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Dall’asfalto bollente all’energia

26 Giu

In questo articolo:

Caldo record? In Germania scoppiano le autostrade?

e’ stato fatto un commento davvero molto interessante. Come potete leggere, il commento pone l’attenzione sugli studi attualmente in corso per la produzione di energia sfruttando il calore accumulato dall’asfalto delle nostre strade. Questa possibile soluzione non e’ in realta’ l’unica al vaglio dei ricercatori e proprio per questo motivo, credo sia interessante fare il punto della situazione.

Come sapete bene, diverse volte ci siamo occupati di fonti di energia alternativa o anche di utilizzi piu’ intelligenti delle risorse a nostra disposizione. Questi sono solo alcuni degli articoli che potete trovare sul blog:

Elezioni, promesse verdi e protocollo di Kyoto

Il futuro verde comincia da Masdar

Energia solare nel deserto

Pannelli, pannelli e pannelli

Il led rosso dello stadby …

Elettrodomestici e bolletta

Ora, come anticipato, vogliamo analizzare le possibili tecniche per sfruttare il calore che viene raccolto dalle nostre strade per poter creare energia elettrica. Come sapete bene, l’asfalto e’ in grado di accumulare una notevole quantita’ di calore, che poi viene ceduta all’ambiente in tempi molto lunghi. Proprio per questo motivo, le nostre strade rimangono ad una temperatura elevata anche per diverse ore dopo il tramonto del sole. Purtroppo, riuscire a catturare questo calore non e’ semplice. Prima di tutto, una limitazione e’ data dall’enorme superficie da cui estrarre calore, cioe’ l’intera lunghezza della strada, e soprattutto nella scelta del metodo piu’ adatto per raccogliere efficientemente questa energia.

Il metodo proposto nel commento da cui siamo partiti, punta ad utilizzare il calore per scaldare l’acqua contenuta all’interno di piccole tubature inglobate nell’asfalto stesso. In tal senso, tubicini di materiale in grado di condurre molto bene il calore vengono posizionati a circa 1 cm dalla superficie, in modo da poter raccogliere il calore del catrame. L’acqua cosi’ riscaldata puo’ poi essere utilizzata per produrre energia o anche per fornire acqua calda sanitaria per le diverse postazioni o edifici intorno alla strada stessa. Questo metodo presenta anche due ulteriori vantaggi importanti. Il primo e’ che in questo modo viene ridotto il calore che rimane intrappolato nell’asfalto e che, quando ceduto all’ambiente, crea il cosiddetto problema dell’isola di calore soprattutto nelle nostre citta’. L’altro vantaggio notevole e’ che un impianto cosi’ realizzato potrebbe essere sfruttato anche al contrario, un po’ come avviene nei pannelli radianti sotto il pavimento utilizzati per riscaldare le nostre case. Cosa significa? Durante i mesi invernali, si potrebbe pompare nel sistema acqua a temperatura maggiore, in modo da riscaldare la strada e non permettere la formazione di ghiaccio, responsabile molto spesso di incidenti.

Questa che abbiamo visto, non e’ pero’ l’unica soluzione al vaglio dei ricercatori.

Un altro metodo per sfruttare le nostre strade e’ quello di integrare direttamente pannelli solari. Cosa significa? Come detto in precedenza, l’asfalto e’ soggetto, molto spesso, ad un irraggiamento notevole. Le piu’ grandi arterie sono praticamente sempre assolate garantendo un’esposizione buona ai raggi solari. Bene, sostituendo le nostre strade con una sequenza di pannelli solari, si potrebbe produrre direttamente elettricita’ sfruttando l’effetto fotovoltaico. Questa energia potrebbe al solito essere utilizzata per alimentare aree di servizio e abitazioni in prossimita’, ma potrebbe anche essere immessa nelle rete elettrica e dunque essere a disposizione dei consumatori.

Come e’ possibile mettere un pannello solare al posto delle strade?

Ingegneristicamente parlando, la soluzione proposta e’ molto interessante. Negli USA e’ gia’ in corso uno studio utilizzando pannelli di larghezza 3,7 metri, che e’ la larghezza standard delle corsie americane. Se consideriamo un’esposizione di 4 ore al giorno, con un efficienza anche solo del 10%, poiche’ l’orientamento dei pannelli e’ deciso dalla strada e non dall’ottimizzazione dell’esposizione, si potrebbero produrre circa 5-6 KWh per pannello al giorno. Se ora pensiamo che, solo negli Sati Uniti, ci sono circa 100000 Km di autostrade, direi che i numeri cominciano a diventare interessanti.

Tornando pero’ all’ingegneria, come puo’ un pannello resistere al passaggio di una macchina o, ancor piu’, ad un mezzo pesante? I pannelli per questo scopo sono costruiti con una protezione in vetro, pensata come quella dei vetri anti proiettile delle vetrine. Essendo questi vetri studiati per resistere ai notevoli impulsi dei proiettili, sarebbero in grado di supportare anche il peso di un veicolo. C’e’ un altro problema da considerare. Per evitare slittamenti dei veicoli al loro passaggio sul vetro, la superficie verrebbe lavorata in piccolissimi prismi, in grado di assicurare una buona presa degli pneumatici sui pannelli. Come detto, una sperimentazione in questa direzione e’ gia’ in corso negli USA appunto per verificare costi e benefici di una soluzione del genere.

C’e’ poi un’ultima soluzione che vorrei presentarvi, anche se leggermente diversa dalle precedenti. Il problema principale di molte strade e’, come sappiamo bene tutti, il traffico. Per sfruttare questo, una compagnia privata giapponese, ha studiato uno speciale dosso in grado di trasformare il passaggio di un mezzo in energia elettrica. Il meccanismo e’ semplicissimo. Quando un veicolo passa su questo speciale dosso, manda in pressione dei pistoni idraulici che a loro volta possono essere sfruttati per far muovere delle turbine e produrre corrente elettrica. Un primo prototipo di dosso e’ stato costruito ed e’ lungo circa 1 metro, con un’altezza dell’ordine dei 6 mm. Questa soluzione andrebbe implemantata nei punti piu’ nevralgici per il traffico dove si hanno molti mezzi pesanti che circolano a velocita’ ridotta. Soluzioni ottimali potrebbero essere all’interno delle citta’, in prossimita’ dei porti o anche vicino ad aree di parcheggio. Il costo di questo sistema non e’ molto basso e si aggira intorno ai 300000 dollari a dosso, comprensivi ovviamente anche del sistema di produzione dell’energia. Secondo quanto riportato dalla ditta, in un punto di traffico sostenuto in cui transitano circa 20000 veicoli al giorno, il prezzo verrebbe ripagato nel giro di 3-4 anni e sarebbe in grado di fornire corrente per almeno 100 case. Ovviamente, si tratta di numeri molto provvisori, detti poi dalla ditta produttrice del sistema.

Concludendo, esistono diversi metodi per poter sfruttare le nostre strade nella produzione di energia. Come avete visto, non stiamo parlando di soluzioni innovative di tecnologie non utilizzate prima, bensi’ di applicazioni, a mio avviso anche molto intelligenti, di sistemi conosciuti in ambiti nuovi. Questo rientra a pieno titolo nello sfruttamento piu’ intelligente dei sistemi che gia’ conosciamo. Ora, come detto, si tratta di soluzioni sulle quali sono in corso studi ancora molto preliminari, ma chissa’ che un giorno queste non diventeranno soluzioni standard nella costruzione delle nostre, assolutamente non eliminabili, strade.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

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Tsunami … anche di ghiaccio

14 Mag

Immaginate di trovarvi di fonte ad una scena del genere:

Canada, Manitoba

Canada, Manitoba

Da cosa potrebbe dipendere?

Come vedete, la casa in questione appare completamente compromessa nella sua stabilita’ da quella che sembra una valanga di ghiaccio piombata contro le mura.

Siamo in Canada, precisamente nella provincia di Manitoba, dove quello che e’ stato definito come un Tsunami di Ghiaccio si e’ abbattuto sulle case che circondano il lago Dauphin distruggendo alcune abitazioni.

Piccola parentesi “giornalistica”. Come spesso ripetuto, sia i giornalisti che i curatori di molti siti internet, hanno il brutto vizio di gonfiare un pochino le notizie. Indipendentemente dallo Tsunami, di cui parleremo a breve, riguardo al numero di case distrutte potete trovare numeri completamente diversi sulle varie fonti. Cercando maggiori informazioni su internet, ho trovato la seguente progressione: lo tsunami ha distrutto 6 case, 12 case, un paio di dozzine …. Come vedete, spesso, si tende a gonfiare notizie prese da terze fonti che a loro volta le avevano gonfiate da altri. Il risultato e’ dunque grottesco, ma molto istruttivo. Per una corretta informazione, cercate sempre di leggere la stessa informazione da parti diverse, indipendentemente dalla notizia che vi interessa. Solo in questo modo riuscirete ad avere un’idea chiara senza farvi trascinare da una singola voce.

Solo per completezza, vi dico che le case distrutte introno al lago Dauphin sono sei.

Fatta questa doverosa premessa, cerchiamo di capire cosa e’ successo. Vi mostro prima di tutto un video estratto da un Tg canadese, in cui si mostrano immagini molto interessanti e riprese dal vivo:

Come vedete, si e’ formata una sorta di onda ghiacciata che, avanzando lentamente, non solo e’ giunta a riva, ma ha continuato arrivando fino alle case piu’ vicine alle sponde del lago.

Ora, nel nostro caso abbiamo mostrato immagini riprese in diretta. Pensate che su alcuni siti si dice che questo fenomeno sia dovuto al sollevamento delle lastre di ghiaccio dalla superficie del lago. Secondo voi, se il vento sollevasse una lastra di ghiaccio, come potrebbe questa giungere a questa velocita’? Ovviamente, verrebbe lanciata come un proiettile verso la riva, non certamente avanzerebbe come le immagini mostrano chiaramente.

Come si e’ formato lo Tsunami di ghiaccio?

Il discorso del vento entra veramente in questo meccanismo, ma non e’ l’unico. Le tardive nevicate arrivate in primavera, in concomitanza con le temperature poi tornate nelle medie stagionali, hanno formato uno strato superificiale ghiacciato, ma non compatto come avviene in inverno, della superficie del lago.

Ora, durante il fenomeno, si sono registrati forti venti fino a 80 Km/h. Questi venti non hanno fatto altro che spingere il ghiaccio facendolo accumulare e camminare sulla superifice liquida del lago. Detto in termini semplici, il meccanismo e’ lo stesso di uno spalaneve. La benna del mezzo viene messa parallela e vicina al terreno, spingendo in questo modo il ghiaccio (o la neve) che forma una grosso cumulo mentre viene spostato.

Bene, in questo caso, il forte vento e il ghiaccio morbido della superifice del lago hanno funzionato esattamente come uno spalaneve. Ovviamente, tutto questo e’ stato possibile perche’ normalmente il ghiaccio galleggia sull’acqua avendo una densita’ piu’ bassa.

Solo per completezza, vi dico che questo effetto si e’ manifestato quasi in contemporanea, oltre che sul lago Dauphin, anche nel Minnesota. Ovviamente, quasi in contemporanea grazie agli stessi forti venti che soffiavano in entrambe le localita’.

Cosa c’e’ di strano in questa spiegazione? Assolutamente nulla, anche se in rete se ne trovano altre, alternative quanto fantasiose, che meritano di essere menzionate.

Oltre al discorso “sollevamento lastre”, molti siti parlano di fenomeno inspiegabile e completamente non compreso dalla scienza. Alla luce di quanto detto, direi proprio di no. Inoltre, c’e’ chi evidenzia il fatto che si tratti di un fenomeno rarissimo e che e’ assolutamente improbabile che si sia manifestato in due posti diversi praticamente in contemporanea. Anche in questo caso, dalla morfologia della zona, non ci stupisce affatto che il fenomeno sia avvenuto in queste due localita’. Detto questo, non poteva certo mancare chi ha puntato il dito contro complotti scientifici di bioingegneria e modificazioni climatiche che richiamano sempre particolare interesse nel pubblico.

Tolte queste fantasie, diamo qualche altro dettaglio sull’accaduto. Come e’ facile immaginare, per il meccanismo di propagazione, e come osservabile anche nel video, il muro di ghiaccio e’ aumentato man mano che si avvicinava alla riva, esattamente come aumenta la quantita’ di ghiaccio in una benna mentre lo spazzaneve si muove. Come riportato dai testimoni, per darvi un’idea della portata del fenomeno, l’onda di ghiaccio e’ arrivata in alcuni punti ad un’altezza massima di 3 metri.

Fortunatamente, non ci sono state ne’ vittime ne’ feriti. Anche se puo’ sembrare incredibile dallo stato di alcune abitazioni mostrate nel video, questo e’ normale dal momento che l’onda si muoveva con velocita’ molto bassa man mano che si spostava anche sulla terra ferma. Questo ha datto alle persone tutto il tempo di capire il pericolo e di mettersi in luoghi sicuri. Anche questa caratteristica e’ comprensibile dal meccanismo di formazione e propagazione visto.

Concludendo, non c’e ‘assolutamente nulla di misterioso ne’ di incomprensibile in quanto accaduto in Canada. La spiegazione dell’onda di ghiaccio e’ da ricercare nel duplice effetto delle nevicate tardive e nell’innalzamento delle temperature tipico del periodo primaverile. E’ comunque sempre interessante vedere come notizie del genere lascino spazio ad ipotesi fantasiose, ma soprattutto come eventi di questo tipo vengano amplificati a piacere in base alla fonte che pubblica la notizia.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

Il Muos di Niscemi

2 Apr

Diversi lettori del blog mi hanno scritto per chiedere il mio punto di vista sul sistema MUOS la cui costruzione era prevista a Niscemi in Sicilia.

Per chi fosse completamente a digiuno, il MUOS e’ un sistema di comunicazione satellitare che prevede 4 satelliti in orbita e 4 stazioni di terra. Questo sistema e’ direttamente gestito e voluto dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti e servira’ per gestire, comandare e controllare in ogni parte del globo, le unita’ marine, aeree e di terra. Il sistema prevede diversi servizi tra cui la comunicazione vocale, lo scambio dati e la connessione di rete, tutto ad accesso riservato per scopi militari e di coordinamento. Le stazioni di terra verranno utilizzate per comunicare direttamente con i satelliti in orbita e la costruzione era prevista nelle Hawaii, in Australia, in Virginia e, come anticipato, a Niscemi a circa 60 Km dalla base militare di Sigonella.

Le stazioni di terra prevedono la costruzione di antenne operanti ad altissima frequenza e a banda stretta. Ecco una foto dell’installazione nelle isole Hawaii:

MUOS: stazione di terra nelle Hawaii

MUOS: stazione di terra nelle Hawaii

Perche’ stiamo parlando di questo sistema? Per quanto riguarda la costruzione della stazione di Niscemi, per diverso tempo ci sono stati dibattiti e scontri circa l’eventuale pericolo che queste antenne avrebbero costituito per la popolazione del posto. Nel corso degli anni, si sono formati comitati cittadini creati per impedire la costruzione di questa stazione e il dibattito ha riempito le pagine di molti quotidiani anche a livello nazionale. Ovviamente non e’ mancata la discussione politica. Diverse volte l’aministrazione regionale ha tentato di bloccare i lavori causando una discussione tra Parlamento Italiano, regione Sicilia e governo degli Stati Uniti. Come forse avrete letto, solo pochi giorni fa, l’amministrazione Crocetta ha bloccato definitivamente la costruzione della stazione ma, almeno a mio avviso, la discussione durera’ ancora per molto tempo.

Detto questo, non voglio assolutamente entrare in discussioni politiche sul MUOS e sulla regione Sicilia. Quello che molti utenti mi hanno richiesto e’ solo un parere scientifico sull’inquinamento elettromagnetico della stazione MUOS. Ovviamente, non entrero’ nel merito della discussione politica, degli accordi bilaterali tra Italia e USA ne tantomeno sull’eventuale valutazione di impatto ambientale che una stazione del genere sicuramente comporta sul panorama della zona.

A questo punto, la domanda su cui vorrei aprire una discussione e’: il MUOS e’ dannoso per la salute della popolazione?

A livello scientifico, ci sono due voci principali che si sono mosse parlando del MUOS. Da un lato Antonino Zichichi sostiene che l’installazione non e’ assolutamente dannosa per la popolazione vista la bassa potenza in gioco, dall’altro il Prof. Massimo Zucchetti del politecnico di Torino afferma che questa installazione potrebbe comportare seri rischi per la salute dei cittadini.

Come vedete, l’inizio non e’ dei migliori. Siamo di fronte a due punti di vista completamente opposti.

Ora, mentre Zichichi si e’ limitato a rilasciare interviste a diversi quotidiani, Zucchetti ha preparato una relazione tecnica sull’installazione che potete leggere a questo indirizzo:

Zucchetti, relazione MUOS

Come vedete anche dalla pagina, la relazione di Zucchetti viene pubblicizzata proprio da uno dei comitati cittadini nati per impedire l’installazione del MUOS a Niscemi, il comitato NoMuos.

Detto questo, proviamo a commentare la relazione di Zucchetti per cercare di capire se e come il MUOS potrebbe rappresentare un pericolo per la popolazione.

Prima di tutto, ci tengo a sottolineare che Zucchetti e’ esperto di radioprotezione ma e’ importante ragionare su quanto scritto per capire le motivazioni che spingono questa relazione nella direzione di considerare il MUOS come pericoloso.

Per prima cosa, dove doveva sorgere il nuovo impianto e’ gia’ presente un sistema radar detto NRTF le cui antenne sono in funzione dal 1991. Le analisi quantitative presentate nella relazione di Zucchetti riguardano proprio questo esistente impianto e vengono fatte considerazioni circa l’eventuale aggiunta del MUOS alle emissioni del NRTF.

Nella relazione vengono mostrate misure di campo elettrico fatte in diverse zone dell’impianto e che possiamo riassumere in questa tabella:

5,9 ± 0,6 V/m in località Ulmo (centralina 3)
4,0 ± 0,4 V/m in località Ulmo (centralina 8)
2 ± 0,2 V/m in località Martelluzzo (centralina 1)
1 ± 0,1 V/m in località del fico (centralina 7)

Come potete leggere nella relazione, queste misure, fatte dall’ARPA della Sicilia, potrebbero essere affette da un’incertezza al livello del 10%. Ora, per chi non lo sapesse, i limiti per la legislazione italiana impongono un campo inferiore a 6 V/m. Come potete vedere, anche considerando un’incertezza del 10%, solo il primo valore, se l’incertezza tendesse ad amentare la misura, sarebbe leggermente superiore al limite.

Cosa comporterebbe superare i 6 V/m? In realta’ assolutamente nulla. Cerchiamo di capire bene questo punto. Ad oggi, vi sono molte voci anche molto discordi sui reali effetti dell’inquinamento elettromagnetico. Mentre ci sono particolari frequenze ed esposizioni per cui e’ stato accertato un reale rischio per la salute, in moltissimi altri casi il discorso e’ ancora aperto e non si e’ giunti ad una conclusione. Pensate solo un attimo al discorso cellulari: fanno male? Non fanno male? Causano problemi al cervello? Tutte domande su cui spesso viene posta l’attenzione e su cui non esistono ancora dati certi. Con questo non voglio assolutamente tranquillizzare nessuno, ma solo far capire l’enorme confusione ancora presente su queste tematiche.

Tornando al discorso limiti di legge, superare di poco i 6 V/m non comporta assolutamente nulla. Perche’? Come detto siamo di fronte a fenomeni non ancora capiti dal punto di vista medico. Proprio per questo motivo esiste il “principio di precauzione”, cioe’ in caso di fenomeni scientificamente controversi si deve puntare ad una precauzione maggiore. Detto in altri termini, se non sappiamo se una determinata cosa fa male o meno, meglio mettere limiti molto stringenti.

Nel caso dei campi elettrici, il limite dei 6 V/m e’ nettamente inferiore a quello di altre nazioni europee, anche se, ad esempio, nel Canton Ticino il limite e’ di 3 V/m, e circa 500 volte inferiore al valore in cui ci si dovrebbero aspettare effetti diretti. Detto questo, se invece di 6 V/m, ne abbiamo 6,5 V/m, non succede assolutamente nulla. Non siamo ovviamente in presenza di un effetto a soglia, sotto il limite non succede nulla, appena sopra ci sono effetti disastrosi. Fermo restando che stiamo pensando l’incertezza del 10% sulla misura tutta nel verso di aumentarne il valore.

Detto questo, nella relazione da cui siamo partiti, si afferma pero’ che queste misure potrebbero essere sottistimate perche’ la strumentazione utilizzata non era sensibile alle emissioni a bassa frequenza intorno ai 45 KHz. In realta’, su questo punto non possono essere assolutamente d’accordo. La legge italiana stabilisce i limiti di cui abbiamo parlato per frequenze sopra i 100 KHz. Sotto questo valore, le onde elettromagnetiche sono assorbite pochissimo dal corpo umano per cui la loro emissione non viene neanche regolamentata. Questo solo per dire come le misure riportate nella relazione e fatte dall’ARPA della Sicilia sono del tutto attendibili e assolutamente non sottostimate.

Fin qui dunque, i valori misurati per l’installazione gia’ in funzione non mostrano nessun superamento dei limiti di legge italiani e potrebbero dunque essere considerati sicuri.

Andiamo ora invece, sempre seguendo la relazione da cui siamo partiti, al MUOS vero e proprio.

Per come dovrebbero essere fatte le antenne, e se la fisica non e’ un’opinione, il campo prodotto da un’antenna parabolica ha una forma cilindrica con una divergenza molto bassa. Detto in altri termini, il campo e’ all’interno dell’area della parabola e tende molto poco ad allargarsi appunto per non disperdere potenza. Detto questo, al di fuori del cilindro prodotto delle antenne, il campo e’ praticamente nullo e non comporta nessun problema nelle vicinanze.

Proviamo a fare due calcoli. Alla potenza di 1600 W, cioe’ la massima prevista per le antenne, il campo all’interno del cilindro sarebbe di circa 50 W/m^2. Questo valore e’ abbondantemente al di sopra dei limiti di legge di 1 W/m^2, ma per l’esposizione delle persone. Come potete facilmente immaginare, le antenne devono essere puntate verso il cielo per poter funzionare e per comunicare con i satelliti. Da quanto detto per la dispersione angolare fuori-cilindro, lontano dalle antenne il campo e’ praticamente nullo, diminuendo molto rapidamente.

Da questi numeri, e’ ovvio che se le antenne venissero puntate verso l’abitato, l’inquinamento elettromagnetico sarebbe elevatissimo, ma antenne di questo tipo hanno dei ferma-corsa meccanici che impediscono l’avvicinarsi dell’antenna troppo vicino all’orizzonte, oltre ovviamente a limitazioni software pensate appositamente per impedire queste esposizioni.

Detto in questo senso, le antenne del MUOS non dovrebbero essere un pericolo per la popolazione.

Sempre secondo la relazione e secondo le voci del web, le antenne del MUOS entrerebbero in funzione insieme a quelle gia’ discusse del NRTF. Cosa comporta questo? Ovviamente i due contributi si sommano, ma non linearmente come qualcuno potrebbe erroneamente pensare. Premesso che il MUOS sarebbe in funzione simultaneamente al NRTF solo inizialmente per poi sostituirlo del tutto, i due sistemi, alla luce dei calcoli fatti, non dovrebbero superare il limite di legge neanche quando sono simultaneamente accesi.

Se proprio vogliamo essere pignoli, resta quella misura dell’ARPA quasi al limite di legge. Sicuramente quella zona dovrebbe essere monitorata per capire meglio se il limite viene sistematicamente superato oppure no, ma solo a scopo di precauzione. Inoltre, bisognerebbe valutare la presenza di altre installazioni minori e il loro contributo totale, anche se non possono che rappresentare una piccola aggiunta al totale, oltre ovviamente ad eventuali fluttuazioni fuori asse delle emissioni. Questo genere di problematiche necessiterebbero di un monitoraggio continuo e completo dell’intera zona al fine di costruire una mappa del campo e valutare eventuali zone di picchi anomali.

Detto questo, se ci limitiamo al puro aspetto scientifico, il MUOS non dovrebbe rappresentare un pericolo per la popolazione della zona. Ovviamente, siamo in un campo molto difficile e ancora poco noto sia della scienza ma soprattutto della medicina. Non voglio assolutamente schierarmi a favore o contro il MUOS anche perche’ restano da valutare, indipendentemente da questa installazione, eventuali danni alla salute derivanti da un’esposizione prolungata nel tempo anche a limiti inferiori a quelli di legge. Come anticipato, questa tematica e’ ancora molto discussa e non si e’ ancora giunti ad un quadro completo.

Nella discussione, ho appositamente non valutato problematiche di natura diversa da quella dei campi elettromagnetici. Perche’ dobbiamo costruire una stazione radar degli USA in Italia? E’ giusto? Non e’ giusto? Questa installazione rovina il paesaggio della zona? I valori dichiarati per il progetto saranno quelli veri di esercizio?

Concludendo, alla luce dei dati analizzati, per l’installazione MUOS i limiti di legge sarebbero ampiamente soddisfatti. L’unico problema potrebbe derivare, anche se impossibile tenendo conto dei limiti meccanici imposti, da un puntamento diretto verso le abitazioni. L’ingresso del MUOS sostituirebbe il pre-esistente NTRF sicuramente piu’ vecchio ed operante a potenze e frequenze diverse. Purtroppo, il discorso non puo’ limitarsi a queste considerazioni, ma deve necessariamente racchiudere tematiche ambientali, politiche e mediche a cui non e’ possibile dare una risposta univoca in questo momento.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

La migliore arma contro i terremoti?

4 Feb

Su questo blog, diverse volte ci siamo trovati a parlare di terremoti, sia dal punto di vista scientifico, sia anche per analizzare la situazione in diverse parti d’Italia:

– Analisi statistica dei terremoti

– Riassunto sui terremoti

– Dati falsi sui terremoti

– Terremoti, basta chiacchiere. Parliamo di numeri

– La sequenza del Pollino

Garfagnana: cosa succede, cosa succedera’?

Come ormai abbiamo capito a fondo, ad oggi non esiste un metodo scientifico e universalmente riconosciuto per prevedere un terremoto. Questa e’ l’informazione principale che dobbiamo tenere a mente.

Dunque? Come possiamo combattere un nemico che non sappiamo quando attacchera’, dove e con che potenza?

In diversi post abbiamo fatto la considerazione secondo la quale la miglior prevenzione contro i terremoti e’ solo quella di prevenire i danni ed i morti del terremoto. Questo significa che dovremmo investire nella sicurezza dei nostri edifici e delle nostre abitazioni. Come sapete, molto spesso, le vittime di un terremoto sono quelle che restano sotto le macerie. Impedire che gli edifici ci crollino sulla testa e’ sicuramente un’ottima prevenzione contro i terremoti.

Dobbiamo convivere con questi punti fermi. Non siamo in grado, al momento, di prevedere un terremoto, e non saremo mai in grado di fermare o di impedire un terremoto. Dunque, la cosa migliore e’ ridurre al minimo, o al limite azzerare, i morti e i danni di un sisma.

Ora pero’, come giustamente mi hanno fatto notare in alcuni commenti, cosa significa mettere in sicurezza un edificio? E’ possibile ristrutturare la propria abitazione per renderla piu’ sicura? Che spesa comporterebbero questi lavori?

Per poter rispondere a queste domande, e’ necessario fare delle considerazioni per cercare di circoscrivere il problema.

Il territorio italiano e’ tra quelli in Europa che presenta il maggior rischio sismico. Nell’ultimo millennio, abbiamo avuto circa 30000 terremoti, di cui 220 completamente distruttivi. Solo nell’ultimo secolo, le vittime dei terremoti sono state 120000, di cui 80000 solo nel terremoto del 1908 che ha colpito Reggio Calabria e Messina. Se ci limitiamo agli ultimi 40 anni, il costo della ricostruzione post sisma e’ stato di ben 100 miliardi di euro.

Teniamo a mente questi numeri, saranno molto utili nella discussione successiva.

Ora, non penso di dare una nuova informazione dicendo che molti dei nostri edifici sono antichi e dunque non costruiti secondo norme antisismiche. Quello che forse non tutti sanno e’ che solo negli anni ’80 sono state introdotte vere e proprie norme antisismiche per le nuove costruzioni. Questo significa che la quasi totalita’ degli edifici con piu’ di 3o anni non sono assolutamente concepiti per resistere ad un terremoto.

Oltre a questo dato, gia’ di per se allarmante, ha contribuito alla non sicurezza anche il ritardo con cui sono state pubblicate e aggiornate le carte della pericolosita’ sismica. Come forse ricorderete, a seguito del terremoto in Emilia del 2012, si torno’ a discutere di queste mappe del rischio, proprio in virtu’ del fatto che le mappe non erano aggiornate e non prevedevano un rischio sismico elevato per le regioni della pianura padana.

Vi mostro due cartine del rischio sismico, una relativa al 1984 ed una del 2003:

Mappe del rischio sismico nel 1984 e nel 2003

Mappe del rischio sismico nel 1984 e nel 2003

Come vedete, nel 1984, diverse zone del nostro paese non erano nemmeno classificate. La situazione miglioro’ poi nel 2003, ma anche questa carta e’ completamente diversa ed il rischio sottostimato rispetto alla situazione attuale in cui e’ stato adottato un sistema di classificazione molto piu’ preciso e con dettaglio molto migliore:

Attuale mappa del rischio sismico preparata dall'INGV

Attuale mappa del rischio sismico preparata dall’INGV

Ad oggi dunque, circa il 45% del territorio nazionale presenta un rischio sismico molto elevato. A causa dei ritardi nella compilazione di queste mappe, piu’ e’ alto il rischio sismico, piu’ stringenti sono le norme per le nuove costruzioni, e del ritardo legislativo nell’applicazione delle norme di rischio, si stima che solo il 14% degli edifici italiani sono in realta’ concepiti per resistere ad un sisma.

Questi numeri sono davvero preoccupanti!

Oggi come oggi, la situazione e’ ovviamente diversa. Tutte le nuove costruzioni devono sottostare a norme severe direttamente recepite dalla legislazione europea. Torniamo pero’ alle domande che ci siamo posto all’inizio. Se solo il 14% dei nostri edifici sono antisismici, cosa possiamo fare per quelli gia’ esistenti?

A differenza di quanto si potrebbe pensare, rendere antisismico un edificio non e’ un lavoro impossibile. Certamente le tecniche ed i rimedi da utilizzare variano da caso a caso, ed anche il costo di questi lavori non e’ univocamente determinato. Nonostante questo, cerchiamo di capire meglio come si potrebbe agire, ma soprattutto proviamo a dare una stima del costo.

Per prima cosa, dobbiamo cercare di capire meglio cosa significa antisismico. A differenza di quanto si potrebbe pensare, affinche’ una casa resista alle intense spinte longitudinali date da un terremoto, non si deve assolutamente appesantire la struttura. Al contrario, sono necessarie opere di consolidamento e di alleggerimento in grado di rendere elastica la nostra abitazione.

In caso di terremoto, una struttura leggera ed elastica riesce a resistere meglio alle sollecitazioni riuscendo ad assorbire le forti spinte in gioco. Al contrario, una struttura pesante e rigida rischia di “spaccarsi” immediatamente sotto l’azione di queste forze.

Altra idea sbagliata comunemente diffusa e’ quella che una struttura antisismica sia indistruttibile. Come e’ facilmente intuibile, una casa non puo’ essere concepita per resistere a terremoti di magnitudo elevata a piacere. Secondo la legislazione vigente, una casa antisismica deve poter resistere senza danni strutturali fino ad un terremoto M6.5. Per intensita’ maggiori la struttura non deve crollare immediatamente. Cosa significa questo? Semplicemente che in caso di terremoto di elevata magnitudo, la nostra abitazione deve darci il tempo di poter scappare fuori. Questa e’ la vera definizione di casa antisismica. In presenza di un terremoto, dobbiamo evitare che la casa ci crolli in testa causando vittime. Se abbiamo il tempo utile per uscire fuori e metterci in salvo, abbiamo praticamente annullato il rischio vitale.

Detto questo, i lavori da fare per rendere antisismica una abitazione ovviamente dipendono dal tipo stesso di casa. La prima grande divisione e’ tra abitazioni in muratura ed in cemento armato. In generale pero’, in tutti e due i casi, i primi lavori importanti prevedono l’alleggerimento del tetto, l’inserimento di strutture in grado di assorbire le spinte dinamiche del terreno e l’aggiunta di rinforzi collegati alle pareti dell’abitazione.

E’ possibile inoltre inserire catene e altri sistemi di raccordo per unire saldamente le pareti opposte degli edifici. Come sappiamo bene, molte delle case distrutte da un sisma presentano un crollo delle pareti che necessariamente indeboliscono la strutture e possono causare crolli dei piani superiori.

Importanti opere di consolidamento possono essere fatte per migliorare la distribuzione dei pesi e per rinforzare i pilastri dell’edificio. In questo modo, il conseguente alleggerimento delle travi, puo’ ritardare, in caso di terremoto di elevata intensita’, il crollo dell’edificio anche di diverse ore.

Capite bene che opere di questo tipo possono risultare molto diverse parlando di case o di appartamenti. In quest’ultimo caso, i lavori di ristrutturazione devono necessariamente essere inseriti in un opera complessiva. Intervenire su un singolo appartamento all’interno di un edificio con molte unita’ abitative puo’ risultare del tutto inutile.

Detto questo passiamo quindi ai costi. Premesso quanto detto in precedenza sui fattori di variabilita’ di questa stima, opere di questo tipo prevedono una spesa che si aggira intorno ai 500-600 euro per metro quadro, con picchi che possono arrivare a 1000 euro/m^2 nei casi piu’ difficili. Capite dunque che non si tratta di opere a costo zero, ma da cui potrebbe dipendere la nostra vita.

Quando diciamo che i nostri governanti dovrebbero pensare ad investire sulla prevenzione e sulla messa in sicurezza degli edifici, intendiamo certamente una spesa statale da devolvere per ospedali, scuole, luoghi istituzionali, uffici ecc, ma, a mio personale avviso, si dovrebbero prevedere anche dei piani di sgravio fiscale per chi decide di ristrutturare la propria casa e renderla resistente ai terremoti. In questo senso, si potrebbe pensare all’annullamento dell’IVA, ad un contributo statale, a meccanismi di ritorno dell’investimento, insomma si dovrebbero prevedere agevolazioni per la messa in sicurezza degli edifici. Questo sarebbe sicuramente un investimento per la sicurezza dei cittadini.

A riprova di queste considerazioni, vi voglio mostrare qualche numero importante. Se ci limitiamo alle aree dell’Italia che presentano il maggio rischio sismico, la spesa stimata per la messa in sicurezza degli edifici e’ di circa 200 miliardi di euro. Cifra che a prima vista potrebbe sembrare enorme. Ripensate pero’ a quanto detto in precedenza: solo negli ultimi 40 anni, la spesa statale per la ricostruzione dopo i terremoti e’ stata di ben 100 miliardi di euro. A fronte di questa cifra, la spesa per la messa in sicurezza non appare cosi’ impossibile e sicuramente l’inserimento di meccanismi di facilitazione fiscale sicuramente sarebbero ampiamente ripagati.

Prove di laboratorio sugli isolatori sismici

Prove di laboratorio sugli isolatori sismici

Solo per concludere, le nuove norme antisismiche prevedono la realizzazione di costruzioni non piu’ solo alleggerite per seguire l’onda del terremoto. In questo caso infatti si possono verificare fenomeni di risonanza tra l’oscillazione dell’edificio e quella del terreno che portano al crollo della struttura. Per evitare questo, si sta puntando sempre di piu’ sull’inserimento degli isolatori sismici, cioe’ sistemi in grado di isolare l’abitazione dal terreno e renderla quindi non oscillante. Opere di questo tipo possono essere realizzate solo su nuove costruzioni dal momento che anche gli impianti devono essere progettati in modo specifico. In caso contrario l’oscillazione del terreno rispetto alla casa che resta ferma potrebbe danneggiare i tubi degli impianti che fungono da collegamento tra la casa ed il terreno. Oltre a questi metodi passivi, negli ultimi anni la ricerca ingegneristica si sta anche orientando verso sistemi attivi, cioe’ in grado di modificare l’intervento in base alla sollecitazione, ed in questo senso si sta lavorando a soluzioni simili a quelle utilizzate in meccanica per la tenuta della stabilita’ o per il controllo antisbandata nelle automobili.

 

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.