(Sesto Potere) – Predappio – 17 settembre 2025 – Per la prima volta al mondo sarà possibile osservare la turbolenza in tre dimensioni e ad altissimo dettaglio, grazie a una campagna di misura che si sta svolgendo al laboratorio CICLoPE (Center for International Cooperation in Long Pipe Experiments) dell’Università di Bologna, a Predappio (FC).
La turbolenza – quel moto caotico che caratterizza gran parte dei flussi d’aria e d’acqua – è tra i fenomeni fisici più complessi e difficili da prevedere che da sempre ha affascinato gli studiosi, a partire da Lenoardo da Vinci. Studiare la turbolenza non è solo una sfida scientifica, ma anche una necessità per affrontare problemi concreti: migliorare l’efficienza di aerei, treni e veicoli, prevedere con maggiore precisione i fenomeni atmosferici e climatici, o addirittura comprendere i processi che portano alla formazione delle galassie.
Questa nuova campagna di misura, che vede KAUST (King Abdullah University of Science and Technology, Arabia Saudita) e DLR (German Aerospace Center, Germania) come partner principali, riunisce un team internazionale di ricercatori provenienti anche dalla University of Melbourne (Australia) e dall’Illinois Institute of Technology (USA).
L’obiettivo è ambizioso: realizzare la prima mappatura tridimensionale completa di un flusso turbolento ad alto numero di Reynolds, catturando simultaneamente le tre componenti della velocità, dell’accelerazione e della vorticità del flusso vicino a una parete, situazione che si verifica in molte situazioni pratiche (es. flusso in prossimità di un’ala o sulla superficie terrestre).
«Questa campagna rappresenta un passo avanti fondamentale nello studio della turbolenza», spiega Gabriele Bellani, Professore di Aerodinamica all’Università di Bologna e coordinatore scientifico del progetto. «Misurare tutti i dettagli di un flusso turbolento in condizioni realistiche è una sfida tecnologica difficilissima. Questo perché la velocità del flusso varia repentinamente nel tempo e nello spazio e ci sono migliaia di vortici tridimensionali che interagiscono tra di loro. Per questo servono strumenti che sono in grado di rispondere molto velocemente e accuratamente a queste variazioni. Le conoscenze attuali sono basate su misure principalmente monodimensionali». «In questa campagna, -continua il Prof. Bellani- stiamo utilizzando strumenti al limite della tecnologia disponibile, raccogliendo dati tridimensionali che permetteranno alla comunità scientifica di sviluppare nuove idee e modelli per comprendere, prevedere e controllare la turbolenza».
Le attrezzature e le competenze impiegate in questa campagna difficilmente possono essere a disposizione di un unico gruppo di ricerca, in particolare, sono state impiegate:8 telecamere ad alta velocità, capaci di acquisire decine di migliaia di immagini al secondo e 4 laser capaci di produrre oltre 50.000 impulsi luminosi al secondo ad alta intensità che illumina minuscole particelle sospese nel flusso, rendendole visibili alle telecamere. Si usano inoltre tecniche avanzate di analisi delle immagini, in grado di tracciare simultaneamente il movimento di migliaia di particelle che si muovono a grande velocità e infrastrutture di calcolo ad alte prestazioni, indispensabili per elaborare i dati, che ammontano a diversi terabyte per ogni sessione di misura per produrre campi di velocità, accelerazione e vorticità dettagliati nel tempo e nello spazio.
Tutto questo è reso possibile dal long pipe di CICLoPE, una speciale galleria del vento unica al mondo che “ingrandisce” la turbolenza, permettendo di riprodurre flussi a numeri di Reynolds realistici come quelli che si trovano in natura e nelle applicazioni industriali.
Oltre al risultato immediato della misura, questa campagna avrà una ricaduta di lungo termine. I dati raccolti saranno messi a disposizione della comunità scientifica internazionale e costituiranno un dataset di riferimento per una vasta gamma di applicazioni.
«La campagna, che ha richiesto oltre un anno di preparazione e si è svolta quasi ininterrottamente da Luglio a Settembre ha prodotto oltre 100 TB di immagini, che si tradurranno in campi di velocità, accelerazione e vorticità con un livello di dettaglio e accuratezza mai raggiunti prima». Questa è la seconda campagna internazionale del 2025 ospitata da CICLoPE e l’ultima di una lunga serie di progetti di collaborazione avviati sin dalla fondazione del laboratorio, nel 2015.
«CICLoPE è una realtà unica che ha saputo attrarre nel tempo i migliori gruppi di ricerca da tutto il mondo», sottolinea Alessandro Talamelli, Professore di Aerodinamica e ideatore del Laboratorio. «Il nostro obiettivo è continuare a offrire un’infrastruttura di livello mondiale dove si possano affrontare le sfide più ambiziose nella ricerca sulla turbolenza».
Alla campagna hanno preso parte anche dottorandi e ricercatori dell’Università di Bologna, confermando il ruolo del laboratorio come luogo di formazione e crescita per giovani scienziati. In particolare, il dott. Lorenzo Lazzarini ha seguito da vicino tutte le fasi delle misure, contribuendo in modo determinante al successo dell’esperimento.
