8 Minute
Un model mecanic imaginativ al Muntelui Vezuviu, conceput în 1775, a fost construit și pus în funcțiune pentru prima dată, la un sfert de mileniu după ce a fost schițat inițial. Folosind materiale moderne și control electronic, doi studenți la inginerie de la University of Melbourne au transpus o idee din secolul al XVIII‑lea într‑o demonstrație funcțională care simulează lava, jocul luminilor și dinamica erupțiilor vulcanice.
Aducerea spectacolului mecanic al lui Hamilton în secolul XXI
Sir William Hamilton, ambasadorul britanic la Napoli și Sicilia la sfârșitul anilor 1700, a combinat curiozitatea științifică cu un simț al dramatismului vizual când a propus un dispozitiv mecanic pentru a reprezenta erupțiile vulcanice. Deși nu există înregistrări care să ateste construirea mecanismului original al lui Hamilton, o schiță detaliată păstrată în Biblioteca Municipală din Bordeaux a furnizat planul pentru o reconstrucție contemporană.
Pornind de la acel desen arhival, studentă la Masterul în Mecatronică Xinyu (Jasmine) Xu și student la Masterul în Inginerie Mecanică Yuji (Andy) Zeng au petrecut trei luni în atelierul The Creator Space reproducând conceptul lui Hamilton. Interpretarea lor modernă înlocuiește mecanismul cu angrenaje specifice secolului al XVIII‑lea cu lemn tăiat cu laser, panouri din acrilic, iluminare LED programabilă, microcontrolere și sisteme electronice de comandă contemporane — toate alese pentru a imita curgerea lavei incandescente și izbucnirile eruptive bruște, în timp ce componentele mecanice rămân ascunse privirii.
În reconstrucție s‑au integrat considerații moderne de siguranță, durabilitate și mentenanță: componentele electrice sunt accesibile prin panouri detașabile, cablajul este organizat în canale discrete, iar sursele de lumină LED au fost calibrate pentru temperaturi de culoare care sugerează lavă incandescentă fără supraîncălzire. Aceste detalii tehnice sporesc realismul vizual și asigură o funcționare repetată în mediul expozițional.
„Este potrivit că, după exact 250 de ani, studenții noștri au readus la viață acest proiect latent”, a spus Dr. Richard Gillespie, curator principal în cadrul Facultății de Inginerie și Tehnologia Informației. „Este o piesă remarcabilă de comunicare științifică. Oamenii din întreaga lume au fost întotdeauna fascinați de puterea imensă a vulcanilor.”
Provocări inginerești, meșteșug și rezultate de învățare
Reproducerea unui automaton imaginat a cerut mai mult decât copierea fidelă a liniilor de pe hârtie. Studenții s‑au confruntat cu probleme practice similare celor pe care le-ar fi întâmpinat și Hamilton: cum să ascunzi mecanismele de acționare din câmpul vizual, cum să echilibrezi părțile mobile astfel încât iluminarea și mișcarea să pară naturale și cum să folosești electronica modernă pentru a emula ritmul și imprevizibilitatea unei erupții.
Din punct de vedere mecatronic, proiectul a implicat integrarea mai multor discipline: dinamica mecanică pentru a calibra vitezele și accelerațiile elementelor mobile; optică practică pentru a obține efecte de lumină care imită incandescența lavei; și programare în microcontrolere pentru a orchestrat secvențele de erupție, modulări de intensitate ale LED‑urilor și sincronizarea cu efecte sonore discrete, dacă acestea sunt folosite în viitor. Au fost dezvoltate scheme de control ce permit variații ale ciclurilor de erupție, astfel încât demonstrația să poată ilustra diferențe între erupții efuzive și erupții explozive la scara unui model.
„Proiectul a adus o multitudine de ocazii de învățare. Mi‑am extins multe competențe, inclusiv programarea, lipitul (soldering) și aplicarea principiilor fizicii”, a spus Xinyu Xu. Mr. Zeng a adăugat: „A fost o metodă fantastică de a‑mi consolida abilitățile de rezolvare practică a problemelor. Ne‑am confruntat totuși cu unele dintre aceleași provocări pe care le întâmpina și Hamilton. Lumina trebuia proiectată și echilibrată astfel încât mecanismele să rămână mascate.”
Inginerul de cercetare Andrew Kogios, care a supervizat construcția, a lăudat perseverența studenților: „De la selectarea materialelor și imprimarea 3D, până la depanarea componentelor electronice și îndeplinirea cerințelor expoziției, colaborarea cu Yuji și Xinyu a fost extrem de satisfăcătoare. Experiențe ca aceasta, care completează studiile universitare, îi poziționează foarte bine pentru proiectele viitoare.”
Pe lângă competențele tehnice, proiectul a subliniat importanța meșteșugului în inginerie: finisaje realiste, texturi ale suprafețelor pentru a sugera cenușă și roca solidificată, și tehnici de vopsire care, combinate cu iluminarea direcțională, amplifică senzația de volum și profunzime. Aceste abilități de atelier rămân esențiale pentru prototipare rapidă și fabricare digitală (digital fabrication).
De ce contează această reconstrucție
Dincolo de noutatea unui dispozitiv istoric readus la viață, proiectul se plasează la intersecția dintre istorie, vulcanologie și comunicarea științifică. El traduce cercetarea arhivală și o acuarelă a pictorului Pietro Fabris, Night View of a Current of Lava (1771), într‑o demonstrație tactilă care ajută publicul să vizualizeze procesele vulcanice: curgerea lavei incandescente, izbucnirile explozive și jocul luminii pe cenușă și rocă. Pentru vizitatorii muzeului și studenții neinițiați în mecanica vulcanilor, automatonul oferă un punct de intrare captivant.
Reconstrucția servește ca instrument de comunicare științifică: prin modelare fizică și demonstrații controlate, conceptele abstracte din vulcanologie devin accesibile. Modele tactile și vizuale sunt eficiente în explicarea riscurilor naturale — cum ar fi erupțiile vulcanice — și în susținerea eforturilor educaționale privind siguranța, planificarea urbană și înțelegerea hazardelor geologice.
Dispozitivul finalizat este în prezent piesa centrală a expoziției The Grand Tour din Baillieu Library a University of Melbourne, fiind expus până pe 28 iunie 2026. În calitate de artefact destinat publicului larg, acesta subliniază modul în care ingineria și fabricarea digitală pot revigora idei științifice istorice și arată că modelele tactile rămân instrumente puternice pentru explicarea fenomenelor naturale, inclusiv a erupțiilor vulcanice.
Combinația dintre cercetare arhivală, mecatronică și inginerie creativă face ca această resuscitare a modelului Vezuviu propus de Hamilton să fie un exemplu convingător de reconstrucție istorică: astfel de reconstrucții fac trecutul audibil și vizibil și invită noile generații să exploreze știința din spatele spectacolului.
Din perspectiva istorică, proiectul oferă și o oportunitate de reflecție asupra modului în care percepția publică asupra vulcanilor s‑a schimbat. În secolul al XVIII‑lea, erupțiile erau adesea privite cu uimire estetică, iar automatonele sau mecanismele teatrale erau mijloace populare de a reda forțele naturii. Astăzi, cu instrumente științifice avansate și modele numerice, înțelegerea vulcanologiei a devenit mult mai riguroasă, dar modelele fizice rămân complementare ca instrumente pedagogice.
Din punct de vedere tehnic, proiectul oferă lecții valoroase pentru designul de prototipuri didactice:
- Selecția materialelor: alegerea acrilicului pentru elementele translucide și a lemnului pentru structură, pentru a obține un echilibru între estetică și rezistență;
- Soluții de iluminare: utilizarea LED‑urilor adresabile pentru a simula gradienți termici și pulsații asociate cu fluxurile de lavă;
- Control electronic: programare pe microcontrolere cu posibilitatea de a introduce moduri de funcționare variabile (de la erupții regulate la secvențe aleatorii care simulează comportamentul natural);
- Accesibilitate și mentenanță: proiectare modulară pentru depanare rapidă și înlocuire a componentelor fără a demonta întreg modelul.
Aceste bune practici sunt valoroase pentru inginerii care proiectează exponate interactive, instalații educaționale sau prototipuri pentru cercetare aplicată. În plus, colaborarea interdisciplinară dintre studenți, cercetători în istoria științei, conservatori și specialiști în comunicare științifică a fost cheia reușitei proiectului.
Pe plan educațional, proiecte de acest tip pot fi integrate în programe universitare pentru a oferi cursanților experiențe practice în mecatronică, design de produs, istoria științei și comunicare publică. Aceste activități sporesc angajamentul studenților, dezvoltă portofolii profesionale și stimulează inovația în modalitățile de prezentare a științei către public.
În concluzie, reconstituirea modelului Vezuviu propus de Hamilton ilustrează cum un concept din secolul al XVIII‑lea, combinat cu tehnologie modernă, poate produce o demonstrație captivantă care îmbină știința, istoria și ingineria. Proiectul nu doar onorează o idee arhivală, ci și arată potențialul reconstrucțiilor ca instrumente educaționale pentru înțelegerea geologiei, a riscurilor vulcanice și a metodelor de comunicare științifică.
Sursa: scitechdaily
Lasă un Comentariu