Il metodo made in Italy per produrre Idrogeno

Da molti anni, ormai, sentiamo parlare di un futuro energetico incentrato sull’idrogeno. Molti, parlano di questo possibile combustibile addirittura speculando su un passaggio dall’era del petrolio a quella dell’idrogeno. Come tutti sappiamo, questa soluzione potrebbe essere utilizzata in tantissimi settori. Anche se il più noto, e lasciatemi dire su cui tante leggende sono state create, è quello delle macchine alimentate a idrogeno, questo elemento potrebbe servire per produrre corrente elettrica ed energia nei più svariati settori industriali, consentendo, finalmente, di mettere da parte i fortemente inquinanti idrocarburi ma, soprattutto, l’economia basata su questi oli che non ha fatto altro che creare centri di potere, in primis, e guerre per l’appropriazione e lo sfruttamento dei giacimenti sparsi per il mondo.

Perché, ancora oggi, visto che molti parlano di una panacea di tutti i mali, non utilizziamo l’idrogeno?

Come sapete, molti parlano di poteri forti in grado di bloccare lo sviluppo di queste tecnologie per puri fini economici. Da un lato, queste affermazioni sono corrette. Non voglio nascondermi dietro un dito e dire che viviamo in un mondo ideale. Come tutti sanno, i soldi fanno andare l’acqua in salita ma, soprattutto, decidono dove l’acqua deve passare e dove no. Questo lato economico-oscuro non è però materia del nostro blog. Quello su cui invece vorrei spingere tutti a ragionare è il discorso prettamente energetico e ambientale dell’idrogeno.

Anche molti tra i cosiddetti esperti dell’energia, un po’ per secondi fini ma, mi dispiace dirlo, a volte anche per ignoranza, quando parlano di fonti alternative, dunque non solo idrogeno, dimenticano sempre di prendere in considerazione l’intera filiera del settore che non comprende solo l’utilizzo della risorsa ma anche la sua estrazione o eventuale produzione, stoccaggio, distribuzione, ecc.

Che cosa intendo con questo?

Facciamo un esempio pratico ma inventato. Immaginate di trovare una nuova fonte energetica che possa essere utilizzata per alimentare le automobili. Questa risorsa rende la vostra macchina assolutamente non inquinante e costa 1/10 della benzina. Bene, annunciate la vostra scoperta su internet e immediatamente si formerà un esercito di internauti pronti a parlare della vostra genialata e del fatto che la ricerca, insieme con qualche burocrate in giacca, cravatta e occhiali scuri, vi sta ostacolando. Scommetto che questa storiella ve ne ricorda tante altre sentite in questi anni. Dov’è il problema? Semplice, anche se il nostro carburante costa poco e non inquina, come si produce? Dove si estrae? Se per produrre questo carburante dovete utilizzare carbone, oli o elementi chimici che produrrebbero un effetto sull’atmosfera peggiore di quella dell’uso del petrolio, la vostra invenzione sarebbe ancora molto conveniente? Direi proprio di no.

Bene, questo è quello che vorrei far capire. Ogni qual volta si parla di qualcosa legato all’energia e all’inquinamento, dovete sempre mettere in conto tutti gli aspetti legati a quella determinata risorsa. Esempio pratico? I pannelli solari producono energia dalla fonte rinnovabile per eccellenza, il Sole. Nessuno però vi racconta mai dei costi di produzione dei pannelli o, soprattutto, di quelli di smaltimento dei pannelli ormai esausti. Tenendo conto di questi fattori, si deve ridimensionare molto il vantaggio ottenuto con l’uso di pannelli commerciali. Per carità, non voglio dire che questa soluzione debba essere scartata. Il mio pensiero vuole solo mostrare gli altri aspetti che spesso, soprattutto tra i sostenitori di una tecnologia, vengono completamente taciuti.

Perdonate questa mia lunga introduzione, ma quanto detto è, a mio avviso, importante per inquadrare al meglio la situazione.

Tornando ora al discorso idrogeno, come forse avrete letto, un team di ricercatori del CNR, per essere precisi della sezione di Firenze, ha trovato un nuovo processo di produzione dell’idrogeno che riesce a sfruttare i cosiddetti oli rinnovabili.

Perché è così interessante questa notizia? Alla luce di quanto detto sopra, ad oggi, esistono due modi principali di produzione dell’idrogeno, entrambi con criticità molto importanti. Il primo metodo di produzione consiste nell’estrazione dell’idrogeno dal metano. Per poter avviare il processo è però necessario ossigenare l’ambiente. In questo caso, la produzione di idrogeno è accompagnata da quella di anidride carbonica. Risultato? La produzione di CO2, come è noto, è da evitare per le conseguenze sull’ambiente. Vedete come le considerazioni iniziali ci consentono di fare ora un’analisi critica dell’intero processo?

Il secondo metodo possibile per la produzione dell’idrogeno è semplicemente basato sull’elettrolisi dell’acqua, cioè nella scomposizione di questa fonte nota e ampiamente disponibile in idrogeno e ossigeno. Quale sarebbe ora il rovescio della medaglia? Per fare l’elettrolisi dell’acqua occorre fornire molta energia, energia che deve ovviamente essere messa in conto quando si calcola il rendimento della risorsa. Esempio pratico, se per innescare l’elettrolisi utilizzate energia prodotta da fonti rinnovabili, questo contributo inquinante deve essere contabilizzato e l’idrogeno non è più così pulito. Oltre al problema del costo energetico di produzione, nel caso dell’elettrolisi si deve considerare anche il fattore sicurezza. Idrogeno e ossigeno vengono prodotti ad alte pressioni. Se, per puro caso, i due elementi vengono in contatto tra loro, si crea una miscela fortemente esplosiva.

Alla luce di quanto detto, credo che ora sia più chiaro a tutti il perché, escluso il discorso economico legato al petrolio, ancora oggi la futuribile economia dell’idrogeno ancora stenta a decollare.

Bene, quale sarebbe allora questo metodo made in Italy che i ricercatori del CNR hanno inventato? Come anticipato, questo sistema di produzione sfrutta gli alcoli rinnovabili. Credo che tutti abbiamo bene in mente cosa sia un alcol, perché però parliamo di rinnovabili? Detto molto semplicemente, si tratta degli alcoli, glicerolo, metanolo, ecc., prodotti dalle biomasse, quindi sfruttabili, rinnovabili e anche assolutamente diffuse.

Come funziona questo metodo?

Come noto alla chimica, rompere la molecola d’acqua in presenza di alcoli richiede molta meno energia rispetto a quella necessaria in presenza di sola acqua. Nessuno però, fino ad oggi, aveva pensato di sfruttare questa evidenza per la produzione di idrogeno. La vera innovazione di questo processo è nell’aggiunta di elettrodi nanostrutturati ricoperti di palladio che fungono da catalizzatori per il processo e raccolgono l’idrogeno prodotto nella reazione. A questo punto, immergendo gli elettrodi in una soluzione acquosa di alcoli è possibile rompere la molecola di acqua producendo idrogeno, evitando la formazione di ossigeno libero e, soprattutto, risparmiando il 60% dell’energia rispetto all’elettrolisi.

Come annunciato anche dagli stessi ricercatori, questo sistema potrà servire in un primo momento per la produzione di batterie portatili in grado di fornire energia in luoghi isolati e, a seguito di ulteriori ricerche e perfezionamenti, potrà essere sfruttato anche per la realizzazione di generatori da qualche KWh fino a potenze più alte.

Apro e chiudo parentesi, non per essere polemico ma per mostrare l’ambito nel quale molto spesso le ricerche si svolgono. Il gruppo di ricerca è riuscito a trovare i finanziamenti per i suoi studi perché al progetto hanno partecipato alcuni enti privati finanziatori, tra cui il credito cooperativo di Firenze.

Solo per concludere, e giusto per ricalcare nuovamente il fatto che la ricerca non si è dimenticata dell’idrogeno, anche a livello governativo, nelle direttive per l’obiettivo 2020 è stato imposto un target di 45KWh per la produzione di 1 Kg di idrogeno. Obiettivo considerato futuribile fino ad oggi ma che richiedeva ricerca aggiuntiva sui sistemi di produzione. Bene, il metodo inventato dal CNR richiede soltanto 18.5KWh per produrre 1 Kg di idrogeno. Direi che questo rende sicuramente il processo economicamente vantaggioso e apre finalmente le porte a un utilizzo, che sarà sempre e comunque graduale, di questa risorsa nella vita di tutti i giorni.

 

”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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La terribile Vespa Mandarina

Attraverso le pagine e le discussione del nostro forum:

– Psicosi 2012, forum

ci e’ stato suggerito un argomento di discussione davvero molto interessante. Negli ultimi tempi, sulla rete, termometro inconfondibile del bisogno di catastrofismo, si comincia a parlare sempre piu’ insistentemente della cosiddetta “vespa mandarina”. Premetto subito che si tratta di una specie di insetto reale ma, come potete immaginare, il tono degli articoli che compaiono in rete non e’ certo di sola curiosita’ o di entomologia.

La Vespa Mandrina e’ un insetto presente in diversi paesi dell’Asia Orientale ed in particolare in Giappone. Una delle caratteristiche salienti di questa vespa e’ la sua enorme mole che la porta di diritto ad essere la piu’ grande vespa del mondo. Per darvi un’idea, la lunghezza di questi insetti e’ intorno ai 5 cm, valore che puo’ raggiungere i 5.5 cm per le regine.

Per farvi capire l’ordine di grandezza, vi mostro una foto dell’animale:

Come vedete, la vespa mandarina presenta delle caratteristiche salienti che la distinguono dagli altri insetti nostrani della stessa tipologia. Prima di tutto, la colorazione del corpo e della testa sono abbastanza unici. Inoltre, il peziolo, cioe’ la congiunzione tra torace e addome e’ molto sottile.

Caratteristica importante di questo animale e’ la dimensione del pungiglione che e’ dell’ordine di 6 mm, il piu’ grande nella famiglia di questi insetti.

Perche’ si parla tanto di questi animali in questi giorni?

Come forse avrete letto in rete, molte notizie parlano di diverse vittime in Giappone, anche fino a 40, morte a causa delle punture della vespa mandarina. Secondo quanto riportato, il numero di questi insetti sarebbe cresciuto notevolmente negli ultimi mesi a causa dell’aumento globale della temperature. A causa di questo, molte fonti hanno gia’ ribattezzato questo animale “vespa assassina”. Secondo alcuni poi, ci sarebbero diverse segnalazioni che riporterebbero la presenza di questi insetti anche in Europa, immaginate con quali conseguenze.

Cerchiamo di ragionare su quanto detto, analizzando i vari aspetti toccati. Prima di tutto, sono cosi’ pericolose queste api?

Purtroppo si. Il veleno iniettato da questi animali in caso di puntura e’ estremamente pericoloso e anche le dosi sono notevolmente maggiori rispetto a quelle di altri insetti anche della stessa famiglia. Il veleno e’ una miscela di sostanze diverse, alcune in grado di provocare dolore, altre di amplificarlo e altre ancora in grado di danneggiare localmente i tessuti. Inoltre, sono presenti anche delle sostanze in grado di attirare altre vespe killer che, dunque, dopo aver punto richiamano altri insetti provocando successive punture alla vittima. Ovviamente, questo non fa altro che aumentare la dose di veleno assorbita dal mal capitato.

Proprio la presenza di queste molecole nel liquido iniettato rende molto pericolosa la puntura di questi insetti. Per la vespa mandarina, valgono esattamente le stesse regole delle specie nostrane. Il veleno puo’ ovviamente portare alla morte in soggetti allergici, ma, in questo caso piu’ di quello nostrano, anche soggetti non allergici possono avere gravi conseguenze. Il primo motivo e’ da ricercarsi proprio nella sostanza di richiamo contenuta nella miscela velenosa. A causa di questo meccanismo, i volumi di veleno assorbiti sono maggiori e dunque aumentano anche le possibilita’ di conseguenze.

Per loro natura, queste vespe non sono aggressive. I casi di attacco si registrano quando qualcuno si avvicina a distanza inferiore a 10 metri al nido degli animali. In questi casi, come e’ lecito e normale nel mondo animale, scatta l’allarme e la puntura e’ un meccanismo di difesa degli insetti.

Per quanto riguarda la presenza di questi animali in Europa, inutile dire che non si tratta solo ed esclusivamente di voci. Attenzione, se venissero trovati questi insetti anche dalle nostre parti, non sarebbe in realta’ una sorpresa. La globalizzazione e lo scambio continuo di merci tra le diverse parti del mondo, crea la possibilita’ che specie animali possano essere trasferite da un luogo all’altro. Nonostante questo, e lo ripeto, non ci sono, ad oggi, prove reali della presenza di questi animali ne’ in Europa, ne’ tantomeno in Italia.

Ultima considerazione importante, come visto, in rete si legge che questo animale avrebbe gia’ causato 40 vittine in Giappone. Vi sembrano numeri grandi? Proviamo a leggere da wikipedia cosa viene detto a proposito della vespa mandarina:

Ogni anno fra le 20 e le 40 persone muoiono in Giappone dopo essere state punte.

Questi sono numeri normali che vengono registrati in Giappone. Non c’e’ assolutamente nulla di strano in quanto affermato. Capite bene di come questa informazione sia usata solo per cercare di far apparire anomala una situazione del tutto normale!

Concludendo, la vespa mandarina e’ ovviamente una specie pericolosa e che puo’ portare, in caso di puntura, alla morte. Il fatto di aver registrato 40 vittime in Giappone nel corso dell’anno, e’ del tutto normale e non vi e’ assolutamente un incremento del numero delle vittime rispetto ai numeri registrati negli anni precedenti. Inoltre, non c’e’ nessuna prova reale della presenza, almeno ad oggi, di questi animali in Europa.

 

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Geyser di 5 metri a Fiumicino

Sicuramente tutti avrete letto la notizia del geyser che e’ comparso a Fiumicino vicino Roma. Vi confesso che avevo lasciato passare la notizia perche’ considerata non troppo di rilievo. In questi ultimi giorni pero’, si sta assistendo ad una speculazione mediatica, anche ad opera di alcuni giornali, che tende a creare un caso dove questo non esiste.

Mi spiego meglio, facendo un sunto delle notizie, da molte fonti trovate che si tratta di un geyser alto ben 5 metri che e’ comparso da un momento all’altro. La zona e’ conosciutissima e mai si erano verificati fenomeni di questo tipo. Qualcuno, vista l’enorme altezza del rilascio di gas, parla di pericolo per la circolazione aerea. Secondo alcuni fonti, il soffione si troverebbe addirittura dentro all’aereoporto. Vi tralascio tutte le notizie piu’ barzelletta che parlano di fuga di gas da depositi sotterranei di stoccaggio per scie chimiche. Fortunatamente notizie di questo tipo non sono diffuse.

Detto questo, forse e’ il caso di capire un po’ meglio quello che sta accadendo.

Prima cosa, il geyser e’ comparso negli ultimi giorni, vero. E’ assolutamente falso che il soffione si troverebbe all’interno dell’aeroporto Leonardo da Vinci. Il luogo preciso del rilascio di gas e’ in Via Coccia di Morto, strada che costeggia l’aeroporto ma che non e’ all’interno dello stesso.

Seconda precisazione, questa necessaria per rispondere a tantissimi giornali, il geyser e’ alto ben 5 metri. Senza dire nulla, vi mostro un video girato sul posto che mostra la situazione reale:

5 metri? Forse, e dico forse, si sta un po’ esagerando giornalisticamente parlando.

Detto questo, e come da buona tradizione italiana, l’uscita di gas dal terreno ha innescato immediatamente una polemica politica all’interno del comune di Fiumicino. Come avrete letto, maggioranza e opposizione hanno creato un botta e risposta sui giornali senza fine. Qualcuno parla di carotaggi per valutare la possibilita’ di un sottopassaggio, i diretti interessati smentiscono, poi pero’ si parla di ruspe intente a sondare il terreno, ma la cosa viene smentita perche’ erano lavori del gas. Qualcuno parla anche di voler deviare il corso del Tevere e dunque aver innescato la fuoriuscita del gas, anche questa smentita. Insomma, come siamo abituati da troppo tempo, un continuo rincorrersi di dichiarazioni e smentite basate sul nulla se non sulla chiacchiera di paese.

Lasciamo stare lo scontro politico all’interno del comune per parlare invece del geyser. Le analisi fatte sul gas, hanno dimostrato che la fuoriuscita e’ composta al 90% da anidride carbonica con l’aggiunta di metano e idrogeno solforato. Come e’ noto, l’anidride carbonica e’ dannosa per l’uomo, per cui la zona e’ attualmente recintata e presidiata da una pattuglia dei vigili urbani. Questa misura e’ stata necessaria per impedire ai molti curiosi di avvicinarsi troppo alla bocca del geyser. Solo per farvi un esempio, testimoni locali raccontano di un pullman di turisti giapponesi accorsi a fotografare il gas prima di diregersi all’aeroporto.

Da dove proviene questo gas?

Vi dico subito che si tratta di un fenomeno assolutamente naturale. In molti comuni della zona, di origine chiaramente vulcanica come noto per i cosiddetti castelli romani, da tempo e’ stata segnalata la presenza di gas nel terreno a concentrazione maggiore rispetto ad altre parti d’Italia e dovuta proprio all’origine vulcanica. A volte, questi gas possono risalire fino in superficie lungo faglie e fratture, incontrando anche, come e’ ovvio, falde acquifere.

Fenomeni di questo tipo si sono gia’ verificati numerose volte anche nella stessa zona. Nel 2005, ad esempio, si verifico’ una fuoriuscita analoga durante dei lavori di costruzione. Proprio per questo motivo, per qualsiasi lavoro di edilizia all’interno del comune, viene richiesta l’analisi della concentrazione di gas nel terreno. Questo proprio per evitare che possano verificarsi fughe di gas pericolose per la popolazione e per gli operai al lavoro.

Oltre a queste direttive edilizie, i sindaci dei comuni interessati, di concerto con la regione Lazio, hanno predisposto norme di sicurezza atte a prevenire incidenti dovuti anche a minime fuoriuscite di gas. Per farvi qualche esempio, bisogna areare i locali interrati o semiinterrati prima di accedervi, e’ necessaria la presenza di un’altra persona prima di accedere in piscine svuotate, questo per evitare che ci siano strati bassi di gas pericoloso, e’ vietato creare luoghi di svago o camere da letto a livelli semiinterrati, ecc. Capite bene che queste norme servono proprio per evitare che gas uscito, anche in minima parte dal terreno, possa depositarsi all’interno di zone in cui poi si dovra’ accedere.

Concludendo, e’ assolutamente falso parlare di geyser di 5 metri e tantomeno pensare che questo fenomeno sia all’interno dello scalo aeroportuale o che rappresenti una minaccia per la circolazione aerea. Come abbiamo visto, si tratta di un fenomeno gia’ accaduto in passato e comprensibile alla luce della conoscenza geologica che abbiamo sulla zona in questione. Detto questo, il geyser e’ del tutto naturale, non presenta un pericolo per la popolazione e, come riportato anche da alune fonti aggiornate, sembrerebbe che in queste ore il fenomeno si stia riducendo notevolmente.

 

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Ancora sulla Terra che ribolle

Visto che e’ un argomento che interessa molto, torno per un breve aggiornamento sulla faccenda della terra che ribolle in Emilia Romagna. Come visto in questi articoli:

– Ad un anno dal sisma, la terra ribolle in Emilia

– Ultime news sulla terra che ribolle a Mantova

in due comuni dell’Emilia si erano registrati dei fenomeni di fuoriuscita di gas dal terreno, accompagnate da un rumore come di ribollimento sotto la superficie.

Nei post precedenti, avevamo mostrato non solo le nostre considerazioni, ma anche i risultati preliminari sull’emissione di gas. Come evidenziato piu’ volte, questo genere di fenomeni possono essere prodotti da tante cause, molte naturali, e, al contrario di quanto vorrebbero farvi credere in rete, non preannunciano assolutamente un terremoto in arrivo.

Nei post precedenti, diverse volte ci siamo chiesti come mai ci volesse tutto questo tempo per portare risultati definitivi e oggettivi di un campione di terreno. Proprio in questi giorni, e’ stato mostrato il perche’. Purtroppo, la risposta al questito non viene certo da incapacita’ nell’effettuare analisi, bensi’ nella solita mancanza di fondi alal ricerca italiana.

Andiamo con ordine.

Alessandro Favia, un consigliere regionale del Movimento 5 stelle, avrebbe prelevato un campione di terreno e lo avrebbe fatto analizzare autonomamente. In un articolo scritto sul suo blog:

– Favia analisi terra

dice che i risultati, ripeto condotti su un campione di fango, mostrano la presenza di idrocarburi nel terreno, oltre a concentrazioni elevatissime di acido butirrico.

Cosa significa questo?

Non vorrei sembrare il solito malpensante, ma scrivere un articolo del genere non significa assolutamente nulla. Dal punto di vista scientifico, si dovrebbe prima di tutto spiegare come e dove e’ stato raccolto il campione di terreno. Inoltre, dire “quantita’ elevate” di qualcosa non significa nulla. Nelle scienze, tanto o poco non hanno senso, tutto deve essere accompagnato da numeri. Dal momento che ci sono state analisi, perche’ non vengono mostrati i risultati?

Nonostante questa mia considerazione personale, andiamo oltre. Il fatto di avere idrocarburi non significa nulla. Quali idrocarburi? In che quantita’? Dal momento che diverse volte Favia si e’ schierato contro la fratturazione idraulica e le perforazioni in generale, non vorrei che il suo fosse un messaggio per spingere l’opinione pubblica verso l’idea di una perforazione in corso. Ovviamente, anche qui ci siamo schierati contro il fracking, mostrando le notevoli pecche attuali di questa tecnica e la richiesta di maggiori studi in campo scientifico prima di un utilizzo massiccio. La mia non vuole essere un’accusa verso questa iniziativa molto lodevole del consigliere, solo che per poter discutere servono numeri.

Personalmente, anche la presenza di acido butirrico mi sembra alquanto strana. Nell’articolo si parla di quantita’ molto elevate. Ma elevate quanto? L’acido butirrico ha tra le sue proprieta’ quella di avere un odore pestilenziale e nauseabondo. Come potete leggere nell’articolo di wikipedia:

– Wikipedia Acido Butirrico

questo acido viene prodotto nella fermentazione di alcuni formaggi. A causa del suo odore, un riversamento di questa sostanza nel terreno sarebbe “percepibile” anche a distanza elevata.

Ritornando all’articolo, vorrei invece parlare dei commenti che trovate in fondo. Come potete leggere, nella discussione e’ intervenuta anche Fedora Quattrocchi, una dirigente di ricerca tecnologa dell’INGV. Come spiegato nel suo commento, il motivo del ritardo nel conoscere i risultati delle analisi e’ dovuto al fatto che, molto spesso, le iniziative di questo tipo nello studio di fenomeni del genere vengono fatte su base volontaria. La dr.ssa Quattrocchi e’ responsabile di un gruppo di ricerca composto principalmente di precari, molto spesso pagati per condurre ricerche esterne. Proprio per questo motivo, le analisi di questo tipo possono essere condotte solo durante il tempo libero.

Come detto sempre nel commento, la priorita’ dell’INGV, aggiungo io giustamente, era quella di creare una rete sismica affidabile e che consentisse di monitorare e registrate tutti i terremoti nel nostro territorio. Ora, la rete e’ abbastanza completa e la stessa Quattrocchi auspica che in futuro maggiore attenzione verra’ posta nello studio delle emissioni dal terreno. Come sappiamo, anche se non e’ quello di Mantova il caso, queste emissioni potrebbero essere importanti anche per capire meglio i precursori sismici o comunque per aiutare ad avere un quadro piu’ completo della dinamica prima, durante e dopo un sisma.

Sempre nel commento, impariamo anche un’altra cosa molto curiosa. L’ARPA, cioe’ l’agenzia regionale per la protezione dell’ambiente, non e’ tenuta a contattare l’INGV qualora venisse a conoscenza di emissioni di fluidi e gas dal terreno. In tal senso, l’ARPA si puo’ limitare a fare un sopralluogo prendendo atto delle emissioni, ma senza contattare gli esperti dell’INGV. Analogamente, anche le compagnie petrolifere, che ovviamente conducono studi e molto spesso hanno esperti sismologi interni, non sono assolutamente tenute per legge a condividere i loro risultati con l’INGV.

Personalmente, trovo queste evidenze una notevole falla o mancanza legislativa. Nel momento in cui esiste un istituto nazionale che si occupa di questi fenomeni, mi sembrerebbe d’obbligo che altri enti condividano con questo istituto evidenze, informazioni o analisi.

Concludendo, abbiamo finalmente capito perche’ c’e’ tutto questo ritardo per conoscere i risultati delle analisi sulla terra che ribolle. Le analisi indipendenti, fatte da un consigliere regionale, mostrerebbero, il condizionale e’ dobbligo vista la non condivisione dei risultati, valori elevati di idrocarburi e acido butirrico nel terreno della zona. Come abbiamo visto, la mancanza di fondi e la mancanza di condivisione delle informazioni non regolamentata a livello legislativo, rendono il lavoro del nostro INGV molto difficile. Speriamo che prima o poi la situazione si sblocchi, anche perche’ molto spesso abbiamo parlato di prevenzione e studi necessari come unica arma per comprendere e anticipare i terremoti.

 

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Ultime news sulla terra che ribolle a Mantova

Qualche giorno fa, avevamo parlato di un curioso fenomeno in corso in Emilia:

– Ad un anno dal sisma, la terra ribolle in Emilia

Come forse ricorderete, in almeno due siti, alcuni agricoltori avevano riportato degli strani fenomeni provenienti dal terreno che sembrava quasi ribollire. Da subito, si era pensato all’emissione di  qualche gas dal sottosuolo o anche a movimenti di acqua nel terreno a seguito delle copiose piogge avvenute nei giorni precedenti.

Dopo diversi giorni, sono finalmente arrivate le analisi condotte dagli esperti sul terreno.

Come forse avrete letto, il gas emesso e’ una miscela di metano, anidride carbonica e azoto. Al momento, ancora non si sa quale potrebbe essere l’origine di questi gas, ma soprattutto a che profondita’ verrebbero emessi.

Questa e’ la notizia che trovate su diversi siti internet.

A questo punto, vorrei pero’ fare qualche considerazione aggiuntiva. Premesso, come ormai sapete bene, che il radon non e’ un precursore sismico, non c’e’ traccia di questo gas nelle emissioni dal terreno. Come visto tante volte, possono esistere terremoti preceduti da emissioni di radon, come possono esistere terremoti senza emissioni di questo gas. In aggiunta poi, ci possono essere emissioni di radon senza essere seguite da un sisma. Nonostante questo, la voce che si era creata sul web che il gas emesso a San Giovanni del Dosso fosse Radon, non ha fatto altro che allertare la popolazione del posto ancora spaventata dal sisma del 2012.

Dal punto di vista geologico, non essendoci emissioni di radon o di altri gas che potrebbero essere emessi da movimenti di faglia, con buona probabilita’ lo strano fenomeno nel terreno di San Giovanni non e’ assolutamente un precursore sismico, bensi’ una conseguenza del sisma dell’anno scorso.

Come e’ noto, terremoti di forte intensita’ possono portare conseguenze a livello geologico che possono perdurare anche per anni dopo l’evento principale. Tra queste dobbiamo includere emissione di gas, liquefazione del terreno, vulcanelli, ecc.

Permettemi anche un’altra considerazione. Come riportato negli ultimi giorni dalla Gazzetta di Mantova, che e’ il giornale locale che sta seguendo piu’ da vicino l’evolversi della situazione, il fenomeno si e’ notevolmente ridotto. In particolare, a seguito delle piogge cadute negli ultimi giorni, molti testimoni riportano di un acqua in movimento all’interno delle pozzanghere ma senza formazione di bolle. Questo non fa altro che spingere l’origine verso il movimento sotterraneo di acqua. Come detto negli articoli precedenti, molto probabilmente concorrono diversi aspetti alla creazione di questo fenomeno: in primis l’emissione di gas, come evidenziato dalle analisi, ma anche movimenti di acqua nel terreno dovuti a differenti pressioni nei punti del terreno.

Come riportato dagli esperti intervenuti sul campo, l’argilla che compone il terreno tende naturalmente a richiudere i fori. Questo fa si che nei prossimi giorni, si potrebbe verificare lo stesso fenomeno anche in zone diverse del Mantovano. Se l’emissione di gas proviene dal terreno, come e’ stato evidenziato, il ribollimento potrebbe verificarsi ogni qual volta la miscela trova un punto per salire in superficie. Sicuramente, le continue piogge che ancora sono cadute nei giorni scorsi, contribuiscono alla formazione di questi fenomeni.

Per il momento, dunque, non resta che attendere ulteriori analisi ed aspettare che venga identificato il punto, o meglio la profondita’, di emissione nel terreno. Alla luce di quanto detto, pero’, possiamo escludere con buona probabilita’ che il fenomeno rappresenti un precursore sismico. Come detto anche negli articoli precedenti, molto probabilmente si tratta ancora di una conseguenza del precedente sisma.

 

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Il futuro dell’eolico?

In questo articolo, vorrei tornare nuovamente a parlare di energie rinnovabili. Come sappiamo bene, il continuo aumento della richiesta di energia unita ovviamente al mantenimento e alla conservazione del nostro pianeta, impongono l’utilizzo anche di sorgenti rinnovabili. Quello che pero’ non dobbiamo mai dimenticare e’ che il nostro attuale stato dell’arte non rappresenta assolutamente un punto di arrivo. Le soluzioni disponibili oggi per lo sfruttamento delle sorgenti verdi, non sono ancora sufficienti e non consentono l’autosostentamento che sarebbe richiesto.

Di energie rinnovabili abbiamo parlato, ad esempio, in questi post:

– Elezioni, promesse verdi e protocollo di Kyoto

– Il futuro verde comincia da Masdar

– Energia solare nel deserto

– Pannelli, pannelli e pannelli

Mentre negli articoli precedenti ci siamo occupati principalmente di energia solare, in questo post vorrei parlare della seconda fonte per disponibilita’ che siamo in grado di sfruttare, l’energia eolica.

Come tutti sanno, lo sfruttamento dell’energia eolica avviene mediante delle enormi pale che vengono messe in moto dal vento e questa energia meccanica viene poi convertita in energia elettrica. Anche in Italia, abbiamo diverse installazioni di pale eoliche, soprattutto in quelle regioni dove la forza del vento e’ maggiore.

Quali sono i problemi principali delle pale eoliche?

Prima di tutto, come detto, si tratta di turbine molto grandi e che vengono installate su piloni molto alti. Come sostenuto anche da molti esperti, l’impatto ambientale di queste soluzioni e’ molto elevato. Detto in altri termini, le pale eoliche, secondo molti, “sono brutte”. Se ci pensate bene, molto spesso, infatti, queste pale rovinano il paesaggio, soprattutto perche’ vengono installate in vallate o comunque in zone isolate dove la natura e’ ancora dominante. Sapete perche’ vengono installate in questi punti e non all’interno dei centri abitati? Perche’ le pale, durante il normale funzionamento, hanno dei livelli di rumorosita’ molto elevati. Qualsiasi mezzo meccanico messo in movimento, produce necessariamente un rumore di fondo che, nel caso delle pale, e’ anche molto elevato. Proprio questo problema, rende inutilizzabili le pale all’interno dei centri abitati.

Dunque? Esiste una soluzione alternativa?

In questi ultimi tempi, e’ in fase di studio una soluzione alternativa che prevede lo sfruttamento dell’energia eolica senza apparentemente nessuna parte meccanica in movimento. Questa soluzione, chiamata Ewicon, sfrutta infatti una variazione del campo elettrico indotto dal vento per creare energia elettrica. Se volete, invece di convertire energia meccanica in elettrica, il nuovo sistema e’ direttamente basato su una vairazione di energia in forma elettrica per produrre corrente.

Come funziona Ewicon?

Anche se il discorso non e’ semplicissimo, cerchero’ di essere divulgativo mostrando il concetto di base sfruttato in questa soluzione.

Immaginate di avere due conduttori elettrici posti ad una certa distanza e caricati con segno opposto. In altre parole, potete vedere il sistema come le armature di un condensatore. Ora, nella regione di spazio tra i due conduttori si crea un campo elettrico. Se adesso mettete una carica singola all’interno del volume, dove si spostera’ questa? Se la carica e’ positiva, questa ovviamente si muovera’ verso l’elettrodo negativo, spinta dal campo elettrico. Bene, fin qui tutto normale. Se adesso pero’, la forza del vento spinge la carica in verso opposto, cioe’ porta la carica verso l’elettrodo dello stesso segno. L’accumulo di cariche sull’elettrodo provochera’ dunque una variazione della tensione che puo’ essere convertita in energia elettrica.

Questo e’ proprio il principio sfruttato da Ewicon.

Il sistema eolico, prevede due file di elettrodi di segno opposto distanti circa 40 cm tra loro. Nel sistema sono presenti una serie di ugelli che vaporizzano goccioline d’acqua caricate positivamente. Il vento spinge le goccioline di carica positiva verso l’elettrodo dello stesso segno, creando la variazione di campo elettrico. Questa tecnica e’ anche nota come Electrospraying ed in realta’ e’ stata proposta gia’ nel 1975. Ewicon, che sta per Electrostatic Wind Energy Converter, sfrutta proprio questo principio fisico per creare energia dal vento, ma senza mezzi meccanici in movimento.

Per meglio comprendere il principio di base, vi riporto anche un video del sistema:

come vedete, il tutto si basa sulla forza del vento in grado di spingere le gocce d’acqua  in verso opposto a quello determinato dal campo elettrico degli elettrodi.

Il primo prototipo di Ewicon e’ stato realizzato e posto di fronte alla facolta di ingegneria della Delft University:

Prototipo del sistema eolico davanti alla Delft University of Technology

Quali sono i vantaggi di questa soluzione? Prima di tutto, come visto, eliminando le parti in movimento, il sistema non soffre piu’ della rumorosita’ delle pale eoliche. In questo modo, il sistema Ewicon puo’ anche essere installato, come nel caso del prototipo, all’interno dei centri abitati. Inoltre, le diverse forme realizzabili consentono di integrare il sistema anche nelle architetture dei piu’ moderni centri urbani. Ad oggi, gia’ diverse soluzioni di design sono state proposte e pensate per adattarsi a molte capitali europee.

Quali sono gli svantaggi? Come potete capire, si tratta ancora di un sistema in forma di prototipo. Prima di tutto, per elettrizzare le goccioline d’acqua e’ necessaria un’energia di partenza. Al momento, questo problema e’ risolto integrando delle batteria all’interno di Ewicon. Se pero’ vogliamo pensare questi sistemi utilizzabili anche “off shore”, cioe’ in mare aperto, e’ impensabile andare di volta in volta a cambiare le batterie dei generatori.

Inoltre, l’acqua necessaria per il funzionamento, viene prelevata dall’umidita’ dell’aria. Questo rende il sistema non utilizzabile in luoghi dove l’umidita’ e’ troppo bassa. Come visto in uno degli articoli precedentemente riportati, uno degli sviluppi futuri, non solo per il solare ma anche per l’eolico, e’ la costruzione di impianti di grandi dimensioni in zone desertiche. In questo caso, il sistema non sarebbe utilizzabile a meno di collegare Ewicon ad una fonte idrica, cosa ugualmente non realizzabile in zone desertiche.

Altro problema non da poco e’ la miscela utilizzata. Nel prototipo visto, non viene utilizzata soltanto acqua, ma una miscela al 70% di acqua demineralizzata e 30% di etanolo.

Ovviamente, si tratta di problemi normali in un sistema in fase di prototipo. Per poter risolvere questi punti, sara’ ovviamente necessario lavorare ancora molto sul progetto e altresi’ investire capitali in questo genere di studi. Come detto all’inizio, ad oggi gia’ disponiamo di metodi per lo sfruttamento delle sorgenti rinnovabili, e proprio per questo dobbiamo utilizzarli. Questo pero’ non preclude lo studio di soluzioni alternative, come Ewicon o come il solare termodinamico, che in un futuro non troppo lontano potranno migliorare notevolmente l’efficienza di produzione energetica e risolvere anche gli altri problemi che ancora affliggono le attuali soluzioni.

 

”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’

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

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.