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Levitazione acustica

7 Set

Qualche giorno fa, sono stati pubblicati i risultati di una ricerca davvero interessante. Credo sia il caso di analizzarli prima di tutto per la curiosita’ che possono innescare, ma soprattutto per le importanti applicazioni future che questi studi potrebbero avere.

Come forse avrete letto su diversi giornali, un gruppo dell’universita’ di Zurigo, guidato da un ricercatore italiano, e’ riuscito a creare il primo sistema di levitazione e movimentazione acustica.

Di cosa si tratta?

Detto in parole molto semplici, il suono altro non e’ che una successione di compressione e rarefazioni del mezzo in cui si muove, nel caso piu’ comune l’aria. Cioe’? Le onde sonore si propagano spostando l’aria e sono proprio queste vibrazioni quelle che noi udiamo e che fanno vibrare il nostro apparato uditivo. Infatti, come sapete, il suono non si propaga in un ambiente dove e’ stato fatto il vuoto proprio perche’ manca il mezzo per poterlo far camminare.

Il sistema di levitazione e movimentazione basato su onde sonore

Il sistema di levitazione e movimentazione basato su onde sonore

Molte fonti fanno un po’ di confusione nella descrizione dell’apparato sperimentale realizzato a Zurigo, fornendo informazioni poco chiare o in alcuni casi sbagliate. Pensateci bene, se il suono crea uno spostamento dell’aria, allora un’onda sonora potrebbe essere utilizzata per far muovere un oggetto molto leggero. Bene, questo e’ il principio di base.

Al contrario di quello che trovate su molti giornali, la levitazione sonora e’ una cosa conosciuta gia’ da molti anni, dunque non e’ stata affatto “inventata” a Zurigo. Come funziona? Se ci pensate, se mettiamo un suono a spingere un oggetto, questo riuscirebbe a farlo muovere in una direzione. Per poterlo far levitare, e’ necessario avere due superfici, una emettitrice del suono e una in cui viene riflesso. Poiche’ l’onda sonora e’ come una sinusoide che si muove, calibrando opportunamente i nodi dell’onda, ottenuta dalla sovrapposizione dell’onda emessa e di quella riflessa, possiamo tenere l’oggetto fermo in questo punto. Sembra complicato ma non lo e’. Il “nodo” e’ quel punto in cui l’onda si annulla. Rimanendo nell’esempio della sinusoide, e’ quel punto in cui la funzione attraversa lo zero.

Bene, se mettiamo l’oggetto esattamente nel nodo, questo rimarra’ sospeso in questo punto, cioe’ l’onda sonora riuscira’ esattamente a bilanciare il peso dell’oggetto. Questo e’ il concetto della levitazione acustica che si conosce gia’ da diversi anni.

Dunque, cosa e’ stato studiato a Zurigo?

La levitazione acustica di cui stiamo parlando e’ un qualcosa di statico. Si mette l’oggetto nel nodo e questo resta in equilibrio. Lo studio pubblicato in questi giorni riguarda invece un apparato sperimentale realizzato ponendo diversi emettitori in linea con altrettanti riflettori in alto. Modulando la frequenza delle onde sonore e la loro intensita’, e’ possibile spostare orizzontalmente i nodi. Come potete facilmente capire, se l’oggetto e’ fisso nel nodo, punto di equilibrio, spostando il punto riusciamo a far muovere anche l’oggetto dal momento che questo e’ vincolato nel nodo.

Come potete capire facilmente, le limitazioni principali del sistema sono sul peso dell’oggetto posizionato, oltre che ovviamente nel suo volume. Il sistema realizzato consente di far levitare e  spostare, ad esempio, gocce di liquido o piccole quantita’ di solido.

Bellissimo, ma a cosa serve?

Pensateci bene, potete posizionare qualcosa nel sistema e farlo muovere senza toccarlo. Non vi viene in mente nulla? Nel settore farmaceutico, la manipolazione tra sostsnze e’ spesso inficiata dal contatto, seppur minimo, manuale. Il poter mescolare due sostanze facendole scontrare senza forze esterne rappresenta un vantaggio importantissimo in questo settore.

Inoltre, questo sistema potrebbe essere utilizzato nella manipolazione genetica delle cellule. Frammenti di DNA possono essere inseriti nelle cellule evitando tutta una serie di problematiche legate al metodo tradizionale, manipolazione manuale, contaminazione, ecc.

Altra applicazione importante potrebbe, ad esempio, essere nella manipolazione senza mani di sostanze tossiche e radioattive. Anche in questo caso, il contatto con l’umo potrebbe causare danni alla salute evitabili con l’utilizzo di questo sistema.

Concludendo, la levitazione acustica e’ un processo noto gia’ da tempo. Solo in questi giorni pero’, si e’ riusciti a realizzare un sistema in grado anche di spostare oggetti. Le applicazioni di questo sistema potrebbero essere molteplici. Il dispositivo consente infatti di poter mescolare o trattare piccole parti di liquido o solido senza il minimo contatto con l’essere umano, con evidenti vantaggi sia nel settore farmaceutico che in quello biologico.

 

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

Risparmiare con la lavatrice

15 Lug

Diverse volte ci siamo occupati di risparmio energetico domestico, analizzando prima di tutto i consumi dei nostri elettrodomestici quando vengono lasciati in standby:

Il led rosso dello stadby …

ma soprattutto spiegando e valutando il contributo ai consumi dei singoli elettrodomestici che abbiamo in casa:

Elettrodomestici e bolletta

In questo post, su suggerimento di una nostra lettrice, vorrei tornare a parlare della lavatrice. In particolare, mi e’ stato chiesto di spiegare come funzionano i cosiddetti “foglietti acchiappacolore”.

Sapete a cosa mi riferisco?

Chiunque abbia mai fatto una lavatrice sa bene che la prima cosa da fare e’ separare i panni bianchi da quelli colorati che potrebbero potenzialmente stingere. Come sappiamo bene, in caso contrario potremmo tirare fuori dall’oblo’ dei panni che prima erano bianchi ed ora sono di un bel rosato.

Fare questa distinzione, comporta pero’ un maggior tempo per accumulare un carico in grado di riempire la lavatrice. Molto spesso, per esigenze di lavaggio, si tende dunque a far partire la lavatrice non proprio a pieno carico. Torneremo successivamente su questo punto.

Detto questo, avere la possibilita’ di mescolare tutti i panni insieme comporta sicuramente una facilita’ di lavaggio. A tal proposito, sono stati appunto proposti questi foglietti acchiappacolore.

Come funzionano?

Anche se i costituenti fondamentali sono segreti e brevettati da una ditta irlandese, il meccanismo alla base sfrutta la differenza di carica tra colore e foglietto. Mi spiego meglio. I coloranti tessili piu’ utilizzati hanno carica negativa. Inserendo nella lavatrice un foglietto carico positivo, la differenza di carica elettrica fa attaccare il colore solo al foglietto come se fosse una calamita.

A differenza di quanto si legge su alcuni siti, il foglietto e’ del tutto riciclabile e puo’ essere tranquillamente buttato insieme ai rifiuti cartacei nella raccolta differenziata.

Funzionano davvero questo foglietti?

Su questo punto, le opinioni in rete non sono molto concordi. C’e’ chi dichiara l’assoluta inutilita’ del metodo e chi ne elogia le caratteristiche. Quello che purtroppo sfugge a molti e’ che la lavatrice va comunque caricata con un certo criterio. Qualora fossero presenti capi che stingono molto, puo’ essere necessario inserire piu’ di un foglietto.

Sicuramente, il punto a sfavore di questa soluzione e’ la non economicita’ dei foglietti. Qualche tempo fa, avevamo pero’ affrontato il discorso dei detersivi biologici fatti in casa:

Detersivi Ecologici

Bene, esiste gia’ un metodo per preparare ache i foglietti in casa. Per fare questo, basta prendere dei panni di cotone, un barattolo di vetro e della soda per bucato. Mettete nel vasetto un po’ di acqua calda e sciogliete all’interno la soda. A questo punto, immergete il panno di cotone per alcuni minuti fino a quando non sara’ pregno d’acqua. Fate asciugare all’aria il quadrato di stoffa e il vostro foglietto domestico e’ pronto. Essendo basato su prodotti naturali, l’efficacia di questa soluzione a parita’ di superficie e’ leggermente inferiore a quella dei foglietti commerciali. Visto il risparmio pero’, potete anche pensare di mettere piu’ di un foglietto nel bucato.

Ora pero’, onde pensare che questo sia divenuto un blog di soluzioni domestiche, torniamo al discorso sui consumi energetici. Come detto, il problema di dover accumulare la quantita’ corretta di abiti da lavare, spinge in alcuni casi a far partire la lavatrice non a pieno carico.

Nei modelli non troppo vecchi, e’ presente il tasto mezzo carico, che ci consente di far partire la lavatrice in modo ottimale anche con la meta’ del carico massimo. Quello che non tutti sanno, e’ che questa soluzione non consente assolutamente di spendere meta’ dell’energia ne tantomeno dell’acqua.

Mi spiego meglio.

Per capire il discorso, vi riporto il link di una nota casa produttrice, in cui trovate i dati di consumo di un modello specifico:

Dati lavatrice

Notate in particolare queste righe:

Consumo energetico 60° pieno carico (kWh): 0.76
Consumo energetico 60° mezzo carico (kWh): 0.66

Cosa dicono?

Lavando a 60 gradi, il consumo a pieno carico e’ di 0.76 KWh. Lavando alla stessa temperatura, ma con meta’ del carico, il consumo e’ di 0.66 KWh. Mettendo il 50% del carico, risparmiate solo il 13% di energia.

Capite dunque perche’, ogni qual volta si parla di soluzioni per il risparmio energetico, si dice di far andare la lavatrice a pieno carico.

Valori un po’ piu’ convenienti si hanno, ad esempio, per l’asciugatrice. Se guardiamo ai dati di un modello specifico:

Dati Asciugatrice

Vediamo che:

Consumo di energia del programma cotone standard a pieno carico: 2.03 kWh

Consumo di energia del programma cotone standard a mezzo carico: 1.24 kWh

In questo caso si ha un risparmio maggiore, ma comunuqe sempre lontano dal 50% di energia che si potrebbe erroneamente pensare.

I nuovi modelli di lavatrice hanno invece dei sensori nel cestello in grado di pesare il carico e ottimizzare il consumo di acqua e elettricita’. In questo caso, il risparmio e’ sicuramente migliore, anche se il riscalo in base al carico non e’ assolutamente proporzionale. Con cio’ si intende che il consumo non sara’ mai proporzionale al peso in Kg di bucato, anche se migliore dei vecchi modelli.

Concludendo, la lavatrice e’ sicuramente uno degli elettrodomestici piu’ utilizzati e che maggiormente contribuisce ai nostri consumi domestici. I foglietti acchiappacolore consentono, almeno in linea di principio, e se usati correttamente, di ottimizzare il carico mescolando abiti diversi. Far funzionare una lavatrice non a pieno carico, o al limite nella funzione mezzo carico, consente un risparmio irrisorio rispetto al pieno carico. Condizione migliore si ha con i nuovi elettrodomestici sensibili al reale peso del bucato. Nonostante questo, la cosa migliore per risparmiare energia e’ sicuramente quella di far girare la lavatrice a pieno carico sempre.

 

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

Detersivi ecologici

26 Mag

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.