Gli dei dell'Olimpo si aspettano prestazioni di prim'ordine dalle loro menti e dai loro corpi, ma ottengono vantaggi cruciali dalle migliori attrezzature per i loro sport e dalle condizioni meteorologiche in cui gareggiano. Sci, Per esempio, devono resistere a cambiamenti di stress quasi costanti durante le gare.

Lo sci ideale fornisce una piattaforma rigida e rigida a cui attaccare gli scarponi degli sciatori, si flette per scolpire le curve, non si rompe sotto la pressione di salti e atterraggi ed è abbastanza leggero da non rallentare l'atleta. Ma non è tutto:gli sci devono resistere ai danni da collisione, assorbono le vibrazioni dovute al ghiaccio e resistono alle temperature estreme e all'intensa luce solare comune negli ambienti montani.

È molto da chiedere a un singolo oggetto. I primi sci erano fatti di robusti, legno di frassino flessibile, ma la tecnologia ha trovato modi per fare molto meglio. I processi di progettazione e costruzione dei materiali odierni sono segreti industriali gelosamente custoditi, specifico per le singole aziende sciistiche. Ma io e altri esperti di materiali sappiamo che i componenti e i metodi essenziali sono molto simili:tutti gli sci sono come dei panini, impilare strati separati di materiali diversi con tutte quelle proprietà separate in un unico elemento, uno sci da competizione.

Materiali avanzati per condizioni estreme

Il polietilene ad altissimo peso molecolare è una plastica altamente ingegnerizzata spesso utilizzata nelle corde ad alta resistenza e negli impianti artificiali dell'anca e del ginocchio. È dura, si piega e flette molto senza rompersi, resiste ai graffi, mantiene le sue proprietà in un intervallo di temperature e presenta minuscoli pori microscopici sulla sua superficie. Quando viene utilizzato come strato di base di uno sci, quei pori microscopici agiscono come una spugna in cui si fonde la sciolina da corsa per mettere a punto il contatto dello sci con qualsiasi condizione della neve.

I lati della soletta dello sci sono realizzati in leghe di acciaio ad alta resistenza che vengono riscaldate e lavorate per soddisfare le impegnative condizioni dello sci. Queste lavorazioni rendono l'acciaio resistente alla ruggine e in grado di essere affilato come un coltello. L'acciaio deve mantenere la sua lamina per scolpire neve e ghiaccio mentre si flette con il resto dello sci senza rompersi o rompersi.

Dentro lo sci

Sulla parte superiore della base c'è uno strato complesso nel sandwich da sci, un elemento stesso chiamato "pannello sandwich, " realizzati con materiali simili e con le stesse tecniche di quelli usati per costruire le navicelle spaziali, aerei e auto da corsa. Il centro del sandwich è un materiale centrale circondato da compositi rinforzati con fibre.

Le anime dei pannelli sandwich da sci possono essere leghe di titanio leggere, schiume polimeriche simili a tazzine da caffè in polistirolo o diversi tipi di legno – come acero, Quercia, pioppo o pioppo. Queste diverse plastiche, materiali in legno e metallo sono stratificati e combinati per adattare lo sci ai livelli di resistenza desiderati, rigidità, capacità di torsione e smorzamento delle vibrazioni, il tutto con il minor peso possibile.

Gli strati esterni del pannello sandwich sono realizzati con resine epossidiche – colle ad alte prestazioni – dentro e su cui sono posati tessuti ingegnerizzati come fibre di carbonio, fibra di vetro e Kevlar. Questi strati di fibra di resina tengono insieme la struttura del nucleo a sandwich e fanno funzionare tutti i diversi tipi di materiale come uno.

Come il nucleo, questi strati compositi variano in spessore e composizione lungo lo sci. Vengono persino applicati a diverse angolazioni sullo sci stesso per migliorare la rigidità e la resistenza dello sci.

Lo sci con pannello sandwich rende le curve più rapide e aiuta lo sci a scivolare dolcemente su dossi e solchi del terreno. È più reattivo allo sciatore e più stabile alle alte velocità rispetto ai modelli meno avanzati perché può sfruttare gli aspetti migliori di tutti i suoi ingredienti. Globale, il pannello sandwich è costruito per essere più rigido sotto l'area degli attacchi dove si attacca lo scarpone, e più flessibili vicino alle punte degli sci, per scivolare più facilmente su terreni irregolari. Il pannello sandwich di ogni sci è progettato e costruito per ottimizzare le prestazioni in uno specifico evento sciistico, come le gare di discesa libera, snowcross o jumping – o anche le preferenze di un particolare sciatore.

Miglioramento rapido

L'industria dello sci, e in particolare i suoi elementi competitivi, sono disposti a correre rischi e superare i limiti, esplorando i concetti di materiali più avanzati per ottenere prestazioni ottimali. Di conseguenza, decenni di ricerche hanno notevolmente migliorato i tempi degli sciatori olimpici nel corso degli anni.

Quel lavoro ha anche diffuso benefici ben oltre il podio delle medaglie olimpiche e nel mercato ricreativo. Gli sciatori dilettanti possono esplorare terreni più avanzati e piste più impegnative con l'aiuto della risposta della molla sintonizzata, smorzamento delle vibrazioni e leggerezza dei loro sci. Gli sciatori ricreativi possono anche andare più veloci al variare delle condizioni della neve e guidare più facilmente nelle curve perché i loro sci sono adattabili e reattivi ai punti di forza dei singoli sciatori, così come le condizioni del pendio. I miglioramenti dei materiali aiutano gli sciatori amatoriali a sciare bene su terreni precedentemente accessibili solo da atleti di livello superiore.

Tutti questi progressi avvengono molto rapidamente. Prima dei prossimi Giochi Olimpici Invernali, i consumatori saranno probabilmente in grado di acquistare facilmente gli stessi tipi di sci e snowboard su cui hanno gareggiato gli olimpionici del 2018 e gli olimpionici del 2022 utilizzeranno materiali ancora migliori che li aiuteranno ad andare più veloci, più alto e più forte che mai.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. Leggi l'articolo originale.