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Automobili stampate in 3D!

2 Ott

Solo qualche tempo fa, avevamo parlato in dettaglio delle stampanti 3D:

Due parole sulla stampa in 3D

Come visto, questi strumenti, che possono esssere considerati ancora in fase prototipale, offrono delle soluzioni uniche con margini di applicazione possibili nei settori più disparati. Dal mio punto di vista, considero questi oggetti ancora in fase di prototipo non per le applicazioni già in corso ma perchè, molto spesso, la loro esistenza è poco conosciuta e perchè ancora non abbiamo sfruttato al massimo le loro potenzialità.

Proprio per questo motivo, oggi vorrei commentare con voi un articolo davvero molto interessante. Solo qualche giorno fa, i giornali hanno riportato qualcosa di impensabile fino ad ora, un’applicazione davvero entusiasmente della stampa 3D con cui è stato realizzato un prototipo di automobile che tra poco, con buona probabilità, verrà messo in commercio.

Attenzione però, al solito, alcune testate hanno riportato la notizia in modo errato definendo questa applicazione come la “prima” automobile stampata in 3D. Per comprendere meglio, diamo qualche dettaglio aggiuntivo.

Già nel 2010, negli Stati Uniti era stata realizzata quella che possiamo definire la prima automobile dotata di carrozzeria stampata in 3D. Il prototipo in questione, perché di questo si tratta, si chiamava Urbee. A riprova, vi riporto un articolo del Sole 24 ore del 3 Novembre 2010:

Sole 24 ore, Urbee

Questa è la foto della Urbee:

Urbee, la prima vettura in assoluto stampata in 3D

Urbee, la prima vettura in assoluto stampata in 3D

Bene, perchè allora a distanza di 4 anni la stessa applicazione fa ancora notizia? Il primo motivo è nazionalista. La notizia di questi giorni è, ripeto, di un’automobile stampata in 3D e presentata a Chicago su progetto di un designer italiano che si chiama Michele Anoè. Senza indugio, vi mostro subito le foto di questa automobile che si chiama invece STRATI:

La Strati

La Strati

Detto questo, capite subito perché, giustamente in parte, i giornali italiani hanno dato molto risalto alla notizia. C’è anche da dire che il progetto ha partecipato ad una selezione a livelo mondiale in cui il nostro designer è arrivato primo tra oltre 200 contendenti e per questo motivo la Strati è stata realizzata e presentanta. Ma, oltre a questo, esistono anche delle particolarità tecnico-commerciali che rendono la notizia importante. Al contrario della Urbee, la carrozzeria della Strati è stata stampata tutta in un volta. Il risultato ottenuto è simile a quello dei modellini che si acquistano nei negozi di giocattoli in cui i singoli pezzi sono uniti da piccole giunzioni di plastica. Ecco una foto della lavorazione della Strati:

Lavorazione della Strati

Lavorazione della Strati

Dopo il processo di stampa, i pezzi vengono fresati per rimuovere le parti di supporto necessarie durante la stampa e il tutto può essere assemblato molto rapidamente. Ecco l’ulteriore deffirenza tra le due automobili, per realizzare una Strati occorrono solo 44 ore di lavorazione. Un tempo record per ottenere un oggetto pronto e realmente funzionante.

Oltre a questo, come anticipato, la Strati verrà ora prodotta e, lentamente, realizzata in serie dalla Local Motor. Inutile dire che questa utomobile è dotata di un motore elettrico tra l’altro assolutamnete commerciale. Il propulsore utilizzato è infatti lo stesso della Renault Twizy. I consumi dichiarati per questo primo prototipo sono assolutamente degni di nota, 65 Km/h come velocità di picco con un’autonomia di 200 Km a ricarica.

Il prezzo?

Considerando che parliamo sempre di una macchina elettrica, il prezzo è più o meno in linea con le altre auto del settore, tra i 18000 e i 34000 dollari. Certo, considerando che tutto il processo di lavorazione delle parti esterne avviene mediante una stampante 3D in 44 ore, permettemi di dire che il costo, forse, è un po’ eccessivo. Molto probabilmente però, ci saranno margini di manovra dal punto di vista commerciale. Parliamo di un reale prototipo su cui non è ancora partita la produzione in serie e sul quale sono montati pezzi provenienti da diversi fornitori.

Concludendo, la Strati, oltre ad essere disegnata da un italiano, rappresenta un notevole salto avanti per la stampa 3D che lascia il mondo dei prototipi con grandi dimensioni per approdare, forse, a livello commerciale. Ripeto quello che ho scritto anche nel precedente articolo, la stampa 3D ci riserverà ancora molte sorprese per il futuro e, grazie ad un incremento dell’utilizzo e della ricerca, potrà realizzare oggetti a basso costo e larga diffusione.

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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Tutti i movimenti della Terra

27 Giu

Proprio ieri, una nostra cara lettrice ci ha fatto una domanda molto interessante nella sezione:

Hai domande o dubbi?

Come potete leggere, si chiede se esiste una correlazione tra i moti della Terra e l’insorgere di ere di glaciazione sul nostro pianeta. Rispondendo a questa domanda, mi sono reso conto come, molto spesso, e non è certamente il caso della nostra lettrice, le persone conoscano solo i moti principali di rotazione e rivoluzione. A questo punto, credo sia interessante capire meglio tutti i movimenti che il nostro pianeta compie nel tempo anche per avere un quadro più completo del moto dei pianeti nel Sistema Solare. Questa risposta, ovviamente, ci permetterà di rispondere, anche in questa sede, alla domanda iniziale che è stata posta.

Dunque, andiamo con ordine, come è noto la Terra si muove intorno al Sole su un’orbita ellittica in cui il Sole occupa uno dei due fuochi. Questo non sono io a dirlo, bensì questa frase rappresenta quella che è nota come I legge di Keplero. Non starò qui ad annoiarvi con tutte le leggi, ma ci basta sapere che Keplero fu il primo a descrivere cinematicamente il moto dei pianeti intorno ad un corpo più massivo. Cosa significa “cinematicamente”? Semplice, si tratta di una descrizione completa del moto senza prendere in considerazione il perché il moto avviene. Come sapete, l’orbita è ellittica perché è la legge di Gravitazione Universale a spiegare la tipologia e l’intensità delle forze che avvengono. Bene, detto molto semplicemente, Keplero ci spiega l’orbita e come il moto si evolverà nel tempo, Newton attraverso la sua legge di gravitazione ci dice il perché il fenomeno avviene in questo modo (spiegazione dinamica).

Detto questo, se nel nostro Sistema Solare ci fossero soltanto il Sole e la Terra, quest’ultima si limiterebbe a percorrere la sua orbita ellittica intorno al Sole, moto di rivoluzione, mentre gira contemporaneamente intorno al suo asse, moto di rotazione. Come sappiamo bene, il primo moto è responsabile dell’alternanza delle stagioni, mentre la rotazione è responsabile del ciclo giorno-notte.

Purtroppo, ed è un eufemismo, la Terra non è l’unico pianeta a ruotare intorno al Sole ma ce ne sono altri, vicini, lontani e più o meno massivi, oltre ovviamente alla Luna, che per quanto piccola è molto vicina alla Terra, che “disturbano” questo moto molto ordinato.

Perche questo? Semplice, come anticipato, e come noto, due masse poste ad una certa distanza, esercitano mutamente una forza di attrazione, detta appunto gravitazionale, direttamente proporzionale al prodotto delle masse dei corpi e inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza. In altri termini, più i corpi sono massivi, maggiore è la loro attrazione. Più i corpi sono distanti, minore sarà la forza che tende ad avvicinarli. Ora, questo è vero ovviamente per il sistema Terra-Sole ma è altresì vero per ogni coppia di corpi nel nostro Sistema Solare. Se Terra e Sole si attraggono, lo stesso fanno la Terra con la Luna, Marte con Giove, Giove con il Sole, e via dicendo. Come è facile capire, la componente principale delle forze è quella offerta dal Sole sul pianeta, ma tutte queste altre “spintarelle” danno dei contributi minori che influenzano “in qualche modo” il moto di qualsiasi corpo. Bene, questo “in qualche modo” è proprio l’argomento che stiamo affrontando ora, cioè i moti minori, ad esempio, della Terra nel tempo.

Dunque, abbiamo già parlato dei notissimi moti di rotazione e di rivoluzione. Uno dei moti che invece è divenuto famoso grazie, o forse purtroppo, al 2012 è quello di precessione degli equinozi, di cui abbiamo già parlato in questo articolo:

Nexus 2012: bomba a orologeria

Come sapete, l’asse della Terra, cioè la linea immaginaria che congiunge i poli geografici ed intorno al quale avviene il moto di rotazione, è inclinato rispetto al piano dell’orbita. Nel tempo, questo asse non rimane fisso, ma descrive un doppio cono come mostrato in questa figura:

Moto di precessione degli equinozi e di nutazione

Moto di precessione degli equinozi e di nutazione

Il moto dell’asse è appunto detto di “precessione degli equinozi”. Si tratta di un moto a più lungo periodo dal momento che per compiere un intero giro occorrono circa 25800 anni. A cosa è dovuto il moto di precessione? In realtà, si tratta del risultato di un duplice effetto: l’attrazione gravitazionale da parte della Luna e il fatto che il nostro pianeta non è perfettamente sferico. Perché si chiama moto di precessione degli equinozi? Se prendiamo la linea degli equinozi, cioè quella linea immaginaria che congiunge i punti dell’orbita in cui avvengono i due equinozi, a causa di questo moto questa linea si sposterà in senso orario appunto facendo “precedere” anno dopo anno gli equinozi. Sempre a causa di questo moto, cambia la costellazione visibile il giorno degli equinozi e questo effetto ha portato alla speculazione delle “ere new age” e al famoso “inizio dell’era dell’acquario” di cui, sempre in ambito 2012, abbiamo già sentito parlare.

Sempre prendendo come riferimento la figura precedente, notiamo che c’è un altro moto visibile. Percorrendo il cono infatti, l’asse della Terra oscilla su e giù come in un moto sinusoidale. Questo è noto come moto di “nutazione”. Perché avviene questo moto? Oltre all’interazione della Luna, molto vicina alla Terra, anche il Sole gioca un ruolo importante in questo moto che proprio grazie alla variazione di posizione relativa del sistema Terra-Luna-Sole determina un moto di precessione non regolare nel tempo. In questo caso, il periodo della nutazione, cioè il tempo impiegato per per compiere un periodo di sinusoide, è di circa 18,6 anni.

Andando avanti, come accennato in precedenza, la presenza degli altri pianeti nel Sistema Solare apporta dei disturbi alla Terra, così come per gli altri pianeti, durante la sua orbita. Un altro moto da prendere in considerazione è la cosiddetta “precessione anomalistica”. Di cosa si tratta? Abbiamo detto che la Terra compie un’orbita ellittica intorno al Sole che occupa uno dei fuochi. In astronomia, si chiama “apside” il punto di massima o minima distanza del corpo che ruota da quello intorno al quale sta ruotando, nel nostro caso il Sole. Se ora immaginiamo di metterci nello spazio e di osservare nel tempo il moto della Terra, vedremo che la linea che congiunge gli apsidi non rimane ferma nel tempo ma a sua volta ruota. La figura seguente ci può aiutare meglio a visualizzare questo effetto:

Moto di precessione anomalistica

Moto di precessione anomalistica

Nel caso specifico di pianeti che ruotano intorno al Sole, questo moto è anche chiamato di “precessione del perielio”. Poiché il perielio rappresenta il punto di massimo avvicinamento di un corpo dal Sole, il perché di questo nome è evidente. A cosa è dovuta la precessioni anomalistica? Come anticipato, questo moto è proprio causato dalle interazioni gravitazionali, sempre presenti anche se con minore intensità rispetto a quelle del Sole, dovute agli altri pianeti. Nel caso della Terra, ed in particolare del nostro Sistema Solare, la componente principale che da luogo alla precessione degli apsidi è l’attrazione gravitazionale provocata da Giove.

Detto questo, per affrontare il prossimo moto millenario, torniamo a parlare di asse terrestre. Come visto studiando la precessione e la nutazione, l’asse terrestre descrive un cono nel tempo (precessione) oscillando (nutazione). A questo livello però, rispetto al piano dell’orbita, l’inclinazione dell’asse rimane costante nel tempo. Secondo voi, con tutte queste interazioni e questi effetti, l’inclinazione dell’asse potrebbe rimanere costante? Assolutamente no. Sempre a causa dell’interazione gravitazionale, Sole e Luna principalmente nel nostro caso, l’asse della Terra presenta una sorta di oscillazione variando da un massimo di 24.5 gradi ad un minimo di 22.1 gradi. Anche questo movimento avviene molto lentamente e ha un periodo di circa 41000 anni. Cosa comporta questo moto? Se ci pensiamo, proprio a causa dell’inclinazione dell’asse, durante il suo moto, uno degli emisferi della Terra sarà più vicino al Sole in un punto e più lontano nel punto opposto dell’orbita. Questo contribuisce notevolmente alle stagioni. L’emisfero più vicino avrà più ore di luce e meno di buio oltre ad avere un’inclinazione diversa per i raggi solari che lo colpiscono. Come è evidente, insieme alla distanza relativa della Terra dal Sole, la variazione dell’asse contribuisce in modo determinante all’alternanza estate-inverno. La variazione dell’angolo di inclinazione dell’asse può dunque, con periodi lunghi, influire sull’intensità delle stagioni.

Finito qui? Non ancora. Come detto e ridetto, la Terra si muove su un orbita ellittica intorno al Sole. Uno dei parametri matematici che si usa per descrivere un’ellisse è l’eccentricità, cioè una stima, detto molto semplicemente, dello schiacciamento dell’ellisse rispetto alla circonferenza. Che significa? Senza richiamare formule, e per non appesantire il discorso, immaginate di avere una circonferenza. Se adesso “stirate” la circonferenza prendendo due punti simmetrici ottenete un’ellisse. Bene, l’eccentricità rappresenta proprio una stima di quanto avete tirato la circonferenza. Ovviamente, eccentricità zero significa avere una circonferenza. Più è alta l’eccentricità, maggiore sarà l’allungamento dell’ellisse.

Tornando alla Terra, poiché l’orbita è un’ellisse, possiamo descrivere la sua forma utilizzando l’eccentricità. Questo valore però non è costante nel tempo, ma oscilla tra un massimo e un minimo che, per essere precisi, valgono 0,0018 e 0,06. Semplificando molto il discorso, nel tempo l’orbita della Terra oscilla tra qualcosa più o meno simile ad una circonferenza. Anche in questo caso, si tratta di moti millenari a lungo periodo ed infatti il moto di variazione dell’eccentricità (massimo-minimo-massimo) avviene in circa 92000 anni. Cosa comporta questo? Beh, se teniamo conto che il Sole occupa uno dei fuochi e questi coincidono nella circonferenza con il centro, ci rendiamo subito conto che a causa di questa variazione, la distanza Terra-Sole, e dunque l’irraggiamento, varia nel tempo seguendo questo movimento.

A questo punto, abbiamo analizzato tutti i movimenti principali che la Terra compie nel tempo. Per affrontare questo discorso, siamo partiti dalla domanda iniziale che riguardava l’ipotetica connessione tra periodi di glaciazione sulla Terra e i moti a lungo periodo. Come sappiamo, nel corso delle ere geologiche si sono susseguiti diversi periodi di glaciazione sul nostro pianeta, che hanno portato allo scioglimento dei ghiacci perenni e all’innalzamento del livello dei mari. Studiando i reperti e la quantità di CO2 negli strati di ghiaccio, si può notare una certa regolarità dei periodi di glaciazione, indicati anche nella pagina specifica di wikipedia:

Wiki, cronologia delle glaciazioni

Come è facile pensare, molto probabilmente ci sarà una correlazione tra i diversi movimenti della Terra e l’arrivo di periodi di glaciazione più o meno intensi, effetto noto come “Cicli di Milanković”. Perché dico “probabilmente”? Come visto nell’articolo, i movimenti in questione sono diversi e con periodi più o meno lunghi. In questo contesto, è difficile identificare con precisione il singolo contributo ma quello che si osserva è una sovrapposizione degli effetti che producono eventi più o meno intensi.

Se confrontiamo i moti appena studiati con l’alternanza delle glaciazioni, otteniamo un grafico di questo tipo:

Relazione tra i periodi dei movimenti della Terra e le glaciazioni conosciute

Relazione tra i periodi dei movimenti della Terra e le glaciazioni conosciute

Come si vede, è possibile identificare una certa regolarità negli eventi ma, quando sovrapponiamo effetti con periodi molto lunghi e diversi, otteniamo sistematicamente qualcosa con periodo ancora più lungo. Effetto dovuto proprio alle diverse configurazioni temporali che si possono ottenere. Ora, cercare di trovare un modello matematico che prenda nell’insieme tutti i moti e li correli con le variazioni climatiche non è cosa banale e, anche se sembra strano da pensare, gli eventi che abbiamo non rappresentano un campione significativo sul quale ragionare statisticamente. Detto questo, e per rispondere alla domanda iniziale, c’è una relazione tra i movimenti della Terra e le variazioni climatiche ma un modello preciso che tenga conto di ogni causa e la pesi in modo adeguato in relazione alle altre, non è ancora stato definito. Questo ovviamente non esclude in futuro di poter avere una teoria formalizzata basata anche su future osservazioni e sull’incremento della precisione di quello che già conosciamo.

 

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Arrivata la spiegazione per il geyser di Fiumicino

23 Giu

Qualche tempo fa ci siamo occupati di uno strano fenomeno apparso a Fiumicino:

– Geyser di 5 metri a Fiumicino

Nuovo geyser a Fiumicino

Come ricorderete, dapprima in una strada confinante con l’aeroporto e poi in mare, erano apparsi due geyser che per diverso tempo hanno fatto fuoriuscire tonnellate di gas, principalmente anidride carbonica.

Come al solito, e come già detto, anche su questo fenomeno non erano mancate sviolinate catastrofiche legate all’inquinamento della zona o, peggio ancora, a particolari fenomeni improvvisi legati a malesseri del nostro pianeta e della zona in particolare.

Solo pochi giorni fa, un gruppo di ricercatori italiani del CNR, dell’università Roma Tre e dell’INGV sono riusciti a vederci chiaro e ad identificare l’origine di questi gas. In un articolo pubblicato sulla rivista “Journal of Volcanology and Geothermal Research”, il gruppo di ricerca ha pubblicato i suoi risultati basati su mesi di studi intensivi e analisi del terreno fino ad elevate profondità.

Per chi volesse, l’abstract dell’articolo in questione è disponibile sul sito stesso della rivista:

Abstract articolo spiegazione geyser Fiumicino

Come potete leggere, la spiegazione del fenomeno, per quanto possa apparire “strana” agli occhi dei non esperti, è del tutto naturale. Per prima cosa, studiando gli archivi storici, come accennato anche negli articoli precedenti, è emerso come fenomeni di questo tipo non sono affatto nuovi nella zona di Fiumicino e nei terreni limitrofi. Diverse volte infatti, sempre in occasione di operazioni di scavo per costruzioni edili o marine, in prossimità dei lavori erano emersi geyser e vulcanetti con fuoriuscita di gas e fango dal sottosuolo.

Come è ovvio pensare, la spiegazione del fenomeno è da ricercare nei depositi di gas contenuti ad alta pressione nel terreno. A seguito di analisi specifiche e tomografie del terreno, gli studi hanno evidenziato, nel caso del primo fenomeno osservato, che depositi di anidride carbonica sono presenti a circa 40-50 metri di profondità all’interno di uno strato di ghiaia spesso tra 5 e 10 m. La ghiaia comprende una falda acquifera compresa tra due strati di argilla, uno superiore ed uno inferiore, geologicamente molto diversi tra loro. Lo strato inferiore è molto permeabile e lascia filtrare i gas provenienti da profondità maggiori e generati dall’attività vulcanica propria dei Castelli Romani, e ancora oggi attiva. Lo strato superiore invece appare molto meno permeabile e funge da tappo per intrappolare i gas impedendo così la loro risalita in superficie.

A questo punto cosa succede?

Semplice, il gas è intrappolato dallo strato superiore fino a che una perturbazione esterna, come una trivella o uno scavo per costruzioni edili, non “smuove” il terreno e libera il gas. L’anidride carbonica in pressione a questo punto è libera di salite in superficie portando con se anche il fango che incontra durante il suo percorso. Ecco spiegato il meccanismo di formazione dei geyser della zona.

Cosa c’è di anomalo in tutto questo? Assolutamente nulla. Questa spiegazione, supportata da dati e analisi scientifiche, mostra anche il perché di eventi simili in passato e non esclude ovviamente nuovi fenomeni per il futuro. Ovviamente, vista la quantità di gas contenuto nel sottosuolo sarà sempre necessario valutare a priori lo scavo da realizzare e porre rimedio qualora si liberassero grossi volumi in superficie. Pericolo ovviamente amplificato qualora le emissioni avvenissero in prossimità della zona abitata, vista anche la tossicità dei gas in questione.

 

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Due parole sulla stampa in 3D

5 Giu

Diversi utenti mi hanno contattato per avere un approfondimento sulle stampanti 3D. Oggi come oggi, questo tipo di tecnologia e’ entrato pesantemente nella nostra vita e tutti noi, almeno una volta, abbiamo sentito parlare di questa tecnologia anche se, a volte, si ignora completamente il processo realizzativo alla base di questi nuovi strumenti.

Se provate a cercare in rete, trovate una definizione della stampa 3D molto semplice: si tratta dell’evoluzione naturale della classica stampa in 2D, utilizzata pero’ per realizzare oggetti reali in materiali diversi.

Personalmente, trovo questa definizione molto semplicistica e assolutamente riduttiva. Perche’? Semplice, non possiamo confrontare una stampa 2D con una 3D proprio perche’ relativa ad una concezione di realizzazione estremamente diversa. Detto molto semplicemente, sarebbe come voler paragonare la pittura con la scultura, parlando di quest’ultima come la naturale evoluzione della prima.

Cerchiamo di andare con ordine e capire meglio le basi di questo processo. Se nella stampa 2D possiamo riprodurre su un foglio di carta una qualsiasi immagine, in quella 3D il prodotto finale ara’ un oggetto solido, reale e tridimensionale. Un esempio? Disegnate al pc una tazza. Se stampate il vostro disegno con una normale stampante avrete la riproduzione di quell’immagine appiattita su una superficie. Utilizzando invece una stampante 3D il vostro risultato sara’ una vera e propria tazza che potete vedere, toccare e, perche’ no, anche utilizzare.

Solo fino a qualche anno fa, un processo del genere sarebbe stato considerato fantascientifico e, se ci avviciniamo ai giorni nostri, retaggio di costosi macchinari riservati alle aziende piu’ grandi. Oggi invece la tecnologia della stampa 3D e’ divenuta “quasi” di uso comune grazie alla notevole contrazione dei prezzi di queste stampanti, risultato di massicci investimenti fatti da numerose compagnie pubbliche e private.

Pensate stia scherzando? Facendo una ricerca su internet, cominciate a trovare stampanti in grado di riprodurre oggetti fino a decine di centimetri per lato, ad un prezzo inferiore ai 1000 euro. Pensate sia ancora tanto? Nel giro di pochissimi anni, i prezzi di questi dispositivi si sono ridotti in media di un fattore dieci. Come anticipato, questo e’ stato possibile grazie ai notevoli investimenti fatti nel settore ricerca sia pubblico che privato. Per darvi una stima, il prezzo delle azioni delle maggiori case costrttrici di questi dispositivi e’ cresciuto fino a cinque volte facendo riconoscere queste aziende tra le migliori nei listini di borsa.

Visto il sicuro interesse in questi dispositivi, cerchiamo ora di capire meglio come avviene il processo realizzativo di un oggetto a tre dimensioni.

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Come potete facilmente immaginare, le tecniche realizzative utilizzate sono diverse ma per comprendere il meccanismo in modo semplice, concentriamoci su quello maggiormente utilizzato e piu’ intuitivo. Come nelle stampanti tradizionali, ci sono delle cartucce contenenti il materiale con cui sara’ realizzato il nostro oggetto. Nella versione piu’ comune, questo materiale sara’ ABS o PLA, due polimeri che per semplicita’ possiamo immaginare come delle plastiche. Normalmente le cartucce contengono questi materiali in forma di polvere o di fili.

Bene, abbiamo il materiale nelle cartucce, poi? Vi ricordate le vecchie stampanti che imprimevano una riga alla volta sul foglio che via via veniva portato avanti? Il processo e’ molto simile a questo. Nella stampa 3D l’oggetto viene realizzato per strati paralleli che poi crescono verso l’alto per realizzare i particolari del corpo che vogliamo stampare. L’esempio classico che viene fatto in questi casi e’ quello dei mattoncini dei LEGO. Strato per strato costruite qualcosa “attaccando” tra loro i vari pezzi. Nella stampa 3D ogni strato viene depositato sull’altro con un processo a caldo o di incollaggio a volte mediante l’ausilio di un materiale di supporto.

Compreso il processo alla base, la prima domanda da porci e’ relativa alla risoluzione di queste stampanti. In altre parole, quanto sono precisi i pezzi che posso realizzare? A differenza della stampa 2D, in questo caso dobbiamo valutare anche la precisione di costruzione verticale. Per quanto riguarda il piano orizzontale, la risoluzione della stampa dipende dalla “particella” di materiale che viene depositata. In verticale invece, come facilmente immaginabile, la precisione del pezzo dipendera’ dallo spessore dello strato che andate a depositare. Piu’ lo strato e’ sottile, maggiore sara’ la risoluzione della vostra stampa. Normalmente, per darvi qualche numero, parliamo di risoluzioni verticali dell’ordine del decimo di millimetro.

A questo punto, abbiamo capito piu’ o meno come funzionano queste stampanti, abbiamo visto che i prezzi sono in forte calo ma la domanda principale resta sempre la stessa: cosa ci facciamo con queste stampanti? In realta’, la risposta a questa domanda potrebbe essere semplicemente “tantissimo”. Cerco di spiegarmi meglio. Le stampanti 3D sono gia’ utilizzate e sotto attento studio di ricerca per il loro utilizzo nei piu’ svariati settori.

Qualche esempio?

Prima di tutto per le aziende che si occupano della realizzazione dei protitipi o di produzione su grande scala di oggetti di forma piu’ o meno complessa. In questo caso vi riporto direttamente la mia esperienza in questo settore. Ai Laboratori Nazionali di Frascati disponiamo di una stampante 3D con una buona risoluzione per la stampa di oggetti in ABS. Cosa ci facciamo? Moltissime parti dei rivelatori di particelle possono essere stampati direttamente in 3D saltando tutta la difficile fase della realizzazione con macchine utensili. Inoltre, ricorrere alla stampa 3D, anche solo in fase prototipale, consente di poter valutare al meglio la correttezza dell’oggetto pensato e la sua funzionalita’ nei diversi settori.

Oltre a queste applicazioni, le stampanti 3D possono essere utilizzate in medicina forense per la ricostruzione di prove danneggiate, in oreficeria, nel settore medico per la ricostruzione ossea, in paleontologia per la preparazione di modelli in scala di parti rinvenute e cosi’ via per moltissimi settori in cui la stampa 3D puo’ velocizzare notevolmente il processo realizzativo ma soprattutto con costi molto contenuti rispetto alla lavorazione classica.

Oggi come oggi, la ricerca in questo settore e’ fortemente orientata allo studio dell’utilizzo di materiali piu’ disparati. Per darvi qualche idea si va dal tessuto osseo alle plastiche, dalla roccia all’argilla e cosi’ via. Come potete capire immediatamente, piu’ materiali si riescono ad utilizzare, maggiori sono i settori interessati in questi prodotti.

Anche se poco noto al grande pubblico, in rete ci sono gia’ moltissimi siti e forum che si occupano di scambio open source di modelli 3D da stampare o anche solo di stampa su commissione conto terzi. Se ripensiamo al paragone con le stampanti classiche, se in questo caso bastava una qualsiasi immagine, per utilizzare una stampante 3D e’ necessario realizzare un modello tridiemnsionale da dare in pasto alla stampante. Per poter far questo ci sono ovviamente potenti software CAD ma anche tanti programmi gratuiti piu’ semplici gia’ scaricabili dalla rete.

Alla luce di quanto discusso, sicuramente il discorso sulle stampanti 3D e’ destinato ancora a crescere. In un futuro non troppo lontano, potremmo avere a disposizione strumenti domestici per realizzare l’oggetto che desideriamo. Inutile nascondere che questo qualche sospetto potrebbe destarlo. Solo pochi mesi fa si e’ molto discusso del progetto di una pistola in plastica perfettamente funzionante ed in grado di uccidere realizzabile con una stampante 3D ed i cui progetti erano finiti in rete. A parte questo “particolare”, quello delle stampanti 3D e’ sicuramente un mercato destinato a crescere e su cui moltissime aziende stanno fortemente puntando.

 

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

Quale mistero si nasconde sotto Seattle?

6 Gen

In questi ultimi giorni, moltissimi giornali e siti internet hanno riportato la notizia di un imprevisto stop ai lavori di costruzione di una nuova arteria stradale nei pressi di Seattle. Certo, detto in questo modo, la notizia non sembrerebbe assolutamente straordinaria, se non altro perche’ la fermata dei lavori e’ avvenuta negli Stati Uniti invece che in Italia dove siamo abituati.

Tralasciando facili ironie, veniamo al cuore della notizia.I lavori in questione sono relativi alla costosissima opera di realizzazione della nuova State Route 99 necessaria per allegerire il carico veicolare sulle vecchie arterie. La nuova statale viaggera’ sotto terra nei pressi di Seattle richiedendo la realizzazione di un tunnel di 3 Km il cui costo e’ intorno ai 6 miliardi di dollari.

Questo e’ un progetto del tunnel preso direttamente dal sito dell’azienda che sta realizzando la grande opera:

Progetto del tunnel sotterraneo della Route 99

Progetto del tunnel sotterraneo della Route 99

Prima domanda: come si realizza uno scavo di questo tipo? Ovviamente, non con pala e piccone. Per opere di questo tipo, si utilizzano grandi talpe in grado di perforare il terreno e consolidare il percorso gia’ fatto. Ovviamente, la grandezza della talpa deve essere dimensionata in base al tunnel che si vuole scavare, cosi come la sua parte tagliente. Cosa significa questo? Semplice, in base alla durezza e alla composizione del terreno, si dovra’ pensare una testa diversa in modo tale da poter frantumare i diversi strati interessati.

Per la realizzazione della Route 99, si e’ scelto di realizzare la piu’ grande talpa mai costruita e chiamata Bertha. Si tratta di una macchina TBM, cioe’ Tunnel Boring Machine, con un diametro di 17.45 metri ed una lunghezza che sfiora i 100 metri. Ecco una foto della spaventosa macchina:

La TBM Bertha della Hitachi Zosen

La TBM Bertha della Hitachi Zosen

Prima di andare avanti, e’ necessario specificare meglio alcuni punti su cui diversi siti e giornali hanno commesso errori. Prima di tutto, alcuni suppongono che il nome Bertha sia stato scelto per ricordare il micidiale Cannone Berta utilizzato durante la seconda guerra mondiale per bombardare Parigi. Questo non e’ assolutamente vero. Andando sul sito della ditta costruttice di Bertha, la giapponese Hitachi Zosen:

Hitachi Zosen Bertha

Trovate che il nome e’ stato suggerito da uno studente di una suola elementare di Washington in seguito ad un concorso appositamente indetto.

Altro appunto importante, alcuni suppongono che Bertha non sia la piu’ grande talpa al mondo, ma che sia seconda a quella dell’azienda Herrenknecht con un diametro di 19.25 metri. Anche questo e’ sbagliato. Questa TBM e’ solo a livello di progetto ed e’ stata pensata per la realizzazione di un tunnel nei pressi di San Pietroburgo. Ad oggi, pero’, questa TBM e’ ancora in fase di progetto, lasciando il trono della grandezza a Bertha. Per darvi un’idea delle dimensioni e dei progetti in cui queste macchine sono utilizzate, vi segnalo una pagina contenente una tabella di raffronto davvero molto interessante:

Tunnel Talk Comparison

Fatte queste doverose precisazioni, veniamo alla notizia vera e propria che ha richiamato la nostra attenzione.

Come anticipato, Bertha e’ al lavoro per la realizzazione del Tunnel. Solo pochi giorni fa, lo scavo e’ stato interrotto perche’ la TBM ha incontrato un ostacolo lungo il suo percorso che le impedisce di andare avanti.

Di cosa si tratta?

La notizia e’ proprio questa, ad oggi nessuno sa di cosa si tratta.

Anche se sembra assurdo, come una vera talpa, una TBM non e’ provvista di telecamere nella parte rotante. Allo stato attuale, il misterioso ostacolo impedisce pero’ l’avanzata della macchina. Per poter determinare la natura dell’oggetto e’ necessario pressurizzare la sezione del tunnel, far indietreggiare la macchina e poi far scendere una squadra di tecnici. Ovviamente, nelle condizioni del tratto, la squadra potra’ lavorare solo pochi minuti prima di tornare all’aria aperta.

Cosa potrebbe essere questo oggetto?

Come potete immaginare, su questo punto si sono scatenate la fantasie piu’ assurde e a volte ridicole. Per prima cosa, c’e’ chi parla di un antico veliero affondato nei pressi del porto di Seattle, chi parla dei resti di un’antichissima citta’ risalente a tempi remoti. Alcuni parlano addirittura di resti di metalli e attrezzature risalenti al periodo del proibizionismo. In tutto questo, non mancano poi le ipotesi piu’ grottesche: sono i resti di un velivolo alieno precipitato sulla Terra, no, addirittura di una citta’ aliena sotterranea, di piu’, dell’ingresso di una base aliena posizionata sotto Seattle per controllare il genere umano.

Se pensate che le ipotesi che vi ho mostrato siano esagerate, provate a leggere sulla rete e troverete spunti anche peggiori tra i quali i resti di un robot come nel film Transformers.

Da dove nascono queste ipotesi? Semplice, un mostro come Bertha sarebbe in grado di frantumare qualsiasi cosa si trovi lungo il suo percorso. Se un oggetto e’ riuscito a bloccare l’avanzata della TBM deve essere fatto di un materiale cosi’ duro da non poter essere di origine naturale.

Ok, tiriamo un sospiro e proviamo a ragionare. Come anticipato, la scelta di una TBM deve essere fatta valutanto tanti fattori, non solo quello delle dimensioni della testa rotante. Geologicamente, il terreno sotto Seattle e’ molto particolare; praticamente possiamo immaginarlo come un budino di ghiaia, argilla e sabbia. In questi casi, il terreno risulta molto morbido da essere perforato e proprio per questo motivo Bertha e’ stata attrezzata con taglienti appositi.

Per far capire meglio il funzionamento della talpa, riportiamo un video preso direttamente dalle pagine della Hitachi Zosen su Bertha:

Ora, cosa potrebbe aver bloccato la TBM? La risposta potrebbe essere molto piu’ semplice di quelle ipotizzate: un blocco granitico, ferrite compatta, una roccia risalente ad ere geologiche e sepolta sotto il terreno di Seattle. Sicuramente ipotesi molto meno affascinanti di quelle riportate in precedenza, ma, forse, un po’ piu’ realistiche.

Ad oggi, l’operazione di esplorazione visiva non e’ stata ancora fatta ed e’ prevista entro la fine di Gennaio. Sicuramente, tenere fermi i lavori di perforazione costa molto in termini economici, per cui siamo certi che la cosa verra’ risolta in tempi molto brevi. Qualora non fosse possibile agire direttamente, i tecnici stanno gia’ valutando piani alternativi per raggiungere l’ostacolo mediante perforazione verticale. Non appena ci saranno altri aggiornamenti, torneremo su questa notizia. Chi lo sa, magari l’ostacolo potrebbe essere un disco volante abbandonato.

 

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

I “tappi” del Mar Morto

24 Set

In questo articolo, vorrei tornare a parlare di sinkhole, ma in una veste diversa rispetto a quanto fatto negli articoli precedenti. Per chi li avesse persi, abbiamo parlato di questo fenomeno in questi post:

Enorme cratere si apre in Cina

Enormi voragini si aprono in Florida

Numerosi Sinkhole a Samara

Come visto, con sinkhole si intendono quelle enormi voragini, o doline, che si possono creare a causa di un cedimento del terreno. Negli articoli precedenti abbiamo gia’ discusso le diverse aree del pianeta in cui questo fenomeno e’ piu’ presente, mostrando anche, a volta per cause naturali, altre per colpa dell’uomo, come negli ultimi anni questo fenomeno ha provocato anche diversi danni, ed in alcuni casi anche vittime, in alcune zone.

Come anticipato, questa volta, vorrei parlare di sinkhole in una chiave diversa, cioe’ concentrandoci nel caso del Mar Morto. Come sapete bene, questo specchio d’acqua e’ assolutamente unico nella sua specie. Prima di tutto, si trova nella depressione piu’ profonda della Terra. Inoltre, essendo dotato solo di immissari minori senza emissari, e grazie anche alla forte evaporazione dovuta alle temperature, il Mar Morto detiene il record di salinita’.

Proprio a causa dell’elevata percentuale di sale nelle acque, la vita nel Mar Morto e’ praticamente impossibile, fatta eccezione per alcune specie di batteri. La percentuale di sale disciota nelle acque non e’ costante ma aumenta all’aumentare della profondita’. Questo e’ del tutto comprensibile ragionando sul fatto che le acque proveniente dai fiumi in ingresso, principalmente il Giordano, rimane in superficie perche’ meno densa di quella salata al di sotto. Detto in altri termini, possiamo distinguere degli strati orizzontali caratterizzzati da proprieta’ chimiche molto diverse.

Scendendo a 40 metri, la concentrazione di sale nelle acque e’ di circa 300 grammi per Kg di acqua. Questo valore e’ circa 8 volte maggiore di quello che si ha tipicamente nell’Oceano Atlantico. Come anticipato prima, scendendo a 100 metri di pronfondita’, si arriva anche a 330 grammi di sale per Kg di acqua.

Effetto della salinita' sul galleggiamento

Effetto della salinita’ sul galleggiamento

Per darvi un’idea di questi valori, pensate che galleggiare sulle acque del Mar Morto e’ estremamente facile per chiunque. Nuotare e’ invece estremamente faticoso perche’ una parte troppo estesa di corpo si troverebbe al di fuori dell’acqua.

Bene, cosa c’entrano i sinkhole con il Mar Morto?

Da ricerche condotte negli ultimi anni, si e’ evidenziato come il Mar Morto stia scomparendo molto rapidamente. Le sponde del lago si stanno ritirando alla velocita’ di circa 1 metro all’anno, un valore elevatissimo se confrontato con quello naturalmente atteso.

Man mano che il Mar Morto si ritira, sulla parte di terreno lasciata libera si formano in continuazione sinkhole, come quello mostrato in questa foto:

Sinkhole vicino alla riva del Mar Morto

Sinkhole vicino alla riva del Mar Morto

Si tratta di depressioni a forma di scodella che si creano nel terreno asciutto e con profondita’ variabile fino anche a 10 metri. Quello che piu’ impressiona e’ il numero di queste depressioni. Ad oggi, si stima che ci siano circa 3000 doline intorno al Mar Morto. Per darvi un’idea della portata del fenomeno, fino a qualche anno fa, se ne contavano solo circa 40.

A parte l’effetto del sapere di una ritirata cosi’ veloce e della formazione di doline a questo ritmo, la natura e l’origine di questi sinkhole e’ facilmente spiegabile. Come detto, la caratteristica principale delle acque del Mar Morto e’ l’elevatissima concentrazione di sale. Avete mai provato a mettere in continuazione sale dentro un bicchiere d’acqua? Cosa succede? Inizialmente il sale si scioglie. Dopo una certa quantita’, l’acqua non e’ piu’ in grado di sciogliere il sale perche’ ne e’ satura. In termini chimici, avete raggiunto la costante del prodotto di solubilita’, cioe’ la quantita’ di sale che l’acqua e’ in grado di sciogliere. Valori diversi sono trovabili per ciascun sale in un solvente.

Nel caso del Mar Morto, a causa dell’elevata concentrazione, negli strati piu’ bassi si forma un accumulo di sale. Quando le acque si ritirano, queste lasciano grosse quantita’ di sale nel terreno, anche sotto la superficie libera. In queste condizioni, un riversamento di acqua dolce, proveniente da una qualsiasi fonte, come ad esempio la pioggia, scioglie il sale sotto il terreno creando una vuoto sotto la superficie. A questo punto, non avendo piu’ un sostegno nella parte inferiore, il terreno collassa formando appunto questi sinkhole.

Come vedete, il fenomeno e’ facilmente spiegabile, pensando proprio al prosciugamento del Mar Morto.

Nonostante questo chiarisca il fenomeno della formazione delle doline, e’ interessante chiedersi a cosa sia dovuto un prosciugamento cosi’ rapido. Come spesso avviene in questo genere di fenomeni, la causa e’ da ricercarsi nell’attivita’ umana.

Come anticipato, il Mar Morto e’ dotato solo di immissari di scarsa portata che apportano acqua dolce. Negli ultimi anni, notevoli quantita’ di queste acque sono state deviate per irrigare i campi. Trattandosi di una zona molto desertica, questo e’ l’unico modo di sostenere l’agricoltura. Si stima che a causa di questa pratica, circa il 15% del volume delle acque sia stato deviato rispetto al percorso naturale. Oltre all’agricoltura, alcune aziende del posto, soprattutto nate per la produzione di carbonato di potassio, hanno seguito la stessa pratica per avere una fonte d’acqua indispensabile per alimentare il processo industriale.

Risultato di questa pratica e’ che il bilancio complessivo di acque del Mar Morto, dato dalla differenza tra immissioni ed evaporazione, e’ divenuto negativo. Conseguenza di questo e’ ovviamente un prosciugamento graduale del Mar Morto.

Esiste una soluzione al problema?

Ovviamente, molte soluzioni sono sotto studio per cercare di fermare, o anche arginare, la diminuzione della superficie. A tal proposito, una proposta molto interessante vorrebe la creazione di un corridoio per collegare il Mar Morto al Mar Rosso e apportare acqua al primo. Il solco in questione e’ gia’ stato ribattezzato “condotto della pace”. Questa soluzione non piace pero’ ne agli ambientalisti ne tantomeno agli esperti di politiche internazionali. La spiegazione di queste opinioni e’ davvero molto semplice. In primo luogo, si rischia di compromettere irrimediabilmente un ecosistema molto delicato come quello del Mar Morto mediante immissione di acqua con caratteristiche profondamente diverse. Dal punto di vista politico invece, la situazione, tipica di tutta l’area mediorientale, e’ ovviamente legata ai rapporti non proprio rosei dei paesi interessati. Come sapete, le sponde del Mar Morto toccato Israele, Giordania e Cisgiordania. Paesi con equilibri davvero molto delicati e tra cui difficilmente si raggiungerebbe un accordo per la realizzazione del condotto di collegamento.

 

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Parmitano e l’acqua nel casco

27 Ago

Come forse avrete letto dai giornali, il 16 Luglio scorso ci sono stati alcuni problemi durante la seconda “passeggiata spaziale” per il nostro astronauto Parmitano che si trova sulla Stazione Spaziale Internazionale. La notizia e’ passata un po’ in sordina, complice anche il periodo estivo, e anche sui giornali che ne hanno parlato, il discorso e’ stato un po’ fumoso e poco specifico.

Cosa e’ successo?

Facciamo un breve riassunto. Il 16 Luglio era prevista una seconda EVA, che sta per Attivita’ Extra-Veicolare (quella che normalmente chiamiamo passeggiata spaziale), di 6 ore per fare dei lavori straordinari all’esterno della ISS. I lavori prevedevano la preparazione della stazione per accogliere, entro la fine dell’anno, un nuovo modulo russo che dovrebbe essere connesso alla ISS.

Alla EVA hanno partecipato Parmitano e Chris Cassidy, astronauta americano di grande esperienza con alle spalle ben 7 passeggiate. Qualche decina di minuti dopo l’inizio dei lavori, il nostro astronauta ha avvisato il centro di controllo NASA di Houston, che stava seguendo tutte le manovre da terra, di sentire dell’acqua vicino al collo. Inizialmente, gli esperti NASA hanno pensato ad un’eccessiva sudorazione, causata anche dalla fatica e dallo stress. Dopo qualche altro minuto, Parmitano ha pero’ comunicato che l’acqua continuava ad aumentare e stava diventando un problema.

Ora, tenete conto che siamo in assenza di gravita’, condizione per cui l’acqua e’ si in forma liquida, perche’ all’interno della tuta pressurizzata, ma e’ tenuta insieme solo dalla tensione superficiale. In questa condizione, il liquido si presenta come delle gocce piu’ o meno grandi che fluttuano all’interno del casco dell’astronauta.

La presenza di acqua che continuava ad aumentare, cominciava ad entrare nel naso e negli occhi di Parmitano, rendendo la respirazione difficile e la visibilita’ compromessa. Questa situazione ha fatto scattare l’allarme al centro controllo di Houston che ovviamente ha ordinato subito il rientro all’interno della ISS, dopo circa 90 minuti dall’inizio delle operazioni.

Parmitano ha raccontato questi momenti di paura, ma non ha mai perso la calma e la mente lucida. Come potete immaginare, gli astronauti sono addestrati per poter gestire situazioni anche difficili senza perdere il controllo. In caso contrario, un eccessivo allarmismo potrebbe causare conseguenze molto gravi.

Parmitano aiutato da Cassidy e seguendo il cavo che lo teneva legato alla ISS e’ riuscito a rientrare all’interno in pochi minuti dove c’erano ad accoglierlo gli altri occupanti della ISS che hanno pressurizzato la zona di ingresso e lo hanno aiutato a togliere il casco. Come riportato dal comunicato NASA, l’astronauta stava bene anche se molto stanco, e aveva all’interno del casco circa mezzo litro di acqua.

Ragionando ora, sapendo che tutto e’ andato bene, sembra veramente assurdo rischiare di morire affogati nello spazio. Proprio questo e’ stato infatti il rischio corso da Parmitano. I molti giornali che hanno riportato la notizia, non hanno pero’ risposto ad una domanda, se vogliamo, scontata, da dove proveniva quell’acqua?

Come prima ipotesi, i tecnici NASA hanno pensato che provenisse dal cosiddetto “drink pack”, cioe’ un serbatoio di acqua potabile munito di cannuccia nel casco e che serve per idratare gli astronauti durante le EVA. Questa ipotesi e’ stata pero’ smentita dallo stesso Parmitano che, nelle prime fasi dell’incidente, ha assaggiato un goccia di questo liquido, comunicando che non si trattava di acqua potabile.

Dunque?

Per poter rispondere alla domanda, e’ necessario vedere come e’ fatta una tuta spaziale moderna. Questo e’ uno schema illustrato delle varie parti:

Tuta spaziale usata durante le EVA

Tuta spaziale usata durante le EVA

Ovviamente, la tuta e’ munita di tantissimi strumenti sia scientifici che di diagnostica per controllare lo stato dell’astronauta. In tal senso, troviamo un dosimetro, una telecamera, una valvola di regolazione della temperatura interna, la radio, il controllo dell’ossigeno, un sistema elettrocardiografico per controllare le funzioni cardiache dell’astronauta, ecc. Con un totale di circa 10 strati diversi.

Come vedete, il serbatoio di acqua potabile e’ posizionato vicino al casco. Questa ipotesi e’ pero’ stata smentita da Parmitano durante le prime fasi dell’incidente. Nella tuta e’ presente anche un “pannolone” super assorbente detto MAG. Non c’e’ ovviamente nulla di strano nella presenza di questo accessorio se pensiamo che, come nel caso dell’incidente, la EVA prevista era di ben 6 ore all’esterno della ISS. Ovviamente, e’ da escludere anche che il liquido presente nel casco fosse urina, dal momento che il sistema di drenaggio e’ in grado di assorbire volumi molto maggiori di quelli normalmente espulsi da un astronauta.

Fate pero’ attenzione ad un particolare, nell’immagine della tuta vedete che e’ presente una calzamaglia refrigerante. Questo sistema e’ presente per mantenere una temperatura confortevole all’interno. Come sapete, l’escursione passando da una zona verso il Sole ad una in ombra puo’ normalmente superare i 100 gradi, mentre la temperatura all’interno deve rimanere confortevole per l’astronauta. Poiche’ nello spazio, essenzialmente nel vuoto, lo scambio di calore non puo’ avvenire con convezione, un sistema di tubicini fa scorrere l’acqua intorno al corpo estraendo calore. Il liquido refrigerante viene poi convogliato al Primary Life Support System situato sulla vita, che altro non e’ che uno scambiatore di calore.

La zona del casco da cui Parmitano ha sentito inizialmente il liquido.

La zona del casco da cui Parmitano ha sentito inizialmente il liquido.

Come riportato sia da Parmitano che dalla NASA, il liquido presente nella tuta dell’astronauta proveniva proprio dal sistema refrigerante. Purtroppo, ancora oggi, non e’ nota la posizione esatta della perdita. Ovviamente, la tuta in questione non viene piu’ utilizzata. Nell’immagine di fianco, trovate anche una foto della zona del casco da cui Parmitano ha sentito per la prima volta fluire liquido. L’immagine e’ stata postata su twitter da un altro astronauta presente nella ISS, Douglas H. Wheelock.

Fortunatamente, l’incidente non ha avuto conseguenze per il nostro astronauta. Una situazione di questo tipo non si era mai verificata durante un EVA, per cui sono stati aggiornati anche i rischi possibili durante le passeggiate spaziali. Credo che il modo migliore per concludere questo articolo, sia riportare fedelmente le parole dello stesso Parmitano scritte subito dopo il suo incidente:

Lo Spazio è una frontiera, dura e inospitale, in cui noi siamo ancora degli esploratori e non dei coloni. La bravura dei nostri ingegneri, e la tecnologia che abbiamo a disposizione, fa sembrare semplici cose che non lo sono, e a volte forse lo dimentichiamo.

Meglio non dimenticare.

 

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Haarp chiude i battenti

19 Lug

Il titolo che avete letto e’ corretto, anzi, per dirla tutta, la chiusura di HAARP e’ gia’ avvenuta, precisamente nel maggio 2013. Come dichiarato dal governo americano e dalla Darpa, ad oggi il sito militare dell’Alaska per lo studio degli srati alti dell’atmosfera e della ionosfera e’ ufficialmente abbandonato.

Per chi sta pensando che questa scelta servira’, almeno, a fermare le tantissime teorie cospirazioniste degli ultimi anni si sbaglia di grosso. Anzi, la chiusura di HAARP non ha fatto altro che creare nuove teorie della cospirazione o alimentare voci e miti sulla sua chiusura.

Cerchiamo di andare con ordine. Per prima cosa, cosa dicono i catastrofisti della chiusura di HAARP?

Come potete immaginare, la prima reazione e’ stata: alla fine si sono accorti di aver creato un pericolo per la Terra intera. In alternativa, gli altri paesi sono riusciti ad imporre agli USA la chiusura della piu’ potente arma mai realizzata. C’e’ poi chi parla di sabotaggi, non si sa ad opera di chi, per fermare queste “pericolose attivita’ scientifiche”.

Ovviamente, come visto in questi articoli:

Haarp e terremoti indotti?

Haarp, la causa di tutti i mali!

Tutte queste teorie circa la pericolosita’ dell’installazione ma, soprattutto, circa l’utilizzo delle antenne per uno scopo diverso da quello dichiarato, erano del tutto assurde. Non ci sono prove scientifiche a sostegno di queste ipotesi e, soprattutto, le basi scientifiche su cui si fondano, vedete ad esempio il caso de Aquino negli articoli precedenti, sono addirittura piu’ scarse di quelle di un film fantascientifico di basso livello.

Vista la notizia, non possono certo mancare quei siti che affermano che in realta’ HAARP e’ ancora in funzione e questa e’ solo una notizia per depistare e far crollare l’attenzione sull’installazione.

Altri ancora, sono invece pronti a mostrare dossier, che ovviamente non vengono mai pubblicati ma solo citati, in cui si dimostrerebbe che ormai gli USA sono, grazie alle ricerche fatte in Alaska, in grado di provocare terremoti, cambiare il clima, creare uragani, ecc.

Lasciando da parte queste idiozie, che ho riportato per dovere di cronaca e per mostrare la situazione attuale in rete, cerchiamo di capire perche’ HAARP e’ stato chiuso.

Il motivo reale della chiusura e’ in realta’ il piu’ vecchio del mondo, la mancanza di fondi. Avete capito bene, gli USA hanno deciso di non finanziare piu’ l’esperimento e di interrompere da un giorno all’altro tutte le attivita’.

Anche sull’aspetto fiscale, su molti siti si dimostra l’assurdita’ di questa affermazione mostrando la divisione del budget HAARP per il 2014. Trovate la relazione a questa pagina:

Darpa FY2014

Visto il numero di pagine della relazione, conviene cercare direttamente Haarp e trovare il finanziamento per il 2014.

Come e’ possibile questo? Se ci sono soldi allocati per l’impianto nel 2014, come e’ possibile che sia chiuso?

La situazione e’ la seguente: quelle che vedete nel budget plan sono le spese ordinarie di funzionamento dell’impianto. Purtroppo, a causa di nuove leggi internazionali e alla rottura di alcune componenti, la richiesta economica per mantenere in vita il progetto era molto maggiore di quella allocata. A fronte di questa situazione, il governo degli Stati Uniti ha deciso di congelare il progetto. Cosa significa “congelare”? Semplice, tutte le attivita’ sono ferme a meno che non escano fuori finanziatori pronti ad investire soldi nel progetto. Detto in altri termini, e’ tutto fermo fino a quando non si trova qualcuno pronto a pagare.

Vi sorprende la cosa?

In diversi post, abbiamo parlato dei numerosi tagli fatti dal governo USA per la ricerca scientifica. Purtroppo, questo e’ un periodo di profonda crisi economica, per cui si pesano tutti i soldi da destinare alle attivita’. In passato, avevamo parlato anche dei problemi finanziari della NASA che ha ricevuto per il 2014 i soldi solo per mantenere le attivita’ gia’ in essere, senza poterne sviluppare di nuove da zero.

Personalmente, il discorso economico non mi sorprende per niente. Ricordo benissimo quando nel 2005, il dipartimento di Energia decise di interrompere, da un giorno all’altro, i finanziamenti per BTeV, un esperimento di fisica delle alte energie per lo studio della violazione di CP dai mesoni B. Come visto in questo articolo:

E parliamo di questo Big Bang

la violazione di CP e’ una delle condizioni ipotizzate per la scomparsa dell’antimateria dall’universo. Comprendere in dettaglio queste proprieta’ puo’ farci capire molto bene l’origine stessa del nostro universo. Cosa accadde per BTeV? Come detto, nel giro di due giorni, tutti i finanziamenti al progetto vennero tolti, con la solita dicitura “se si trova qualcuno che paga, allora continuate”. Nel caso di BTeV, parlavamo di una collaborazione di 170 scienziati di tutto il mondo. Anche l’Istituto Italiano di Fisica Nucleare era coinvolta nell’esperimento con finanziamenti gia’ spesi per l’acquisto e lo sviluppo di rivelatori. Nonostante questo, l’esperimento venne chiuso anche se, come nel caso di HAARP, i soldi per l’anno in corso e quello successivo erano gia’ indicati nelle relazioni del governo.

Data la storia di BTeV, capite duque perche’ non mi sorprende affatto la chiusura di HAARP.

Come indicato nel commento fatto nei suggerimenti:

Hai domande o dubbi?

HAARP aveva gia’ fatto importanti ricerche nel suo settore e altrettante misure erano ancora in corso.

Detto questo, torniamo un attimo ai complottisti. Oltre alle storielle viste, pensate che la chiusura di HAARP abbia messo la parola fine su queste ipotesi?

Anche in questo caso, la risposta e’ no!

In rete, comincia a girare una mappa molto interessante, che vi voglio mostrare:

Mappa delle installazioni HAARP nel mondo

Mappa delle installazioni HAARP nel mondo

Di cosa si tratta?

Quella che vedete e’ la mappa delle installazioni HAARP nel mondo. Cosa? Fino a ieri parlavamo solo dell’Alaska, ora escono fuori tutte queste installazioni?

Vi dico subito che non si tratta di un falso. I punti indicati rappresentano proprio delle installazioni che possiamo definire simil-HAARP, cioe’ formate da antenne che emettono a determinate potenze in qualche spettro elettromagnetico.

Queste installazioni, servono in realta’ per compiti anche diversi da quelli di HAARP. Alcune sono pensate per lo studio della magnetosfera, altre per la ionosfera ma a frequenze diverse, altre ancora studiano l’interazione del vento solare con le particelle che circondano la Terra. Insomma, anche in questo caso, analisi molto importanti e, in alcuni casi, diverse da quelle di HAARP.

Perche’ escono fuori solo ora queste installazioni?

La domanda e’ mal posta, nel senso che solo i complottisti si sono accorti oggi di queste installazioni. Come nel caso di HAARP, si tratta di laboratori conosciuti agli addetti ai lavori, che hanno un sito internet e su cui trovate una voce anche su Wikipedia. Pensate che anche solo leggendo la pagina relativa ad HAARP, sia sul sito italiano che inglese, trovate un paragrafetto con tutte le installazioni simili ad HAARP nel mondo, con tanto di collegamento a pagine di wikipedia.

Dunque, anche in questo caso non c’e’ nulla di segreto.

Detto questo, la spiegazione sul perche’ la notizia trapeli solo ora e’ semplice. Molti siti che parlano di scie chimiche, complotti, cospirazioni, ecc, hanno creato un notevole giro d’affari grazie ad HAARP. La chiusura dell’attivita’ poteva mettere a rischio interessi personali. Detto questo, si e’ subito trovata la soluzione alternativa al problema, “scoprendo” che esistono altre installazioni. Come potete leggere anche da Wikipedia:

HAARP, wikipedia ITA

che proprio all’inizio riporta alcune installazione nel mondo simili ad HAARP, in molti casi le potenze in gioco sono molto minori di quelle dell’Alaska, oppure a frequenze completamente diverse.

Concludendo, HAARP e’ stato realmente chiuso dal governo degli Stati Uniti. Al contrario di quanto potete leggere in rete, il motivo e’ di natura economica e questo ha portato ad un congelamento di tutto il laboratorio. Come visto, casi di questo tipo non sono affatto straordinari negli USA dove, tra l’altro, la crisi economica ha portato ad un sostanziale taglio della spesa per la ricerca. Purtroppo, la chiusura dell’attivita’ invece di fermare le ipotesi di complotto ne ha create di nuove. Oltre a queste, ora si puntera’ il dito contro le altre installazioni minori sparse per il mondo, solo per mantenere alta l’attenzione sulle tante teorie che sono state sviluppate da zero negli ultimi anni.

 

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Cosa c’e’ sotto i nostri piedi?

28 Apr

In questi giorni, molti giornali e siti internet hanno pubblicato la notizia di una nuova misura rigurdante la temperatura al centro della Terra. Come avrete letto, il nuovo risultato stabilisce una temperatura del centro della Terra a 6000 gradi centigradi, ben 1000 gradi maggiore rispetto al valore precedentemente conosciuto e misurato circa 20 anni fa. Tra l’altro, moltissime fonti enfatizzano il fatto che questi 6000 gradi, misurati al centro del nostro pianeta, sono paragonabili alla temperatura esterna del Sole.

Temperature della Terra dalla superficie al centro

Temperature della Terra dalla superficie al centro

E dunque? Purtroppo, come spesso accade, molti siti sono sempre pronti a pubblicare notizie di carattere scientifico, ma un po’ meno a dare spiegazioni. In realta’, questa misura e’ estremamente complessa ed e’ stata possibile solo grazie alla collaborazione di diversi centri di ricerca. Inoltre, la nuova determinazione della temperatura interna del pianeta, consente di verificare molti modelli riguardanti diversi settori della scienza.

Da quanto detto, credo che questa notizia meriti un piccolo approfondimento, anche solo per capire meglio questi concetti, che sempre affascinano le persone.

Per prima cosa: come e’ stata fatta questa misura?

Ad oggi, sappiamo che, scendendo verso il centro della Terra, ci sono zone ad alta pressione occupate da ferro e zolfo liquidi. Pian piano che ci avvicianiamo al centro pero’, e le pressioni continuano ad aumentare, si trova un blocco di ferro solido, che occupa la parte piu’ interna del nostro pianeta. Come sappiamo questo? L’evidenza di questa composizione, ma anche il volume occupato dalla parte solida e da quella liquida, vengono determinati studiando le onde sismiche dei terremoti di intensita’ maggiore. Cosa significa? Le onde emesse durante un forte sisma, si propagano all’interno della Terra e interagiscono in modo diverso incontrando un volume solido o liquido. Bene, misurando queste interferenze, se volete ascoltando il loro eco, e’ possibile determinare lo spessore del nucleo solido del nostro pianeta. Purtroppo, questi studi non ci danno nessuna informazione sulla temperatura interna della Terra. Per ricavare questi valori e’ necessario procedere in modo diverso.

Arriviamo dunque alla misura in questione. Come potete immaginare, sapendo che nel nucleo e’ presente sia ferro solido che liquido, basta determinare i punti di fusione di questo metallo per arrivare all’informazione cercata. Purtroppo, il discorso non e’ cosi’ semplice. In questo caso, oltre alla temperatura, gioca un ruolo essenziale anche la pressione a cui il ferro e’ sottoposto. Pressione e temepratura sono due variabili indipendenti di cui tenere conto per determinare il punto di fusione del ferro.

Per capire questo importante concetto, vi faccio un esempio noto a tutti. Quando si dice che la temperatura di ebollizione dell’acqua e’ 100 gradi, ci si riferisce alla pressione atmosferica. Come sicuramente avrete sentito dire, esistono delle differenze per questo valore a seconda che vi troviate al mare o in montagna. Questo e’ comprensibile proprio considerando i diversi valori di pressione. In questo caso, possiamo vedere la pressione come il peso della colonna d’aria sopra le nostre teste. Variando il valore della pressione, cambia dunque la temperatura di ebollizione dell’acqua. La stessa cosa avviene per il ferro al centro della terra, ma per valori di temperatura e pressioni molto diversi da quelli a cui siamo abituati.

Quando parliamo di pressioni al centro della Terra, stiamo pensando a valori che si aggirano intorno a qualche milione di atmosfere. Per poter studiare le traformazioni di fase del ferro con questi valori di pressione e temperatura, i ricercatori francesi hanno costruito uno strumento ad hoc, di cui vi mostro uno schema:

Schema dello strumento utilizzato per simulare le pressioni al centro della Terra

Schema dello strumento utilizzato per simulare le pressioni al centro della Terra

Come vedete, una lamina di ferro viene messa tra due diamanti, in modo tale che la punta tocchi la superficie. Spingendo i due diamanti su un punto molto piccolo, si riescono a creare le pressioni richieste per la misura. Per scaldare invece il ferro alle temperature richieste, vengono utilizzati potenti fasci laser in grado di far salire la temperatura fino a diverse migliaia di gradi.

A questo punto, appare evidente che tutto il sistema debba essere isolato termicamente e chimicamente dall’ambiente esterno per impedire perdite di calore ma anche che il ferro reagisca con l’ambiente viziando il risultato. In questo caso, per poter determinare lo stato solido o liquido del campione, si sono utilizzate le emissioni a raggi X del materiale, in modo da poter determinare lo stato fisico, senza perturbare in nessun modo la misura.

Dai modelli sismici utilizzati, nello strato in cui il ferro e’ liquido, si ha una temperatura di 4800 gradi con una pressione di 2.2 milioni di atmosfere, risultato confermato dalla misura. Se pero’ aumentiamo ancora la pressione, analogamente a quanto accade mentre scendiamo vicino la centro della Terra, e la portiamo ad un valore di 3.3 milioni di atmosfere, ci si accorge che per far solidificare il ferro, come osservato dallo studio delle onde sismiche, e’ necessaria una temperatura di 6000 gradi.

Cosa significa questo? Riassumendo, sappiamo dai modelli sismici che il centro della terra e’ di ferro solido circondato da ferro liquido. Con il dispositivo visto, e’ stato possibile determinare che alle pressioni del centro della Terra, affinche’ il ferro sia solido, e’ necessaria una temperatura di 6000 gradi. Bene, questo e’ proprio il valore della temperatura al centro del nostro pianeta e che e’ stato possibile misurare con precisione, solo 500 gradi di incertezza sperimentale, con questa importantissima ricerca.

Come vi avevo anticipato, queto nuovo valore e’ circa 1000 gradi superiore a quello precedente ottenuto 20 anni fa. Perche’ questa differenza? Il sistema usato in precedenza per ottenere le alte pressioni richieste era molto simile a quello odierno. La caratteristica che ha permesso di misurare con precisione la temperatura, e’ lo studio delle transizioni del ferro osservando il tutto ai raggi X. Nella precedente misura, venivano utilizzate onde visibili. Come evidenziato in questa nuova misura, arrivati a circa 5000 gradi, si presentano fenomeni di cristallizzazione superficiale del ferro, che molto probabilemnte sono stati interpretati in passato come l’inizio della transizione nella fase solida, mentre, come visto in questa misura, per arrivare in questo stato, e’ necessario aumentare ancora di 1000 gradi la temperatura.

Ultima importante considerazione: come visto, la temperatura del mantello intorno al nucleo e’ di circa 4800 gradi, cioe’ 1200 gradi inferiore a quella del blocco di ferro solido. Bene, questa differenza di temperatura e’ fondamentale per capire un altro importante parametro del nostro pianeta e di cui spesso abbiamo parlato, il campo magnetico. Come sapete, spesso abbiamo parlato di geomagnetismo per sfatare tutte quelle voci catastrofische che vorrebbero un’inversione dei poli in corso:

Inversione dei poli terrestri

L’anomalia del Sud Atlantico

Il battito naturale …. della Terra

Bene, la differenza di temperatura tra gli strati interni, insieme anche alla rotazione della terra intorno al suo asse, sono proprio i responsabili della generazione del nostro campo magnetico. Per dirlo in parole semplici, l’interno della Terra si comporta come una dinamo in cui le correnti sono correnti termiche spinte dalla differenza di temperatura.

Come vedete, alla luce di quanto detto, e’ abbastanza riduttivo quanto si puo’ leggere sui giornali. Questa misura e’ estremamente interessante dal punto di vista tecnico, ma soprattutto i risultati ottenuti sono di prim’ordine. Come anticipato, i nuovi valori trovati consentiranno di migliorare notevolmente i modelli anche dal punto di vista geologico, utili anche per studiare la propagazione dei terremoti sul nostro pianeta. Detto questo, la misura apre il campo anche a possibili studi per cercare di riprodurre in laboratorio le condizioni di pressione e temperatura presenti in ogni strato del nostro pianeta. Avere una mappa di questo tipo, potrebbe fornire dati estremamente importanti per capire al meglio anche l’origine e l’evoluzione della nostra Terra.

 

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Scoperta nuova nuvola?

30 Set

In questi ultimi giorni sta facendo il giro del web, e dei maggiori quotidiani, la scoperta di una nuova tipologia di nuvola. Stando a quanto si legge nei quotidiani, la nuvola sarebbe stata osservata per la prima volta a Cedar Rapids nell’Iowa e subito dopo l’annuncio, questa nuova tipologia di nuvole sarebbe stata osservata in diverse parti del mondo.

Ecco una foto della nuova nuvola:

Foto di una Undulatus asperatus

Sempre secondo le fonti, gli studiosi avrebbero subito fatto richiesta alla Cloud Appreciation Society per far registrare l’importante scoperta e assegnargli un nome per indicare la nuova categoria. Vista la particolare forma della nube, il nome proposto e’ Undulatus asperatus cioe’, dal latino, ondulate increspate.

La formazione di questo tipo di nubi sarebbe dovuto al particolare gradiente termico atmosferico e alle condizioni di pressione che favorirebbero la ridiscesa delle gocce d’acqua creando le forme spettacolari viste.

Come potete facilmente immaginare, la notizia ha risvegliato gli animi anche dei tanti filo catastrofisti che circolano in rete. Da subito si e’ parlato di associazione con l’imminente fine del mondo o con le scie chimiche. In quest’ultimo caso, stando ai testimoni, queste nuvole si formerebbero dopo 12-24 ore dalla presenza di scie chimiche, proprio a causa della concentrazione di veleni.

Riguardo invece l’associazione con la fine del mondo, gia’ in altri post abbiamo trattato questi temi:

Una nuvola che fa pensare alla fine del mondo

Altra strana nube, questa volta in Giappone

Altra strana nube a Tulsa

Nuvole sismiche

Come abbiamo visto, in tutti questi casi si trattava di fenomeni gia’ conosciuti dalla meteorologia e completamente spiegati dal punto di vista scientifico.

Cosa possiamo dire invece delle ondulate increspate? Semplicemente che si stanno riproponendo notizie vecchie di piu’ di 3 anni!

Vi spiego subito il perche’.

In realta’, l’osservazione di questo tipo di nuvole e’ avvenuta gia’ nel 2009. Questo non significa che prima del 2009 non si formavano ondulate increspate, semplicemente significa che fino al 2009 non si era mai associato questo tipo di formazione con qualcosa non spiegabile con le tipologie gia’ note.

Ovviamente, per fare queste affermazioni, dobbiamo dimostrarlo.

Provate ad andare su google e cercate Undulatus asperatus utilizzando la ricerca avanzata e impostando un intervallo di date tra 2009 e 2010. Ecco il risultato della ricerca:

Ricerca google avanzata

Come vedete trovate anche la Home page del sito della Cloud Appreciation Society:

Cloud Appreciation Society

con una bella foto di questa nuvola. Leggete bene la data indicata: Giugno 2009!

La cosa incredibile e’ che anche famosi quotidiani nazionali sono caduti nella falsa notizia:

Notizia quotidiano

Osservate in particolare, alla fine dell’articolo, la data del 24 Settembre 2012.

Ovviamente e’ facile capire perche’ questa notizia sia stata ritirata fuori proprio adesso: per incrementare il terrore sul 2012 e la convinzione che qualcosa di incomprensibile e pericoloso stia accadendo.

Come sempre ricordiamo, non credete mai per partito preso ad una notizia, anche se viene da una fonte come un quotidiano nazionale. Purtroppo, anche questi a volte restano coinvolti in questo gioco complottista mirato solo ad aumentare la psicosi sul 2012. Diffidate sempre, studiate autonomamente confrontando fonti diverse e cercate sempre di avere in mano dati incontrovertibili. Per continuare ad analizzare le profezie sul 2012 e per capire finalmente cosa in realta’ dobbiamo aspettarci per il 21 Dicembre, non perdete in libreria “Psicosi 2012. Le risposte della scienza”.