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Il sale prima o dopo?

13 Mag

Qualche tempo fa, avevamo scritto un post un po’ particolare, diverso da quelli a cui siamo abituati:

La fisica del caffe’

eravamo andati a vedere come funziona la moka, o meglio, qual e’ la fisica dietro la preparazione del caffe’. In quell’occasione avevamo visto come tanti pensino cosa sbagliate soprattutto sull’ebollizione dell’acqua all’interno della caldaia.

Sempre in termini di acqua che bolle, in questo post, vorrei invece rispondere al quesito su cui tante persone di sovente hanno una concezione diversa: “mettendo il sale nell’acqua, bolle prima o dopo?”

Questa e’ una domanda che, soprattutto noi italiani amanti della pasta, ci saremo fatti decine di volte. Purtroppo, anche in questo caso, molte persone pensano la cosa sbagliata.

Secondo voi bolle prima o dopo?

Cerchiamo di capire la risposta parlando un po’ di scienza.

Come tutti sanno l’acqua bolle a 100 gradi centigradi. Sicuri? Questa affermazione non e’ completa. L’acqua bolle a 100 gradi centigradi al livello del mare, cioe’ alla pressione di 1 atmosfera. Poiche’ la pressione altro non e’ che il peso della colonna d’aria che ci sovrasta, salendo di quota la pressione diminuisce e dunque l’acqua bollira’ prima. Per darvi qualche numero, la temperatura di ebollizione dell’acqua diminuisce circa di un grado ogni 300 metri di altitudine. Se, ad esempio, vi trovate in un rifugio di montagna a 2100 metri di altitudine, l’acqua bollira’ a 93 gradi centigradi.

Anche sui 100 gradi nominali, ci sarebbe da controbattere. In realta’, questa e’ la temperatura di ebollizione dell’acqua pura, che non e’ assolutamente quella che utilizziamo per cucinare in cui sono disciolti sempre dei sali.

Cosa dire invece dell’aggiunta di sale?

Sciogliendo un sale nell’acqua, in realta’ un qualsiasi soluto in un solvente, si vanno a modificare quelle che ci chiamano “proprieta’ colligative” del solvente. Tra queste, vi e’ il cosiddetto aumento “ebullioscopico”. Cosa significa? La presenza del solvente nel soluto, aumenta il punto di ebollizione.

Se ci riferiamo al caso dell’acqua, si ha un aumento ebullioscopico di 1 grado, per un litro di solvente, ogni 58 grammi di sale. Ovviamente, la quantita’ di sale che mettiamo nell’acqua e’ nettamente inferiore a 58 grammi, per cui in realta’, si ha un innalzamento del punto di ebollizione, ma parliamo di variazioni minime. Nonostante questo, “aggiungendo il sale prima l’acqua bolle dopo”.

Interessante e’ invece il discorso “coperchio o non coperchio” mentre riscaldiamo l’acqua. In questo caso, anche se molti pensano il contrario, chiudere la pentola puo’ aiutare molto a far salire la temperatura dal momento che riduce la dispersione di calore all’esterno del sistema, con un notevole risparmio energetico. In rete ho trovato i risultati di un esperimento molto carino. Prendendo 4 litri di acqua, si sono misurati i tempi necessari a raggiungere l’ebollizione nelle due situazioni, e misurando anche le temperature intermedie con i relativi tempi:

T °C Minuti con coperchio Minuti senza coperchio
40 6:56 7:05
50 10:36 10:40
60 14:09 14:32
70 17:47 18:40
80 21:43 23:33
90 25:34 29:06
96 28:08 34:13

Come vedete, c’e’ un aumento di circa il 25% per arrivare a 96 gradi non utilizzando il coperchio. Ovviamente, l’esperimento e’ stato fatto a parita’ di condizioni per cui, per fa bollire una comune pentola d’acqua da 4 litri, dovrete tenere il fuoco acceso per 6 minuti in piu’ ogni volta.

Spesso, parlando con le persone, mi viene detto che aggiungendo il sale l’acqua bolle prima perche’ nel momento in cui lo mettete nella pentola si vede un incremento dell’ebollizione. Questo in realta’ e’ vero solo in parte. Fate questo esperimento molto semplice, con l’acqua in ebollizione, buttate il sale e vedrete ribollire piu’ vigorosamente. Questo risultato e’ spesso quello che porta fuori strada le persone.

A cosa e’ dovuto?

Le molecole di sale si comportano come centri di nucleazione all’interno dell’acqua. Detto in parole molto semplici, per potersi formare, le bolle hanno bisogno di un centro intorno al quale generarsi e salire in superficie. Il sale che mettete nell’acqua fa appunto da appiglio per le bolle che non aumentano la loro temperatura, ma trovano terreno fertile per la loro formazione.

Prima di chiudere, vorrei tornare un attimo sulle proprieta’ colligative. Oltre all’innalzamento ebullioscopico, scioglere un soluto in un solvente produce anche l’abbassamento crioscopico, cioe’ diminuisce il punto di fusione del liquido. Vi siete mai chiesti perche’ durante l’inverno si butta il sale sulle strade? Ovviamente tutti sanno che serve per non far formare il ghiaccio. Bene, anche in questo caso si parla di proprieta’ colligative. Aggiungere sale fa abbassare il punto di fusione dell’acqua che dunque non congelera’ piu’ a 0 gradi, ma a temperature piu’ basse. Detto questo, non impedite che si formi il ghiaccio, semplicemente, affinche’ avvenga la transizione di fase, e’ necessario scendere di piu’ con la temperatura.

Come vedete, sia il discorso ebollizione che quello fusione dell’acqua possono essere ricondotti alle stesse proprieta’ chimico-fisiche, dette appunto “proprieta’ colligative”.

 

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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Superstizioni e scaramanzie

7 Mag

In un commento lasciato nell’apposita sezione:

Hai domande o dubbi?

una nostra cara lettrice, mi ha chiesto di scrivere un articolo riguardante le superstizioni. Come tutti sapete, in questo caso parliamo di usanze e modi di fare che, in modo o nell’altro, porterebbero sfortuna a chi non li compie. Credo che questo discorso sia estremamente interessante anche nell’ambito delle profezie che siamo soliti trattare su questo blog. Vi faccio un esempio, formulare o credere a delle profezie, corrisponde quasi sempre ad attendere un evento nefasto scatenato da qualcosa di poco controllabile. Allo stesso modo, i gesti scaramantici servono per allontanare le disgrazie che potrebbero accadere qualora un particolare gesto non venisse compiuto. Ognuno di noi ha i suoi gesti scaramantici che compie, magari inconsciamente, ripetutamente prima di qualcosa. Fate attenzione, nel momento in cui un gesto viene compiuto sistematicamente prima di qualcosa e, qualora non venisse fatto questo potesse portare uno stato di ansia eccessiva, non parliamo piu’ di scaramanzia ma di manie ossesivo compulsive. Al solito, c’e’ sempre un limite che deve essere rispettato per non cadere in vere e proprie fobie.

Diverso e’ invece il discorso delle superstizioni. Qui parliamo proprio di particolari eventi che potrebbero portare fortuna o sfortuna qualora venissero fatti, ma sono gesti comuni, molto spesso tramandati dalla storia o dalle usanze popolari. Come sappiamo bene, molto spesso cio’ che viene dall’antichita’ e’ visto con una sorta di rispetto che tende a mitizzare queste leggende e a renderle necessariamente vere.

Ora, ovviamente sarebbe impossibile parlare di tutte le superstizioni esistenti, dal momento che il loro numero diverge molto facilmente e soprattutto quando ci si appella alla cultura popolare di alcune zone, si rischia veramente di scrivere una enciclopedia sull’argomento. Documentandomi su queste tematiche, ho potuto constatare come molto spesso diverse superstizioni siano in contrapposizione tra loro. Magari, secondo la cultura di una regione, un gesto puo’ portare fortuna, secondo altre invece e’ portatore di gravi sventure.

Prima di tutto, cerchiamo di fare una considerazione oggettiva. Come anticipato, molte superstizioni vengono tramandate dalla storia. Tolto il rispetto per le culture antiche, molto spesso si tratta di credenze legate all’ignoranza delle persone su argomenti specifici. Oggi, la nostra aumentata consapevolezza, ci dovrebbe far ragionare e farci capire come tanti gesti che nel passato assumevano un’aura quasi magica, sono facilmente spiegabili attraverso la conoscenza.

Da sempre sono stato incuriosito da queste tematiche. Molto spesso, mi sono trovato a chiedere a delle persone come mai credessero in certe superstizioni e moltissime volte, mi sono sentito rispondere: “non ci credo, ma, nel dubbio, rispettarle non mi costa nulla”. Bene, credo che una risposta di questo tipo ci faccia capire come il dubbio sia sempre presente nell’animo umano ma soprattutto come la fiducia nella nostra conoscenza possa essere definita “quanto basta”, cioe’, lasciamo sempre un velo di mistero che non fa mai male.

Alal luce di queste considerazioni, vorrei passare in esame le superstizioni piu’ popolari appunto per mostrare la loro origine storica ma soprattutto il contesto storico da cui ci sono state tramandate.

Sicuramente tutti conoscono la fama negativa del numero 17. Come sapete, in Italia ed in altri paesi, questo numero e’ sinonimo di malaugurio mentre in tantissimi altri paesi e’ considerato un portafortuna mentre il 13 e’ visto di cattivo occhio. Perche’ questa differenza? Come anticipato, questo avviene per molte superstizioni. Quello che puo’ essere vero per una cultura, puo’ avere un significato oppposto per un ‘altra.

Riguardo al 17, la sua fama e’ talmente nota che si parla di “Eptacaidecafobia” per indicare la paura in questo numero. Il primo ad indicare il 17 come numero negativo fu addirittura Pitagora. Il 17 si trova infatti tra il 16 ed il 18, considerati numeri molto positivi in quanto rappresentanti le aree dei quadrilateri 4×4 e 6×3. Al contrario, il 17, essendo un numero primo, non puo’ essere visto in nessun caso come l’area di un poligono dai lati interi. Diversa spiegazione viene invece dalla cultura romana, sicuramente a noi piu’ vicina. Nell’antica Roma, si usava scrivere sulle lapidi dei defunti la parola “VIXI” per indicare “ho vissuto”. Bene, l’anagramma di VIXI e’ XVII, che in numerazione romana indica il 17. Proprio da questo fatto nasce la cultura italica del vedere il 17 come numero sfortunato.

Discorso diverso avviene invece per il 13, considerato sfortunato in molte culture anglosassoni. In questo caso, l’origine e’ da ricercarsi nella storia dell’ultima cena. Come e’ noto, il tredicesimo “ospite” tra i 12 apostoli era proprio Gesu’ Cristo, che poco dopo venne ucciso in croce.

Sempre di origine biblica e’ la concezione che il venerdi sia un numero sfortunato. Come e’ noto, di venerdi mori’ Gesu’ Cristo (venerdi santo) e dunque, in base alla cultura, si indica come giorno sfortunato il venerdi 13 o il venerdi 17.

Cambiando argomento, ma sempre restando in tema di superstizioni, una delle piu’ note e’ quella che riguarda la caduta di sale o di olio in terra. In questo caso, l’origine e’ molto semplice e, al solito, viene tramandata dal passato quando il sale e l’olio rappresentavano dei beni molto costosi. Proprio per questo motivo, la perdita di questi beni era vista come un cattivo auspicio, economico in questo caso, per gli abitanti della casa. Sempre legato al costo elevato nel passato di alcuni beni, e’ la superstizione di 7 anni di sventura facendo cadere uno specchio. In  questo caso pero’, oltre al danno economico, che nel passato era determinante, e’ interessante capire l’origine proprio dei 7 anni di sventura. Anche in questo caso, dobbiamo appellarci all’antica Roma. Secondo la tradizione dell’impero, la vita era solita rinnovarsi ogni 7 anni mentre lo specchio era, grazie alle sue proprieta’ riflettenti, in grado di imprigionare una parte dell’anima di chi ci si specchiava. In questo senso, rompere lo specchio significava intrappolare l’anima dello sfortunato fino a che la vita non si sarebbe rinnovata dopo 7 anni.

Visto che nel commento mi e’ stato anche chiesto esplicitamente, parlero’ anche della superstizione del non passare sotto una scala aperta. In questo caso, troviamo una duplice origine per questa credenza. In primis, come in molti altri casi, abbiamo un’origine biblica della cosa. La scala appoggiata al muro, sarebbe un simbolo della trinita’ divina espressa attraverso il triangolo. Passare sotto la scala sarebbe equivalente ad interrompere il triangolo e quindi a mettere in discussione la trinita’. Storicamente invece, questa superstizione nasce da ovvi motivi di sicurezza. In passato, le scale utilizzate per riparare i tetti, non erano provviste di gommini antiscivolo, per cui era molto frequente che la scala scivolasse lungo il muro con il rischio di cadere sulla testa dello sfortunato passante. Da qui, l’origine della profezia che vedrebbe come segno nefasto quello di passare sotto la scala aperta.

Sempre legata alla cultura popolare e’, ad esempio, la superstizione del non aprire un ombrello dentro casa. In questo caso infatti, aprire un ombrello all’interno della propria abitazione sarebbe equivalente a dire che il tetto non ci protegge abbastanza o che , purtroppo, non abbiamo un tetto sotto cui stare.

Come capite bene, soprattutto per le profezie che vengono dalla cultura popolare, l’origine delle superstizioni e’ da ricercarsi nei gesti fatti in passato e che potevano indicare uno stato di indigenza delle persone. Ripetere quei gesti era dunque visto come simbolo di malaugurio per chi li compiva.

Superstizioni invece legate alla salute sono quelle che riguardano il non poggiare il cappello sul letto e non rifare mai un letto in tre persone. Nel primo caso, sempre nel passato, quando un dottore faceva visita domestica ad un malato grave, era solito sedersi vicino al letto del paziente e poggiare il proprio cappello sul materasso. Compiere questo gesto significherebbe dunque attirare un medico per persone malate nell’abitazione. La stessa cosa vale per il detto di non rifare il letto in tre. Per rifare un letto bastano due persone. In pasato, quando ne servivano tre? Sempre quando c’era un malato grave che non poteva alzarsi. In questo caso, mentre due rifacevano il letto, una terza persona era incaricata di sollevare il malato.

Solo per concludere, vi parlo di un’ultima superstizione invece piu’ recente: quella secondo cui se si accendono piu’ sigarette con lo stesso fiammifero, il piu’ giovane del gruppo morira’ presto. In questo caso, l’origine viene dalla prima guerra mondiale, quando, per risparmiare beni preziosi, si era soliti accendere con un fiammifero le sigarette di piu’ soldati. In questo caso, un cecchino appostato, vedendo la fiamma, aveva tutto il tempo di prendere la mira e fare fuoco. Per motivi gerarchici, chi era l’ultimo ad accendere la propria sigaretta? Ovviamente il piu’ giovane del gruppo, che dunque rappresentava un facile bersaglio per il cecchino.

Ovviamente ci sarebbero tantissime altre superstizioni da trattare, ma, almeno secondo me, queste sono quelle piu’ popolari e la cui origine e’ piu o meno nota. Come detto all’inizio, molte di queste storie provengono dal passato e dalla cultura popolare. Capire l’origine di questi gesti, ci fa ricordare lo stato di indigenza in cui magari vivevano i nostri antenati. Oggi, ripetere questi gesti e’ solo una tradizione tramandata da generazioni, ma che non offre nessun vantaggio. Come anticipato pero’, per molti, fare questi gesti non costa nulla per cui continueranno a farli senza problemi e anche a tramandarli alle generazioni future.

 

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

Fertilizzanti ed esplosivi

19 Apr

Molti utenti del forum mi hanno chiesto di scrivere un post su quanto accaduto l’altro giorno in Texas. Anche se questo argomento non rientra propriamente nella tematica del blog, e’ interessante parlarne cercando di spiegare gli aspetti piu’ tecnici e scientifici del terribile incidente avvenuto nella fabbrica di fertilizzanti della citta’ e che, giustamente, ha lasciato interdetti molti di noi.

Come tutti sanno, il 18, poco dopo le 20 ora locale, nella cittadina di West vicino Waco e’ scoppiato un incendio molto esteso nella fabbrica di fertilizzanti “West fertilizer Co.”. A seguito dell’incendio, e’ poi avvenuta una fortissima esplosione che ha praticamente distrutto la fabbrica ed i palazzi intorno ad essa. Come raccontano i testimoni, l’esplosione e’ stata talmente tanto forte da assomigliare a quella di un piccolo ordigno nucleare. Inoltre, dalla fabbrica si e’ alzata una nube tossica con un forte odore di ammoniaca che ha intossicato molti residenti della zona non che alcuni vigili del fuoco accorsi inizialmente sul posto per spegnere l’incendio.

In queste ore, ancora non e’ del tutto noto il numero di morti causati dall’incidente. Sui diversi giornali, trovate numeri completamente in disaccordo, si va dai 5 accertati fino a stime di 60-70 morti rimasti colpiti dalla potente deflagrazione avvenuta. A causa della nube tossica e dall’incendio ancora in corso, che potrebbe causare ulteriori esplosioni, tutti i 2800 residenti di West sono stati fatti evacuare e portati in luoghi piu’ sicuri.

Cosa e’ successo precisamente?

Prima di tutto, per darvi un’idea della potenza dell’esplosione avvenuta, a seguito di questa, i sismografi della zona hanno registrato un terremoto di magnitudo 2.1 causato interamente dalla deflagrazione. Vi mostro una foto presa dal database dell’USGS che mostra proprio il sisma registrato nella zona:

Terremoto registrato a causa dell'esplosione. Fonte: USGS

Terremoto registrato a causa dell’esplosione. Fonte: USGS

Come detto in precedenza, l’origine del disastro e’ nell’incendio che e’ divampato all’interno della fabbrica. Ad oggi, ancora non si conosco le cause di questo incendio e spettera’ alle autorita’ investigative capire meglio se questo era di origine dolosa o causato da altri eventi particolari.

La West Fertilizer era una grande industria produttrice di fertilizzanti azotati e che aveva diversi contenitori di queste sostanze. Quello che non tutti sanno e’ che i fertilizzanti azotati possono essere utilizzati proprio come base per la fabbricazione di esplosivi. Il piu’ adatto a questo scopo, e che la fabbrica texana produceva in grandi quantita’, e’ il “Nitrato di Ammonio”. Questo sale, ottenuto dalla combinazione di ammoniaca con acido nitrico, NH4NO3, e’ molto utilizzato in agricoltura per la sua notevole percentuale di azoto. Il suo alto bilancio di ossigeno pero’, lo rende estremamente adatto anche per la fabbricazione di esplosivo.

Il Nitrato di Ammonio, anche se di libera vendita per scopi agricoli, viene venduto fortemente diluito proprio per impedire utilizzi diversi di questa sostanza. La regolamentazione europea e americana ne impone la percentuale di diluizione ed in caso di richieste elevate per scopi agricoli, i nominativi degli acquirenti vengono registrati e resi disponibili per le autorita’.

Questo sale viene utilizzato anche in maniera “ufficiale” per produrre esplosivi adatti a scopi specifici. In particolare, dato il bilancio positivo di ossigeno e la reazione poco esotermica che si ottiene, gli esplosivi a nitrato di ammonio vengono spesso utilizzati nelle miniere dove il calore prodotto sarebbe pericoloso a causa dell’eventuale emissione di gas. Esplosivi di questo tipo sono l’Ammonal e l’ANFO. Quest’ultimo ottenuto semplicemente mescolando nelle giuste quantita’ nitrato di ammonio e gasolio.

Sempre il nitrato di ammonio, viene utilizzato per la fabbricazione del ghiaccio istantaneo molto utile in ambito sportivo. Per intenderci, quelle tavolette che una volta rotte divengono molto fredde e che vengono utilizzate a seguito di traumi al posto del normale ghiaccio. In questo ambito, la reazione endotermica che si genera diminuisce la temperatura della tavoletta.

Nel caso della West Fertilizer, come e’ normale che sia, erano presenti diversi contenitori di questo sale, oltre ad altri fertilizzanti sempre a base di azoto, puri e non ancora diluiti per la vendita. L’incendio che si e’ sviluppato ha dunque innescato l’esplosione dei fertilizzanti che, date le notevoli quantita’ presenti, ha dato luogo ad una deflagrazione di enorme potenza.

A cuasa dell’alta reperibilita’ in agricoltura e del basso prezzo di vendita, il nitrato di ammonio e’ uno degli ingredienti preferiti da cellule terroristiche per la fabbricazione di bombe. Ovviamente, non diro’ nulla su come utilizzare il nitrato per questo scopo o quali sono le giuste percentuali da utilizzare, ma la preparazione di questi esplosivi non richiede assolutamente un laboratorio attrezzato.

Diversi attentati da parte dell’Eta, dell’Ira e di cellule Quediste  sono stati condotti utilizzando ordigni a base di  nitrato di ammonio. Molto spesso, per ottenere queste bombe e’ sufficiente mescolare il sale con oli combustibili o con nitrato di potassio e poi realizzare l’innesco nei modi piu’ diversi utilizzando schede sim, perette elettriche, siringhe senza ago, ecc. Come potete capire, l’alta reperibilita’ e la semplicita’ di realizzazione di esplosivi di questo tipo, rendono il nitrato di ammonio uno degli ingredienti piu’ ricercati sul mercato.

L’unica cosa che, giustamente regolata, rende piu’ difficoltoso l’utilizzo di questo fertilizzante per scopi terroristici e’ dunque il fattore di diluizione nella vendita. Ora, a seguito di quanto detto, immaginate dei serbatoi pieni di nitrato d’ammonio puro nella fabbrica texana coinvolta in un incendio. Come potete capire, incidenti di questo tipo sono estremamente pericolosi proprio per questo motivo.

Gia’ in passato e sempre in Texas ci fu un altro grave incidente causato dal nitrato di ammonio. Il 16 Aprile del 1947, nel porto di Texas City, si incendio’ la nave francese Grandcamp che trasportava una notevole quantita’ di questo sale puro. L’esplosione che si verifico’ fu udita nel raggio di 150 miglia e causo’ circa 600 morti. Proprio come nel caso di questi giorni, l’esplosione fu equivalente a quella di 3,2 KTon di TNT, cioe’ paragonabile a quella di un piccolo ordigno nucleare. Detto questo, capite che non c’e’ assolutamente esagerazione nei racconti dei testimoni di West.

 

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

Pannelli, pannelli e pannelli

12 Mar

Qualche post fa, parlando del futuro delle energie rinnovabili, abbiamo visto alcuni dei grandi progetti pensati da qui a qualche anno. In particolare, il progetto DESERTEC, che pero’ sta avendo qualche problema gestionale iniziale, e soprattutto i grandi impianti dei paesi arabi che molto stanno investendo in questi settori:

Energia solare nel deserto

Ora, come sottolineato in questo articolo, molto spesso i non addetti ai lavori tendono a mescolare le diverse tecnologie solari, parlando semplicemente di “pannelli”. In realta’, e’ necessario fare delle distinzioni ben precise, distinguendo le diverse soluzioni in base al principio fisico che ne e’ alla base. Proprio per questo motivo, ho deciso di scrivere questo post, appunto per illustrare le diverse tecnologie per lo sfruttamento dell’energia solare, sempre mantenendo un profilo divulgativo e senza entrare troppo in dettagli che potrebbero risultare noiosi. Ovviamente, chi poi vorra’ avere informazioni aggiuntive, potra’ contattarmi oppure cercare in rete la vastissima bibliografia che molto facilmente potete reperire su questi argomenti.

A questo punto, prima di tutto, vogliamo distinguere tre grandi categorie di pannelli, parlando di fotovoltaico, solare termico e solare termodinamico. Come vedremo, anche se possono sembrare simili, le tre soluzioni sono radicalmente differenti dal punto di vista tecnico-scientifico. Anche l’utilizzo e la diffusione di queste soluzioni risulta molto diversificata ed, in particolare, come vedremo, ad esempio il solare termodinamico e di piu’ recente introduzione e ancora in fase di importante sviluppo.

Pannello fotovoltaico

Elemento base di questo pannello e’ la cella fotovoltaica. La cella si presenta come una superficie nera o bluastra, ricoperta da un materiale semiconduttore, tra i quali il piu’ diffuso e’ certamente il silicio. Le celle standard prodotte a livello industriale hanno forme quadrate con lati da 4 o 6 pollici, anche se esitono esemplari piu’ piccoli utilizzati per alimentare calcolatrici e orologi.

Pannelli fotovoltaici in cui si vedono chiaramente le singole celle

Pannelli fotovoltaici in cui si vedono chiaramente le singole celle

Il principio di funzionamento della celle e’ appunto noto come “Effetto fotovoltaico”. Quando la luce incide sulla superficie della cella, questa si comporta come un generatore di corrente continua, sfruttando proprio le proprieta’ intrinseche del semiconduttore. Per ottenere una tensione maggiore, un certo numero di celle vengono connesse in serie per formare poi il pannello solare che tutti conosciamo.

Nel pannello fotovoltaico dunque, la radiazione solare viene convertita, attraverso il semiconduttore, direttamente in una corrente elettrica.

Purtroppo la connessione in serie implica una serie di problemi, come ad esempio la diminuzione di potenza del modulo se una o piu’ celle si trovano in ombra rispetto alle altre. In questo caso, e’ necessario assicurare una illuminazione uniforme di tutte le celle o in alternativa utilizzare moduli per l’inseguimento solare. Quest’ultima soluzione e’ utilizzata anche per migliorare l’esposizione in generale del pannello, consentendo a questo di ruotare offrendo sempre la propria area attiva in direzione del Sole. Come potete capire bene, l’utilizzo di motori per la rotazione implica ovviamente anche un consumo di energia, per cui e’ sempre necessario trovare un buon compromesso in queste soluzioni.

Poiche’, come detto, le celle si comportano come generatori di corrente, i pannelli devono poi essere collegati ad un inverter il cui compito e’ appunto quello di trasformare la tensione in alternata e quindi, poter immetere la produzione nella rete elettrica o anche per l’utilizzo nelle nostre abitazioni.

Ovviamente, come tutti sapete, il pannello fotovoltaico e’ quello maggiormente utilizzato ed e’ quello che viene utilizzato anche per la costruzione dei campi fotovoltaici, visibili in diverse zone, e che vengono costruiti appunto per la produzione e vendita dell’energia elettrica.

Solare Termico

Questo tipo di impianti viene utilizzato per catturare l’energia solare, immagazzinarla ed utilizzarla per scopi diversi. Tra questi, quelli maggiormente diffusi sono quelli per la produzione di acqua calda sanitaria, cioe’ per la produzione di acqua calda da utilizzare in casa. Come potete facimemte capire, in questo caso, questi impianti lavorano in sostituzione o di concerto con la caldaia che invece utilizza gas naturale.

Impianto solare termico domestico per acqua calda sanitaria

Impianto solare termico domestico per acqua calda sanitaria

I pannelli termici possono essere di vari tipi, anche se i piu’ diffusi sono costituiti da una lastra di rame, percorsa da una serpentina, e verniciata di nero. L’intero pannello e’ poi coperto da una lastra di vetro.

In questo caso, molto spesso si possono vedere sui tetti delle abitazioni dei pannelli in cui nella parte alta sono facilmente distinguibili serbatoi d’acqua. In questa soluzione, l’energia solare catturata viene utilizzata immediatamente per riscaldare appunto il fluido ed utilizzarlo nell’abitazione. Solo per completezza, ci sono diverse tipologie di impianti che vengono distinte in base alle temperature di esercizio e che possono variare tra 120 gradi (bassa temperatura) fino anche a 1000 gradi (alta temperatura) quando utilizzati in impianti industriali.

Solare Termodinamico

In questo caso, il principio di funzionamento e’ del tutto simile a quello termico, ma con l’aggiunta di un ciclo termodinamico detto ciclo Rankine. I pannelli solari termodinamici hanno forme paraboliche per poter concentrare la radiazione solare e proprio per questo sono anche detti impianti a concentrazione.

A differenza degli impianti termici domestici, nel solare termodinamico l’energia termica accumulata viene utilizzata attraverso una turbina a vapore o anche un alternatore per produrre energia elettrica. Inoltre, l’energia termica puo’ essere accumulata in modo da essere sfruttata anche durante la notte o in condizioni di cielo nuvoloso garantendo in questo modo una produzione costante e non intermittente come avviene nelle soluzioni precedentemente viste.

Impianto solare termodinamico con pannelli a concentrazione

Impianto solare termodinamico con pannelli a concentrazione

L’immagazzinamento dell’energia termica avviene mediante un fluido termovettore adatto appunto ad immagazzinare e trasportare il calore nel punto di conversione in energia elettrica. Nella prima generazione di impianti termodinamici, veniva utilizzato come fluido un olio diatermico, questo e’ stato poi sostituito con una miscela di sali fusi, molto piu’ efficienti ed in gradi di trattenere per tempi piu’ lunghi il calore. Proprio il fluido termovettore e’ quello che garantisce la produzione di energia durante la notte. Il calore accumulato dal fluido durante l’esposizione al sole, rimane immagazzinato per diverse ore, in alcuni casi anche giorni, garantendo in questo modo una produzione costante.

Come visto nell’articolo precedente, proprio questo genere di pannelli, grazie al principio fisico che sfruttano, possono anche essere utilizzati in condizioni estreme, come ad esempio il deserto del Sahara. Ad oggi pero’, il costo dell’energia prodotta con questi sistemi e’ ancora 5-6 volte maggiore rispetto a quello di altre soluzioni percorribili. Il motivo di questo e’ da ricercarsi nella relativa giovane eta’ di questa tecnologia e soprattutto nella mancanza ancora di una produzione industriale massiccia di questi pannelli. In questo senso, la ricerca, soprattutto nella migliore concentrazione solare e nel piu’ vantaggioso fluido da utilizzare, sta andando avanti molto velocemente. Questo ci spinge a pensare che nel giro di pochi anni questa diverra’ una tecnologia sfruttabile a pieno e da cui si potranno avere buone produzioni energetiche anche in diverse parti del mondo.

Concludendo, come abbiamo visto, non possiamo parlare semplicemente di pannelli confondendo soluzioni radicalmente diverse tra loro. I principi tecnico-scientifici alla base di ciascuna soluzione sono radicalmente diversi, anche dal punto di vista dell’utilizzo. A livello di ricerca, il solare termodinamico sta portando importanti risultati e molto probabilmente, nel giro di pochi anni, questa soluzione potra’ avere costi piu’ contenuti e dunque una maggiore diffusione su scala mondiale.

 

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

Ricerca sui blocchi delle grandi piramidi

26 Gen

In questo post, vorrei raccontarvi di una nuova ricerca scientifica, pubblicata proprio in questi giorni sulle riviste specializzate. Data la premessa, capite subito che si tratta di una misura reale, non speculativa, ma che ritengo estremamente interessante.

Uno dei misteri che da sempre affascina l’uomo, e’ la costruzione delle grandi piramidi di Giza. Questi enormi monumenti funerari sono formati mettendo sapientemente insieme blocchi pesanti tonnellate. Proprio su questo punto, nascono molte ipotesi, a volte anche completamente campate in aria. Come hanno fatto gli antichi egiziani a costruire le piramidi? Nel cercare una risposta a questa domanda, spesso si dimenticano le basi su cui era fondata questa civilta’. L’egemonia territoriale e la struttura societaria fortemente gerarchica, consentiva agli antici egizi di poter disporre di un numero elevatissimo di schiavi considerati sacrificabili. Proprio questa manodopera immensa e a costo zero, veniva sfruttata per muovere gli enormi blocchi, mattoni fondamentali della costruzione delle piramidi. Diciamo che questa potrebbe essere una soluzione ragionevole, ma non l’unica.

Le tre piramidi maggiori di Giza

Le tre piramidi maggiori di Giza

L’altro punto importante, e che spesso pone domande e dubbi, e’ “dove sono stati presi questi blocchi?” e “possibile che un numero, anche grande di schiavi, possa trasportare questi blocchi e metterli in posizione?”. Le vicine cave di roccia e la manodopera rispondono molto bene in questo caso, ma la ricerca che vorrei raccontarvi propone una chiave di lettura diversa.

Le piramidi di Giza sono state costruite utilizzando blocchi cubici di pietra calcarea. Come anticipato, opinione comune e’ che questi blocchi siano stati prelevati dalla numerose cave vicino Giza. Gia’ da qualche anno pero’, e’ stata fatta l’ipotesi che non tutti i blocchi abbiano questa provenienza. Secondo queste idee, parte dei blocchi potrebbero essere stati prodotti in modo artificiale direttamente nella loro posizione finale.

Secondo alcune teorie, gli antichi egizi sarebbero stati in grado di produrre blocchi di roccia partendo dal fango del Nilo, posto in speciali contenitori di legno, mescolato con un liquido chiamato “natron”. Questo composto sarebbe un miscuglio salino prelevato invece dai letti dei laghi asciutti durante il periodo estivo. Al termine dell’asciugatura di questo miscuglio, si potevano ottenere blocchi di roccia del tutto simili a quelli naturali.

Se fosse vera la produzione artificiale dei blocchi, significherebbe che questi sono stati prodotti direttamente nella loro posizione attuale in cui li vediamo, semplicemente posizionando il contenitore di legno dove vogliamo il blocco. Questa soluzione eliminerebbe dunque sia il problema del trasporto che della messa in opera dei pesanti blocchi di roccia.

Come e’ possibile verificare questa ipotesi? Senza prove scientifiche, si tratta solo di supposizioni. La ricerca che raccontiamo e’ proprio servita per vagliare questa ipotesi.

In diversi post precedenti:

Inversione dei poli terrestri

L’anomalia del Sud Atlantico

abbiamo parlato di “paleomagnetismo”. Come visto, questa branca della geologia si occupa di studiare, tra le altre cose, l’orientazione dei materiali ferromagnetici all’interno degli strati di sedimenti. Nei post precedenti, abbiamo presentato questa tecnica per dimostrare l’inversione avvenuta nel passato del campo magnetico terrestre, che a sua volta orienta nel verso dei poli del pianeta il magnetismo proprio delle rocce.

Nel caso delle piramidi di Giza, il paleomagnetismo e’ stato utilizato per cercare di trovare differenze significative tra i blocchi e dunque verificare o meno l’ipotesi che alcuni blocchi fossero prodotti artificialmente.

Posizione dei blocchi analizzati con il paleomagnetismo

Posizione dei blocchi analizzati con il paleomagnetismo

In questa prima fase della ricerca, sono stati analizzati 6 blocchi di materiale, 3 dalla piramide di Cheope e 3 da quelle di Chefren, localizzati nei punti mostrati dalla figura allegata.  In particolare, il punto 4 e’ relativo ad una cava vicina alle Piramidi, ragionevolmente utilizzata per prelevare materiale, e dunque assunto come riferimento per la misura.

Cosa dobbiamo aspettarci andando a misurare l’orientazione del campo magnetico all’interno dei blocchi?

Molto semplicemente, all’interno della cava, le rocce avranno un’orientazione di campo parallela alla direzione dei poli terrestri prodotta durante la formazione del deposito di materiale. Una volta tagliati i blocchi pero’, questi saranno stati girati casualmente durante il trasporto e la messa in opera, dando orientazioni casuali ai campi magnetici. In altri termini, se fosse vera l’ipotesi naturale, non dovremmo avere una direzione preferenziale di orientazione del campo.

E se invece i blocchi fossero stati prodotti artificialmente? In questo caso, dal momento che i blocchi vengono prodotti direttamente nel punto in cui devono essere posti, il campo magnetico interno delle rocce si orienta parallelamente al campo terrestre, non subendo ulteriori spostamenti successivi. In questo caso dunque potremmo osservare i campi magnetici tutti rivolti nella stessa direzione.

Quali risultati si sono trovati?

Dei 6 blocchi analizzati, 3 di questi, 2 dalla piramide di Chefren e 1 da quella di Cheope, presentavano una paleodirezione parallela a quella Nord-Sud del campo magnetico terrestre. Dalle considerazioni fatte, molto probabilmente questi blocchi sono stati prodotti direttamente nella loro posizione con la tecnica vista.

Cosa possiamo dire dei restanti 3 blocchi? Il paleomagnetismo, insieme anche con gli studi magnetici fatti nella preparazione del campione da analizzare, ci consentono di ottenere anche altri risultati importanti. Tutti e 3 i blocchi presentano direzioni casuali del campo magnetico, ma mentre 2 di questi hanno caratteristiche simili, uno appare diverso proprio dal punto di vista fisico-magnetico. Cosa significa? I primi 2 blocchi, hanno caratteristiche magnetiche, dunque di composizione, simili al campione prelevato nella cava vicina alle piramidi, indicando una provenienza dei blocchi da questo deposito. Il restante blocco invece, date le caratteristiche diverse, con buona probabilita’ e’ stato ricavato da un’altra cava, forse piu’ lontana di quella presa in esame.

Concludendo, questo risultato mostra dati molto interessanti. Come visto, molto probabilmente gli egiziani mescolavano insieme blocchi naturali e artificiali. Inoltre, le rocce calcaree naturali venivano estratte contemporaneamente da diverse cave, forse proprio per aumentare il ritmo di produzione del materiale necessario.

Questa misura dimostra l’utilita’ degli studi paleomagnetici anche in campi diversi da quelli abituali. Nei prossimi mesi continuera’ l’analisi dei blocchi delle grandi piramidi, per cercare di trovare informazioni utili e che forse ci aiuteranno a comprendere meglio, e senza speculazioni, le tecniche utilizzate per realizzare queste imponenti opere.

 

 

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Scie chimiche e cloud seeding

29 Ott

Nei post precedenti:

Alcune considerazione sulle scie chimiche

Scie Chimiche: il prelievo in quota

Abbiamo parlato in dettaglio dell’origine della teoria delle scie chimiche, mostrando come le diverse tipologie di scie di condensa, imputabili a sostanze chimiche secondo i complottisti, possano in realta’ essere spiegate appellandoci alla termodinamica. Inoltre, abbiamo visto come non esiste ad oggi nessun prelievo fatto in quota sulla scia degli aerei e come ci siano dei notevoli errori di concetto nella presunta misura fatta su un volo Ryanair.

In questo post, vi vorrei invece parlare del “cloud seeding”, cioe’ della tecnica utilizzata per causare in qualche modo le precipitazioni.

Nei post precedenti, abbiamo visto come i complottisti parlino di scie chimiche anche come metodo di controllo del clima. In particolare, spesso si fa riferimento appunto al cloud seeding come esempio di manipolazione con le chemtrails.

Vediamo prima di tutto cosa si intende per “cloud seeding” o tradotto “inseminazione delle nuvole”.

Questa tecnica, scoperta intorno al 1950, consiste nell’innescare o cambiare il tipo di precipitazioni mediante la dispersione in atmosfera di sostanza chimiche. Queste ultime servono per creare nuclei di condensazione, ovvero microparticelle igroscopiche in grado di far condensare in forma liquida il vapore acqueo, provocando dunque le precipitazioni. In base alla sostanza chimica utilizzata e alle condizioni termodinamiche, e’ possibile creare agglomerati liquidi o cristalli di ghiaccio.

Puntualizziamo subito un aspetto importante. Anche creando nuclei di condensazione, per poter innescare piogge e’ necessario che sia presente vapore acqueo nelle nuvole. Questo significa che la tecnica non e’ in grado, formalmente, di modificare il clima facendo piovere, ma solo di accelerare o innescare le precipitazioni. Questo per smentire subito le teorie sulle scie chimiche che puntano il dito contro il cloud seeding come esempio di modificazione del clima.

Un Cesna attrezzato per diffondere ioduro di argento. Autore Christian Jansky

Tornando alle tecniche, le sostanze chimiche possono essere sparate dal suolo, e portate in quota sfruttando le correnti d’aria, oppure rilasciate sulle nubi mediante aerei. Questo secondo caso e’ proprio quello preso in esame con le scie chimiche.

La sostanza chimica maggiormente utilizzata per il cloud seeding e’ lo Ioduro di Argento, ma a volte possono essere utilizzati anche il Ghiaccio Secco (anidride carbonica congelata), il sale o il propano liquido.

Per rispondere subito ai complottisti delle scie chimiche, cerchiamo di capire la pericolosita’ dello ioduro di argento. Come e’ facile capire, questo sale verra’ poi riportato a terra durante le precipitazioni. Su questo aspetto, esistono molti studi, non solo governativi ma anche di associazioni ecologiste, che dimostrano la non pericolosita’ di questa sostanza. Per capire meglio, la concentrazione di ioduro di argento dispersa e’ molto inferiore a quella emessa dagli scarichi industriali. Dal punto di vista della popolazione, anche usando intensivamente questa tecnica, ma come vedremo in seguito non e’ questo il caso, l’esposizione all’argento sarebbe molto inferiore a quella che si ha con una otturazione dentaria. Anche dal punto di vista della vegetazione, esistono diversi studi che dimostrano la non pericolosita’ delle sostanza usate per inseminare.

Assunta la non pericolosita’ della tecnica, resta da discutere l’effettiva efficacia del cloud seeding. Su questo punto il discorso e’ leggermente diverso e non definitivamente accettato. Molte critiche sono state mosse sull’efficacia dell’inseminazione. Secondo molti ricercatori non esiste la certezza che sia l’inseminazione a causare le piogge. Detto in altri termini, non possiamo sapere se le precipitazioni sarebbero avvenute anche senza spargere ioduro di argento. In contrasto pero’, alcuni studi condotti in Australia dimostrano un incremento delle precipitazioni del 30% nelle zone aride centrali utilizzando il seeding. Alcune compagnie private, soprattutto americane, offrono servizi di inseminazione per impedire la caduta delle grandine e salvaguardare cosi’ i raccolti.

La tecnica del seeding puo’ essere utilizzata anche con scopi di salvaguardia. Nel 1986, ad esempio, venne utilizzata anche in prossimita’ della centrale di Cernobyl per causare precipitazioni e dunque far ricadere i radionuclidi provenienti dalla centrale nucleare prima che raggiungessero la citta’ di Mosca.

In tempi piu’ recenti, ci sono stati anche casi “divertenti”. Il 2 Novembre 2009 il governo cinese ha utilizzato il cloud seeding su Pechino per inseminare un sistema nuvoloso in avvicinamento e combattere in questo modo la lunga siccita’ che affliggeva la regione. Come risultato, a causa di un abbassamento improvviso di temperatura, la citta’ su bloccata per 3 giorni per colpa di una abbondante nevicata.

Riassumendo, secondo le teorie complottiste, la tecnica del cloud seeding sarebbe un chiaro esempio di utilizzo di scie chimiche e di modificazione del clima. Come abbiamo visto, questa tecnica scientifica e’ nota gia’ da tempo e assolutamente non tenuta nascosta. L’utilizzo di ioduro di argento o di ghiaccio secco non e’, nelle quantita’ utilizzate, assolutamente dannoso ne’ per l’uomo ne’ per la vegetazione. Da quanto affermato, si tratta di una metodologia ancora contestata dal punto di vista dell’efficacia e utilizzata nel mondo solo per alcuni casi specifici.

Prima di credere a qualsiasi teoria, cercate sempre di prendere informazioni anche da altre fonti. Confrontare voci diverse, ragionare con la propria testa e non lasciarsi convincere da ipotesi prive di riscontro e’ l’unico modo per non cadere nel convincimento mediatico. Per analizzare le profezie sul 2012, ma soprattutto per ragionare su argomenti scientifici sempre attuali, non perdete in libreria “Psicosi 2012. Le risposte della scienza”.