Il 2026, anche se non ancora concluso, è stato un anno ricco di eventi sportivi, con le sue gioie e le sue delusioni! Dalle vittorie di Jannik Sinner nel tennis alla mancata qualificazione dell’Italia ai mondiali di calcio, passando per le medaglie vinte ai giochi olimpici invernali.
Ogni attività sportiva, per ottenere grandi successi, richiede molta dedizione e sacrifici. Un corpo ben allenato può renderti la persona più vincente sulla Terra, ma può non bastare!
Avete mai visto i primissimi palloni e le racchette usati nelle competizioni? Beh, sono molto diversi da quelli di oggi.
Uno studio ha rilevato che, nell’atletica, negli ultimi 125 anni, si è registrato un miglioramento nelle performance di almeno il 4% nelle gare di velocità grazie all’uso di abbigliamento più aderente e aerodinamico, e, in generale, del 20% nelle prestazioni sportive. Mentre le innovazioni tecnologiche riguardanti attrezzature semplici, come l’asta o il giavellotto, hanno inciso per circa il 30%.
I materiali quindi stanno influenzando enormemente le attività agonistiche!
Partiamo dal tennis e dal suo oggetto simbolo: la racchetta. I primi esempi risalgono alla fine dell’Ottocento ed erano fatti in legno massello, ossia la parte interna e più densa del tronco dell’albero, mentre le corde erano realizzate in budello naturale. I problemi erano però una rigidità limitante, la pesantezza (circa 400 grammi) e la sensibilità all’umidità che creava deformazioni.
È solo quasi un secolo dopo, a partire dagli anni Sessanta del Novecento, che si iniziano a sperimentare nuovi materiali come l’alluminio, la fibra di vetro e il Kevlar (quest’ultimo è usato anche per i giubbotti antiproiettile), fino ad arrivare alle fibre di carbonio negli anni Ottanta. Queste innovazioni hanno reso il tennis più accessibile e migliorato significativamente le prestazioni delle attrezzature.
Per quanto riguarda le corde, si è passati dal budello, estratto principalmente dall’intestino di suini e bovini, a materiali sintetici come le fibre di nylon e di Kevlar.
Oggigiorno, le racchette sono un vero gioiello della ricerca scientifica. Ad esempio, i principali componenti della racchetta di Jannik Sinner sono fibre di carbonio inserite in un “impasto” di cosiddetta resina epossidica (non preoccupatevi di cosa implichi il nome), per un peso di circa 300 grammi senza corde.
Passiamo ora al calcio e all’evoluzione del pallone. Qui si torna ancora più indietro nel tempo: i primi esempi risalgono a oltre 3.000 anni fa, in America centrale, con gli Aztechi che giocavano con sfere in gomma vegetale. In Cina si riscontrano reperti del II secolo a.C. come una palla di cuoio riempita di piume o capelli, mentre i Greci e Romani usavano vesciche di animali gonfiate. Materiale utilizzato pressoché inalterato, se non rivestito e cucito in cuoio, fino al XIX secolo.
Immaginatevi quanto doveva essere duro calciare e parare un pallone di cuoio inzuppato di pioggia!
La rivoluzione fu portata essenzialmente dagli anni ’60 del Novecento con l’uso di gomma sintetica e da una struttura il più circolare possibile (32 pannelli: 12 pentagoni + 20 esagoni, ispirata al solido archimedeo “icosaedro troncato”). Ad oggi, i palloni, invece di essere cuciti, sono formati da pannelli in poliuretano saldati tra loro, che non assorbono acqua e hanno chip all’interno per aiutare l’arbitro nelle decisioni di convalidare goal, fuorigioco e falli.
Quello che emerge da questi due esempi è che si è partiti da singoli materiali naturali come il legno, la gomma e il cuoio, per poi sostituirli con combinazioni di materiali diversi, molto spesso sintetici. Si parla quindi di materiali compositi.
L’invenzione di questa classe di materiali non è attribuibile alla nostra epoca, poiché già la miscela di fango e paglia usata dalle civiltà egizie e mesopotamiche per costruire edifici forti e durevoli ne è un esempio.
Un materiale si intende quindi composito quando è costituito da una parte maggioritaria (come le resine epossidiche nella racchetta di Sinner), detta matrice, e da una minoritaria, dispersa omogeneamente, detta rinforzo (in questo stesso caso, le fibre di carbonio).
Ma perché è vantaggioso combinare materiali diversi tra loro?
Come nella ricetta di una torta, ogni ingrediente deve essere ben amalgamato con gli altri per contribuire al gusto finale; lo stesso accade nei materiali compositi. Ad esempio, le resine epossidiche sono molto dure e tendono a rovinarsi poco. Si tratta di caratteristiche ideali per una racchetta da tennis; tuttavia, se utilizzate da sole, queste resine risulterebbero fragili nel lungo periodo. Ecco perché vengono integrate con le fibre di carbonio, che garantiscono elasticità, precisione e potenza.
Pertanto, tali combinazioni consentono di migliorare le proprietà del nostro oggetto, riducendo al contempo il peso finale. Anche se può sembrare non così tanto, provate a giocare con una racchetta di legno massello da 400 grammi o con un pallone dal peso raddoppiato a causa dell’acqua assorbita!
Ovviamente, l’applicazione dei materiali compositi non è esclusiva del mondo dello sport. Siamo completamente immersi in un mondo di compositi, dalle auto alle costruzioni, fino all’ambito spaziale, dove magari, oltre alle proprietà meccaniche, si vuole cambiare il comportamento in presenza di un campo magnetico, oppure la resistenza al variare della temperatura, e così via.
E il futuro riserva sicuramente nuovi materiali. Se con sole sette note musicali siamo stati capaci di comporre infinite melodie, immaginate cosa potremo fare con i 118 elementi della tavola periodica!
ATTIVITÀ DIDATTICHE
In gruppo si cercano altre attività sportive e, attraverso una breve ricerca, si verifica come siano cambiate le forme e i materiali utilizzati in tali attività. Alla fine si crea un cartellone con la storia di quel dato oggetto all’interno di quella specifica attività sportiva.