Studiare le stelle da casa

Dopo qualche giorno di assenza, purtroppo, al contrario di quello che pensano i catastrofisti, il mio lavoro non e’ solo fare disinformazione attraverso questo blog, eccoci di nuovo qui con un articolo di scienza pura.

Come avrete sentito, solo qualche giorno fa, e’ stato inaugurata a Padova la macchina acceleratrice “Prima”. Per dirla semplicemente, si tratta di una macchina in grado di accelerare atomi fino ad energie di 16 milioni di Watt. Questa importante infrastruttura nasce da una collaborazione tra l’Istituto di Fisica Nucleare, il CNR, l’ENEA, l’Universita’ di Padova e le Acciaierie Venete.

Ovviamente parliamo di un grande successo per la ricerca italiana. Pensandoci bene, mi rendo pero’ conto di come un successo di questo tipo, possa risultare abbastanza difficile da capire per un non addetto ai lavori. Detto in altri termini: a cosa serve questa macchina?

Molto semplice, come spesso avviene, ricerche di questo tipo sono assolutamente multidisciplinari e possono servire per condurre studi su tantissimi settori. Tra questi, quello che sicuramente interessa di piu’ e’ senza dubbio lo studio della fusione nucleare controllata.

Di fusione abbiamo parlato in diversi articoli:

– Sole: quanta confusione!

– La stella in laboratorio

mostrando come questo sia il processo attraverso il quale le stelle, e ovviamente il nostro Sole,  producono energia.  Purtroppo, ad oggi, non siamo ancora stati capaci di sfruttare la fusione per produrre energia per noi. Per essere piu’ precisi, ancora non siamo riusciti a realizzare un processo in cui l’energia necessaria per attivare la fusione sia maggiore di quella che poi viene data all’esterno. Detto in parole povere, ad oggi abbiamo ancora un processo “in cui ci rimettiamo”, cioe’ diamo piu’ energia rispetto a quella che otteniamo in uscita.

Una delle chimere della fusione nucleare, e’ senza dubbio il discorso della fusione fredda e di tutti quei processi che gli ruotano intorno. Anche di questi processi abbiamo parlato diverse volte in articoli come questi:

– E-cat meraviglia o grande bufala?

– Ancora sulla fusione fredda

Come sapete bene, e come potete verificare leggendo gli articoli citati, la nostra posizione non e’ mai stata di chiusura totale verso queste ipotesi solo che, e su questo non ho mai trovato una smentita reale e credibile, ad oggi non ci sono le prove necessarie per dimostrare scientificamente che queste soluzioni, ed in particolare l’E-Cat, siano in grado di funzionare.

Fatta questa doverosa premessa, torniamo a parlare di PRIMA.

Come visto negli articoli specifici sulla fusione, la ricerca ufficiale sta investendo molte risorse in alcuni progetti europei e mondiali di notevole portata. Tra questi, ruolo d’eccezione spetta sicurametne ad ITER. Come sapete bene, si tratta di un primo prototipio su grande scala di un reattore a fusione per ricerca. Tra alti e bassi, la costruzione di questa importante pietra miliare nella storia della fusione sta procedendo in Francia e speriamo possa portare i risultati sperati ed in grado di aprire le porte alla produzione di energia mediante la fusione mnucleare.

La macchina PRIMA studiera’ proprio la parte di, definiamola cosi’, iniezione di ITER, cioe’ il fascio neutro che servira’ per riscaldare il plasma fino alle temperature richieste per far partire la fusione. Oltre ad ITER, la macchina servira’ anche per studiare i materiali piu’ adatti per contenere la fusione e che saranno un punto molto importante anche nella costruzione del primo reattore, chiamato IFMIF, che sara’ costruito in Giappone.

Prima di chiudere, vorrei invitarvi ad una riflessione. Permettemi di riprendere quanto detto un po’ di tempo fa in questi articoli:

– Perche’ la ricerca: scienza e tecnologia

– Perche’ la ricerca: economia

Prima di tutto, gli studi condotti per la costruzione dei magneti di LHC sono stati fondamentali per la costruzione dei magneti da utilizzare su PRIMA. Questo solo per dire come la ricerca non e’ mai fine a se stessa ma consente di farci applicare studi condotti su un particolare settore a qualcosa di diverso, non dovendo ogni volta ripartire da zero. Oltre a questo, per parlare invece di economia, la costruzione di macchine di questo tipo mettono sempre in moto un’economia assolutamente non trascurabile. Cosi’ come e’ avvenuto per LHC, anche per PRIMA ci sono state importanti commesse per le aziende italiane non solo legate alla costruzione di magneti. Questo solo per ribadire come i soldi dati alla ricerca rappresentino sempre un investimento. Purtroppo, il tasso di interesse o i tempi per poter maturare questo tasso non sono sempre scritti o sicuri anzi, lasciatemi dire, possono maturare in settori completamente diversi.

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

Tromba d’aria a Taranto

Questa mattina, intorno alle 10.30, si e’ verificata una violenta tromba d’aria a Taranto. Attualmente c’e’ un disperso e numerosi feriti. Il fenomeno ha causato ingenti danni strutturali, soprattutto alle acciaierie dell’Ilva.

In passato, abbiamo gia’ parlato di tornado in questo post:

– Tornado di Fuoco in Australia

In queste ultime ore, ho ricevuto diversi messaggi da parte di utenti, che mi chiedevano il mio punto di vista sulla cosa. Come potete facilmente immaginare, questo fenomeno e’ stato subito messo in relazione con gli eventi del 21 Dicembre e molte fonti web vedrebbero nella tromba d’aria un chiaro segnale premonitore della prossima fine del mondo.

Ora, alla luce dei dispersi e, secondo alcune fonti, anche delle vittime da accertare, lungi da me ridurre il discorso ad un semplicistico ragionamento scientifico. Quello che pero’ vorrei discutere e’ il perche’ si formano le trombe d’aria e se effettivamente questo fenomeno ha un significato di eccezionalita’.

Prima di tutto, come si forma una tromba d’aria?

L’insorgere di questo genere di fenomeni e’ strettamente legato alle condizioni atmosferiche. Quando si e’ in presenza di correnti d’aria calda negli strati inferiori e di correnti d’aria fredda negli strati piu’ alti, possono innescarsi fenomeni turbolenti. A causa della differenza di peso, l’aria calda degli strati sottostanti tende a salire verso l’alto, mentre quella fredda e’ spinta verso il basso. Se le condizioni delle correnti lo consentono, questo movimento di masse d’aria puo’ provocare un cilindro d’aria rotante intorno ad un asse perpendicolare al terreno.

Processo di formazione di una tromba d’aria

A questo punto, la continua spinta delle correnti d’aria calda verso l’alto, puo’ allungare il cilindro d’aria verso l’alto creando appunto la tromba d’aria.

Le condizioni atmosferiche migliori per la formazione di una tromba d’aria si hanno in concomitanza con un forte temporale. In questo caso, la presenza di cumulonembi puo’ offrire le condizioni di temperatura e pressione migliori per la creazione del turbine iniziale.

Il diametro alla base di una tromba d’aria puo’ variare tra le decine di metri fino anche a 500 metri, con altezze che vanno dai 100 metri fino anche ad 1 Km. Queste formazioni ventose, una volta create, possono resistere per tempi anche lunghi, percorrendo tragitti dell’ordine anche di qualche kilometro.

A differenza di quanto si potrebbe pensare, le trombe d’aria sono un fenomeno possibile nella zona mediterranea, anche se con probabilita’ di formazione diversa in base alla regione considerata. Per completezza, vi riporto anche una mappa del NOAA con l’indicazione delle aree mondiali di maggior incidenza di trombe d’aria:

Zone del mondo con maggior incidenza di trombe d’aria

Come vedete, l’Italia non e’ assolutamente immune a questo genere di fenomeni.

Cosi’ come avviene per i terremoti, anche le trombe d’aria vengono classificate in una scala specifica in base al loro potere distruttivo. Questa classificazione prende il nome di scala Fujita e presenta 6 livelli distinti da F0, il meno distruttivo, fino a F5, considerato catastrofico. Da quanto detto, capite bene come la classificazione di questo fenomeni richieda l’analisi di diversi fattori, quali la durata della tromba d’aria, la velocita’ dei venti, il diametro alla base, ecc. A titolo di esempio, una tromba d’aria di classe F0, per intenderci in grado solo di spezzare i rami degli alberi, presenta venti fino ad un centinaio di Km/h.

Per quanto riguarda la probabilita’ di formazione, la maggior parte delle trombe d’aria ricade nel grado F0. Solo il 5% dei fenomeni supera il grado F3 e di queste solo lo 0.1% ha il grado F5 di distruzione massima.

Come sappiamo bene, il maggior numero e la maggior intensita’ di questi fenomeni avvengono, ad esempio, negli Stati Uniti. In questo caso, a differenza dell’Italia, la maggior intensita’ e’ proprio dovuta alla geomorfologia del terreno che offre le condizioni ottimali per la formazione e la propagazione dei vortici.

Fatta questa doverosa premessa, torniamo al caso di Taranto.

Alla luce di quanto detto, capiamo subito che la formazione di una tromba d’aria in queste regioni, non ha assolutamente carattere di eccezionalita’. A questo punto pero’, si potrebbe obiettare dicendo che l’intensita’ del fenomeno e’ stata molto superiore rispetto a quelle a cui siamo abituati.

Cosa possiamo dire a riguardo?

La tromba d’aria di Taranto e’ stata classificata come F2 nella scala Fujita. Ripensiamo a quanto detto riguardo alla formazione delle trombe d’aria. Ruolo fondamentale in questi processi e’ la presenza di aria calda negli strati bassi e di correnti di aria fredda negli strati piu’ alti. Se ci pensiamo bene, nei giorni scorsi, le temperature in Italia sono state decisamente sopra la media. Proprio in queste ultime ore invece, stiamo assistendo all’arrivo di correnti d’aria da nord molto piu’ fredde e che stanno causando una diminuzione delle temperature in tutta la penisola. Detto questo, capite bene che le condizioni di temperatura richiesta per la formazione di una tromba d’aria erano sicuramente presenti.

Riguardo invece all’intensita’ del fenomeno, possiamo consultare gli archivi storici per cercare di capire quali sono le intensita’ che si sono verificate nel passato in Italia.

Nel 1957 nella zona dell’Oltrepo’ Pavese si e’ verificata una tromba d’aria stimata di grado F4. Nel 1970, a Venezia, si e’ verificato un altro fenomeno, sempre di intensita’ F4, che causo’ diverse vittime. Esistono poi moltissimi altri esempi documentati in Italia di trombe d’aria di intensita’ F2 ed F3, cioe’ uguali o superiori a quello di Taranto. Senza ombra di dubbio poi, il tornado piu’ violento registrato in Italia fu quello che si scateno’ nel 1930 in provincia di Treviso, stimato di grado F5, il massimo della scala Fujita, con venti fino a 500 Km/h. Ovviamente in questo caso si tratto’ di un fenomeno del tutto eccezionale per il nostro paese.

Come vedete, i nostri archivi storici sono ricchi di fenomeni di questo tipo, anche di intensita’ superiori a quelle di Taranto, avvenuti in diverse zone della penisola.

Concludendo, da quanto visto in questo articolo, le condizioni meteo presenti in questi giorni offrivano sicuramente le caratteristiche adatte per la formazione di trombe d’aria. La nostra penisola e’ soggetta a fenomeni di questo tipo e, come visto consultando gli archivi storici, ci sono moltissime testimonianze e documenti che mostrano fenomeni anche piu’ violenti avvenuti negli anni passati. Grazie a queste considerazioni, possiamo smentire l’eccezionalita’ del fenomeno di Taranto e ovviamente ogni possibile connessione con la fine del mondo e con il 21 Dicembre.

Per analizzare i fenomeni attesi per la fine del lungo computo Maya, ma soprattutto per parlare in modo semplice ed accessibile a tutti di scienza, non perdete in libreria “Psicosi 2012. Le risposte della scienza”.