Light + Geometry = Fire \ Luce + Geometria = Fuoco [ENG/ITA]

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[ENG]

Today I want to show you a rather unusual method to burn anything that can catch fire.
To tell the truth, this method was not so unusual at the time of Archimedes, who used it to fire enemy ships. I'm talking about the use of a reflective parabolic surface to convey the sun's rays at one point.

In fact, you must know that a parabolic surface (such as a satellite dish), thanks to its geometric shape, has the property of reflecting in the same point any ray that hits it. This point is called Focus. Then based on the opening of the parabola, that is, based on its concavity, this point called focus can be found more or less far from the parabola itself. We say that the more a parabola tends to be flat, the more this point will be far from it, vice versa the more a parabola will be curved and the closer this point will be to it. Moreover it is clear that the amount of light that can reflect will depend directly on the size of the parobola itself.
So if I have to fire ships that are miles away from me I will have to use a huge, rather flat parabolic mirror, just like Archimedes did. While if as in my case I have to burn prunings close to me or boil water for cooking, it will be enough for me to use a normal satellite dish that has a focus point at about half a meter away and in fact is rather curved.
Now the optimal choice would be to buy a parabolic mirror which is able to reflect almost all of the sun's rays, but if you, like me, have no money to throw away and just want to give it a try, I suggest you get an old dish satellite from someone who is throwing it away.

The fundamental thing is to make it as reflective as possible.

To do this, I bought an anti-glare mirror film that applies to windows to prevent anyone from seeing inside our home. As in detective films where in the interrogation room there is always a window of this type that looks like a mirror but actually allows those behind it to see inside and prevents the interrogator from seeing what's out there.
Now that the dish is reflective, all you have to do is wait for a sunny day and start testing to determine where its focus point is. In the case of satellite dishes, the fire is located at the point where the detector is located, so more or less half a meter away and NOT in the center but rather down, this is because these parabolas have a particular shape, they are less curves at the top and more curves at the bottom, so that they can convey the radio waves that arrive mainly from above. In any case, in order to determine the position of the fire, it is sufficient to orient the parabola towards the sun and place an object in front of it, such as a piece of wood. You will notice that the object will be hit by a circle of light more or less large. By changing the distance and the inclination of the parabola you have to make sure that the circle becomes as small as possible, so that all the rays will be concentrated in the same area and you will get the maximum power, as with the magnifying glass.
I also advise you to build a pedestal to support it and to avoid wasting time keeping it by hand.
I must say that the energy of the Sun that can be exploited is really great, think that once with my little dish, I use in the video, I managed to boil half a liter of water in about 20 minutes, and it was winter!! Imagine if one used a huge parabolic mirror how much energy would be able to come up with.
The only problem is that the Sun as you all know constantly changes its position in the sky, so after about ten minutes a hypothetical object that is in the focus will no longer be hit by light. To overcome this problem I will show you in the next posts a simple idea to build a solar tracker that will be always able to direct the dish directly towards the Sun using the Arduino microcontroller.
Bye Bye, see you next time !!

[ITA]

Oggi voglio mostrarvi un metodo piuttosto inusuale per bruciare qualsiasi cosa che possa prendere fuoco.
A dir la verità questo metodo non era poi così inusuale all'epoca di Archimede, il quale si narra che lo usò per mandare a fuoco delle navi nemiche. Sto parlando dell'uso di una superficie parabolica riflettente per convogliare i raggi solari in un punto.

Dovete infatti sapere che una superficie parabolica (come ad esempio una parabola satellitare), grazie alla sua forma geometrica ha la propietà di riflettere nello stesso punto qualsiasi raggio che la colpisca. Questo punto viene chiamato Fuoco. Poi in base all'apertura della parabola cioè in base alla sua concavità, questo punto detto fuoco si potrà trovare più o meno lontano dalla parabola stessa. Diciamo che più una parabola tenderà ad essere piatta e più questo punto si troverà lontano da essa, viceversa più una parabola sarà curva e più questo punto si troverà vicino ad essa. Inoltre è chiaro che la quantità di luce che potrà riflettere dipenderà direttamente dalla grandezza della parobola stessa.
Quindi se devo mandare a fuoco delle navi che si trovano a chilometri di distanza da me dovrò utilizzare un enorme specchio parabolico piuttosto piatto, proprio come fece Archimede. Mentre se come nel mio caso devo bruciare delle potature a portata di mano o far bollire dell'acqua per cucinare, mi sarà sufficiente utilizzare una normale parabola satellitare che ha un fuoco a circa mezzo metro di distanza ed infatti è piuttosto curva.
Ora la scelta ottimale sarebbe quella di comprarsi uno specchio parabolico il quale è in grado di riflettere la quasi totalità dei raggi solari, ma se voi come me non avete soldi da buttare via e volete solamente fare una prova, vi consiglio di procurarvi una vecchia parabola satellitare da qualcuno che la sta buttando via.

La cosa fondamentale è quella di renderla il più possibile riflettente.

Per fare ciò io ho comprato una pellicola adesiva a specchio antisguardo che si applica alle finestre per evitare che qualcuno possa vedere all'interno della nostra casa. Come nei film polizieschi dove nella stanza dell'interrogatorio c'è sempre una vetrata di questo tipo che sembra uno specchio ma in realtà permette a chi sta dietro di vedere dentro e impedisce all'interrogato di vedere cosa c'è fuori.
Adesso che la parabola è riflettente non dovrete far altro che aspettare una giornata di Sole e iniziare a fare delle prove per determinare dove si trovi il suo fuoco. Nel caso delle parabole satellitari il fuoco si trova proprio nel punto dove è collocato il detector, quindi più o meno a mezzo metro di distanza e in linea d'aria NON al centro ma piuttosto in basso, questo perchè queste parabole hanno una forma particolare, sono meno curve in alto e più curve in basso, in modo tale che possano convogliare le onde radio che arrivano principalmente dall'alto. Comunque sia in ogni caso per determinare la posizione del fuoco basterà orientare la parabola verso il sole e porre davanti ad essa un oggetto, tipo un pezzo di legno. Noterete che l'oggetto verrà colpito da un cerchio di luce più o meno grande. Cambiando la distanza e l'inclinazione della parabola dovete fare in modo che il cerchio diventi il più piccolo possibile, cosicchè tutti i raggi saranno concentrati nella stessa area e otterrete la massima potenza, come con la lente di ingrandimento.
Inoltre vi consiglio di costruirvi un piedistallo per sorreggerla e per evitare di sprecare tempo nel tenerla a mano.
Devo dire che l'energia del Sole che si riesce a sfruttare è davvero tanta, pensate che io una volta con la mia piccola parabola che uso nel video sono riuscito a far bollire mezzo litro d'acqua in circa 20 minuti, ed era inverno!! Immaginate se uno usasse uno specchio parabolico enorme quanta energia riuscirebbe a tirar fuori.
L'unico problema è che il Sole come voi tutti sapete cambia continuamente la sua posizione nel cielo, quindi dopo una decina di minuti un ipotetico oggetto che si trovi nel fuoco non sarà più colpito dalla luce. Per ovviare a questo problema vi mostrerò nei prossimi post una semplice idea per costruire un inseguitore solare che sia sempre in grado di orientare la parabola direttamente verso il Sole utilizzando il microcontrollore Arduino.
Ciao Ciao a tutti alla prossima!!

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