Noi dormiamo ma lo smartphone NO!

Torniamo ora a parlare un po’ di tecnologia. Come sapete, ormai, nel bene o nel male, la maggior parte delle persone possiede uno smartphone. Questi piccoli strumenti nascondono al loro interno una capacita’ di calcolo impressionante se paragonata con le ridotte dimensioni, ma soprattutto, per quelli non proprio giovanissimi, se paragonata con quella dei personal computer piu’ costosi che si potevano acquistare anche solo 10 anni fa. Da un lato, questo e’ impressionante ma anche completamente comprensibile. Come sapete, l’elettronica e le capacita’ di calcolo seguono leggi esponenziali di crescita, di riduzione del prezzo e delle dimensioni dei dispositivi e l’insieme di questi parametri fa si che, di volta in volta, esca un prodotto nuovo che faccia impallidire i suoi predecessori.

Ora pero’, quanti di quelli che utilizzano uno smartphone lo utilizzano a pieno delle sue capacita’? In verita’, credo io, davvero un numero esiguo di persone riesce a sfruttare a pieno le capacita’ del proprio telefono se non facendo andare in contemporanea diversi programmi richiedenti la rete internet.

Oltre a questo poi, c’e’ un altro aspetto da considerare. Mediamente, questi piccoli oggetti sono molto energivori e le loro batterie difficilmente durano anche solo una giornata se sfruttati a pieno. Conseguenza di questo e’ che tutte le notti dobbiamo ricaricare la batteria lasciando, come spesso accade, il telefono acceso con la connessione dati o wireless accesa. Durante questa fase di standby, anche se non del tutto, il nostro dispositivo e’ fermo e la sua enorme capacita’ di calcolo non viene sfruttata.

Perche’ faccio questo preambolo iniziale?

Molto semplice, in questi giorni, su diversi giornali, e’ stata lanciata una notizia che ha suscitato il mio interesse se non altro perche’ rilancia le problematiche appena discusse. Come avrete sicuramente letto, un team di ricercatori austriaci ha trovato, almeno da come raccontano i giornali, il modo di sfruttare questa potenza di calcolo per un nobile scopo. Questo gruppo di ricerca e’ coinvolto nello studio dei dati del database Simap, un enorme catalogo contenente al suo interno la struttura di tutte le proteine conosciute. Scopo di questa ricerca e’ quello di studiare le somiglianze tra le proteine con il fine ultimo, tra i tanti altri, di poter trovare cure per alcune delle malattie piu’ critiche che riguardano il genere umano. Gestire una mole di dati cosi’ impressionante non e’ affatto semplice e richiede una capacita’ di calcolo molto elevata. Ovviamente, una capacita’ di calcolo elevata significa un costo altrettanto elevato. Per farvi capire questa relazione, pensate che il costo computazionale aumenta con il quadrato del numero di proteine contenute nel database.

Come gestire una mole cosi’ elevata di dati con costi che non siano insostenibili?

Semplice, stando a quanto riporta la notizia sui giornali, e’ stata programmata una App, uno dei piccoli programmini che girano sui nostri smartphone, che consente di sfruttare lo smartphone per analizzare questi dati. Il nome della App e’ Power Sleep appunto perche’ si tratta di una normale sveglia che puo’ essere impostata all’ora in cui desideriamo alzarci. Al contrario di una normale sveglia, Power Sleep ha pero’ una funzione aggiuntiva. Prima di andare a dormire, mettete il vostro smartphone sotto carica lasciando la connessione WiFi accesa. Non appena la batteria avra’ raggiunto la carica completa, il telefono comunichera’ con un server centrale dando inizio al vero scopo del software. Il server invia paccheti da 1Mb che vengono analizzati dal processore dello smartphone. Il tempo richiesto per questa analisi e’ compreso tra 30 e 60 minuti a seconda della potenza di calcolo. Quando il processo e’ completato, il telefono invia il risultato al server e scarica un altro pacchetto da analizzare. Questa comunicazione dura fino a quando non arriva l’ora impostata per la sveglia e il telefono e’ di nuovo disponibile completamente per l’utente.

Detta in questo modo, sembra una scoperta rivoluzionaria che ci permettera’ di contribuire senza spendere un soldo alla ricerca scientifica.

Perche’ dico “sembra”?

Molto semplice, ovviamente si tratta di un’applicazione utilissima per lo scopo della ricerca scientifica in se, ma questo genere di applicazioni non sono assolutamente una novita’. Questo processo di analisi dei dati e’ quello che viene comunemente definito “calcolo distribuito”. Si tratta di un procedimento molto semplice in cui un processo principale viene diviso in tante parti assegnate a processori diversi che poi comunicheranno il loro singolo risultato ad un server centrale. Grazie al calcolo distribuito e’ possibile sfruttare una rete di computer, o smartphone come in questo caso, invece di investire cifre spropositate in una singola macchina in cui far girare l’intera analisi. Di esempi di questo tipo ce ne sono a bizzeffe anche indietro negli anni. Sicuramente tutti avrete sentito parlare del programma SETI@Home per la ricerca di vita extraterrestre nell’universo. In questo caso, si utilizzavano radiotelescopi per cercare segnali non naturali. L’enorme mole di dati veniva analizzata da chiunque decidesse di installare un piccolo software sul proprio computer per contribuire a questa ricerca.

Nel caso di Power Sleep, i ricercatori austriaci si sono affidati ad una societa’ che si occupa proprio di calcolo distribuito e si chiama BOINC. Vi riporto anche il link alla loro pagina italiana in cui compare, proprio in prima pagina, una descrizione sul funzionamento e sull’importanza del calcolo distribuito:

– BOINC Italia

Come potete leggere, esistono decine di applicazioni per il calcolo distribuito gestite da BOINC e molte di queste riguardano proprio analisi scientifiche dei dati. Il perche’ di questo e’ facilmente comprensibile, le applicazioni scientifiche sono quelle che producono la maggior mole di dati e che richiederebbero super-computer sempre piu’ potenti per la loro analisi. Grazie a BOINC e al calcolo distribuito, e’ possibile sfruttare a titolo gratuito computer, smartphone e tablet privati per velocizzare il calcolo e risparmiare notevoli capitali che incidono fortemente sul costo della ricerca. Visto che lo abbiamo citato, BOINC nacque qualche anno fa proprio per gestire il progetto SETI@Home. Tra i programmi disponibili ora trovate ad esempio: LHC@Home per l’analisi dei dati del collisore LHC del CERN, Orbit@Home per l’analisi delle traiettorie degli asteroidi vicini alla Terra, Einstein@Home per la ricerca di onde gravitazionali e cosi’ via. Per una lista piu’ completa dei programmi scientifici di calcolo distribuito potete far riferimento alla pagina di Wikipedia che ne parla:

– Wiki, esempi calcolo distribuito

Concludendo, al solito la notizia e’ stata data sui maggiori giornali con toni enfatici volti piu’ a impressionare che non ha mostrare l’importanza scientifica di applicazioni di questo tipo. Esempi di calcolo distribuito ce ne sono tantissimi e molti di questi sfruttano il servizio BOINC per dialogare con gli utenti che volontariamente decidono di sostenere un programma piuttosto che un altro. Power Sleep ha sicuramente un nobile scopo se pensiamo all’importanza del mantenimento del database Simap e per i risultati che ricerche di questo tipo dovrebbero portare per l’intero genere umano.

 

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

Pure la neve ora e’ sintetica!!!

Nel 2012 l’argomento cult era senza dubbio Nibiru. Passato il 21 dicembre e vista sfumare la profezia Maya, anche se ci sono ancora tanti malinconici che ancora parlano di questo fantasioso pianeta, l’argomento principe per i nostri amici complottisti e’ senza ombra di dubbio quello delle scie chimiche.

Come avrete capito, stiamo di nuovo per parlare di queste benedette scie chimiche.

Prima pero’ di iniziare, lasciatemi fare uno sfogo. Piu’ volte ce la siamo presa con i complottisti che inquinano il web con le loro notizie inventate per far credere alla popolazione che esista una cospirazione da parte di potenti organizzazione per avvelenare la povera gente mediante tecniche di aerosol con aerei di linea. Senza ombra di dubbio, possiamo affermare che questi individui o non capiscono davvero le fantasie che sparano oppure ci marciano. Perche’ lo farebbero? Anche questo e’ stato detto e ridetto, per “pecunia”, sfruttando l’eco che queste notizie hanno tra le persone e vivendo di siti internet pieni zeppi di pubblicita’ e che danno un contributo per ogni visita, visualizzazione o acquisto che le solite povere persone fanno sui loro domini.

Attenzione pero’, e’ giusto definire “povere” queste persone? A distanza di mesi e di puntuali smentite scientifiche a tutte le affermazioni fatte dai complottisti, non me la sento piu’ di definire “povere” queste persone. La colpa infatti non e’ dei complottisti ma di tutti quelli che danno a questi individui la possibilita’ di sparare cavolate consapevoli che tanto ci sara’ qualcuno che ci credera’. In tanti siti complottisti ho visto proclami ad accendere l’attenzione su queste problematiche. Non a caso trovate spesso articoli che finiscono con “SVEGLIA!” oppure “Quanto altro dobbiamo aspettare?”. A questo punto della discussione, credo che questi proclami siano veramente rivolti alle persone che seguono questi siti. Quanto altro dovrete aspettare prima di aprire gli occhi e capire che vi stanno prendendo in giro. Questi soggetti ridono alle vostre spalle non aspettando altro che andiate a farvi prendere in giro da qualche parte o che publicizziate i loro articoli.

SVEGLIA SIGNORI!

Perche’ mi permetto di dire questo? Semplice, la notizia che gira su internet in questi giorni mi ha causato due reazioni contrastanti una di seguito all’altra. La prima e’ stata ovviamente di divertimento leggendo quali idiozie si siano inventati questa volta, la seconda e’ stata di immensa tristezza leggendo i commenti a questi articoli e vedendo che anche in questo caso c’erano tante persone pronte a gridare allo scandalo e a puntare il dito contro la scienza corrotta.

Andiamo con ordine. Qualora ve ne foste dimenticati, di scie chimiche abbiamo parlato in tantissimi post:

– Alcune considerazione sulle scie chimiche

– Scie Chimiche: il prelievo in quota

– Scie chimiche e cloud seeding

– Come difendersi dalle scie chimiche

– Il Dibromoetano e le scie chimiche

– A-380 modificato per spargere scie chimiche

– Scie chimiche, ora abbiamo la prova

– L’accordo Italia-USA per spargere scie chimiche

– Scie chimiche, la prova storica!

– Scie chimiche con la scusa dei vaccini!

– Scie chimiche: il silenzio non puo’ durare oltre!

Questa volta pero’, gli articoli puntano il dito contro le abbondanti nevicate che sono scese in diverse parti dell’Europa e degli Stati Uniti negli ultimi giorni. Indovinate un po’? Queste nevicate non sono ovviamente naturali, ma sono il risultato delle scie chimiche sparse dagli aerei cisterna che solcano i nostri cieli.

Perche’?

Semplice, quella che apparentemente potrebbe sembrare neve e’ un composto di: cadmio, nitrati, pesticidi e, addirittura, uranio impoverito!

Prima di queste nevicate molti testimoni, a detta dei nostri amici, riportano di un’abbondante traffico aereo e la presenza di numerose scie chimiche nei cieli delle diverse zone. Inoltre, prima delle precipitazioni nevose, sarebbero caduti moltissimi filamenti polimerici al punto da provocare numerose chiamate delle persone ai vigili del fuoco.

Apro e chiudo parentesi, di questi filamenti abbiamo gia’ parlato in passato, basta cercare nel blog “capelli d’angelo”, vedendo come si tratti di ragnatele utilizzate dai ragni per percorrere lunghe distanze. Questa tecnica e’ nota come balloning e, al contrario di quello che diono i complottisti, e’ verificata e osservata anche a diverse quote. Tutti quelli che parlano di filamenti polimerici portando come prova le analisi di laboratorio condotte, dimenticano sempre di riportare proprio questi risultati di laboratorio.

Se prima si trattava solo di filamenti prodotti come conseguenza dele scie chimiche, oggi i complottisti hanno rincarato la dose con frasi di questo tipo:

Questi filamenti sono impiegati come vettori dei composti chimici, a loro volta usati per creare corridoi elettromagnetici. E le fibre, essendo costituite di materiali biocompatibili, si “legano” al DNA degli esseri viventi, favorendone una ridefinizione genetica secondo nuovi parametri biologici, anzi biotecnologici.

Vi rendete conto? Corridoi elettromagnetici e filamenti lunghi decine di centimetri che si legano alla molecola di DNA degli esseri viventi? Ma stiamo scherzando? No, eppure c’e’ davvero chi crede ad affermazioni di questo tipo.

Andiamo avanti con la nostra bella neve artificiale. Oltre alla presenza di tutte queste sostanze chimiche, ovviamente affermazioni mai accompagnate da analisi specifiche, si trattterebbe di Neve Igroscopica. Aspettate “neve igroscopica”? Ma sapete cosa significa che una sostanza e’ igroscopica? Una sostanza si dice igroscopica se e’ in grado di attirare l’umidita’ che la circonda. Ora, la neve e’ fatta di acqua, l’acqua sarebbe igroscopica, cioe’ in grado di assorbire acqua? Bhe’, non mi sembra una grandissima scoperta. La proprieta’ di igroscopicita’ si riferisce alla capacita’ di una sostanza di attirare l’acqua. Che senso ha parlare di acqua che attira acqua?

Aspettate pero’ un attimo, da dove e’ venuta fuori l’idea della neve igroscopica? Da qualche parte avranno sentito questo parolone che ha attirato l’attenzione dei complottisti. Abbiamo una risposta anche a questo. Come visto nei precedenti articoli, il cloud seeding, cioe’ l’inseminazione delle nuvole per far piovere e’ uno degli spunti preferiti da chi sostiene l’esistenza delle scie chimiche. Tra le tante tecniche possibili per modificare il tempo, ci sarebbe anche quella dell’inseminazione igroscopica. Di cosa si tratta? Semplice, si utilizzano sali che attirano l’umidita’ fungendo da punti di concentrazione dell’acqua. Questi nuclei all’interno della nuvola si scontrano causando le precipitazioni. Si tratta di una tecnica reale. Probabilmente, qualche complottista ha letto di questa metodologia, si e’ innamorato del termine igroscopico e’ ha pensato di rivenderselo con quest’altra notizia.

Spero che a questo punto tutto il discorso mostri la sua completa inutilita’ e assurdita’. Visto che pero’ ci siamo, andiamo avanti e vediamo quali altre importanti prove ci sono.

Come dimostrare che questa presunta neve in realta’ e’ artificiale? Su tutti questi articoli trovate scritto che la neve, quando esposta a fonti di calore, come ad esempio la fiamma di un accendino, non si scioglie ma si annerisce prendendo un colore marroncino.

Aspettate, vi giuro che quello che sto raccontando e’ reale e potete verificare leggendo su un qualsiasi sito complottista, voi prendete un pezzo di neve, avvicinate la fiamma di un accendino e questa invece di divenire acqua si brucia diventando nera.

Mio Dio questa deve essere una prova schiacciante che dimostra quanto affermato!

Ma io dico, avete mai visto una palla di neve? Se abitate in un posto in cui c’e’ la neve, andate fuori e prendete con le mani un po’ di neve. Bene, ora provate a comprimerla. Cosa succede? Esattamente quello che chiunque abbia mai fatto una guerra di palle di neve conosce bene, la neve si comprime molto. Perche’? Semplice, la neve non e’ fatta solo di acqua, anzi questa e’ in minima parte. Praticamente, solo il 5% della neve e’ fatto di acqua, il resto, 95%, e’ aria. La struttura delle neve e’ tale per cui molta aria viene immagazzinata all’interno, dando proprio quell’aspetto soffice.

Che c’entra l’aria con il fatto che non bruci?

Se prendete un pezzo di neve e lo mettete dentro casa, ad esempio sul tavolo, dopo qualche minuto vedete che, a causa del salto termico, le neve si scioglie passando allo stato liquido. Se invece avvicinate una fiamma dando un notevole salto termico, l’acqua in forma solida evapora direttamente non passando per lo stato liquido. E il nero che si osserva da dove viene? Semplice, avete mai visto un accendino? Il nero che si osserva e’ solo dovuto ai residui di combustione del gas, propano, butano, o altro, utilizzato come combustibile.

Signori, non e’ che la neve non si scioglie con l’accendino perche’ e’ sintetica, non si scioglie perche’ e’ “neve”!

Ma di cosa stiamo parlando? Noi di bufale, tutti quelli che ci credono dovrebbero farsi la stessa domanda e cercare di darsi una risposta.

Anche questa volta, le presunte prove a sostegno delle scie chimiche si sono rivelate una bufala. Potrebbero riprovare la prossima volta mostrando la pioggia bagnata formata per colpa della geoingegneria o la nebbia che impedisce la vista. Sto scherzando? Fino ad un certo punto, non mi meraviglierei nel vedere queste nuove prove utilizzate a sostegno di queste teorie.

 

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

Le forze di marea

Nella sezione:

– Hai domande o dubbi?

E’ stata posta una nuova domanda molto interessante e che credo sia il caso di discutere subito. Prima di cominciare, vi ricordo che questa sezione e’ stata appositamente creata per far si che chiunque possa richiedere argomenti specifici che, qualora non ancora trattati, verranno poi affrontati negli articoli al fine di stimolare una discussione costruttiva tra tutti i lettori.

Premesso questo, la domanda riguarda le cosiddette “forze mareali” o “di marea”.

Di cosa si tratta?

Partiamo, al solito, da quello che e’ noto a tutti: i pianeti dell’universo ruotano intorno al Sole grazie alla forza di gravita’ che li tiene uniti. Allo stesso modo, a distanze minori, molti pianeti del sistema solare presentano dei satelliti orbitanti intorno a loro. Ovviamente, anche questi sono tenuti insieme dalla forza di gravita’.

Ecco un primo risultato interessante e che spesso passa inosservato. Lo studio e la formulazione matematica della forza di gravita’, fatta per la prima volta da Newton, prende il nome di “teorie della gravitazione universale”. L’aggettivo “universale” non e’ assolutamente messo li per caso, ma sta ad indicare come la validita’ di questa legge sia vera a scale estremamente diverse tra loro. Se noi rimaniamo attaccati alla Terra e perche’ c’e’ la forza di gravita’. Se la Terra ruota intorno al Sole e’ perche’ c’e’ la forza di gravita’. Allo stesso modo, la rotazione del sistema solare intorno al centro della Galassia, cosi’ come il moto della Galassia stessa e’ possibile grazie alla forza di gravita’. Detto questo, capite bene perche’ viene attribuito l’aggettivo universale a questa legge.

Dal punto di vista fisico, due qualsiasi masse poste ad una certa distanza si attraggono secondo una forza direttamente proporzionale al prodotto delle loro masse e inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza. Come anticipato questo e’ vero per due qualsiasi masse estese nello spazio.

Per andare avanti, concentriamoci pero’ sulla domanda fatta e dunque parliamo di forze di marea. Come e’ noto, l’innalzamento e l’abbassamento del livello delle acque sulla Terra e’ dovuto alla Luna, anche se, come vedremo, anche il Sole ha il suo contributo.

Alla luce di quanto detto prima, se la Terra attrae la Luna, ed e’ vero il viceversa, come mai i due corpi non vanno uno verso l’altro finendo per scontrarsi?

Il segreto della stabilita’ delle orbite e’ appunto nel moto di rotazione della Luna intorno alla Terra. Questo movimento genera una forza centrifuga diretta verso l’esterno che stabilizza il moto. Questo e’ lo stesso effetto che trovate per qualsiasi corpo in rotazione nell’universo. Per essere precisi, due corpi in rotazione tra loro, ruotano intorno al centro di massa del sistema. Nel caso di Terra e Luna, la differenza tra le masse e’ cosi’ grande che il centro di massa cade molto vicino al centro della Terra.

Detto questo, abbiamo capito perche’ il sistema puo’ ruotare stabilmente, ma ancora non abbiamo capito da dove si originano le maree.

Come anticipato, l’intensita’ della forza di attrazione gravitazionale e’ inversamente proporzionale al quadrato della distanza. Bene, rimaniamo nell’esempio Terra-Luna. L’attrazione subita dal nostro satellite per opera della Terra, non sara’ identica in ogni punto della Luna. Mi spiego meglio, provate a guardare questo disegno:

Forze di marea subite per attrazione gravitazionale

Il lato piu’ vicino all’altro pianeta subira’ un’attrazione maggiore dal momento che la distanza tra i due corpi e’ piu’ piccola. Questo e’ vero ogni qual volta siamo in presenza di corpi grandi. Analogamente, prendendo in esame il contributo centrifugo, la forza risultante tendera’ a spingere il lato vicino verso l’altro pianeta e allontare il lato lontano.

Ragioniamo su quanto detto senza perderci. Abbiamo un corpo esteso ad una certa distanza da qualcosa che lo attrae. Questa attrazione dipende dalla distanza tra i due corpi. Dal momento che abbiamo un corpo esteso, il lato che guarda il centro di attrazione sara’ necessariamente piu’ vicino subendo una forza maggiore rispetto al lato lontano.

Bene, questa differenza tra le interazioni tende ad allungare il corpo cioe’ a farlo passare da una sfera ad un elissoide. Queste sono appunto le forze di marea.

Quali effetti possiamo avere?

Nell’immagine riportata prima, si vedevano proprio le forze di marea esercitata dalla Luna sulla Terra. Come vedete, il lato verso la Luna e quello diametralmente opposto tendono ad allungarsi, provocando dunque un innalzamento delle acque. Negli punti perpendicolari al sistema invece, si avra’ uno schiacciamento e dunque un abbassamento del livello delle acque. Ecco spiegato come avvengono le maree. Ovviamente, poiche’ tutto il sistema e’ in movimento, i punti con alta e bassa marea cambieranno nel corso della giornata, presentando due cicli completi nell’arco del giorno.

Domanda lecita: perche’ nel calcolo delle maree consideriamo solo gli effetti della Luna trascurando completamente il Sole? Come sappiamo, la massa del Sole e’ notevolmente maggiore di quella della Luna quindi ci si aspetterebbe un contributo dominante. Come visto, le forze mareali si generano perche’ ci sono differenze significative tra l’attrazione subita da un lato del pianeta rispetto all’altro. Dal momento che la distanza tra la Terra e il Sole e’ molto piu’ elevata di quella Terra-Luna, la differenza di intensita’ dovuta all’attrazione solare e’ molto meno marcata. Detto in altri termini, a distanze maggiori un corpo esteso puo’ essere approssimato come un punto e dunque e’ molto piccola la forza di marea che si genera.

Effetti misurabili si possono avere quando Sole, Terra e Luna sono allineati, come avviene nel novilunio, dal momento che i contributi si sommano. In questo caso si possono dunque avere livelli di marea massimi, anche noti come maree sigiziali, cioe’ in cui la differenza di altezza tra alta e bassa marea raggiunge il picco.

Analogamente a quanto visto, anche la Luna subisce una forza di marea da parte della Terra. Dal momento pero’ che la Luna non e’ ricoperta da oceani, la resistenza meccanica alla distorsione e’ molto maggiore. In questo caso, l’effetto misurabile e’ una differenza di qualche kilometro tra l’asse rivolto verso la Terra e quello perpendicolare, tale da far apparire il nostro satellite come un elissoide.

Altro effetto delle forze di marea tra corpi estesi vicini e’ la sincronizzazione della rotazione. Come tutti sanno, la Luna rivolge sempre la stessa faccia verso la Terra. Detto in altri termini, a meno di “oscillazioni” che si registrano, un osservatore sulla Terra riesce a vedere sempre la stessa porzione di Luna o meglio, un lato della stessa rimane sempre invisibile al nostro sguardo, il cosiddetto “lato oscuro della Luna”.

Perche’ si ha questo comportamento?

Come anticipato, questo e’ dovuto alla rotazione sincrona della Luna intorno alla Terra. Detto molto semplicemente, il periodo di rotazione e di rivoluzione della Luna coincidono tra loro. Se volete, in parole povere, mentre la Luna si sta spostando sulla sua orbita, ruota su se stessa in modo tale da compensare  lo spostamento e mostrare sempre la stessa faccia a Terra. La figura puo’ aiutare meglio a comprendere questo risultato:

Rotazione sincrona tra satellite e pianeta. Fonte: wikipedia.

Ovviamente, parlare di stesso periodo di rivoluzione e rotazione non puo’ certo essere un caso. Rotazioni sincrone si hanno come conseguenza delle forze mareali potendo dimostrare che per corpi vicini tra loro, il moto tende ad essere sincrono in tempi astronomicamente brevi.

Parlando di forze di marea, ci siamo limitati a studiare il caso del sistema Terra-Luna. Seguendo la spiegazione data, capite bene come questi effetti possano essere estesi a due qualsiasi corpi in rotazione vicina tra loro. In tal senso, effetti di marea si possono avere in prossimita’ di buchi neri, di stelle di neutroni o anche di galassie, cioe’ corpi in grado di generare un elevato campo gravitazionale. In particolare, nel caso delle galassie le forze di marea tendono, in alcuni casi, ad allungare la forma spostando la posizione di corpi celesti che si allontanano a causa della differenza di attrazione.

Concludendo, abbiamo visto come la Luna possa generare sulla Terra le maree. L’effetto del Sole e’ in realta’ inferiore perche’ molto maggiore e’ la distanza che ci separa dalla nostra stella. Effetti di questo tipo vengono generati a causa della differenza di attrazione gravitazionale che si registra nei diversi punti di un corpo esteso. Queste differenze, generano appunto una forza risultante, detta di marea, che tende ad allungare il corpo. Effetti analoghi si possono avere per corpi piu’ estesi e comunque ogni qual volta si hanno due masse posizionate ad una distanza non troppo maggiore del diametro dei corpi.

 

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Detersivi ecologici

Nella sezione:

– Hai domande o dubbi?

e’ stato fatto un commento davvero molto interessante. Come potete leggere, l’osservazione e’ sui cosiddetti Detersivi Ecologici, cioe’ quella gamma di prodotti che promettono di non arrecare danni all’ambiente. Sulla base di questo, credo sia molto interessante fare un ragionamento non solo su questi prodotti, ma anche sull’effettivo danno all’ambiente che i nostri detersivi arrecano e sulle possibili soluzioni che il mercato offre.

Prima di tutto, ragioniamo su una cosa: quanti detersivi ci sono dentro una casa tipo? Cosi’ su due piedi, ognuno di noi ha sicuramente: detersivo per i piatti a mano, detersivo per la lavastoviglie, detersivo per il bucato a mano e per la lavatrice, oltre ovviamente a diversi prodotti per: vetri, mattonelle, macchina a gas, sgrassatore, pulizia del forno, pavimenti, candeggina. Insomma, abbiamo un prodotto specifico per qualsiasi cosa. Quelli che ho citato sono solo i principali, sicuramente poi ce ne sono tanti altri ancora riservati ad applicazioni particolari, ormai indispensabili per la pulizia della nostra casa.

Bene, guardiamo il tutto da un’altra prospettiva. Quei prodotti che abbiamo in casa, sono equivalenti ad un armadio per le sostanze chimiche, analogo a quello che trovate in un laboratorio di ricerca. Provate a leggere le etichette, ma soprattutto le indicazioni riportate sopra, per intenderci, quei simboli arancioni e neri presenti per legge su ogni prodotto: corrosivo, irritante, esplosivo, ecc. Detto questo, capiamo subito che quei prodotti non possono che essere una minaccia per l’ambiente.

Quanto inquiniamo pulendo la nostra casa? Diverse stime fatte anche dall’organizzazione mondiale della sanita’, hanno mostrato come circa il 30% dell’inquinamento dei nostri mari, derivi dai detersivi che usiamo in casa. Oltre a questo, si deve necessariamente valutare anche l’impatto ambientale del semplice imballo, troppo spesso sottovalutato: bottiglie in plastica, cartoni, lattine di alluminio, ecc. Ovviamente, molto spesso questi imballi sono reciclabili, ma, ad esempio, riciclare la plastica e’ un processo dispendioso dal punto di vista energetico e, purtroppo ancora in molte zone dell’Italia, la mentalita’ del riciclo stenta a prendere piede.

Perche’ sono inquinanti i detersivi? Tolto il discorso imballo, la principale fonte di inquinamento viene dei fosfati presenti in molti prodotti. Una volta liberati nell’ambiente, queste sostanze favoriscono il proliferare delle alghe che sottraggono ossigeno all’acqua, creando un ambiente inospitale per pesci e altri animali acquatici. Inoltre, i tensioattivi, cioe’ le schiume prodotte dai detersivi, provocano un notevole danno ambientale grazie anche ai prodotti petrolchimici presenti e ai metalli pesanti che necessariamente finiscono nei mari e nei corsi d’acqua. Detto in parole povere, il danno che arrechiamo e’ notevole e assolutamente non trascurabile. Da quanto detto, perche’ non eliminare i fosfati? Semplice, queste sostanze non sono certo messe per fare un dispetto all’ambiente, il loro ruolo e’ fondamentale, ad esempio, per garantire un buon potere smacchiante dei detersivi oltre a tantissime altre proprieta’ di cui difficilmente potremmo fare a meno.

Nel commento da cui siamo partiti, si parlava invece dei detersivi ecologici. Come scritto, questi prodotti vengono ricavati da fonti biodgradabili e hanno liveli bassissimi di metalli inquinanti come Nichel, Cromo e Cobalto. Qual e’ il rovescio della medaglia? Purtroppo, molto spesso quanto indicato non e’ esattamente vero. Se, ad esempio, prendiamo un fustino di detersivo in polvere per la lavatrice, chiunque potrebbe scrivere che quel contenitore e’ assolutamente riciclabile e non arreca danno all’ambiente. Questo e’ verissimo e scontato. Se, pero’, prendiamo quel fustino e lo buttiamo su una spiaggia, arrechiamo un danno ambientale. Questo solo per dire che, molto spesso, quello che viene scritto dai produttori deve essere interpretato in modo corretto.

Dal punto di vista legislativo, l’unione Europea ha imposto dalla fine del 2013, un abbassamento dei livelli di fosfati presenti nei detersivi per piatti. Nota positiva e’ che i prodotti commercializzati in Italia per il lavaggio a mano, rispettano gia’ questi limiti, al contrario di altre nazioni Europee. Discorso diverso e’ quello per i prodotti per lavastoviglie, in cui i livelli di fosfati presenti sono ancora troppo alti.

Da quanto detto, appare evidente che questa indicazione legislativa non e’ sufficiente. I fosfati rappresentano una notevole fonte inquinante, ma non l’unica presente. Inoltre, analizziamo un altro aspetto relativo in generale a tutti i prodotti a basso impatto ambientale, non solo i detersivi. Molto spesso, questo genere di prodotti hanno un prezzo che va dal leggermente al notevolmente maggiore di quelli tradizionali. Analizziamo questo aspetto. Non vorrei dire un’ovvieta’, ma e’ evidente che al giorno d’oggi, causa la crisi, ci sono tantissime famiglie in difficolta’ economica e che spesso arrivano solo a stento alla fine del mese. Dunque, non inquinare e’ bellissimo, ma se per rispettare l’ambiente si deve scegliere tra l’arrivare a fine mese oppure no, forse le cose non stanno funzionando nel migliore dei modi. E’ inutile fare i finti benpensanti e dire che non si deve inquinare, pensiamo a dare a tutti i mezzi per salvaguardare l’ambiente, almeno a parita’ di prezzo.

Partendo proprio da questo discorso economico, vorrei parlarvi di altre due soluzioni possibili sempre nel caso specifico dei detersivi, tralasciando i prodotti commerciali a basso impatto che, come visto, molto spesso, anche se non sempre, non rispettano pienamente quanto dichiarato, e che comunque non risolvono a pieno il problema ambientale.

Sul territorio nazionale, stanno nascendo sempre piu’ punti vendita di detersivi alla spina. Cosa significa? Per chi non li conoscesse, si tratta di negozi che vendono i detersivi a quantita’ mediante distributori automatici. Voi andate in questi negozi, e comprate un litro, due litri o quello che volete di detersivo. Se ne siete sprovvisti, potete comprare a parte un contenitore e poi riutilizzarlo le volte successive per ricaricarlo. Qual e’ la soluzione di questi negozi? Alla luce di quanto detto in precedenza, mediante questo sistema, si potrebbe risolvere il problema dell’imballo del detersivo. Ricaricando di volta in volta, si utilizza sempre lo stesso contenitore che dunque non finisce direttamente nell’ambiente. Riprendendo in mano il discorso economico, questa soluzione e’ sicuramente piu’ conveniente di quella tradizionale. Il motivo e’ molto facile da capire, voi comprate solo ed esclusivamente il detersivo, non l’imballo, la pubblicita’, ecc. Tutte cose che alzano il prezzo ma che non c’entrano nulla con il prodotto.

Quella dei prodotti alla spina e’ ovviamente una soluzione. Ricapitolando, i prodotti ecologici commerciali esistono, ma costano di piu’ e non risolvono il problema dell’imballo. I detersivi alla spina risolvono solo il problema dell’imballo, ma spesso i prodotti venduti sono del tutto tradizionali, dunque a notevole impatto ambientale.

Come risolvere tutti i problemi insieme?

Negli ultimi tempi, complice sempre la crisi, gli aumenti dell’IVA, la pressione fiscale, ecc, si sta tornando un po’ alle origini, e sempre piu’ persone ricorrono ad una soluzione tutt’alro che innovativa, ma sicuramente efficace: quella di prodursi i detersivi in casa!

Se pensate che questa sia una cosa difficile, vi sbagliate di grosso. Ovviamente, non serve una laurea in chimica, ma un minimo di nozioni di base. Ad aiutare in questo senso, ci pensano i numerosi siti internet che offrono gratuitamente ricette fai da te per produrre qualsiasi tipo di detersivo per la casa, ma anche creme e trucchi. Magari per i primi tempi, e ‘ consigliabile fare riferimento a questi siti, perche’ se siete proprio digiuni di chimica, dovreste evitare almeno di mescolare tra loro acidi e basi, o di fare reazioni di idrolisi.

Quali sono gi ingredienti che servono a tale scopo?

In realta’, gli ingredienti di base sono molto semplici e facilmente reperibili. Molto utilizzato e’ il bicarbonato, l’aceto bianco, il percarbonato, l’acqua ossigenata. Insomma, tutti prodotti che ognuno di noi ha in casa o che comunque puo’ reperire con facilita’ e a basso costo. Non pensate che si tratti di una soluzione di seconda scelta, i prodotti che potete realizzare in casa, sono efficaci tanto quanto quelli commerciali, con la differenza che potete dosare al meglio le quantita’ e decidere da soli il grado di concentrazione della parte attiva. Infatti, dal punto di vista ecologico, anche le quantita’ di prodotto utilizzato giocano un ruolo essenziale. Pensate che a livello chimico, la meta’ della quantita’ di prodotto che viene generalmente consigliata, e’quella necessaria ad assicurare il risultato finale. La seconda meta’ serve come fattore di sicurezza e apporta solo migliorie minori al risultato.

Nella produzione dei detersivi in casa, spesso si fa ricorso anche ad oli essenziali che potete trovare, ad esempio, nelle erboristerie. In questo modo, potete decidere da soli l’aroma da dare al vostro prodotto e scegliere quello che piu’ vi aggrada, oltre ovviamente l’intensita’.

Analizzando dunque quanto detto, i biodetersivi potrebbero essere una soluzione, ma non risolvono il problema dell’imballo e costano spesso di piu’. I prodotti alla spina risolvono solo il problema dell’imballo e nient’altro. Ricorrere invece alla produzione domestica di detersivi potrebbe essere la soluzione economica, senza imballo e che sfrutta solo prodotti naturali e non derivati petrolchimici. Come detto, esistono tantissimi siti che offrono gratuitamente ricette per la produzione di detersivi e sulla rete sta nascendo una vera e propria comunita’ di persone che si scambiano ricette tra loro un po’ come si fa per la cucina. Personalmente, credo che questa potrebbe essere una soluzione da provare e che veramente potrebbe aiutare l’ambiente, oltre ovviamente le nostre tasche.

 

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

Una riflessione sulle sigarette

Un affezionato lettore del blog, mi ha lasciato un commento molto interessante nella sezione:

– Hai domande o dubbi?

La richiesta e’ apparentemente semplice: visto che molte persone sono in ansia per la fine del mondo, perche’ non parlare invece di quanti fumatori ci sono e, invece di preoccuparsi dei danni che si arrecano, si preoccupano di pseudo-profezie?

Ora, come detto, questa e’ una domanda lecita, apparentemente molto semplice, ma che mi ha portato a fare una riflessione diversa. Per prima cosa, tutti, anche i fumatori, sanno bene quanto siano dannose le sigarette e del danno che arrecano alla loro salute. Dico questo da “esperto” del settore, dal momento che anche io appartengo alla categoria dei fumatori. Con questo, non voglio certo sminuire i problemi di salute apportati dal fumo. Nessuno dira’ mai che fumare fa bene, magari troverete qualcuno che si giustifica dicendo che l’aria che respiriamo e’ piu’ inquinata e dannosa, ecc. Personalmente la trovo una giustificazione debole. E’ come dire “stanno per spararmi in testa” per evitare questo “mi taglio le vene”. Forse l’esempio e’ un po’ forte, ma fa comprendere l’assurdita’ di affermazioni di questo tipo.

Detto questo, non direi nulla di nuovo parlando dei danni del fumo, ma, come anticipato, la richiesta fatta mi ha spinto a fare una riflessione diversa e legata, tema che spesso trattiamo, invece all’inquinamento dovuto alle sigarette.

In particolare, vorrei concentrare il discorso su due aspetti, in primis sul contributo all’inquinamento dell’aria dovuto al fumo ma anche sul danno ambientale dovuto ai mozziconi, cioe’ a quelli che chiamiamo comunemente “cicche”.

Partendo dall’inquinamento dell’aria, non e’ semplice ottenere un quadro completo della cosa. Molto spesso, quando si fa questo tipo di ricerca, si trovano due filoni opposti, i fondamentalisti anti-fumo e i fumatori. Come potete immaginare, i primi vedono il fumo come un male supremo causa di ogni possibile forma di inquinamento, i secondi invece tendono a sminuire del tutto gli effetti da loro stessi apportati all’ambiente.

In questo articolo, cerchero’ di mantenere un profilo super partes cercando di fare considerazioni oggettive basate, ovviamente, su dati scientifici ma soprattutto cercando di fare un po’ di chiarezza nelle tante ipotesi opposte che si trovano in rete.

Come tutti sanno, il fumo di sigaretta contiene circa 4000 sostanze, di cui circa 3500 considerate tossiche, cancerogene o irritanti. In questo mix entrano ovviamente la nicotina, il catrame, tantissimi metalli pesanti, piccole concentrazioni di polonio assorbito dalle radici del tabacco ma anche moltissimi additivi chimici, diversi da marca a marca, aggiunti per dare alle sigarette un sapore personalizzato e unico.

Quando si parla di inquinamento dell’aria, molto spesso si tende a calcare la mano non distinguendo tra inquinamento all’interno di luoghi chiusi o all’aperto. Tutta la comunita’ scientifica e’ d’accordo infatti che il fumo rappresenta uno degli inquinanti maggiori e potenzialmente pericolosi all’interno delle nostre case. Importante contributo a questo effetto viene ovviamente dallo scarso ricambio d’aria delle stanze che fa aumentare notevolmente la concentrazione di inquinanti nell’aria.

Una ricerca molto interessante in questo senso e’ stata fatta dall’Istituto dei Tumori di Milano che ha provato a confrontare l’inquinamento dovuto al fumo di sigaretta con quello di un motore a combustione. Per questo confronto, in un ambiente chiuso, si e’ confrontato l’apporto di polveri sottili dovuto ad una sigaretta fumata con quello di una Harley Davidson tenuta accesa per lo stesso tempo. Bene, la ricerca ha evidenziato che le polveri sottili prodotte dalla moto erano tre volte inferiori a quelle della sigaretta.

Il risultato di questa ricerca ci fa capire quanto alto sia l’inquinamento all’interno degli ambienti chiusi dovuto al fumo. Attenzione pero’, questo risultato va contestualizzato nell’ambiente in cui e’ stato realizzato. Come detto, stiamo parlando di ambienti chiusi e senza ricambio d’aria. E’ assolutamente sbagliato pensare che i fumatori siano la causa principale di inquinamento delle nostre citta’, scagionando i motori a combustione. Dico questo perche’, in alcuni casi, il risultato ottenuto viene utilizzato in modo sbagliato puntando il dito contro i fumatori piuttosto che contro i veicoli. Nelle nostre strade, oltre alle moto, ci sono automobili, camion, in un numero sicuramente molto alto e con motori che vano da euro 2 a euro 4, almeno nelle citta’ in cui e’ fatto divieto di circolazione per le euro 0 e 1, tenuti accesi per un tempo molto piu’ lungo di quello di una sigaretta. Inoltre, se parliamo di inquinamento dell’aria, oltre alle polveri sottili, dobbiamo puntare il dito contro i gas serra, il riscaldamento degli strati piu’ bassi che favosriscono l’ozono a bassa quota, ecc. Tutti parametri a cui le sigarette non contribuiscono.

Come anticipato, non voglio scagionare le sigarette. Il risultato dimostra quanto sia alto l’inquinamento indoor ma assolutamente non va utilizzato per dimostrare che l’inquinamento dei motori a combustione sia non determinante. Inoltre, quando si pensa all’inquinamento delle nostre case, non dobbiamo mai dimenticare i possibili danni arrecati anche ai non fumatori a causa del fumo passivo.

Molto poco dibattuto e’ invece il discorso dei mozziconi. Vi invito prima di tutto a fare una riflessione: in Italia, ci sono circa 15 milioni di fumatori. Supponendo che ognuno di loro fumi, in media, 15 sigarette al giorno, ci sono piu’ di 82 miliardi di mozziconi da smaltire ogni anno. Molto spesso, anche se come visto prima e’ preferibile, la maggior parte di queste sigarette verranno fumate all’aperto e, dunque, in larga percentuale, i mozziconi saranno abbandonati nell’ambiente. Se rapportiamo il discorso a livello mondiale, ci rendiamo conto di quanto importante sia questo rifiuto.

Ora, dal punto di vista tecnico, i filtri delle sigarette sono fatti con fibre di  acetato di cellulosa incollate con glicerolo triacetato. Nonostante i nomi chimici terrificanti, non sono sostanze pericolose. Attenzione pero’, i filtri delle sigarette non sono biodegradabili. Anche su questo punto, trovate ricerche molto controverse. Gli ambientalisti parlano di dissolvimento nell’ambiente con periodi tra 7 e 12 anni, le compagnie produttrici, che dispongono di laboratori molto sofisticati per valutare i loro prodotti, parlano di tempi compresi tra 1 e 3 anni. Anche se i numeri sono in disaccordo, e’ necessario fare una considerazione aggiuntiva, quando si parla di “dissolvimento nell’ambiente” non si parla di degradabilita’, bensi di riduzione in nanoparticelle. Questo solo per specificare che, come anticipato, i filtri non sono biodegradabili.

Facciamo una considerazione aggiuntiva: questi discorsi, per quanto importanti, riguardano i filtri nella loro composizione. Un fumatore che butta una cicca, disperde nell’ambiente un prodotto che, per sua stessa definizione, ha trattenuto sostanze chimiche. Questo e’ il vero punto su cui ragionare quando si parla di inquinamento.

Come detto in precedenza, ci sono migliaia di sostanze contenute nel fumo di sigaretta. Fare una stima di tutte sarebbe molto difficile e dispendioso. Nonostante questo, prendiamo il veleno piu’ conosciuto contenuto nelle sigarette, la nicotina,  e facciamo qualche semplice calcolo. In media, una sigaretta contiene 15 mg di nicotina. Di questi, circa 1/3 rimane nel filtro, dunque circa 5 mg per mozzicone. Poiche’ prima parlavamo di 82 miliardi di mozziconi all’anno in Italia, ci saranno piu’ di 400 tonnellate di nicotina che, potenzialmente, possono raggiungere l’ambiente. Senza ovviamente considerare tutte le altre sostanze, in quantita’ minore, ma, in alcuni casi, molto piu’ tossiche.

Da questi pochi numeri si capisce bene l’entita’ del fenomeno. Inoltre, dobbiamo considerare che il fenomeno dell’abbandono delle cicche e’ altissimo nelle spiagge, dove, se non gettato direttamente, puo’ facilmente raggiungere il mare. Vista l’alta concentrazione di sostanze inquinanti e la massa relativamente piccola di molte specie marine costiere, ciascun mozzicone puo’, potenzialmente, uccidere un pesce, una tartaruga o altre specie viventi, oltre a diluire inquinanti in mare.

Ora, vorrei spezzare una lancia, seppur minima, nei confronti dei fumatori. In moltissimi casi, e non solo in Italia, gli stabilimenti balneari non sono attrezzati con posacenere sotto l’ombrellone. Ovviamente questo non giustifica il fumatore dal gettare la cicca in mare o seppellirla nella sabbia, ma sicuramente avere un contenitore apposito ridurrebbe molto il problema. In molti stati europei, ed in rari casi italiani, alcuni stabilimenti si stanno attrezzando fornendo ai clienti piccoli posacenere portatili, richiudibili e ignifughi. Esattamente lo stesso discorso vale per le nostre strade. Molto semplicemente, basterebbe attrezzare i secchi della spazzatura con appositi contenitori per le cicche. In questo caso, sarebbe allora giustificato prevedere serie sanzioni per chi getta mozziconi a terra, come avviene in molti stati europei. Certo, molto spesso, nelle nostre strade non troviamo nemmeno secchi per la spazzatura, figuriamoci porta-cicche, ma questo e’ un discorso che va ben oltre quello che stiamo trattando.

Per concludere, vi correi parlare anche di un’iniziativa molto importante che e’ stata lanciata in alcuni paesi da una compagnia chiamata TerraCycle. L’iniziativa, chiamata appunto “No Butts”, prevede la raccolta dei mozziconi delle sigarette per riciclarli industrialmente. Questi scarti possono infatti avere una seconda vita differenziando le parti che li compongono. Il tabacco e la carta possono essere utilizzati per produrre compost, mentre i filtri possono essere utilizzati, dopo averli fusi e trasformati in polimeri, per produrre sedie, tavoli e altri prodotti in plastica. Tra l’altro, la TerraCycle prevede la spedizione dei mozziconi raccolti direttamente a loro spese. Il progetto No Butts e’ stato lanciato inizialmente negli Stati Uniti e ora si pensa di estenderlo anche ad alcuni paesi europei, per il momento non ancora in Italia.

Concludendo, il fumo di sigaretta sicuramente rappresenta la principale fonte di inquinamento negli ambienti chiusi per via delle sostanze inquinanti rilasciate, pericolose non solo per i fumatori. Confrontare invece il contributo delle sigarette con quello dei motori a combustione, e’ azzardato e rischia di distrarre l’opinione pubblica dal problema degli inquinanti rilasciati soprattutto nei centri abitati. Notevole fonte di inquinamento, dovuto anche ai grandi numeri coinvolti, e’ dovuto ai mozziconi, specie se rilasciati nell’ambiente. Come visto, sia le sostanze inquinanti che il materiale stesso di cui sono costituiti i filtri, rappresentano un problema ambientale notevole e assolutamente non trascurabile. Iniziative volte al riciclo di questi inquinanti sono senza dubbio lodevoli e vanno incoraggiate ed esportate in tutto il mondo.

 

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Troppo caldo …. aumenta il ghiaccio?

L’aumento delle temperature globali e’ certamente un fenomeno risaputo e noto a tutti. Ora, per quanto riguarda le cause di questo aumento, non esiste una spiegazione unica e condivisa da tutti. Si puo’ parlare di inquinamento ad opera dell’uomo, di naturale ciclo del nostro pianeta, di aumento delle temperature osservato anche su altri pianeti del sistema solare. Insomma, tante ipotesi, tutte con basi scientifiche alle spalle, ma tra cui, ad oggi, non si e’ potuta individuare la reale causa di questo aumento. Solo per chiarezza, quando si parla di aumento globale delle temperature, non dobbiamo certamente pensare che di inverno, ad esempio in Italia, troveremo 30 gradi. L’aumento globale delle temperature consiste in un incremento al massimo di 1-2 gradi a livello mondiale, che comunque rappresenta una notevole variazione ai complicati e delicati equilibri dell’ecosistema Terra. Mia personale opinione e’ che ovviamente l’inquinamento umano contribuisce a questo incremento, ma non e’ possibile individuare una sola causa per l’aumento delle temperature. Secondo il mio punto di vista, tutte le cause viste in precedenza contribuiscono singolarmente ed in parti anche diverse a questo aumento.

Detto questo, vorrei ora parlarvi di un articolo apparso sulla rivista Nature Geoscience solo qualche giorno fa e che parla dei ghiacci dell’Antartide, cioe’ del Polo Sud.

Per prima cosa vi riporto il link in cui e’ possibile leggere l’abstract dell’articolo:

– NatureGeo Antartic Ice

Partiamo dai fatti. Come anticipato, e’ cosa nota un aumento delle temperature a livello mondiale. Ora, al polo Nord e al polo Sud del nostro pianeta, cioe’ nell’Artico e in Antartide, sono presenti enormi calotte di ghiaccio. La quantita’ di ghiaccio presente non e’ costante nel tempo, ma presenta delle variazioni stagionali e sul lungo periodo da sempre studiate e tenute sotto controllo. In presenza di un aumento delle temperature, istintivamente quello che si potrebbe pensare e’ che i ghiacci di entrambi i poli si stiano ritirando.

In realta’ questo non e’ vero in entrambi i poli.

Cerchiamo di capire meglio.

Dalle osservazioni su lungo periodo, si evidenzia come i ghiacci del polo nord stiamo diminuendo sempre piu’ velocemente, mentre in realta’, soprattutto durante gli inverni, quelli del polo sud siano in aumento.

Come e’ possibile tutto questo?

Anche se puo’ sembrare assurdo, la spiegazione e’ proprio da ricercarsi nell’aumento delle temperature globali. Fa caldo, quindi aumenta il ghiaccio!

Andiamo con ordine.

L’aumento delle temperature provoca ovviamente lo scioglimento superficiale dei ghiacci. Questo processo riversa nei mari dell’Antartide grosse quantita’ di acqua dolce molto fredda. Dunque? Queste acque formano uno strato superficiale negli oceani che di fatto isola i ghiacchi del pack degli strati piu’ profondi dei mari che si trovano a temperatura piu’ alta. In questo modo, avremo una sorta di mantello protettivo del pack che quindi aumentera’ trovandosi isolato dagli effetti del riscaldamento globale.

Questo processo, come anticipato, e’ stato studiato e ipotizzato basandosi sui dati raccolti su circa 20 anni di osservazione dei ghiacci in Antartide.

Come spesso avviene in questi casi, quella mostrata non e’ l’unica spiegazione data al fatto certo che e’ l’aumento dei ghiacci in Antartide. Secondo un altro studio, condotto da un team di scienziati inglesi, l’apparente paradosso dell’Antartide puo’ essere spiegato prendendo in esame i dati delle correnti di aria. Secondo quest’altro studio, la circolazione diversa dei venti in Antartide innescherebbe un flusso di aria piu’ fredda responsabile dunque dell’aumento di ghiaccio.

Come vedete, e come anticipato, ci sono due ipotesi molto affascinanti, ognuna basata su dati scientifici reali, per spiegare questo apparente paradosso. Sia l’andamento dei venti che lo scioglimento superificiale dei ghiacci sono documentati e osservati su lungo periodo. Ora, non resta che attendere per capire quale di queste due possibili cause sia responsabile dell’aumento del ghiaccio dell’Antartide. Magari, anche in questo caso, entrambe le soluzioni proposte si dimostreranno valide, e gli effetti osservati potrebbero essere dovuti ad una concausa di queste due ipotesi.

 

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Troppa antimateria nello spazio

Uno dei misteri che da sempre affascina i non addetti ai lavori e che spinge avanti la ricerca scientifica di base e’ la comprensione del nostro universo. In particolare, come sapete, ad oggi sappiamo veramente molto poco su cosa costituisce il nostro universo. Cosa significa questo? Dalle misure affettuate, solo una piccola frazione, intorno al 5%, e’ composta da materia barionica, cioe’ di quella stessa materia che compone il nostro corpo e tutti gli oggetti che ci circondano. La restante frazione e’ composta da quelli che spesso sentiamo chiamare contributi oscuri, materia oscura ed energia oscura. Mentre sulla materia oscura ci sono delle ipotesi, anche se ancora da verificare, sull’energia oscura, responsanbile dell’espansione dell’universo, sappiamo ancora molto poco.

Detto questo, la comprensione di questi contributi e’ una sfida tutt’ora aperta ed estremamente interessante per la ricerca scientifica.

Di questi argomenti, abbiamo parlato in dettaglio in questo post:

– La materia oscura

Perche’ torno nuovamente su questo argomento? Solo un paio di giorni fa, e’ stata fatta una conferenza al CERN di Ginevra nella quale sono stati presentati i dati preliminari dell’esperimento AMS-02. I dati di questo rivelatore, realizzato con un’ampia collaborazione italiana, sono veramente eccezionali e potrebbero dare una spinta in avanti molto importante nella comprensione della materia oscura.

Andiamo con ordine.

Cosa sarebbe AMS-02?

AMS installato sulla Stazione Spaziale

AMS sta per Alpha Magnetic Spectrometer, ed e’ un rivelatore installato sulla Stazione Spaziale Internazionale. Compito di AMS-02 e’ quello di rivelare con estrema precisione le particelle dei raggi cosmici per cercare di distinguere prima di tutto la natura delle particelle ma anche per mettere in relazione queste ultime con la materia ordinaria, la materia oscura, la materia strana, ecc.

In particolare, lo spettrometro di AMS e’ estremamente preciso nel distinguere particelle di materia da quelle di antimateria e soprattutto elettroni da positroni, cioe’ elettroni dalle rispettive antiparticelle.

Vi ricordo che di modello standard, di antimateria e di materia strana abbiamo parlato in dettaglio in questi post:

– Piccolo approfondimento sulla materia strana

– Due parole sull’antimateria

– Antimateria sulla notra testa!

– Bosone di Higgs … ma che sarebbe?

Bene, fin qui tutto chiaro. Ora, cosa hanno di particolarmente speciale i dati di AMS-02?

Numero di positroni misurato da AMS verso energia

Utilizzando i dati raccolti nei primi 18 mesi di vita, si e’ evidenziato un eccesso di positroni ad alta energia. Detto in parole semplici, dai modelli per la materia ordinaria, il numero di queste particelle dovrebbe diminuire all’aumentare della loro energia. Al contrario, come vedete nel grafico riportato, dai dati di AMS-02 il numero di positroni aumenta ad alta energia fino a raggiungere una livello costante.

Cosa significa questo? Perche’ e’  cosi’ importante?

Come detto, dai modelli della fisica ci si aspettarebbe che il numero di positroni diminuisse, invece si trova un aumento all’aumentare dell’energia. Poiche’ i modelli ordinari sono corretti, significa che ci deve essere qualche ulteriore sorgente di positroni che ne aumenta il numero rivelato da AMS-02.

Quali potrebbero essere queste sorgenti non considerate?

La prima ipotesi e’ che ci sia una qualche pulsar relativamente in prossimita’. Questi corpi possono emettere antiparticelle “sballando” di fatto il conteggio del rivelatore. Questa ipotesi sembrerebbe pero’ non veritiera dal momento che l’aumento di positroni e’ stato rivelato in qualsiasi direzione. Cerchiamo di capire meglio. Se ci fosse una pulsar che produce positroni, allora dovremmo avere delle direzioni spaziali in cui si vede l’aumento (quando puntiamo il rivelatore in direzione della pulsar) ed altre in cui invece, seguendo i modelli tradizionali, il numero diminuisce all’aumentare dell’energia. Come detto, l’aumento del numero di positroni si osserva in tutte le direzioni dello spazio.

Quale potrebbe essere allora la spiegazione?

Come potete immaginare, una delle ipotesi piu’ gettonate e’ quella della materia oscura. Come anticipato, esistono diverse ipotesi circa la natua di questa materia. Tra queste, alcune teorie vorrebbero la materia oscura come composta da particelle debolmente interagenti tra loro e con la materia ordinaria ma dotate di una massa. In questo scenario, particelle di materia oscura potrebbero interagire tra loro producendo nello scontro materia ordinaria, anche sotto forma di antimateria, dunque di positroni.

In questo scenario, i positroni in eccesso rivelati da AMS-02 sarebbero proprio prodotti dell’annichilazione, per dirlo in termini fisici, di materia oscura. Capite dunque che questi dati e la loro comprensione potrebbero farci comprendere maggiormente la vera natura della materia oscura e fissare i paletti su un ulteriore 20% della materia che costituisce il nostro universo.

Dal momento che la materia oscura permea tutto l’universo, questa ipotesi sarebbe anche compatibile con l’aumento dei positroni in tutte le direzioni.

Ora, come anticipato, siamo di fronte ai dati dei primi 18 mesi di missione. Ovviamente, sara’ necessario acquisire ancora molti altri dati per disporre di un campione maggiore e fare tutte le analisi necessarie per meglio comprendere questa evidenza. In particolare, i precisi rivelatori di AMS-02 consentiranno di identificare o meno una sorgente localizzata per i positroni in eccesso, confermando o escludendo la presenza di pulsar a discapito dell’ipotesi materia oscura.

Per completezza, spendiamo ancora qualche parola su questo tipo di ricerca e sull’importanza di questi risultati.

Come detto in precedenza, per poter confermare le ipotesi fatte, sara’ necessario prendere ancora molti dati. Ad oggi, AMS-02 potra’ raccogliere dati ancora per almeno 10 anni. Come anticipato, questo strumento e’ installato sulla Stazione Spaziale Internazionale. Questa scelta, piuttosto che quella di metterlo in orbita su un satellite dedicato, nasce proprio dall’idea di raccogliere dati per lungo tempo. La potenza richiesta per far funzionare AMS-02 consentirebbe un funzionamento di soli 3 anni su un satellite, mentre sulla ISS il periodo di raccolta dati puo’ arrivare anche a 10-15 anni.

AMS-02 e’ stato lanciato nel 2010 sullo Shuttle dopo diversi anni di conferme e ripensamenti, principalmente dovuti agli alti costi del progetto e alla politica degli Stati Uniti per le missioni spaziali.

Perche’ si chiama AMS-02? Il 02 indica semplicemente che prima c’e’ stato un AMS-01. In questo caso, si e’ trattato di una versione semplificata del rivelatore che ha volato nello spazio a bordo dello shuttle Discovery. Questo breve viaggio ha consentito prima di tutto di capire la funzionalita’ del rivelatore nello spazio e di dare poi la conferma definitiva, almeno dal punto di vista scientifico, alla missione.

Confronto tra AMS e missioni precedenti

Il risultato mostrato da AMS-02 in realta’ conferma quello ottenuto anche da altre due importanti missioni nello spazio, PAMELA e FERMI. Anche in questi casi venne rivelato un eccesso di positroni nei raggi cosmici ma la minore precisione degli strumenti non consenti’ di affermare con sicurezza l’aumento a discapito di fluttuazioni statistiche dei dati. Nel grafico a lato, vedete il confronto tra i dati di AMS e quelli degli esperimento precedenti. Come vedete, le bande di errore, cioe’ l’incertezza sui punti misurati, e’ molto maggiore negli esperimenti precedenti. Detto in termini semplici, AMS-02 e’ in grado di affermare con sicurezza che c’e’ un eccesso di positroni, mentre negli altri casi l’effetto poteva essere dovuto ad incertezze sperimentali.

Concludendo, i risultati di AMS-02 sono davvero eccezionali e mostrano, con estrema precisione, un aumento di positroni ad alta energia rispetto ai modelli teorici attesi. Alla luce di quanto detto, questo eccesso potrebbe essere dovuto all’annichilazione di particelle di materia oscura nel nostro universo. Questi risultati potebbero dunque portare un balzo in avanti nella comprensione del nostro universo e sulla sua composizione. Non resta che attendere nuovi dati e vedere quali conferme e novita’ potra’ mostrare questo potente rivelatore costruito con ampio contributo italiano.

 

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La migliore arma contro i terremoti?

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

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

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

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.