo Dna). Il modello
proposto è uno strumento agevole, portatile, replicabile, da fornire al viticoltore, al vivaista
o studioso per potersi orientare nel riconoscimento delle foglie. La metodologia è così
articolata:
1. sopralluogo nei vigneti con i viticoltori e vivaisti e campionamento random di 20 foglie
per varietà (Greco nero, Gaglioppo, Magliocco e Zibibbo);
2. misurazioni su 80 foglie di 16 descrittori calcolando la media e rappresentazione “geometrica” o “teorica” delle 4 foglie;
3. d a questa si passa alla rappresentazione reale arrotondando gli angoli, distribuendo i
denti, in numero e dimensioni, per definire la foglia “tipo” delle varietà esaminate;
4. creazione del modello su foglio lucido che diventa lo strumento portatile e, insieme alla
plastificazione di foglie vere essiccate, consente la discriminazione varietale;
5. produzione di foglie artistiche in ceramica.
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Gestione sostenibile del verde urbano
Nicolò Cervetti (1993), Matteo Garbelli (1994), Alessandro Naliato (1994)
Istituto tecnico agrario statale “C. Gallini”, Voghera (PV)
I
l verde urbano è un aspetto essenziale per la qualità della vita nelle città: le aree verdi, infatti,
rappresentano oasi di riposo, sport e divertimento e concorrono alla diminuzione dell’impatto
ambientale dei centri abitati. Il progetto propone l’utilizzo dei residui della manutenzione di tali
aree, a tutt’oggi smaltiti alla stregua di rifiuti, come fonte di energia rinnovabile da impiegare in
impianti di digestione anaerobica per la produzione di calore ed elettricità.
Alessandro, Matteo e Nicolò calcolano la quantità di biomassa sfalciata di due comuni in provincia
di Alessandria (Tortona e Pontecurone) e la produzione potenziale di biogas (metano, CO2 e altri
gas), facendo riferimento ad un impianto tipo di digestione anaerobica presente nella stessa
provincia e a cui conferire il prodotto. Dall’elaborazione dei dati emerge che la trasformazione
dei residui è doppiamente positiva: contribuisce a ridurre l’impatto ambientale urbano (non aumentano le emissioni di CO2); produce, anche se modesto, un ritorno economico per le amministrazioni pubbliche. Se poi alcuni comuni si consorziassero nella gestione di un tale impianto,
potrebbero beneficiare pure di un utile finanziario diretto, così da rendere vantaggioso anche a
livello economico il recupero degli sfalci provenienti dalle aree verdi.
Roberto Fedrizzi (1994), Roberto Fellin (1994), Matteo Larcher (1994)
Istituto tecnico economico e tecnologico “C. A. Pilati”, Cles (TN)
P
er comprendere in profondità gli aspetti della Via Lattea, la nostra Galassia, non ci si può
semplicemente limitare ad osservarla con strumenti nel campo del visibile, ma è necessario
utilizzare altre tecniche proprie di quella branca dell’astronomia che prende il nome di
radioastronomia. Per questa ragione viene utilizzato un radiotelescopio dell’Onsala Space
Observatory presso la Chalmers University of Technology in Svezia, comandato da remoto,
cioè stando comodamente seduti da casa. Attraverso una webcam è possibile addirittura
vederne i movimenti in tempo reale.
Tramite questo strumento i tre ragazzi indagano la presenza dell’idrogeno nella Galassia. Tale
gas, in particolari condizioni e naturalmente, emette un’onda elettromagnetica che è facilmente catturabile da questo tipo di strumento. I dati acquisiti in molte ore di osservazioni servono per ottenere dei risultati scientifici apprezzabili. In particolare viene ricavata
la cosiddetta curva di rotazione della Galassia, la cui caratteristica principale è quella di
evidenziare la presenza di materia oscura, cioè di materia che non emette radiazione luminosa come, ad esempio, possono essere pianeti o asteroidi.
Inoltre gli autori disegnano un grafico della struttura della Galassia e questa appare, come
nell’immaginario comune, avente una struttura spiraleggiante. Infine “pesano” la Galassia
stessa entro i limiti dell’orbita del Sole.
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Ordine e disordine
Romain Dumont (1993), Ghislain Raze (1993)
Collegio di Sartay, Belgio
L’
uomo ha sempre cercato di controllare la natura con regole semplici e lineari. Lo ha fatto
anche Newton. Ma all’inizio del 20° secolo tale visione è sembrata irrealistica. La scoperta
del disordine di Lorenz ha messo fine al determinismo.
Il disordine può apparire anche cercando di costruire il modello di sviluppo della popolazione.
Da un ambiente ad un altro, grazie ad un parametro numerico, si ottiene la stabilizzazione
attorno ad un numero, una oscillazione tra risultati o un inspiegabile e imprevedibile disordine. Ma Feigenbaum ha cercato di chiarire il mistero determinando due costanti, che
gli hanno permesso di capire come il sistema si svilupperebbe, scoprendo così una specie
di ordine nel disordine.
In precedenza, il meteorologo Lorenz ha voluto simulare il comportamento di una colonna
d’aria riscaldata dal sole con un sistema a tre equazioni con tre incognite e tre parametri
con una precisione di sei decimali; ma il suo computer ne ha accettati solo tre. Comparando i risultati a sei decimali con quelli a tre si sono sviluppati due sistemi molto diversi,
nonostante si trattasse solo di un arrotondamento. Questo era disordine e sembrava essere
incontrollabile. Allora ha cercato di modellizzare tale sistema in uno spazio tridimensionale, dove ciascuna incognita rappresenta una coordinata. Con sorpresa ha visto una struttura che evocava le ali della farfalla. E si stupì nuovamente del fatto che non c’era un tipo
di ordine nel disordine.
Il disordine si trova in molti campi: meteorologia, chimica, fisica, ecc. Esso si caratterizza per
la sua imprevedibilità pur con la forte dipendenza dalle condizioni iniziali. Nonostante i
tentativi di molti studi di fare chiarezza, il disordine rimane ancora molto misterioso!
(in ordine di stand)
Mappa Radio della Via Lattea a 1420 MHz
i progetti finalisti
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(in ordine di stand)
i progetti finalisti
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Operazione Meridiana. Progetto per la realizzazione
di un quadrante solare
Matteo Panzeri (1993), Marco Passoni (1993), Davide Stucchi (1993)
Liceo scientifico statale “M. G. Agnesi”, Merate (LC)
L
e meridiane sono strumenti antichi e comunemente ritenute abbastanza semplici. Attraverso
questo progetto i tre studenti vogliono analizzare il funzionamento nei dettagli di quella orizzontale fino a comprenderne la reale complessità di progettazione richiesta per ottenere misurazioni precise del tempo. La determinazione delle linee orarie e delle curve di declinazione è
affrontata e risolta per via trigonometrica come problema di geometria nello spazio.
Il lavoro richiede la programmazione di un foglio elettronico, che permetta di determinare le equazioni delle linee orarie e le posizioni delle curve di declinazione per meridiane da collocare a
qualunque latitudine scelta (dell’emisfero boreale) e per longitudine compresa tra il meridiano
0° e il 15° (dell’Europa centrale). L’utente, immettendo i valori della latitudine e della longitudine
del luogo in cui si trova, nonché dell’altezza dello gnomone, può, attraverso l’uscita grafica del
programma, disegnare il piano di una meridiana funzionante in quel luogo. Inoltre, la meridiana
realizzata non segna l’ora solare locale, ma è già conformata per la lettura dell’ora civile, ossia
per l’Italia, quella relativa al meridiano dell’Europa centrale (15° E). All’osservatore più attento,
infine, non può sfuggire la presenza sul piano della meridiana di un motto originale, pensato
in italiano e tradotto anche in latino con effetto di richiamo dell’antico fascino delle meridiane.
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Make-Mi-Up e l’Expo a Milano. Accostare passato,
presente e futuro per comporre l’eccellenza della città
Giulia Buganza (1993), Giulia Galbiati (1993), Marta Maggioni (1993)
Liceo classico “Tito Livio”, Milano
L
e tre autrici sono incuriosite dal fatto che, nell’arte, l’uomo intuitivamente crea sistemi di figure
legati da rapporti isometrici come i fregi e le tassellazioni del piano. Successive ricerche confermano la presenza di questi elementi in tutta la storia dell’arte: dalle rappresentazioni primitive
a quelle medievali, dagli arabeschi islamici a quelli contemporanei. Le ragazze notano come
queste figure possano essere ritrovate non solo in manufatti provenienti da luoghi lontani
nel tempo e nello spazio, ma anche sui palazzi più importanti della città in cui vivono: Milano.
Successivamente, attraverso strumenti matematici e geometrici, studiano le decorazioni per comprenderne l’armonia nascosta. Ciò le spinge ad elaborare due proposte concrete, diverse tra
loro, ma ugualmente legate all’Expo 2015: la ristrutturazione di Piazza Tirana e la creazione di
una linea cosmetica.
Il primo progetto consiste nell’opera di riqualificazione urbanistica di una zona della città, attualmente in stato di degrado sociale. Attraverso la pavimentazione dell’area antistante una stazione, è possibile realizzare uno studio applicato che partendo dal passato della città si rivolge
al futuro. Il secondo progetto, invece, propone un nuovo packaging di una linea cosmetica
attraverso la quale si promuove una diffusione delle bellezze artistiche della città.
Le due proposte utilizzano, quindi, strumenti geometrico-matematici per favorire lo sviluppo della
città sul piano culturale e umano.
Ariele Rossetto (1995), Luca De Piccoli (1995), Francesco Vettoretti (1995)
Istituto statale di istruzione secondaria superiore “G. Verdi”, Valdobbiadene (TV)
U
na ragazza e due amici fanno una piacevole passeggiata in un bosco, durante una fredda
giornata invernale; sono circondati da alberi giovani e vecchi. Nasce spontanea una domanda: “ma quale sarà il loro nome?” La semplice consultazione di un testo di botanica
non basta a chiarire i dubbi dei tre studenti, così eccoli pronti a tuffarsi in un nuovo mondo
alla scoperta del legno.
Ebbene sì: ma da ora in poi per riuscire a dargli un nome non è più necessario vedere l’albero,
riconoscerne il portamento, studiarne foglie, fiori, frutti e germogli; è sufficiente raccoglierne un piccolo pezzo di legno. Nel caldo ambiente del laboratorio di scienze, Ariele,
Luca e Francesco preparano delle sottili sezioni di legno, le colorano per poi analizzarne
l’anatomia microscopica. Sotto la lente del microscopio fibre legnose, vasi conduttori e
cellule parenchimatiche svelano la loro struttura fino a quando si riesce a svelare il nome
della pianta.
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A lezione con GeoGebra
Federico Fabrizi (1996), Francesco Iacovelli (1996), Pietro Pennestrì (1996)
Liceo scientifico statale “I. Newton”, Roma
L’
idea iniziale nasce da una ricerca scolastica che prevede la realizzazione, grazie al software
GeoGebra, di quattro costruzioni del libro “La Geometria del Compasso” del matematico
Lorenzo Mascheroni nel 1797. Ben presto i tre studenti si rendono conto delle potenzialità
di questo programma e studiano il libro e riproducono le costruzioni geometriche con il
software GeoGebra. Per meglio documentare il lavoro e renderlo più accessibile scrivono
La Nuova Geometria del Compasso presentato al GeoGebra day di Torino il 7 ottobre 2011.
Si dedicano quindi alla diffusione di questo programma per la sua grande valenza in ambito didattico. A tal fine realizzano il sito www.geogebraitalia.org dove postano il materiale
creato. Durante la giornata di didattica flessibile della scuola tengono un corso base su
GeoGebra, ottenendo un alto indice di gradimento.
Attualmente, grazie anche a GeoGebra, Federico, Francesco e Pietro stanno preparando il
materiale didattico relativo al programma di matematica e di fisica del secondo liceo. Il
progetto nel medio termine riguarda lo studio dell’opera di Cartesio La Gèomètrie, mai
tradotta in italiano, la cui importanza nella storia della matematica deriva dall’aver unito
per la prima volta algebra e geometria. Per questo motivo ritengono che GeoGebra sia lo
strumento essenziale per verificare ed apprendere le costruzioni e i concetti.
In definitiva il progetto ha come obiettivo il miglioramento delle capacità matematiche degli
studenti liceali attraverso la sperimentazione di nuove forme didattiche basate sull’uso di
mezzi multimediali. Il motto è: “Giocare con la Matematica”.
(in ordine di stand)
Legno che passione!
i progetti finalisti
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I Giovani e le Scienze
LA GIURIA 2012
Alberto Pieri, Fast, coordinatore
Paola Agostini, Università degli Studi di Milano-Bicocca
Diego Albertalli, esperto
Bruna Baggio, Ufficio scolastico regionale per la Lombardia
Olga Chitotti, Fast
Matteo Crovetto, Università degli Studi di Milano
Pierpaolo Destri, esperto
Marco Devetta, Sogesca
Camilla Facheris, Università “L. Bocconi”
Rosaria Gandolfi, Fast
Matteo Guidotti, Cnr
Luca Lietti, Politecnico di Milano
Marco Migliavacca, Fast
Luisa Rossi, Politecnico di Milano
Stefano Rossini, Eni
Fulvia Sala, Aica
Giorgio Tagliabue, esperto
Lina Tomasella, Inaf - Osservatorio astronomico di Padova
Pasquale Tucci, Università degli Studi di Milano
I GIOVANI E LE SCIENZE 2013
La selezione per il 25° concorso dell’Unione europea dei giovani scienziati
e per gli eventi internazionali degli studenti eccellenti ha le seguenti scadenze:
15 febbraio 2013
termine ultimo per la consegna
dei progetti alla Fast
13-15 aprile 2013
esposizione dei finalisti
e premiazione
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Per aggiornamenti
www.fast.mi.it · e-mail: [email protected]
Tel. 02-77790308-304 · Fax 02-782485
La Fast ringrazia
i principali sostenitori de I giovani e le scienze 2012:
Aica · Foist · Fondazione Cariplo · Intel · Xylem
Aica
Aica, Associazione italiana per l’informatica e il calcolo automatico, è la prima e più importante associazione dei cultori e dei professionisti Ict. La sua attività ha accompagnato
sin dagli albori lo sviluppo dell’Ict in Italia. Fondata nel 1961, l’Associazione ha come
finalità lo sviluppo delle conoscenze informatiche in tutti i loro aspetti scientifici, applicativi, economici e sociali. Da 50 anni professionisti, docenti, studenti, enti pubblici
e privati si confrontano in Aica sul sapere, il lavoro e le prospettive della nostra società.
Le sue iniziative, il suo radicamento internazionale e la sua indipendenza da interessi di
parte ne hanno fatto, nel tempo:
. il crocevia tra i principali attori del mondo dell’Ict: università, centri di ricerca, operatori del settore e istituzioni;
. il luogo di confronto più aperto sui temi forti della società digitale;
. il riferimento per la definizione, valorizzazione e diffusione degli eSkill;
. l’ente accreditato per le certificazioni informatiche europee.
Foist
La Foist, Fondazione per lo sviluppo e la diffusione dell’istruzione e della cultura scientifica
e tecnica, riconosciuta con Decreto del Presidente della Repubblica del 25 gennaio 1965
n. 86, è una diretta emanazione della Fast. La Fondazione ha il fine di favorire lo sviluppo
dell’istruzione scientifica e tecnica e la diffusione della conoscenza delle scienze mediante
corsi di istruzione, specializzazione ed aggiornamento, cicli di lezioni e conferenze, organizzazione di seminari di istruzione superiore, convegni nazionali ed internazionali di studi.
Fondazione Cariplo
Fondazione Cariplo è un soggetto filantropico che concede contributi a fondo perduto alle
organizzazioni del Terzo settore per la realizzazione di progetti di utilità sociale. La Fondazione è un ente privato che opera per la promozione del bene pubblico. Il suo obiettivo
non è sostituire, ma sostenere i soggetti non profit, pubblici e privati, soprattutto per
individuare bisogni emergenti, dare risposte nuove a problemi radicati ed estendere le
soluzioni di successo. Le quattro aree di intervento sono: ambiente, arte e cultura, ricerca
scientifica, servizi alla persona. I contributi sono assegnati principalmente attraverso bandi, erogazioni emblematiche, territoriali, istituzionali e patrocini.
Intel
Fondata nel 1968 Intel, il maggiore produttore al mondo di chip, da oltre quarant’anni sviluppa
tecnologie che hanno favorito in modo significativo la rivoluzione informatica e la diffusione di Internet, contribuendo con lo sviluppo di proprie tecnologie, prodotti e iniziative
a migliorare il modo in cui le persone lavorano e vivono. Con un fatturato 2011 di 54
miliardi di dollari e oltre 80 mila dipendenti, Intel vanta 12 impianti di produzione e 6 di
assemblaggio e testing. Le attività di Ricerca e sviluppo costituiscono la base per la futura
crescita della società che, dal 2001 ad oggi, ha investito più di 90 miliardi di dollari, con
una previsione per l’anno corrente di oltre 10 miliardi di dollari.
Xylem
Con 12 mila dipendenti, presenza in 150 paesi di 4 continenti, un fatturato di 3,2 miliardi
di dollari, il Gruppo Xylem è leader mondiale nel pompaggio e trattamento delle acque
reflue e potabili con i marchi Flygt, Wedeco, Godwin, Leopold e Sanitarie. Si occupa di
progettazione, produzione e fornitura di elettropompe sommergibili, mixer e sistemi di
aerazione, sistemi di filtrazione e trattamento delle acque con ossigeno, ozono e raggi UV.
Le sue tecnologie sono impiegate giornalmente negli impianti di depurazione delle acque
di scarico, reti fognarie, miniere, cantieri edili, industria di trasformazione e numerose
altre applicazioni. Sono prodotti ad alta efficienza che utilizzano meno energia, creano
vantaggi ambientali per gli utilizzatori e le comunità nelle quali operano. I sistemi sono
studiati per l’affidabilità, la riduzione delle manutenzioni e dei costi globali nell’intero
ciclo di vita del prodotto.
Foist
P.le Morandi, 2
20121 Milano
Tel. 02.77790308-304
Fax 02.782485
con la collaborazione di
I Giovani e le Scienze 2012
è un’iniziativa
sotto l’Alto Patronato
del Presidente della Repubblica
Ministero dell ’Istruzione
dell ’Università e della Ricerca
Ministro per le Politiche Europee
Ministro della Gioventù
Patrocini di
. Presidenza del Consiglio dei ministri
. Ministro della gioventù
. Ministro per le politiche europee
. Ministero dell’Istruzione dell’università,
e della ricerca
Collaborazione di
. Inaf-Osservatorio astronomico di Padova
. Milset Europe
. NetPoleis
. Society for Science & the Public
. SIWI
. Ugis, Unione giornalisti italiani scientifici
Foist
Contributo finanziario di
. Aica
. Foist
. Fondazione Cariplo
. Intel
. Xylem
È una iniziativa del Programma
per la valorizzazione delle eccellenze del Miur