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Il WC del futuro

6 Dic

Leggendo i giornali, a volte si trovano notizie davvero curiose ma che fanno riflettere. E’ questo il caso di una notizia apparsa anche su diversi quotidiani nazionali, che hanno parlato niente poco di meno che del WC del futuro.

Leggendo il titolo, la nostra fantasia potrebbe volare verso qualcosa di estremamente tecnologico. Chissa’ quanti e quali congegni elettronici potrebbero nascondersi dentro quella che possiamo chiamare “tazza 2.0”. Invece … leggendo la notizia si rimane un po’ delusi.

Perche’?

Ecco a voi il WC del futuro:

Il WC che consente di ottenere vantaggi medici

Il WC che consente di ottenere vantaggi medici

Cosa avrebbe di tanto particolare? Dov’e’ il modem, la tastiera, l’antena wireless o almeno uno schermo LCD? Niente di tutto questo. Questa soluzione e’ stata presentata solo pochi giorni fa ed e’ risultata la vincitrice di un concorso indetto da una societa’ inglese specializzata in scarichi fognari. Certo, detto in questo modo, sembrerebbe quasi una presa in giro.

In realta’, oltre ad essere firmata da esperti di design, secondo studi medici condotti, questa soluzione porterebbe notevoli vantaggi dal punto di vista medico. Per utilizzare questo WC e’ necessario accovacciarsi portando le gambe vicino al petto. Secondo studi medici, questa posizione consentirebbe di offrire la massima pulizia dell’intestino minimizzando l’insorgenza di tumori al colon e altri disturbi tra cui anche le emorroidi.

Certo, dal punto di vista tecnologico siamo rimasti un po’ delusi, ma dal punto di vista della salute, il vantaggio sembrerebbe essere notevole.

A parte la curiosita’ della notizia che volevo condividere con voi, facciamo qualche considerazione aggiuntiva. Come sapete bene, i rifiuti organici possono essere anche una fonte di energia oltre ad essere utili come fertilizzanti. Bene, sulla base di questo, perche’ non utilizzare questi scarti dal momento che parliamo sempre di energie rinnovabili?

Per chi non lo sapesse, questa non e’ un’idea nuova. La fondazione Bill e Melinda Gates, proprio del fondatore della Microsoft, si e’ gia’ lanciata nel settore. Come e’ noto, la fondazione finanzia diversi progetti, cercando di aiutare le popolazioni del terzo mondo. Tra questi, ve ne e’ uno che riguarda proprio il futuro del WC. La fondazione ha infatti stanziato gia’ piu’ di 5 milioni di dollari per finanziare la ricerca di una soluzione funzionante in condizioni estreme. I requisiti richiesti sono il funzionamento in totale assenza di corrente elettrica, di scarico filtrato e di acqua corrente. Altri parametri richiesti sono che gli scarti vengano utilizzati al massimo per produrre altri materiali e sostanze utili, come i gia’ citati fertilizzanti a anche, all’occorrenza, energia elettrica. Il progetto e’ in una fase avanzata e gia’ dal prossimo anno si dovrebbero testare i primi prototipi.

Concludendo, la soluzione presentata in questi giorni potrebbe aiutare dal punto di vista medico mentre sono in corso diversi studi per cercare di ottimizzare e sfruttare gli scarti organici. Come visto, questi rifiuti non devono essere dimenticati nel momento in cui si parla di produzione sostenibile e, soprattutto, rinnovabile.

 

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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All’autogrill pipi’ e benzina tutto insieme

17 Nov

Da anni siamo afflitti dal caro benzina. La spesa necessaria per il pieno della nostra macchina continua ad aumentare nel tempo, complici le guerre, la crisi, gli screzi tra Stati, ecc. Tutte cose cosi’ lontane, anche solo apparentemente, da noi e che necessariamente fanno aumentare il prezzo del carburante.

Quante volte avrete sentito dire la frase: “la benzina costa troppo, quanto sarebbe bello farla andare a pipi’!”.

La frase non e’ assolutamente sparata a caso, anzi qualcuno ci ha pensato veramente.

Lo scorso fine settimana, durante la Fiera del Lavoro Verde a Porto Conte in Sardegna, un imprenditore locale ha presentato proprio un motore alimentato ad urina.

Forse vi sembrera’ uno scherzo, ma e’ proprio cosi’.

Ad essere sinceri, l’imprenditore sardo Franco Lisci ha presentato due diversi motori alimentati con lo speciale carburante. Uno dei due motori puo’ essere utilizzato per il trasporto, auto, moto, camion e anche barche, mentre il secondo e’ studiato ed ottimizzato per essere utilizzato come gruppo elettrogeno. In particolare, questo secondo motore e’ pensato per alimentare apparecchi domestici come forni, pc, lavatrici, ecc.

Cerchiamo pero’ di dare qualche dettaglio in piu’ su questa possibile svolta ecologica dei nostri motori.

Come e’ facile immaginare, questo speciale carburante e’ talmente diffuso e disponibile che gia’ in molti avevano provato ad utilizzarlo come combustibile. Questa applicazione presentava pero’ delle limitazioni assolutamente non banali da superare.

Qualche anno fa, ad esempio, venne proposta una cella elettrolitica in grado di separare l’urina in azoto, acqua e idrogeno ed alimentare cosi’ piccoli motori. Analoga cosa venne proposta diverse volte per i motori elettrici. Il problema principale di queste soluzioni era la scarsa autonomia, la rumorosita’ dei motori realizzati ma soprattutto la manutenzione degli stessi. Utilizzare urina all’interno dei motori creava una patina di sostanze inquinanti in grado di rovinare irrimediabilmente i dispositivi.

L’idea innovativa dell’imprenditore sardo e’ stata appunto quella di realizzare uno speciale filtro per bloccare gli inquinanti. Piccola premessa, Franco Lisci e’ coinvolto con la sua azienda nel progetto Casa Verde CO2.0, rete di diverse ziende sarde che si scambiano idee e progetti per trovare soluzioni verdi per il futuro. Proprio grazie a questa collaborazione e’ stato possibile realizzare il filtro fondamentale per  questo motore.

Lo speciale filtro, chiamato Orilana Smart, e’ un semplice tampone realizzato al 100% con lana di pecora, ovviamente proveniente dalla Sardegna. Con questo abbiamo dunque un prodotto e un’innovazione completamente made in Italy.

Fate pero’ attenzione ad una cosa, se provate a leggere gli articoli in rete che parlano di questa innovazione, trovate delle idee un po’ confuse. Molti giornali, forse leggendo frettolosamente la notizia, non ha capito a pieno come funziona e cercano di farvi credere che il futuro dei trasporti sara’ questo:

1-carburante-urina

Prima di tutto, per la legislazione italiana, una pratica del genere e’ illegale. Non e’ possibile infatti sostituire completamente la tipologia di carburante per motivi ambientali, o forse economici. I due motori proposti dall’imprenditore sardo sono invce gia’ stati regolamentati per legge ed approvati dallo Stato italiano. Per ottenere questo risultato, l’urina non viene utilizzata come carburante, bensi’ come additivo. Questo consente, come detto, di rendere legali i motori, ma soprattutto di ottimizzare la resa.

Quali vantaggi si ottengono utilizzando questi motori?

Come dichiarato dallo stesso Franco Lisci, il risparmio sarebbe del 35% sui motori a benzina, del 60% su quelli a gasolio e anche fino all’80% sui motori a gas. Inoltre, questo sistema sarebbe perfettamente utilizzabile anche per i camion e le barche.

Grazie all’utilizzo di questo speciale motore, i prodotti di scarico delle automobili sarebbero molto meno inquinanti ed inoltre verrebbe prodotta, come uscita del filtro, acqua ricca di sostanze nutritive, utilizzabile dunque nell’agricoltura per irrigare.

Diversi agricoltori sardi hanno gia’ fatto richiesta per utilizzare questi motori nelle loro aziende alimentandoli mediante l’urina degli animali, perfettamente compatibile con il sistema e simile a quella umana,

Detto questo, quella presentata in Sardegna potrebbe rappresentare una buona innovazione nel mercato dei motori. Come detto, non pensate di poter aprire il tappo della vostra auto e decidere di fare un pieno natuale. Si tratta di motori prototipali che necessiteranno di studi prima di poter essere applicati su vasta scala. Sicuramente, le premesse sono ottime e soluzioni di questo tipo potranno dare un contributo importantissimo per la lotta all’inquinamento dei motori.

 

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

Inquinamento e disturbi dell’uomo

31 Ott

Attraverso la sezione:

Hai domande o dubbi

un nostro caro lettore ci ha fatto una domanda molto complessa, ma estremamente affascinante. In sintesi la richiesta e’: esistono delle correlazioni certe tra inquinamento o modificazioni dei mangimi degli animali e disturbi nell’uomo? Con disturbi intendiamo patologie che vanno dall’aumento dell’insorgenza delle allergie fino ai tumori.

Come potete facilmente capire, questa domanda e’ molto complessa, soprattutto perche’ tocca moltissimi argomenti, non sempre chiari. Con questo intendo dire che, come di sovente accade, li dove ci sono interessi economici, non sempre la quantita’ di dati disponibili e’ cosi’ vasta. In questo poi ci dobbiamo mettere anche la cattiva informazione dilagante in rete, sia da un lato che dall”altro. Chi deve guadagnare da queste attivita’, dice che e’ tutto nella norma, chi invece le vuole combattere vede nero ovunque. In questo scenario, non e’ semplice trovre la giusta via che, il piu’ delle volte, e’ nel mezzo.

Fatta questa breve introduzione, cerchiamo di trovare noi il nostro equilibrio e le nostre risposte cercando il piu’ possibile di rimanere oggettivi.

Cominciamo dunque dal discorso inquinamento, sicuramente molto sentito e da cui nessuno di noi e’ esente. Se proviamo a cercare una correlazione con le allergie, troviamo, come anticipato, una giungla mediatica di opinioni in completo contrasto tra loro. Per prima cosa, vi siete mai chiesti cosa sono le allergie? Sappiamo che una grossa percentuale della popolazione soffre di qualche forma allergica. Senza andare a toccare le intolleranze alimentari, anche queste molto diffuse ma diverse di principio, quasi una persona su 3 soffre di reazioni allergiche a qualche agente che puo essere polvere, pollini di varia natura o altro.

Detto in maniera molto semplice, le allergie possono essere viste come un errore genetico del nostro sistema immunitario. In tal senso, in presenza di un allergene, quasi sempre del tutto innocuo per la salute, il nostro sistema immunitario ha una reazione eccessiva che provoca disturbi.

Come sapete bene, soprattutto se siete allergici a qualcosa, le reazioni che un individuo allergico ha vanno da un’eccessiva lacrimazione ad un gocciolmento del naso, fino anche a febbre. Detto in altri termini, e’ come se il nostro organismo provasse in modo eccessivo ad eliminare quella che viene riconosciuta come una minaccia.

Le allergie hanno origini diverse, molto spesso da ricercarsi in cause ereditarie. Questo discorso e’ facilmente comprensibile se pensiamo al discorso genetico del sistema immunitario. Fate pero’ attenzione, se uno dei genitori e’ allergico a qualcosa, puo’ nascere un figlio a sua volta allergico, ma non necessariamente allo stesso allergene.

La speculazione tra allergie ed inquinamento nasce anche vedendo i dati sulla popolazione. Negli ultimi 10 anni infatti, il numero di individui allergici, ad esempio in Italia, e’ passato dal 20 al 25%, con un incremento assolutamente non trascurabile. Proprio questo repentino aumento porta a considerare l’origine delle allergie nell’inquinamento.

Mi dispiace deludervi, ma studi clinici condotti hanno dimostrato come l’inquinamento non possa essere imputato come una causa delle allergie. Attenzione pero’, questo non lo toglie assolutamente dalla scena. Come anticipato, la reazione allergica di un soggetto puo’ essere piu’ o meno acuta. In tal senso, e’ come se ci fosse una scala di allergie intesa come sensibilita’ stessa all’allergene. Molte persone possono essere allergiche ad una sostanza e non accorgersene fino a quando non si trovano in presenza di una concentrazione elevata o in determinati stati sensibili. Proprio quest’ultimo caso ricade in realta’ sull’inquinamento.

La presenza di inquinanti nell’aria, dovuti agli scarichi delle automobili o alle industrie, provocano delle infiammazioni all’apparato respiratorio crescenti all’aumentare della concentrazione degli inquinanti. In queste condizioni, il nostro sistema respiratorio e’ piu’ sensibile alle sostanze contenute nell’aria dal momento che questa viene filtrata di meno. Capite dunque dove e’ da cercare la relazione tra inquinamento e allergie. Se una persona e’ poco allergica ad una sostanza, respirando aria inquinata crea la condizione affinche’ l’allergia si manifesti.

Sempre secondo gli studi condotti, ed in rete ne trovate a bizzeffe, l’aumento delle allergie e’ da ricercarsi in buona parte anche all’inquinamento, ma non come causa iniziale, piuttosto come fattore scatenante di una situazione pregressa.

Altra considerazione importante e spesso non conosciuta. I soggetti maggiormente esposti agli inquinanti dell’aria sono proprio i bambini. Poiche’ molte sostanze inquinanti hanno pesi specifici elevati, ad esempio le catene di benzene e i residui di combustione, tendono a depositarsi negli strati bassi piu’ vicini all’asfalto e alle marmitte. I bambini dunque, a causa della minor altezza da terra, risultano piu’ esposti a questi inquinanti. Oltre al pericolo oggettivo di questa esposizione, si registra negli ultimi anno un vero e proprio boom di allergie manifestate in eta’ infantile.

Sempre in questa ottica, l’inquinamento provocato da gas di scarico ha subito un notevole incremento a causa dell’aumento dei veicoli alimentati a gasolio. Motori di questo tipo emettono infatti molte piu’ molecole inquinanti rispetto ai motori a benzina, soprattutto come residui incombusti.

Detto questo, passiamo invece alla parte alimentare. Come richiesto nella domanda, in questo caso e’ doveroso fare un discorso piu’ ampio parlando di patologie in generale.

Come sapete bene, in questo contesto quello che negli ultimi anni ha fatto maggiormente discutere e’ l’utilizzo dei cibi geneticamente modificati sia negli alimenti direttamente consumati dall’uomo che nei mangimi degli animali.

Anche qui, purtroppo, il discorso non e’ semplice per via dei soliti interessi economici sempre presenti.

Forse faro’ saltare qualcuno dalla sedia ma, parere di ricercatore, non trovo assolutamente nulla di sbagliato nello studio e nell’utilizzo dei cibi OGM. Fate pero’ attenzione, per poter inserire nella nostra dieta cibi di questo tipo, e’ necessario fare una serie di studi approfonditi che spesso viene saltata o ridotta per entrare subito nel mercato.

Facciamo un esempio semplice, sappiamo che i pomodori sono commestibili e fanno anche bene. Perche’ lo sappiamo? Perche’ per secoli abbiamo mangiato i pomodori e li abbiamo anche studiati in dettaglio. Se ora prendo un pomodoro OGM in cui, sempre per fare un esempio, sono state eliminate delle proteine per vari motivi, quel pomodoro e’ uguale a quello naturale? Forse lo sara’ come sapore, ammettendo che i pomodori che compriamo ancora lo abbiano, ma dal punto di vista biologico, devo valutare bene quali conseguenze puo’ avere quella modifica genetica che abbiamo apportato.

L’esempio del pomodoro non e’ assolutamente casuale. Quando parliamo di cibi OGM abbiamo due casi separati. Alcune volte vengono inseriti nella catena genetica nuovi gruppi di aminoacidi per modificare o incrementare delle caratteristiche: crescita, sapore, dimensione, ecc. Altre volte invece, vengono eliminati dei pezzi di codice genetico per cambiare alcuni parametri. In tal senso, esistono dei pomodori OGM in cui un enzima viene sottratto per rallentare la maturazione e cambiare quindi il mese in cui questi frutti sono disponibili.

Capite bene che, in un caso o nell’altro, il cambiamento fatto a livello genetico deve essere controllato nei minimi dettagli soprattutto per quanto concerne l’influenza che questa modificazione puo’ avere sul consumatore, molto spesso l’uomo.

Come viene fatta la sperimentazione?

Si prende un alimento OGM e si fa la solita procedura. Si inizia, dove possibile, vedendo gli effetti che questo cibo ha su vari animali e poi si passa ad una sperimentazione sull’uomo. Dal punto di vista formale, la procedura e’ simile a quella che subisono i medicinali prima di essere inseriti sul mercato. Capite anche come questa procedura sia molto lunga, se non altro per la necessita’ di condurre un’analisi statistica con un campione sufficiente di casi.

A volte, in presenza di effetti di lieve entita’ o molto poco probabili, si procede comunque alla messa in commercio. Purtroppo, questo sistema, cosi’ come e’ strutturato, puo’ alimetare delle falle che portano a decisioni affrettate.

Come forse ricorderete, in passato si sono avuti diversi casi di alimenti OGM che presentavano delle conseguenze non banali anche nell’uomo. Per fare un esempio, ci sono almeno un paio di casi di soia o grano OGM prodotto dalla Monsanto che, in almeno due casi, provocavano ingrossamento del volume dei reni. Questo effetto era stato visto durante la sperimentazione, ma era stato ritenuto non statisticamente importante.

Mia considerazione personale. Quando si parla di cibo che deve essere consumato dall’uomo, lo “statisticamente importante” e’ un qualcosa non facilmente gestibile ma, soprattutto, non quantificabile. Dal momento che parliamo di cosa che vanno mangiate, forse la sperimentazione e la gestione dei risultati andrebbe fatta in modo piu’ scientifico basandosi su campioni sufficientemente grandi, e magari da espandere in caso di evidenza di qualche disturbo, e da piu’ di un organismo indipendente.

Ovviamente, a posteriori, i prodotti in questione sono stati ritirati dal mercato. Per tornare in tema, in questi casi si parlava di alimenti sia destinati al consumo da parte dell’uomo, sia per la produzione di mangimi per animali.

Come visto per l’inquinamento, anche in questa parte alimentare dobbiamo stare attenti alle considerazioni che facciamo. Cosi’ come visto in precedenza, non possiamo parlare di allergie provocate dalla presenza di qualche sostanza nel cibo. Piuttosto, dobbiamo considerare se ci sono inquinanti in grado di creare condizioni anomale in cui le allargie possono manifestarsi piu’ violentemente.

Ora pero’ fate attenzione, se dal un lato questo chiude il discorso allergie, lascia del tutto aperto quello di altre patologie. Cosi’ come visto, se ci sono sostanze in grado di creare un ambiente in cui le allergie possono manifestarsi, ci possono essere altre sostanze in grado di attaccare il nostro organismo in qualche forma.

Ovviamente, e’ impossibile fare degli studi mettendo in correlazione tutte le patologie con qualsiasi tipologia di cibo possiamo mangiare. Vero e’ pero’ che molti dei cibi che oggi mangiamo vengono trattati con prodotti chimici di qualche forma e questi possono poi essere direttamente ingeriti dall’uomo.

Da ricercatore, non posso che essere a favore di una sperimentazione e di una continua evoluzione anche in questo settore. Quello che pero’ maggiormente mi spaventa e’ il solito interesse economico che troppo spesso porta a fare considerazioni non oggettive.

Questo non significa demonizzare i prodotti chimici per l’agricoltura, i pesticidi, gli OGM o altre tecniche atte a migliorare la produzione di qualcosa. Questa affermazione e’ anche giustificabile se pensiamo al continuo incremento della popolazione ma soprattutto all’aumentato benessere, e quindi richiesta di cibo, da parte di paesi ormai emersi e con economie forti nel mondo.

Detto questo, ci sono correlazione forti tra quello che magiamo e respiriamo e l’aumento di patologie nell’uomo. Come visto pero’, alcune volte gli inquinanti non sono le cause ma i veicoli di creazione di ambienti affinche’ queste patologie possano manifestarsi. Non dobbiamo guardare alla ricerca in questi settori come alchimia o qualcosa di negativo, la cosa importante e’ sempre utilizzare la testa e ragionare piu’ con la scienza che con il portafoglio.

 

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

E quindi uscimmo a riveder le stelle

10 Set

Nella sezione:

Hai domande o dubbi?

e’ stata fatta una richiesta davvero molto interessante. Come potete leggere, si chiede come vengano ricostruite le immagini astronomiche che spesso ci vengono mostrate e catturate dai tanti telescopi a terra e in orbita. Questa richiesta sembra apparentemente molto semplice, ma nasconde in realta’ una vera e propria professione. Oggi come oggi, molti astronomi dedicano il loro lavoro proprio alla visione e all’elaborazione di immagini astronomiche. Cerchiamo di capire meglio come funzionano queste tecniche per poter meglio apprezzare anche il lavoro che c’e’ dietro una bella immagine che troviamo sulla rete.

Come sapete bene, al giorno d’oggi, per esplorare l’universo non si utilizzano piu’ solo telescopi nel visibile. In questo caso, come facilmente immaginabile, questi sistemi catturano immagini esattamente come farebbe il nostro occhio. Oltre a questi, si utilizzano telescopi, sia a terra che in orbita, sensibili all’infrarosso, ai raggi X, all’ultravioletto, oltre ad enormi antenne pensate per catturare segnali radio provenienti dal cosmo.

Che differenza c’e’ tra queste radiazioni?

Per capire bene il concetto, vi mostro quello che normalmente si chiama lo spettro della radiazione elettromagnetica:

Spettro della radiazione elettromagnetica

Diverse lunghezze d’onda vengono accorpate in famiglie. Come vedete, la parte visibile, cioe’ quella a cui i nostri occhi sono sensibili, e’ in realta’ solo una strettra frazione dell’intero spettro. Per fare un esempio, tutti conosciamo le immagini infrarosse utilizzate per esempio per identificare le fonti di calore. Bene, questo e’ un esempio di immagine fuori dallo spettro visibile. Si tratta di particolari che i nostri occhi non sarebbero in grado di vedere, ma che riusciamo a visualizzare utilizzando tecnologie appositamente costruite. Non si tratta di immagini false o che non esistono, semplicemente, mediante l’ausilio di strumentazione, riusciamo a “vedere” quello che i nostri occhi non sono in grado di osservare.

Bene, il principio dietro l’astronomia nelle diverse lunghezze d’onda e’ proprio questo. Sfruttando parti dello spettro normalmente non visibili, si riesce ad osservare dettagli che altrimenti sarebbero invisibili.

Per dirla tutta, anche le normali immagini visibili, subiscono un’opera di elaborazione pensata per ricostruire i dettagli e per ottimizzare la visione. Cosa significa? Nella concezione comune, un telescopio nel visibile e’ paragonabile ad una normale macchina digitale. Questo non e’ esattamente vero. Molto spesso, le immagini catturate da questi sistemi sono ottenute mediante una sovrapposizione di dati raccolti utilizzando filtri diversi.

Cosa significa?

Prendiamo come esempio il telescopio Hubble. In questo caso, il sistema acquisisce immagini a diverse lunghezze d’onda, o isolando una particolare frequenza piuttosto che altre. Si tratta di immagini in bianco e nero che poi vengono colorate artificialmente e sovrapposte per formare l’immagine finale. Attenzione, non dovete pensare che la colorazione artificiale sia un trucco per far apparire piu’ belle le foto. Questa tecnica e’ di fondamentale importanza per far esaltare dei particolari che altrimenti verrebbero confusi con il resto. Questa tecnica si chiama dei “falsi colori”, proprio perche’ la colorazione non e’ quella originale ma e’ stata creata artificialmente.

Per capire meglio, proviamo a fare un esempio.

Prendiamo una delle foto piu’ famose di Hubble, quella della galassia ESO 510-G13:

ESO 510-G13 da Hubble

Questa immagine e’ ottenuta con la tecnica del “colore naturale”, cioe’ esattamente come la vedrebbero i nostri occhi se fossero potenti come quelli di Hubble. In questo caso dunque, la colorazione e’ quella che potremmo vedere anche noi ma anche questa immagine e’ stata ottenuta sovrapponendo singoli scatti ripresi dal telescopio.

In particolare, si sono sovrapposte tre immagini in bianco e nero, ognuna ottenuta selezionando solo la radiazione visibile blu, rossa e verde:

ESO 510-G13 immagini a colore singolo

Perche’ viene fatto questo?

Selezionando solo una piccola parte dello spettro visibile, cioe’ il singolo colore, e’ possibile sfruttare il sistema per catturare al meglio i singoli dettagli. In questo modo, come visibile nelle foto, ciascuna immagine e’ relativa ad un solo colore, ma al meglio della risoluzione. Sommando poi le singole parti, si ottiene il bellissimo risultato finale che abbiamo visto.

Analogamente, in alcuni casi, si amplificano determinate lunghezze d’onda rispetto ad altre, per rendere piu’ visibili alcuni dettagli. Anche in questo caso vi voglio fare un esempio. Questa e’ una bellissima immagine della Nebulosa dell’Aquila:

Nebulosa testa d'aquila

Cosa significa amplificare alcuni colori?

Nella foto riportata, oltre ad ammirarla, gli astronomi riescono a vedere le emissioni di luce da parte dei singoli gas costituenti la nebulosa. Questo studio e’ importante per determinare la concentrazione di singoli elementi, e dunque identificare particolari tipologie di corpi celesti. Per capire meglio, nella ricostruzione a posteriori dell’immagine, e’ stato assegnato il colore verde all’emissione degli atomi di idrogeno, il rosso agli ioni di zolfo e il blu alla luce emessa dall’ossigeno ionizzato. Perche’ questo artificio grafico? Se non venisse elaborata, nell’immagine la luce emessa dalla zolfo e dall’idrogeno sarebbero indistinguibili tra loro. Se ora rileggete l’assegnazione dei colori riportata e rivedete l’immagine della nebulosa, siete anche voi in grado di determinare quali gas sono piu’ presenti in una zona piuttosto che in un’altra. Ovviamente questi sono processi che devono essere fatti analiticamente, elaborando le informazioni di ogni singolo pixel.

Analogo discorso puo’ essere fatto per la radioastronomia. In questo caso, come sapete e come anticipato, quelli che vengono registrati sono dei segnali radio provenienti dai diversi settori in cui viene diviso l’universo. Non avendo delle immagini, nei radiotelescopi si hanno degli impulsi radio che devono essere interpretati per identificare il tipo di sorgente, ma soprattutto la zona da cui il segnale proviene.

Per farvi capire meglio questo concetto, vi racconto la storia dell’inizio della radioastronomia. Nel 1929 un radiotecnico americano che lavorava in una stazione di Manila, mentre era al lavoro per eliminare disturbi dalle trasmissioni, si accorse che vi era un particolare rumore di fondo che si intensifica in determinati momenti della giornata. Nello stesso anno, Jansky, un ingegnere della compagnia americana Bell, anche lui al lavoro per cercare di migliorare le comunicazioni transoceaniche, arrivo’ alla stessa conclusione del radiotecnico. L’ingegnere pero’ calcolo’ il momento preciso in cui questi disturbi aumentavano, trovando che il periodo che intercorreva tra i massimi corrispondeva esattamente alla durata del giorno sidereo, 23 ore e 56 minuti. Solo anni piu’ tardi, riprendendo in mano questi dati, ci si accorse che la fonte di questo disturbo era il centro della nostra galassia. I segnali radio captati erano massimi quando il ricevitore passava davanti al centro della galassia, emettitore molto importante di segnali radio.

Oggi, mediante i nostri radiotelescopi, riusciamo ad identificare moltissime sorgenti radio presenti nell’universo e, proprio studiando questi spettri, riusciamo a capire quali tipologie di sorgenti si osservano e da quale punto dell’universo e’ stato inviato il segnale. A titolo di esempio, vi mostro uno spettro corrispondente ai segnali radio captati nell’arco del giorno con un semplice radiotelescopio:

Spettro giornaliero di un radiotelescopio con antenna da 3.3 metri. Fonte: Univ. di Pisa

Come vedete, sono chiaramente distinguibili i momenti di alba e tramonto, il passaggio davanti al centro galattico e quello corrispondente al braccio di Perseo. Come potete facilmente capire, si tratta di misure, chiamiamole, indirette in cui i nostri occhi sono proprio le antenne dei telescopi.

Concludendo, ci sono diversi metodi per pulire, migliorare o amplificare le immagini raccolte dai telescopi sia a terra che in orbita. Quello che facciamo e’ amplificare la nostra vista o utilizzando sistemi molto potenti, oppure ampliando lo spettro delle radiazioni che altrimenti non sarebbero visibili. I telescopi divengono dunque degli occhi sull’universo molto piu’ potenti e precisi dei nostri. Metodi diversi, ottico, UV, IR, radio, ecc, possono aiutare a capire dettagli o strutture che altrimenti sarebbero invisibili in condizioni normali. Detto questo, capite quanto lavoro c’e’ dietro una bella immagine che trovate su internet e soprattutto perche’ la foto ha una specifica colorazione o particolari sfumature.

 

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Uno sguardo ai materiali del futuro

27 Apr

In questi giorni, diversi giornali hanno pubblicato una notizia riguardante la scoperta di un nuovo materiale. La caratteristica principale, che tanto sta attirando attenzione, e’ l’estrema leggerezza unita alla notevole resistenza dei composti di questo materiale. Poiche’, leggendo in rete, ho visto tantissime imprecioni, credo sia interessante parlare di questa “scoperta”.

Il materiale in questione e’ il Grafene Aerogel. Ho messo “scoperta” tra virgolette, perche’, se proprio vogliamo essere precisi, questi materiali non vengono scoperti dal nulla, ma sono sintetizzati partendo da sostanze note. Il grafene aerogel e’ dunque stato “inventato” dai ricercatori della Zheijiang University ed e’ un materiale a base di carbonio.

Parliamo subito della sua caratteristica principale, la leggerezza. Il Grafene Aerogel rappresenta, ad oggi, il materiale meno denso in assoluto. Prima di questa invenzione, il record spettava all’Aerografite, con una densita’ di “ben” 0,2 mg/cm^3. Oggi, questo record e’ stato spazzato via dal Grafene Aerogel, con una densita’ di soli 0,16 mg/cm3.

Per darvi un’idea della leggerezza di questo materiale, vi mostro una foto molto interessante:

Dimostrazione della leggerezza del Grafene Aerogel

Dimostrazione della leggerezza del Grafene Aerogel

Come vedete, un blocchetto di Grafene Aerogel e’ talmente leggero da non piegare nemmeno la spiga in foto.

Anche se poco conosciuto dai non addetti ai lavori, negli ultimi anni e’ nato proprio un nuovo settore della tecnologia, interamente mirato alla sintetizzazione di nuovi materiali di questo tipo.

Cosa sarebbe il grafene aerogel?

Per prima cosa, analizziamo i singoli termini. Il grafene altro non e’ che un materiale formato da un singolo strato di atomi di carbonio. In questo senso, lo spessore del grafene e’ pari al diametro atomico. Il carbonio che compone il grafene e’ disposto in strutture esagonali ed e’ ottenuto in laboratorio partendo dalla grafite. Tutti questi composti, insieme anche al fullerene, al diamante e ai nanotubi, sono a base di atomi di carbonio, disposti in maniera diversa per formare un reticolo, come mostrato in questa immagine:

Diversi materiali ottenuti dal carbonio

Diversi materiali ottenuti dal carbonio

L’introduzione del grafene e’ risultata molto importante nella realizzazione di componenti elettronici estremamente piccoli e con caratteristiche elettriche non raggiungibili con le tecnologie standard.

Il termine aerogel, indica invece un materiale simile al gel, nel quale pero’ la fase liquida e’ stata sostituita con un gas. Il primo aerogel realizzato era a base di silicio, e presentava uan densita’ 1000 volte inferiore a quella del vetro. I comuni aerogel, a base di silicio, di allumina o altri elementi, trovano larghissima applicazione in diverse soluzioni industriali. Solo per darvi un’idea, gli utilizzi dell’aerogel vanno dall’isolamento termico fino all’uso nei cosmetici e nelle vernici come addensatori pasando anche per applicazioni spaziali nella studio della polvere cosmica. La foto seguente mostra proprio un ricercatore della NASA che mostra un pezzo di aerogel di Silicio:

Aerogel in un laboratorio della NASA

Aerogel in un laboratorio della NASA

Acnhe se puo’ sembrare un fotomontaggio, si tratta di una foto reale. Quello che vedete mostrato e’ un pezzo di aerogel con le sue straordinarie proprieta’ di leggerezza e trasparenza.

Vista la struttura degli aerogel, capite bene come nel caso del grafene questo termine sia utilizzato in realta’ a sproposito. Spesso, si utilizza il termine aerogel anche per indicare materiali a base di carbonio, come il Grafene Aerogel, nel quale moltissimi spazi sono riempiti di aria per ottenere ottime proprieta’ di leggerezza.

Detto questo, una domanda molto semplice che potrebbe essere fatta e’: “a cosa servirebbe il Grafene Aerogel?”

Forse stavate pensando che l’invenzione di questo materiale servisse solo per continuare la sfida tra centri di ricerca su chi preparava il materiale piu’ leggero. In realta’, non e’ cosi’.

Il grafene aerogel trovera’ spazio in moltissime applicazioni, anche di carattere ambientale.

Per prima cosa, questo materiale, proprio grazie alla sua struttura atomica, si comporta come una spugna, essendo in grado di catturare all’interno notevoli quantita’ di altre sostanze riempiendo gli interstizi occupati dall’aria. Per darvi qualche numero, un solo grammo di Grafene Aerogel riesce a trattenere fino a 70 grammi di materiali organici. Pensate ad un’applicazione molto utile: in uno scenario in cui ci sia un riversamento, ad esempio, di petrolio in mare, il grafene aerogel potrebbe essere utilizzato per assorbire gli oli molto rapidamente ripulendo la zona. Inoltre, date le sue proprieta’, basterebbe “spremere” la spugna per renderla di nuovo utilizzabile e recuperare anche il petrolio disperso.

Il grafene aerogel ha anche straordinarie proprieta’ elastiche. Ad uno sforzo di compressione, questo maeriale riesce ad assorbire fino a 900 volte il suo peso, tornando, in modo perfettamente elastico, alla forma originale. Questa caratteristica lo rende un ottimo candidato per applicazioni meccaniche avanzate.

Visto che ne abbiamo parlato introducendo la classifica dei materiali piu’ leggeri, anche l’aerografite trova spazio in importanti settori industriali. E’ in corso di studio la produzione di batterie basate su questo materiale e che consentiranno, a parita’ di peso, di ottenere durate molto maggiori, caratteristica fondamentale nell’utilizzo, ad esempio, nei veicoli elettrici. Inoltre, l’aerografite puo’ essere utilizzata per la preparazione di filtri molto efficienti per ripulire l’aria e l’acqua da inquinanti potenzialmente molto dannosi per l’essere umano.

Detto questo, capite molto bene l’importanza di questo genere di ricerche. Il continuo studio di nuovi materiali consente di rendere piu’ semplici svariate applicazioni e di ottenere caratteristiche del tutto impensabili con i materiali tradizionali. Come visto, parlando in generale di questi nuovi materiali, le applicazioni vanno dalla salvaguardia ambientale fino alla miniaturizzazione dell’elettronica. Inoltre, alcuni materiali, sviluppati proprio nell’ambito di questi progetti, consentono gia’ oggi di ottenere, ad esempio, transistor di dimensioni quasi atomiche, batterie basate su supercondensatori o anche microprocessori di dimensioni nanometriche. Sicuramente, quando pensiamo ad applicazioni che oggi potrebbero ancora sembrarci lontane nel tempo, dobbiamo pensare che saranno realizzate partendo da materiali di questo tipo.

 

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 fisica del caffe’

4 Mar

Forse leggendo il titolo di questo post avete pensato di aver sbagliato indirizzo internet oppure che io mi sia impazzito. In realta’ niente di tutto questo. In questo post vorrei aprire una piccola parentesi prettamente scientifica e parlare appunto della “fisica del caffe'” o meglio di come funziona una moka.

Ribadisco non sono impazzito, semplicemente oggi ho realizzato che tutti conoscono la moka, ma in realta’ pochi sanno veramente come funziona. Credo che in realta’, anche molti appassionati di scienza ignorino il vero funzionamento di questo oggetto presente in tutte le case di noi italiani. Per questo motivo ho deciso di scrivere questo semplice post per spiegare come funziona la “macchinetta del caffe'”. In fondo, siamo sempre su un blog di scienza, e proprio di questo vogliamo parlare.

Schema di una moka

Schema di una moka

Partiamo dalle cose ovvie, la moka e’ composta di 3 parti principali in alluminio: il bollitore, un filtro metallico a forma di imbuto e dal raccoglitore. Come sapete tutti, si mette l’acqua nel bollitore, il caffe’ macinato nel filtro,si mette la moka sul fuoco e nel raccoglitore esce il caffe’.

Bene, se pensate che mettendo la moka sul fuoco portate l’acqua in ebollizione, il vapore passa nel filtro e condensa mentre risale verso l’alto, allora e’ il caso che continuiate a leggere il post. Questa risposta, comune alla maggior parte delle persone, e’ in realta’ sbagliata.

Dalla termodinamica, per una normale moka da tre tazzine, la pressione alla completa ebollizione dell’acqua nel bollitore  sarebbe circa di 1600-1700 atmosfere. In questo caso la moka sarebbe equivalente ad una bomba messa sul fornello.

Come funziona in realta’ la moka?

Quando riempiamo il bollitore, il livello dell’acqua arriva piu’ o meno a quello della valvola di sicurezza. Questo significa che quando chiudiamo, sopra all’acqua, e’ presente un certo volume di aria. Mettendo la macchinetta sul fuoco, solo una minima parte dell’acqua raggiunge l’evaporazione mentre l’aria, appunto riscaldandosi, aumenta la propria pressione cercando di espandersi in un volume ben delimitato.

L’espansione dell’aria, spinge verso il basso l’acqua che trova l’unica via di fuga nel beccuccio del filtro ed in questo modo risale verso la polvere di caffe’. L’alta pressione trasforma dunque l’acqua, nel suo passaggio attraverso l’imbuto, nella bevanda che tutti conosciamo. La continua spinta dal basso verso l’alto dell’ulteriore acqua, spinge il caffe’ verso il raccoglitore dove viene raccolto.

In questo caso quindi la pressione all’interno del bollitore e’ solo di poco superiore a quella atmosferica e, come detto, solo una minima parte dell’acqua arriva all’ebollizione.

Come verificare questo? Se ci fate caso, alla fine della preparazione si ha sempre uno sbuffo di vapore che fuoriesce dal raccoglitore. Questo indica semplicemente che il livello dell’acqua nel bollitore e’ arrivato sotto l’imbuto del filtro e quindi, sempre a cusa della spinta dovuta all’espansione, l’aria passa attraverso il condotto producendo la fuoriuscita di vapore.

A proposito, vi mostro un video molto interessante realizzato utilizzando imaging a neutroni su una moka in funzione. Come potete vedere, la spinta dell’aria spinge l’acqua calda attraverso il filtro fino al raccoglitore:

Questo e’ dunque il funzionamento della moka.

Notiamo prima di tutto una cosa. La lunghezza dell’imbuto del filtro non e’ casuale. Un imbuto troppo lungo farebbe uscire il caffe’ prima ma ad una pressione e ad una temperatura piu’ basse. In questo caso il sapore sarebbe meno forte a causa della ridotta pressione con cui l’acqua passa attraverso la polvere e mal miscelato a causa della bassa temperatura. In caso contrario, cioe’ un imbuto troppo corto, la quantita’ di caffe’ raccolto sarebbe troppo piccola e le pressioni richieste molto piu’ alte.

Anche la miscela di caffe’ utilizzata e’ molto importante. Come visto nel funzionamento, l’acqua passa attraverso la polvere una sola volta. Per questo motivo si cerca di macinare in modo molto sottile il caffe’ in modo da aumentare la superficie di contatto con l’acqua. Questo e’ importante per migliorare l’estrazione delle sostanze solubili presenti nel caffe’.

Per chi non lo sapesse, quello della moka e’ un brevetto completamente italiano. Questo strumento di piacere e’ infatti stato inventato da Alfonso Bialetti nel 1933.

La vera moka e’ infatti solo quella Bialetti. Non che io voglia fare pubblicita’, ma questa ditta e’ l’unica che puo’ sfruttare il brevetto originale. Questo infatti prevede una moka di forma ottagonale per aumentare la presa in caso di superficie bagnata. Marche diverse di moka prevedono forme diverse, rotonde o sempre poligonali, ma che non rispettano il brevetto originale.

Ultimissima curiosita’. Il nome moka deriva dalla citta’ Mokha in Yemen, una delle prime e piu’ famose zone di coltivazione del caffe’. Il nome espresso invece, che alcuni vorrebbero indicare la velocita’ di preparazione con questa tecnica, deriva in realta’ dalla crasi di due parole “extra” e “pressione” appunto per indicare la sovrapressione con cui l’aria spinge l’acqua attraverso il filtro ad imbuto.

Con questo chiudiamo questa breve parentesi. A questo punto fate un esperimento, provate a chiedere ad amici e conoscenti come funziona una moka. Vedrete quanti sono convinti di avere una bomba in casa.

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

E in Spagna?

10 Dic

Nei post precedenti, ci siamo soffermati ad analizzare come questa attesa del 21/12 si stia vivendo in diverse parti del mondo. In particolare, abbiamo parlato di Australia e Russia in questi post:

21 Dicembre: fenomeno italiano?

Il 21/12 in Australia

Russia, Medvedev tranquillizza i suoi!

Ora, un discorso molto interessante puo’ invece essere fatto sulla Spagna. Ovviamente, anche qui la psicosi del 2012 sta portando una speculazione molto alta e diverse soluzioni per la sopravvivenza si stanno diffondendo in rete.

Il piu’ famoso gruppo spagnolo per la sopravvivenza al 2012 e’ il cosiddetto GSE, cioe’ “gruppo di sopravvivenza spagnolo”. Questa associazione, nata su web, conta qualche centinaio di iscritti, e offre molte soluzioni per prepararsi o per salvarsi il 21 Dicembre.

L’organizzazione del GSE e’ molto ben strutturata e offre veramente soluzioni per tutti, o se vogliamo per tutte le tasche.

Prima di tutto, c’e’ la possibilita’ di partecipare a corsi di sopravvivenza organizzati sulla Sierra Nevada in cui ai partecipanti vengono date le nozioni principali per sopravvivere a qualsiasi tipo di pericolo. Si va dalla navigazione di emergenza in caso di Tsunami fino al riconoscimento di alberi e frutti per procacciarsi cibo dopo l’apocalisse.

In questo video dimostrativo, vengono mostrate le fasi principali del corso con tutte le attivita’ affrontate in questa full immersion catastrofista:

 

Ovviamente stiamo parlando di un corso di una settimana tutto compreso.

Se non avete soldi da spendere, potete pero’ organizzarvi in modo autonomo, comprando solo le cose che ritenete fondamentali per voi e la vostra famiglia.

Esiste infatti un sito internet, devo dire davvero molto completo, in cui potete scaricare i manuali di sopravvivenza per i diversi scenari apocalittici. Quasi tutte le evenienze vengono considerate: attacco nucleare, tempesta solare, forte terremoto, impatto con altri pianeti. Per ogni “occasione” trovate il manuale specifico con tutte le indicazioni da seguire.

Questo e’ il link al sito:

Supervivencia 2012

Utilizzando il menu a sinistra, potete scegliere la fine del mondo che preferite e leggere i dettami da seguire per sopravvivere.

Razioni di cibo in vendita in Spagna

Razioni di cibo in vendita in Spagna

Ovviamente non poteva mancare il negozio online, in cui comprare dal semplice accendino fino alle razioni di cibo a lunga conservazione. Si tratta di pacchi famiglia che possono assicurare la sopravvivenza per famiglie intere anche per diversi giorni. Questo e’ il link del negozio:

Tienda online

Pensate sia finita cosi’? Assolutamente no.

Lo scopo principale del GSE e’ quello di raccogliere partecipanti per il progetto Bunker 2012. Chi vuole puo’ pagare una quota che gli garantisce un posto all’interno di uno dei numerosi bunker creati in giro per la Spagna.

Stiamo parlando di una decina di rifugi antiatomici realizzati nella parte sud della Spagna, da Madrid a Granada. Sono rifugi ricavati da grotte nelle montagne ma preparati ad-hoc in vista del 21 Dicembre. Ciascun bunker ha una struttura di contenimento di circa 60 cm di cemento, che gli garantisce una schermatura in caso di radiazione proveniente dall’esterno. Inoltre, tutti i rifugi sono attrezzati con un sistema di ventilazione con filtri attivi che permettono un adeguato ricambio d’aria. Nulla di cui preoccuparsi neanche per quanto riguardo gli approvvigionamenti di cibo. Ciascun rifugio puo’ ospitare una ventina di persone ed e’ gia’ riempito con scorte di cibo fino a 3 anni.

Tanto di cappello per l’organizzazione.

Il costo? Ciascun socio che vuole prenotare il suo posto, deve versare una cifra intorno ai 4000 euro. Se poi la fine del mondo non dovesse esserci, almeno abbiamo un posto sicuro in caso di qualsiasi attacco terroristico o meno. Forse di questi tempi sarebbe un investimento da considerare.

Come vedete, e’ assolutamente sbagliato pensare che quella del 2012 sia una psicosi soltanto italiana. Come abbiamo visto in questo e nei post precedenti, molte persone, in diverse parti del mondo, si stanno preparando in modi anche alquanto bizzarri a questo 21 Dicembre.

State molto attenti. Non pensate che si tratti di squilibrati impauriti da questa data per la fine del mondo. La cosa che deve farci riflettere e’ invece la speculazione che alcune persone stanno facendo nei confronti di molte altre. Come sappiamo bene, e come abbiamo discusso in questo post:

Homo homini lupus

il pericolo maggiore per l’uomo, soprattutto per questo 21/12, e’ l’uomo stesso, sempre pronto a sfruttare la paura e il terrore delle altre persone.

Prima di cercare come salvarsi dalla fine del mondo, sarebbe il caso di capire cosa c’e’ di vero in questa fine del calendario Maya. Per rispondere scientificamente a questa, e a molte altre domande, non perdete in libreria  ”Psicosi 2012. Le risposte della scienza”.