Perché le igloo funzionano: catenoidi, strutture cristalline e il punto di fusione a 61 gradi

Ogni bambino delle elementari può dirti che un igloo è una casa a forma di scoop fatta di neve e ghiaccio compatti dalle tribù Inuit. Ciò che potrebbero essere meno in grado di descrivere è il motivo per cui gli igloo funzionano così bene come rifugi compatti e isolati. Chiedilo al ragazzo e probabilmente giocherà su PS4 o si iscriverà a Obamacare, o qualsiasi altra cosa. Questo è comprensibile perché le forze in gioco qui non sono solo calore e freddo. È più complicato di così.

La neve - come il suo predecessore liquido, l'acqua - esibisce alcune caratteristiche sorprendenti. Una di queste caratteristiche è che la neve agisce come un incredibile isolante. Ecco perché così tanti animali, come orsi, procioni e moffette trovano utile usare la neve per costruire i rifugi che strisciano in letargo.

Sebbene sia letteralmente congelato, una grande percentuale - tra il 90 e il 95 percento - di neve è solo aria intrappolata in piccoli cristalli di ghiaccio. Quell'aria non circola molto bene, quindi il calore rimane ben intrappolato all'interno di uno spazio compatto, per lo più chiuso. Che mi dici degli igloo? Ciò che rende gli igloo così dannatamente bravi a fornire rifugi Homo sapiens ?

Gli igloo Inuit tradizionali funzionano a causa delle loro strutture. Sono catenoidi, il che significa che sono perfettamente ottimizzati per alleviare la tensione strutturale. Questo è importante perché la neve, come molti di noi sanno, non è sempre un materiale da costruzione super stabile. Anche in uno stato compatto, la neve cambia nel tempo mentre le temperature salgono e scendono. Hai bisogno di qualcosa che non si pieghi quando i fattori di stress spingono sulla struttura, e una catenella assicura che tali pressioni siano compresse verso i lati della cupola e non attraverso il centro del soffitto.

Idealmente, l'intera parete dell'igloo è costruita con uno spessore e una densità uniformi. Il miglior tipo di neve da usare è stato probabilmente soffiato da un vento sufficiente a renderlo compatto e solido. Pensa alla differenza tra la neve appena caduta e la neve vecchia di un paio di giorni: la prima è una polvere fine, mentre la seconda è più croccante e può essere confezionata in diverse forme e blocchi. Un igloo costruito nel modo giusto è solitamente composto da singoli blocchi impilati l'uno sull'altro in una spirale verso l'alto. Dovrebbero stare dritti e appoggiarsi l'uno contro l'altro senza ulteriori strutture di supporto. Se riesci a stare sul tetto senza spaccare il soffitto, hai costruito un buon igloo.

Molti igloo dispongono anche di un ingresso nel tunnel che riduce la dispersione di calore e impedisce al vento di penetrare. Le pelli animali spesse creano porte abbastanza buone

Meglio di tutti, gli igloo restano caldo. Anche se le temperature medie al di fuori possono essere diverse decine di gradi sotto lo zero, l'interno di un igloo può essere riscaldato dal calore corporeo da solo e fornire un clima interno che va da 19 gradi Fahrenheit a 61 gradi Fahrenheit.

Questo perché l'aria calda sale mentre l'aria fredda affonda. La chiave per ogni igloo è creare un tuffo all'interno che consenta all'aria fredda in eccesso di affondare e spostarsi verso una parte isolata collegata all'ingresso, mentre il resto dell'interno rimane elevato ed è circondato da aria più calda, in particolare la zona notte.

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La cosa più notevole degli igloo potrebbe essere anche la facilità con cui sono costruiti. Con abbastanza neve e un buon senso della struttura catenea, l'intero processo richiede solo un paio d'ore. Ciò rende l'approccio fai-da-te sempre così lievemente più pratico rispetto al pagamento di $ 200 a notte per alloggiare nella costruzione di neve di Airbnb su Airbnb.