Scienziati 2012 secondo Nature

23 12 2012

      La rivista Nature, nel numero di questo mese, ha scelto 10 personalità rappresentative della Scienza per il 2012. Tra questi c’è un italiano: Bernardo De Bernardinis, uno dei sette condannati per omicidio colposo per non aver allertato la popolazione de L’Aquila, il 31 marzo 2009, sul grave terremoto che si è verificato alcuni giorni dopo. Sulla vicenda ho già scritto anche la mia modestissima opinione il 2 novembre scorso e non è il caso di ritornarci (vedi: Non è una condanna della scienza).

Secondo il servizio di Nature, “Il processo e il verdetto hanno attirato l’attenzione in tutto il mondo, e De Bernardinis è stato al centro della tempesta. Un ingegnere di formazione, De Bernardinis è stato nel 2009 vice capo del Dipartimento italiano della Protezione Civile. Era il rappresentante del governo nel gruppo di esperti ed è stato accusato di deciso per una comunicazione rassicurante”. … De Bernardinis spera che tanta attenzione per questo processo porti ad una migliore prevenzione dei rischi del sistema in Italia, chiarendo gli obblighi degli scienziati, dei funzionari governativi e dei media.” .

      Per la cronaca, gli altri nove sono: ROLF-DIETER HEUER, CYNTHIA ROSENZWEIG, ADAM STELTZNER, CÉDRIC BLANPAIN, ELIZABETH IORNS, JUN WANG, JO HANDELSMAN, TIM GOWERS, RON FOUCHIER.

Per visualizzare il servizio di Nature (in inglese): http://www.isprambiente.gov.it/it/news/il-presidente-de-bernardinis-tra-i-natures-ten-1/Natures10_2012.pdf

 




La distillazione semplice

16 12 2012

 

 

 

La distillazione è uno dei metodi utilizzati per separare i componenti di un miscuglio. Mediante questa tecnica si possono separare due o più liquidi caratterizzati da una differente temperatura di ebollizione. Durante l’operazione si liberano dalla soluzione (nell’immagine rappresentata dal vino) vapori più ricchi delle componenti maggiormente volatili.

     L’apparecchiatura per la distillazione semplice è visualizzata nell’immagine. Un treppiede con reticella sostiene un pallone con la soluzione da distillare su un becco Bunsen. Il pallone è chiuso con un tappo forato in cui è inserito un termometro. Al pallone è collegato un tubo refrigerante, retto da un sostegno con un attacco per l’ingresso dell’acqua di raffreddamento e uno per la sua uscita; all’estremità del tubo si posiziona un becher o una beuta per raccogliere il distillato.

     Nel caso della distillazione del vino, il distillato è incolore e costituito ancora da una soluzione formata da acqua e etanolo (CH3CH2OH). I pigmenti caratteristici del vino rosso sono rimasti nel pallone. Il distillato si forma goccia a goccia durante l’ebollizione: l’evaporazione delle componenti più volatili è seguita dalla loro condensazione nel tubo refrigerante. Come dimostrare che nel distillato c’è anche etanolo? Sfruttando la sua caratteristica infiammabilità: versandone una parte in una ciotolina di porcellana e utilizzando il becco Bunsen si può verificare che il distillato prende fuoco. Generalmente la fiamma è incolore e poco visibile, ma se si avvicina un piccolo foglio di carta, prende fuoco a sua volta. Nella ciotolina rimarrà prevalentemente acqua.

     Nei processi industriali si realizzano altri tipi di distillazione: differenziale, frazionata, con rettifica, in corrente di vapore, ecc. Accenno solo a quella frazionata che consente di separare due o più liquidi di una soluzione la cui temperatura di ebollizione abbia una differenza di meno di 25 °C. In questo modo viene separata prima la sostanza più volatile e poi, innalzando progressivamente la temperatura, le altre. Molti tipi di liquori: grappa, brandy, vodka, rum, sono prodotti per distillazione frazionata.

     Il settore industriale in cui si utilizza di più la distillazione frazionata però è quello energetico, con gli impianti di raffinazione del petrolio. Il petrolio greggio non è utilizzabile mentre i prodotti della sua distillazione hanno numerosissimi usi. I vari idrocarburi che lo compongono infatti hanno differenti proprietà chimiche e fisiche. Per separare i vari componenti del petrolio sfruttando queste diverse proprietà, nelle raffinerie vengono costruite le torri di raffinazione. Nella parte alta della torre, a basse temperature, si ottengono i gas (propano, butano), scendendo e aumentando la temperatura si hanno: prima la benzina, poi kerosene, diesel, cere e lubrificanti, infine nella parte bassa della colonna, oli combustibili e bitume.

L’apparecchiatura dell’immagine è stata montata dall’assistente tecnico Rocco Saccà.




Medvedev: gli alieni sono tra noi o siamo tutti noi?

9 12 2012

     Il fuori onda dell’altra sera, su una rete televisiva russa, del primo ministro Dmitry Medvedev, ha suscitato un certo scalpore nel mondo. Pensando che i microfoni fossero spenti, ha affermato che il presidente russo, insieme alla famosa valigetta con i codici nucleari, riceve anche una cartella segreta sugli alieni che sarebbero già presenti in Russia e in altri Paesi del mondo. Secondo Medvedev, altre informazioni generali sarebbero ricavabili dal film “Man in Black”.

Molti come me l’hanno considerata semplicemente una battuta ironica, una burla nei confronti dei presenti, in primo luogo dell’avvenente giornalista. Del resto non si vede la sua espressione del volto mentre pronuncia queste parole. Tanti altri lo hanno preso sul serio, convinti già della presenza di alieni sulla Terra o del pericolo di una loro minaccia dallo spazio. I numerosi film sull’argomento scatenano la fantasia di tantissime persone.

     In un certo senso, per la Scienza, tutti i viventi di questo pianeta potrebbero essere degli alieni, cioè provenire da altri pianeti o da meteoriti o comete in viaggio per il cosmo. Su questo punto c’è una teoria scientifica, tutt’altro che trascurabile, quella della panspermia di cui si discute dal XIX secolo. Questa teoria ha ricevuto un recente impulso dalle analisi della composizione chimica di meteoriti arrivati sulla Terra e dalle comete. Uno di questi ad esempio, il meteorite Tagish, precipitato nel 2000 nell’omonimo lago ghiacciato della British Columbia (una Provincia del Canada sud-occidentale), dalle analisi chimiche ha evidenziato di possedere sostanze organiche in vari stadi di sviluppo, in grado di trasformarsi in biomolecole complesse. Questi asteroidi con le loro molecole organiche intrappolate e, forse, eventuali tracce di vita molto semplici (batteri) potrebbero vagare per un certo tempo nel gelido spazio interplanetario o interstellare, spostandosi fino a che non vengono catturati dalla gravità di qualche pianeta o satellite, facendo sopravvivere eventuali forme di vita grazie al calore emesso dal decadimento degli elementi  dei minerali radioattivi presenti nei meteoriti stessi. Gli asteroidi di varie dimensioni sono numerosissimi nello spazio,  anche oltre il Sistema solare e l’acqua e il calore che mantengono possono (?) fungere da incubatori per la formazione di molecole organiche sempre più complesse. Uno o più di questi asteroidi o anche qualche cometa potrebbero aver svolto, miliardi di anni fa, milioni di anni dopo la formazione della Terra, da “inseminatori” spaziali trovando l’ambiente terrestre favorevole allo sviluppo della vita. Alcuni tipi di meteoriti, dette condriti carbonacee, all’analisi chimica hanno rivelato la presenza di tutte le basi nucleotidiche che compongono il DNA e l’RNA. Nel corso di milioni di anni possono aver “arricchito” di materia organica la Terra.  

     Il primo passo per arrivare alle forme di vita sarebbe stato la formazione di “semplici” molecole di RNA a filamento singolo, in grado di replicare se stesse.  Molti studiosi dell’origine della vita la ritengono una delle possibilità, un’ipotesi plausibile. In questo caso veramente, tutti noi viventi, per questo pianeta avremmo un’origine aliena! Però dubito che il presidente Medvedev si riferisse a questo.

 

 




Acciaio e Ilva: settimane di drammi e di battaglie

3 12 2012

     Dopo la sospensione della produzione e la tromba d’aria che ha causato la morte dell’operaio gruista e danni per milioni di euro, il decreto del governo sembra indirizzato verso la riapertura dell’acciaieria e gli interventi di bonifica del territorio. Magistratura permettendo, perché potrebbe sollevare un conflitto di attribuzioni tra poteri dello Stato. L’Italia proprio non ne ha bisogno. La strada scelta dal governo sarà un percorso lungo è lento, ma è l’unico in grado di salvaguardare la salute e il lavoro di migliaia di persone. L’inquinamento non è storia recente ma viene da anni di cattiva gestione dell’impianto e cattiva amministrazione del territorio. Ci sono state colpe di dirigenti e proprietari dell’Ilva ma anche di amministratori che hanno permesso che sorgesse un intero quartiere a ridosso dell’acciaieria. Ricordo che la mortalità nell’area dell’Ilva è superiore a quella media della Puglia e l’aspettativa di vita è più breve, ma è un problema comune a molte  aree industriali delle altre città italiane. La via tracciata dall’Autorizzazione Integrata Ambientale, se percorsa effettivamente, mi sembra quella più sensata.

     In questo post non voglio certo analizzare la situazione sociale e ambientale dell’area tarantina. Invece posso cercare di spiegare, a grandi linee, cos’è l’acciaio, uno dei materiali più utilizzati. Sarebbe più corretto parlare di acciai, perché ne esistono diversi tipi.

     L’acciaio è una lega ferro-carbonio con una percentuale di quest’ultimo inferiore all’1,8%. Se la percentuale di carbonio è compresa tra l’1,8% e il 6%, si hanno le ghise. La presenza nella lega di quantità significative di altri elementi chimici consente di ottenere centinaia di tipologie di acciai differenti. In base alla concentrazione di carbonio, gli acciai comuni vengono classificati in tre gruppi.

a.       Acciai a basso tenore di carbonio, contengono meno dello 0,25% in peso di carbonio. Sono quelli più “teneri” e meno resistenti ma possono essere facilmente lavorati, saldati e ridotti in fili. Sono meno costosi da produrre e si utilizzano per lamiere, travi, ponti, lattine, chiodi, fili, tubazioni. Se nella lega si aggiungono altri elementi (rame, vanadio, nichel, molibdeno), si ottengono gli acciai basso-legati ad alta resistenza (HSLA) che resistono meglio alla corrosione, utilizzati per strutture da bullonare e per telai di vagoni ferroviari o di camion. Possono essere rafforzati da opportuni trattamenti termici.

b.      Acciai a medio tenore di carbonio, hanno una concentrazione di quest’elemento compresa tra lo 0,25% e lo 0,60% in peso. Anche in questo caso si possono aggiungere altri elementi per ottenere diverse combinazioni di resistenza-duttilità. Sono più forti degli acciai a basso tenore di carbonio ma sono anche meno duttili. Ricordo che la duttilità è la capacità del materiale di lasciarsi ridurre in fili sottili; viene misurata come capacità di subire deformazioni plastiche prima della frattura.

c.      Acciai ad alto tenore di carbonio, hanno un contenuto di C compreso tra lo 0,60% e l’1,4% in peso. Sono gli acciai più duri e resistenti ma anche i meno duttili. Sono molto resistenti all’usura e per questo utilizzati, con l’aggiunta di cromo, molibdeno, vanadio e tungsteno, per la produzione di utensili (coltelli, scalpelli, martelli, bulloni, lame per seghetti, punte per trapani, molle, pistoni, ingranaggi vari) e stampi industriali.

     Un’altra importante categoria è quella degli acciai inossidabili. In tutti gli ambienti hanno un’estrema resistenza alla corrosione (formazione di ruggine) e per ottenere questo risultato viene aggiunto cromo per almeno l’11% in peso. Anche gli acciaiai inossidabili si dividono in tre classi in base alla loro composizione chimica, alle loro proprietà meccaniche e alle applicazioni che ne derivano. Senza entrare in questa classificazione, posso aggiungere che gli acciai inossidabili trovano largo impiego nella produzione di serbatoi, valvole, strutture per i gas di scarico delle auto, apparecchiature e strutture per l’industria alimentare e quella chimico-farmaceutica, parti di motori, cuscinetti, recipienti a pressione, utensili chirurgici, ecc.

     Da questa sintesi sulle principali tipologie di acciai e sull’uso dell’acciaio, ciascuno può avere un’idea dell’importanza strategica di questa produzione per il nostro Paese. È altrettanto chiaro che, se non si vuole aggravare la situazione economica e industriale e pregiudicare ulteriormente le scarse possibilità di crescita che abbiamo, bisogna considerare “strategica” per l’Italia la produzione dell’acciaio. Senza rinunciare alle norme di sicurezza sul lavoro né a quelle sul controllo degli inquinanti emessi dal processo di produzione e lavorazione.

     Facendo riferimento all’articolo 43 della Costituzione: “A fini di utilità generale la legge può riservare originariamente o trasferire, mediante espropriazione e salvo indennizzo, allo Stato, ad enti pubblici o a comunità di lavoratori o di utenti determinate imprese o categorie di imprese, che si riferiscano a servizi pubblici essenziali o a fonti di energia o a situazioni di monopolio ed abbiano carattere di preminente interesse generale”, il governo per lo Stato deve pretendere dalla proprietà anche l’avvio delle opere di bonifica, oltre a permettere il ritorno alla produzione.

Nelle immagini: una foto dell’area dell’Ilva e un serbatoio in acciaio.




Yasser Arafat avvelenato con il polonio?

1 12 2012

     In un altro post (Killer uranio), qualche anno fa abbiamo già trattato la pericolosità di alcuni elementi radioattivi e il significato di isotopi. È stato anche scritto del processo di decadimento radioattivo attraverso tre diverse modalità: la radioattività alfa, la radioattività beta e la radioattività gamma. Con un altro articolo (Le radiazioni) è stato anche chiarito cos’è la radioattività e in quali situazioni si usa. Un fatto di cronaca di alcuni giorni fa, di cui si parlerà certamente nei prossimi mesi, la riesumazione del corpo del premio Nobel per la pace 1994, Yasser Arafat (insieme ai leader israeliani Shimon Peres e Yitzhak Rabin), presidente per decenni dell’Autorità Nazionale Palestinese, ci induce a ritornare sull’argomento radiazioni, in particolare sul polonio.

    Cos’è? È un elemento chimico radioattivo di massa atomica 209 dalton e numero atomico 84. Venne scoperto da una nostra “conoscente”, Marie Curie, nel 1898 durante i suoi studi sulla radioattività della pechblenda, una varietà di ossido di uranio (uraninite) con una composizione intermedia tra UO2 e U3O8, con tracce di torio e cerio.  La pechblenda è il più importante minerale dell’uranio. Il nome polonio gli venne assegnato proprio da Marie Curie Sklodowska in onore della sua patria, la Polonia. In generale, il polonio è molto raro e si trova in natura solo come prodotto di decadimento dell’uranio ed è circa mille volte più radioattivo del radio. L’elemento, per quanto ne sappiamo, viene ottenuto in varie parti del mondo solo in piccolissime quantità. Ma la sua produzione, come quella di altri elementi radioattivi, viene tenuta segreta.

    Perché è stato deciso di riesumare la salma di Yasser Arafat? La sua morte avvenne 8 anni fa, l’11 novembre 2004 in circostanze poco chiare, dopo un deperimento durato pochi giorni e il trasferimento dalla Palestina, assediata da Israele, a Parigi. Morì il giorno dopo senza che si arrivasse a capirne le cause. Già si vociferava di qualche forma di avvelenamento. Negli ultimi mesi ci sono state precise denuncie e alcuni sintomi della malattia sono apparsi più chiari, perciò è stato deciso di indagare. Ma sono passati ormai diversi anni. La forma più comune di polonio, l’isotopo 210, ha un tempo di dimezzamento di soli 138 giorni, quindi nel caso sia stato utilizzato per l’avvelenamento di Arafat è molto probabile che ormai non se ne trovi più traccia. Il discorso cambia se sono state utilizzate alcune parti degli isotopi artificiali polonio 209 e polonio 208: hanno tempi di dimezzamento rispettivamente di 103 e 2,9 anni. Questi ultimi possono essere ottenuti artificialmente  bombardando con particelle alfa lamine di bismuto e sono ancora più rari.

     Quale effetto ha il polonio sulla salute umana è facile da immaginare: essendo molto radioattivo, è altamente tossico e pericoloso da manipolare anche in quantità inferiori ai milligrammi. Le particelle alfa che emette sono facilmente inalabili o ingeribili e danneggiano gravemente i tessuti. Purtroppo tracce significative di polonio 210, insieme a qualche migliaio di altre sostanze, sono state trovate anche nel fumo di sigarette!

     Anche se le analisi dei campioni da materia organica prelevati dal corpo sono state affidate a tre diversi laboratori (francese, svizzero e russo), non sarà facile arrivare ad una conclusione certa: è probabile che anche tra alcuni mesi, quando pubblicheranno i risultati, il mistero non sarà risolto. Forse poteva essere risolto disponendo analisi immediate dopo la sua morte nell’ospedale parigino.

Per saperne di più: http://www.ansa.it/web/notizie/rubriche/mondo/2012/11/27/Riesumata-salma-Yasser-Arafat_7862390.html

http://it.wikipedia.org/wiki/Polonio