Cari ragazzi, amici e lettori,
ecco a voi il secondo post di Gaetano, a completamento del precedente di alcuni giorni fa: "Scuola Italiana In Declino?". Come al solito il nostro amico ci offre delle "chicche" di prima mano. 
L'articolo, che ci presenta una nuova figura professionale, "L'Ingegnere Matematico" appunto, ci indica che forse un miglioramento è possibile nel panorama italiano della Formazione. Ma leggete carissimi ed esprimete il vostro punto di vista, al riguardo.
Grazie ancora una volta, caro Gaetano!
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L'INGEGNERE MATEMATICO
SI PROFILA UNA NUOVA FIGURA PROFESSIONALE, QUELLA DI UN RICERCATORE PROVVISTO DI UNA SOLIDA PREPARAZIONE DI BASE PER PROGETTARE CON UNA MATEMATICA NON STANDARD.
Le applicazioni industriali hanno bisogno di studi
in grado di prevedere i rapporti di causa ed effetto.
Nel lontano passato, il tempo e il suo scorrere avevano come simbolo la raffigurazione di Crono recante la clessidra, ma oggi sarebbe molto più adatta, e molto più in carattere con il progresso tecnologico, la linea di risonanza dell'atomo di cesio (il grafico in basso a destra, in figura). La vibrazione assolutamente costante dell'atomo di cesio, misurata con la complessa macchina visibile nella tavola, può infatti essere persino utilizzata per rilevare piccolissime irregolarità del moto dei pianeti (schema in alto, in figura) del sistema solare. [1]
PREVEDERE LE DEFORMAZIONI E IL COMPORTAMENTO DI UN MATERIALE DETERMINA IL SUCCESSO DI UN PRODOTTO
Tratto dall'articolo, “La matematica che migliora il gusto del caffè”,
del prof. Paolo Gregorelli, pubblicato sul Giornale di Brescia del 27/02/2008.
Mentre risuona ancora l'eco estiva dell'allarme Fioroni sul drammatico rapporto tra gli studenti italiani e la matematica, mentre i giornali scrivono di improbabili legami con il nostro Paese del premio Nobel per la medicina Capecchi, il delicato rapporto tra matematica e realtà si sta trasformando grazie ad una nuova, seria e fattiva interazione tra il mondo dell'università, quello della ricerca e quello dell'industria.
Si va cioè affermando una nuova figura professionale, quella del “matematico industriale”. Un matematico al servizio dell'impresa, un ricercatore provvisto di una solida preparazione di base, disposto a progettare con una matematica non standard, capace di adattarsi alle esigenze del committente e soprattutto aperto al dialogo con chi fatica a vedere l'utilità della matematica. Grazie al suo lavoro, un'azienda realizza lo studio della fattibilità, dell'ottimizzazione e della risoluzione dei processi industriali basandosi su modelli matematici in grado di cogliere ed identificare le proprietà salienti del problema affrontato, trascurando ciò che può essere considerato accessorio rispetto al fenomeno che si vuole descrivere.
Realizzare un modello matematico di un certo problema tecnico significa evitare esperimenti e test che molto spesso risultano pericolosi, difficili da realizzare o semplicemente troppo costosi.
Prendiamo per esempio il caso della Snamprogetti di Milano che brevettò, tempo addietro, un additivo che, aggiunto alla polvere di carbone macinata, permetteva di ottenere una sospensione di carbone in acqua a concentrazioni dell'ordine del 70 per cento in peso. La miscela di carbone non doveva sedirnentare durante lo stoccaggio e non doveva neanche modificarsi quando veniva spinta nelle condotte. La Snam aveva intenzione di realizzare in Siberia un carbonodotto di 250 chilometri, in cui l'additivo veniva bruciato direttamente in caldaia come un olio combustibile. Le prove in laboratorio avevano dimostrato che la miscela, spinta nel condotto, aumentava la sua resistenza provocando la sedimentazione del carbone sulle pareti, con conseguente rischio di ostruzione delle condotte stesse. Se il tubo si fosse otturato permanentemente, sarebbe stato necessario smontarlo e ripulirlo o addirittura, nella peggiore delle ipotesi, sostituirlo.
La Snam si rivolse allora a un team di chimici e matematici che cercarono di capire come evitare il fenomeno senza aumentare la percentuale di acqua o la quantità di additivo. Una volta analizzati i dati, i chimici stabilirono che la "miscela si comportava come un fluido non newtoniano con memoria, ovvero la sua viscosità dipendeva dall'ernergia dissipata durante il moto".
Il modello numerico costruito, che si basava su un sistema di equazioni differenziali alle derivate parziali, prevedeva una "distanza di sicurezza" al disotto della quale il pericolo di ostruzione non si verificava.
Un secondo esempio riguarda la Illycaffè di Trieste. Il suo presidente si rivolse alla Simai (Società Italiana d Matematica Applicata e Industriale) per costruire un modello matematico che ottimizzasse la temperatura dell'acqua, la pressione e la granulometria della polvere di caffè nel filtro delle macchlne per la preparazione del caffè espresso, in modo da ottenere la migliore tazza di caffè possibile.
I chimici e i matematici che si dedicarono alle fasi sperimentali del progetto scoprirono che l'acqua, infiltrandosi nella cialda di caffè, deformava il letto poroso di caffè e aveva effetti sulle proprietà del liquido in termini di densità e viscosità. Dopo aver deciso una serie di approssimazioni necessarie a ridurre la complessità del problema, i matematici arrivarono a trovare che il modello era descritto da un sistema di equazioni alle derivate parziali.
I due casi, appena descritti, spiegano il perché in certi Paesi come gli Stati Uniti e la Germania il ''matematico industriale" è sempre più ricercato e ben pagato.
In Inghilterra, è nata da poco la figura del "technological translator", il cui compito è fare da interfaccia tra gli scienziati che fanno ricerca per l'industria stessa.
E l'Italia?
In Italia, ci stiamo attrezzando. Esistono da qualche anno corsi di laurea in matematica applicata, presso alcuni dipartimenti di matematica e, al Politecnico di Milano, è attivo dal 2002 il corso di laurea in ingegneria matematica che ha come obiettivo quello di formare degli ingegneri capaci di rivelare gli schemi e strutture logiche sottostanti ogni fenomeno attraverso le metodologie offerte dai veri settori della matematica applicata.
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[1] Illustrazione e didascalia tratte dal libro, IL MONDO DELLA TECNICA, della serie di Mondadori Edizioni, I MONDI DELL'UOMO.
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- Intelligenza Matematica
- Tabelline e Matematica
Figura interessante questa dell'Ingegnere Matematico. Mi sembra di capire che giovani valenti e volenterosi possono cimentarsi in una professione rigorosa e nello stesso tempo creativa, che offre ampi margini di carriera.
RispondiEliminaComplimenti. Questo blog rende un servizio concreto non solo ai giovani studenti e ai docenti, ma anche in generale sotto il profilo dell'informazione.
Francesco
Ciao, prof! Sono Ilaria. La matematica è una mia passione da sempre.
RispondiEliminaQuando avrò preso la maturità scientifica, tra due anni, mi sa tanto che prenderò seriamente in considerazione questo corso di laurea.
Un grazie sincero a Gaetano, tramite cui sono venuta a conoscenza di questa nuova figura professionale:)
Ilaria
Non ho parole per esprimere i miei ringraziamenti al caro amico Gaetano per le sue chicche che tanto appassionano grandi e piccini.
RispondiEliminaavevo letto qualcosa al riguardo ma non conoscevo questa nuona figura professionale in grado di prevedere il comportamento di tanti elementi attraverso un elegante e fattivo problema matematico. Speriamo che tanti giovani sapranno scegliere questa strada che porterà sicuramente miglioramenti concreti nel nostro paese ed in tutto il mondo. Grazie, cara prof., devi sapere che non perdo occasione per indirizzare nuovi ragazzi verso il tuo blog perchè convinto che ne trarranno un grosso beneficio dal punto di vista sia umano che culturale. Ciao, saluti ancora anche a Gaetano per la sua costante e fattiva collaborazione.
Enzo
ciao annarita. Mi ero iscritto a ingegneria, come sai, ma poi per vari motivi non ho portato a termine il corso di studi.
RispondiEliminaChissà in futuro. Questa nuova figura professionale offre delle belle possibilità ai giovani, ma richiede in cambio un impegno serio e continuativo.
un'altro esempio di come ogni occasione sia buona per creare poltrone e cattedre... negli ultimi anni ingegneria è diventata una vera fornace di corsi di laurea espropriati ad altre facoltà. Basta confrontare i programmi strettamente pertinenti la materia trattata per rendersi conto di quanti duplicati esistono... e per quanto riguarda le materie non comuni, spesso sono poco rilevanti.
RispondiEliminaA tutto questo poi si aggiunge l'ennesimo caso di casta (ordine degli ingegneri) capace di espropriare con il suo peso politico la professionalità di gente che ha dedicato una vita di studi al raggiungimento di elevati standard professionali. Chiedetevi perchè in italia un ingegnere edile laureatosi 30 anni fa può approvare il progetto di un sistema informatico ed un laureato in informatica non può farlo... il tutto grazie ad una riforma degll'ordine fatta pochi anni fa.
Utente anonimo sarebbe opportuno presentarsi quando si fa un intervento. E' una questione di correttezza:). Il post presenta una figura professionale che valorizza la matematica e la connette concretamente alla realtà, ma Gaetano che è l'autore del post potrà evidenziarne la positività.
RispondiElimina@Francesco: benvenuto! Sono convinta della validità di questa nuova figura professionale e del contributo che potrà offrire al miglioramento delle interazioni tra il mondo accademico e l'ambito industriale.
RispondiEliminaGrazie dell'apprezzamento:)
@Ilaria: è sempre un piacere avere tue notizie. Bene, hai tutto il tempo di riflettere sulla tua futura scelta. Un abbraccio!
@Enzo: ti ringrazio sia della tua assidua partecipazione che dell'indirizzare giovani ragazzi alla lettura di questo blog. Tutto ciò mi rende felice.
Un abbraccio!
@prova: sì so bene che hai lasciato Ingegneria. Ti auguro di poter riprendere...
Mio caro signore anonimo, le potrebbe bastare il rimprovero della prof. Annarita Ruberto, quale conduttrice di questo blog essenzialmente disposto per i suoi scolari di media ed altri giovanissimi come loro. Gli altri, nell'entrare in Matem@ticamente che è come un tempio, lo devono in punta di piedi togliendosi il cappello. Questo per significarle che non si entra in Chiesa se non da penitenti.
RispondiEliminaIn quanto alle sue lamentele, giuste o no che siano, trattano di cose che è prematuro parlarne in presenza di infanti e così scandalizzarli. Lasci che la politica arrivi a loro quando saranno alla giusta età, più in là.
La sua questione sulle caste e gli interessi ad esse legate, è un grave problema da sempre, ma si convinca anche lei che non arriverà mai a intaccare la voglia di cultura, la necessità di elevarsi, per svincolarsi dal “viver come bruti”.
Rientrando nel merito delle discusse caste, la voglia suddetta la vedrei come la “ricerca di base” scientifica. Il prof. Edoardo Boncinelli, sul quale non avrà nulla da ridire...spero, fu intervistato su questo ed altre cose e rispondendo alla domanda «Pubblico e privato: quali ruoli nella ricerca scientifica?», disse così: «La ricerca di base, la cosiddetta ricerca pura, deve essere pubblica, finanziata dal governo e deve godere di una libertà totale, assoluta. Succede in tutti i paesi del mondo, anche negli Stati Uniti. La vocazione del privato è invece la ricerca applicata, nel quadro di una organizzazione nazionale. Airc, Telethon, certe aziende funzionano bene. Ma non si può fare il tetto se non ci sono le fondamenta, cioè la ricerca di base». E poi alla successiva domanda: «In Italia è equilibrato il rapporto tra ricerca pura e ricerca applicata?», ci fu quest'altra risposta: «No, è a sfavore della ricerca pura benché a volte, a fin di bene, si travesta da ricerca applicata anche quella di base.».
Come vede l'interesse tenta sempre (a fin di bene, come rileva Boncinelli sornione) di penalizzare la “ricerca pura” (le “fondamenta”) che paragono allo studio scolare qui in Matem@ticamente, così come ha tentato di fare lei travestito da anonimo.
Gaetano Barbella, un disinteressato “contribuente”.
Come solerte padrona di casa, la prof Annarita non manca di fare i ringraziamenti, diventati da tempo, qui in Matem@ticaMente, lusinghieri rituali. E se mi sfugge di di farlo anch'io per ciò che vi propongo di leggere a voi gradito, fate conto che l'abbia fatto attraverso di lei.
RispondiEliminaGaetano
Ecco un esempio di applicazione della matematica per pratiche ingegneristiche.Sia data un' antenna, supponiamo cilindrica e snella. Si vuole calcolare la corrente che scorre su di essa, assegnata l' espressione del campo elettromagnetico incidente e irradiato. Applicando i teoremi elettromagnetici, le condizioni al contorno e imponendo che sulla superficie dell' antenna(che è metallica)la componente del campo totale(somma di quello incidente e di quello "scatterato" prodotto dalle correnti indotte)sia nulla, si perviene all' Equazione di Hallen, che è un' equazione integrale di Fredholm di 1° specie; l'eq. di Hallen nn può essere risolta esattamente e quindi si ricorre ad approssimazioni, ad esempio, si può trasformarla approssimativamente in una di Fredholm di 2° specie e poi risolverla per iterazioni successive..fermandosi alla prima iterazione, si trova un'espressione della corrente che è buona x calcolare il campo in zona lontana, ma che è sbagliata x calcolare l'impedenza d'ingresso; in questo caso si ricorre a metodi numerici(in particolare il metodo dei Momenti)con l'ausilio del calcolatore.Quanto più si riesce a calcolare esattamente la corrente, tanto più si trova precisa l'impedenza d'ingresso per adattare meglio l'antenna alla linea di trasmissione equivalente(un cavo coassiale, in genere)di alimentazione, e quindi tanto più si riesce ad irradiare con maggiore potenza il campo. Spero di non averla annoiata.
RispondiElimina@sonoattila: non mi hai affatto annoiata, caro ragazzo più grande dei miei;), anzi ti ringrazio del contributo...a dimostrazione che, quando gli interventi sono costruttivi e disinteressati come il tuo, non possono che aggiungere valore all'esistente.
RispondiEliminaTi rinnovo il benvenuto su questo blog, nato disinteressatamente per i giovani e per il desiderio di offrire loro qualcosa in più e al passo con i tempi rispetto alla didattica tradizionale.
@Gaetano: caro amico, non finirò mai di ringraziarti del contributo che apporti disinteressatamente a questo blog. Sono pienamente d'accordo con il contenuto del tuo commento in risposta al commentatore anonimo.
Un abbraccio. Annarita
Molte grazie per il tuo benvenuto e per il tuo apprezzamento.Mi preme fare una precisazione sul termine che ho usato: campo "scatterato". Ovviamente non a te, che sicuramente avrai buone conoscenza in elettromagnetismo ma a chi nn ancora ha affrontato gli aspetti dell' elettromagnetismo.Allora,campo "scatterato" è un italianizzazione del termine inglese "scattering field" , appunto campo diffuso(cioè irradiato): Un campo elettrico che incide su una struttura metallica induce gli elettroni che sono in quiete a muoversi nella stessa direzione del campo, cioè questa è quella che chiamiamo "corrente elettrica", ora se la corrente varia nel tempo(e in questo caso varierà,xkè anche il campo varierà nel tempo) produce,appunto, un campo elettromagnetico.Il campo è un vettore, e la sua componente tangente al metallo deve essere nulla(o quasi). L'equazione integrale, quella di Halen, a cui si giunge di cui ho parlato sopra è oggetto, da oltre cent'anni, di continui studi da parte di ingegneri, matematici e fisici, i cui risultati stanno portando sempre a risultati migliori per il calcolo della corrente. Continuare in questa ricerca, sarà uno dei tanti compiti di cui dovrà occuparsi la nuova figura dell ' Ingegnere Matematico.
RispondiElimina@sonoattila: un efficace chiarimento dello "scattering field"! Grazie. Il tuo contributo ha precisato un altro dei compiti propri dell'Ingengnere Matematico.
RispondiEliminaPer quanto riguarda l'elettromagnetismo, beh... direi che ne capisco abbastanza dato che sono un fisico;).
che bello...un fisico!! spero di non aver fatto errori, prof. Io ho avuto la fortuna di avere come docente di Fisica all' università, il prof. Vittorio Silvestrini, fondatore e presidente di Città della Scienza.
RispondiElimina@sonoattila: non, no! Non hai fatto errori;). Il prof. Silvestrini è un docente di indiscusso spessore. Io ho avuto la fortuna di conoscere e di lavorare nel progetto ministeriale Senis, qualche anno fa, con il prof Paolo Guidoni, docente di Fisica al'Univ. Federico II di Napoli:).
RispondiEliminaSe ti fa piacere, puoi dare un'occhiata all'altro mio blog didattico: http://scientificando.splinder.com, dedicato sempre ai miei alunni e all'insegnamento/apprendimento delle Scienze:).
sì, la Federico II in matematica e fisica ha prof di tutto rispetto. Ok, andrò all' altro tuo blog. Grazie
RispondiEliminaPost e commenti molto interessanti.
RispondiEliminaSinceramente la figura di "ingegnere matatematico" mi lascia perplesso perchè mi suona quasi come un ossimoro, un po' come dire il "pragmatico teorico".
In effetti, un ingegnere dovrebbe comunque possedere tutti gli strumenti matematici che gli permettono di affrontare problemi tecnici specifici nel proprio campo(nel caso anche quelli di compatibilità elettromagnetica delle antenne!) e avere poi la capacità di collaborare con fisici e matematici alla risoluzione dei problemi.
In realtà, credo che la figura di "ingegnere matematico" serva a riabilitare sul mercato del lavoro quella del "matematico", che sempre con maggior difficoltà trova collocamento (mentre quella in ingegneria è una sorta di passpartout).
Michelangelo
Caro Michelangelo, perché queste perplessità?
RispondiEliminaPratica e teoria sono due aspetti inscindibili della conoscenza e questa nuova figura sembra possedere le caratteristiche adatte a concretizzarne l'unificazione.
Trovo affascinante la figura di "Ingengnere matematico" e penso che possa svolgere utilissimi compiti sia per lo sviluppo della ricerca in ambito industriale che per risolvere problemi pratici.
Non dimentichiamo che le radici matematiche sono da ritrovarsi nella realtà! Come non ricordare, ad esempio, che la geometria ricevette un grande impulso dalla risoluzione dei problemi pratici, che dovevano risolvere gli agrimensori dell'antico Egitto per ridefinire i confini dei campi, spazzati via dalle piene del Nilo?
Cara Annarita,
RispondiEliminaE' vero, quello che dici e non posso che essere d'accordo. Tuttavia la conoscenza universitaria tende ad una progressiva specializzazione e la matematica sopratutto trova sviluppo o nel campo speculativo o in ambiti applicativi specialisitici. Difficile oggi pensare a figure omniscenti come Leonardo. Basti pensare alla dicotomia che si è creata tra matematica e fisica.
Restano alcune perplessità dunque. Ora un ingegnere matematico, che ruolo avrebbe, quando gli strumenti matematici necessari necessari per risolvere problemi applicativi specifici, sono già noti all'ingegnere che sia elettronico o edile?
Oltre alle motivazioni precedenti, mi lascia perplessa la logica con cui si possa pianificare il percorso formativo.
Tieni presente che già la formazione universitaria (per fortuna!!) tende ad avere una base di conoscenze fisico-matematiche ampie, soprattutto se paragonate al mondo anglosassone.
Un tentativo più felice mi sembra quello proposto dalla Sapienza di Roma con la Laurea in Ingegneria Edile / Architettura, con il tentativo di contaminare i due mondi da sempre distanti.
Michelangelo
RispondiEliminaCiao sono Giuseppe, lo scorso aprile mi sono laureato in ing. matematica laurea specialistica. Il termine esatto per descriverlo è: poliedrico. Ci si adatta un po' a tutto.
Ciao!
Ciao Giuseppe e complimenti per la laurea recente. Grazie per il tuo contributo e torna a leggere questo blog.
RispondiEliminaSarai sempre il benvenuto:)
Annarita
Ciao a tutti! Sono corina..proprio in questi giorni mi sono iscritta per il test di ingegeneria al politecnico di Milano..ho qscelto ing matem! Nn vedo l'ora di iniziare! Ma ho un dubbio: mi sto diplomando in ragioneria..cm la mettiamo cn le basi? Grazie mille
RispondiElimina
RispondiEliminaDai, corina! Ce la farai! Volontà e impegno. Pensa che io, provenendo dal Liceo Classico, mi sono laureata In Fisica... pure brillantemente e nel tempo previsto dal piano di studi!
In bocca al lupo per gli esami di stato e per gli studi universitari!:)
Cosa ne pensa invece della figura dell'ingegnere fisico prof?
RispondiEliminaUno studente di ing. Fisica