Margherita Hack, l’amica delle stelle

30 06 2013

     Da ieri non è più tra i viventi, se n’è andata a novantuno anni, ma rimangono le sue idee, le numerose pubblicazioni, il suo impegno per la valorizzazione della scienza e dell’astronomia in Italia. Rimane tutta la materia che compone il suo corpo, miliardi di miliardi di atomi di circa 25 elementi differenti, soprattutto sei, che da soli costituiscono il 98% circa della massa di una persona. Sono ossigeno, carbonio, idrogeno, azoto, fosforo e zolfo. Gradualmente, com’è sempre stato al termine della vita di un individuo, questi miliardi di atomi rientreranno nel ciclo delle sostanze naturali del nostro pianeta.

     Grande divulgatrice, severa e ironica nell’analisi dei problemi italiani degli ultimi decenni, ha difeso strenuamente la scienza e la cultura in generale dai tagli, dall’abbandono, dall’incuria e dall’impoverimento da parte di chi doveva fare le scelte strategiche per il Paese. Era fieramente laica e sempre impegnata per i diritti civili. Ha studiato la materia in molte sue sfaccettature, soprattutto quella stellare e interstellare.

     Cos’è la materia interstellare? È materia composta essenzialmente da gas e da minuscole particelle solide, polveri, rarefatta e diffusa in modo uniforme nello spazio cosmico. Spesso però questa materia  è addensata in nubi molto estese. Molte stelle di grande massa ed elevata temperatura superficiale (stelle azzurre), sono immerse in nubi di materia interstellare. Le stelle nascono proprio dall’addensamento di queste particelle interstellari. Anche in assenza di nubi, lo spazio interstellare non è mai perfettamente vuoto. All’interno delle galassie, la materia interstellare è più concentrata verso il centro galattico, il nucleo, ricco di stelle. Si ritiene che il nucleo di molte galassie, come nel caso della Via Lattea, possieda anche un buco nero supermassiccio. Ma su questo non ci sono certezze.

Negli ultimi dieci anni ho avuto la possibilità di partecipare a tre conferenze di Margherita Hack a Torino: all’osservatorio di Pino Torinese, alla Biblioteca Nazionale e al teatro Colosseo.

Propongo alcune sue interviste presenti in rete:

http://www.youtube.com/watch?v=67hQbam_kok

http://www.youtube.com/watch?v=w4rhguPbaKs

http://www.youtube.com/watch?v=fcNjf8gJoIw

http://www.youtube.com/watch?v=Q9Bq-HvXsXI

http://www.youtube.com/watch?v=ZgUr85H4_RY

http://www.youtube.com/watch?v=f_5WL4Kn0EU

 




Città della cultura scientifica

18 06 2013

     Torino nei prossimi 20 e 21 giugno 2013 vivrà un importante appuntamento legato al mondo della Scienza. Si tratta di un incontro di rappresentanti di università, amministrazioni, centri di ricerca, associazioni scientifiche. La sede è il Centro Congressi di Torino Incontra in via Nino Costa 8. Purtroppo tutte le conferenze saranno solo in inglese. Chi è interessato a partecipare deve registrarsi.

     L’evento, che vede la collaborazione di Comune di Torino, l’Associazione CentroScienza Onlus e Uniocamere Piemonte, è organizzato e promosso da PLACES (Platform of Local Authorities and Communicators), un’organizzazione di 68 (attualmente) città europee. L’obiettivo fondamentale di PLACES è realizzare un’integrazione tra Scienza, Amministrazioni locali e politiche, società civile in generale. Questa rete di città della cultura scientifica vuole che si diffonda la pratica di coinvolgere sempre più i cittadini, le loro associazioni scientifiche e gli enti a carattere scientifico nelle decisioni delle amministrazioni pubbliche, nella convinzione che la Scienza e la ricerca scientifica e tecnologica siano fondamentali per “modellare” le città in modo da renderle sempre meglio vivibili. Ricerca e cultura scientifica e tecnologica sono considerate anche indispensabili per superare l’attuale situazione di crisi economica, industriale e, di conseguenza, sociale. 

     La conferenza che si terrà tra qualche giorno ha come tema proprio Modeling cities of scientific culture (Modellare città con una cultura scientifica).

Per saperne di più: http://www.openplaces.eu e http://www.openplaces.eu/conference

Per consultare l’elenco delle città che hanno aderito a PLACES: http://www.openplaces.eu/platform/cities . Le città italiane aderenti sono Torino, Firenze, Genova, Napoli, Perugia e Trento.

 




Rottamazione cellulari e metalli rari

16 06 2013

     Sappiamo che i metalli costituiscono i tre quarti circa di tutti gli elementi chimici. Ma fino a meno di un secolo fa quelli effettivamente utilizzati dall’uomo sono stati pochi. I progressi tecnologici che ci sono stati dopo la seconda guerra mondiale hanno permesso di utilizzare molti altri elementi metallici e semimetallici.

     Una vera e propria rivoluzione ha interessato la telefonia e i prodotti elettronici in generale: i telefoni cellulari si sono evoluti con un ritmo e una velocità impressionanti. Oltre al litio necessario per le batterie sempre più piccole e con una durata e autonomia della ricarica sempre maggiore, nei cellulari sono contenuti altri metalli indispensabili. Le quantità sono sempre piccole ma in alcuni casi si tratta anche di metalli rari. Tra i metalli tradizionali spiccano rame (Cu), stagno (Sn) e magnesio (Mg). Lo stagno in particolare, dal 2006 in tutta la UE ha sostituito i piombo (Pb) vietato nelle saldature in tutti gli oggetti destinati al commercio. Tra i metalli preziosi invece si trovano argento (Ag), oro (Au), palladio (Pd) e platino (Pt). Ci sono anche piccole quantità di alcuni metalli “speciali”: cobalto (Co), tantalio (Ta) e niobio (Nb) .

     È stato calcolato che da ogni tonnellata (1000 kg) di cellulari, corrispondenti a circa 8.300 “pezzi” (peso medio 120 g ciascuno), si ricavano circa 130 kg di rame, 3,5 kg d’argento, 340 g d’oro, 140 g di palladio, tantalio ecc. . Il recupero di questi materiali costituisce un vero affare perché alcuni di essi, oltre che costosi, sono decisamente rari e difficili da reperire. Negli ultimi due decenni è stato emblematico il caso del tantalio (numero atomico 73, scoperto nel 1802 da Anders Ekeberg e isolato quasi vent’anni dopo da Jöns Berzelius) e del niobio (n.a. 41, scoperto nel 1801 da Charles Hatchett ma isolato solo nel 1846), entrambi del gruppo VB, utilizzati anche nei PC portatili, ipad e in altri strumenti elettronici di piccole dimensioni. Si tratta di due metalli densi, buoni conduttori e resistenti alle alte temperature e alla corrosione. Il tantalio e il niobio sono utilizzati per costruire condensatori che regolano il passaggio della corrente ad elevate temperature. Un telefono cellulare (compresi i più evoluti smartphone, tablet, iphone, ecc.) è una vera e propria radio ricetrasmittente con un microprocessore, diversi tipi di condensatori miniaturizzati, un processore di segnali digitali (DSP), una memoria ROM, antenna, microfono, connettori, una sofisticata batteria. Il principale produttore di tantalio e niobio, a metà degli anni ’90 del secolo scorso era lo Zaire (oggi Repubblica Popolare del Congo) che lo estraeva dal coltan (abbreviazione di columbite-tantalite), un minerale costituito da una miscela in cui prevalgono questi due elementi. Tutti i minerali di tantalio contengono anche niobio. L’instabilità e le guerre che hanno interessato il Congo e le nazioni limitrofe negli ultimi decenni, secondo alcuni sono state anche causate dalla lotta, tra le diverse etnie locali, per accaparrarsi le numerose risorse minerarie richieste dalle multinazionali della new economy. Negli anni ‘90 il prezzo del coltan decuplicò nel giro di qualche anno e solo dal 2003 ci fu un’apparente tregua tra i vari gruppi etnici di quella regione africana, con la firma di un accordo sullo sfruttamento minerario del suolo. Nel frattempo sono state individuate anche in Australia aree da cui poter ricavare coltan. Ma si tratta pur sempre di metalli rari che vanno nuovamente reimmessi nel ciclo produttivo. I nomi di questi due metalli si rifanno alla mitologia greca, a Tantalo e a sua figlia Niobe.

     La richiesta di piccoli prodotti ad alta tecnologia nel mondo aumenta progressivamente, perciò un ruolo sempre maggiore sarà svolto dagli impianti di recupero dei numerosi metalli contenuti nei RAEE. Cosa sono?

     I cellulari, come gli altri rifiuti elettronici, a fine ciclo fanno parte dei RAEE (Rifiuti di Apparecchiature Elettriche ed Elettroniche, legge 151 del 2005). Alcuni “sistemi collettivi” delle aziende produttrici di apparecchiature elettroniche fanno da intermediari per il corretto recupero e smaltimento o dispongono di propri impianti di recupero. La questione non è solo economica ma anche ambientale. Uno smaltimento non corretto di questi tipi di rifiuti determina inquinamento ambientale, soprattutto per il cadmio, la plastica e il litio.

     Le periferie di alcune grandi città africane ed asiatiche dimostrano che in molti Paesi industrializzati moltissime aziende, almeno in passato, hanno smaltito i rifiuti elettronici in modo illegale o perseguendo il massimo profitto senza alcun rispetto per le conseguenze ambientali. Ad esempio nei sobborghi delle capitali di Ghana e Nigeria, rispettivamente Accra e Lagos, secondo alcune inchieste giornalistiche, ci sono le più grandi discariche africane, forse mondiali, di rifiuti elettronici (cellulari, computer, televisori, decoder digitali, elettrodomestici) che vengono bruciati per ricavarne i metalli da rivendere. Come è stato possibile se la legislazione internazionale vieta l’esportazione di questi rifiuti? È impossibile per uffici e funzionari doganali controllare ciascuno delle migliaia di prodotti contenuti in un container e che vengono fatti passare per oggetti “di seconda mano” perfettamente funzionanti.

Vedi anche:

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

Per saperne di più su come aumentare e migliorare la raccolta di rifiuti elettronici: 

-http://gogreen.virgilio.it/news/speciali-rubriche/guida-raccolta-differenziata/raccolta-differenziata-rifiuti-elettronici-regole_6671.html

Per il mito di Tantalo e Niobe: http://it.wikipedia.org/wiki/Tantalo_(mitologiahttp://it.wikipedia.org/wiki/Niobe 

 




Massa molare e numero di Avogadro: esercizi

4 06 2013

     Gli studenti delle classi 2a A e 2a B del liceo scientifico, durante il periodo estivo sono tenuti a svolgere i seguenti esercizi:

1.      Determina la massa molecolare dei seguenti composti:  Fe2(SO4)3 ; C12H22O11 ; NaHCO3 ; Cu(NO3)2 ;

2.      Quante moli di atomi di rame corrispondono a 5,4*1024 atomi di rame?

3.      Quante molecole d’acqua vi sono in 0,6 moli d’acqua?

4.      A quante moli corrispondono 3,7*1021 unità formula di CaCl2?

5.      Calcola la massa in grammi corrispondente a 0,25 moli di HNO3 .

6.      Calcola la massa molare dell’acetone (CH3COCH3) e poi determina a quante moli di acetone corrispondono 20 g di tale sostanza.

7.      Quanti atomi di ferro sono contenuti in un oggetto di questo metallo che ha la massa di 200 g?

8.      Quanti grammi di atomi di ossigeno sono contenuti in 102,64 g di solfato di alluminio, Al2(SO4)3 ?

9.      Calcola la composizione percentuale degli elementi nel metano (CH4) e nell’etene (C2H4).

10. Un composto contiene il 21,6% di sodio, il 33,3% di cloro, il 45,1% di ossigeno. Calcola la formula chimica del composto.

11. Calcola la percentuale in massa dei vari elementi nel glucosio.

12. Qual è la massa di 1027 atomi di sodio?

13. Qual è la massa di 60 atomi di carbonio (C60 , fullerene)?

14. Scrivi la definizione e fai almeno un esempio delle seguenti leggi fondamentali della chimica: conservazione della massa (Lavoisier); proporzioni definite (Proust); proporzioni multiple (Dalton).

15. Quanti grammi di NaOH sono contenuti in 50 mL di una soluzione acquosa avente concentrazione di 35 g/L?

16. Scrivi e poi bilancia l’equazione tra il ferro e l’acido cloridrico, che dà idrogeno e tricloruro di ferro.

17. Scrivi e poi bilancia l’equazione tra l’acido fosforico (H3PO4) e l’idrossido di calcio, che produce fosfato di calcio e acqua.

18. Scrivi e poi bilancia l’equazione di combustione del butano (C4H10) che si combina con l’ossigeno dell’aria formando diossido di carbonio e vapor acqueo.

19. Un campione di sostanza risulta costituito per l’82,24% da azoto e il 17,76% da idrogeno. Qual è la formula empirica e la formula molecolare della sostanza sapendo che la sua massa molare è 17,03 g/mol?

20. Descrivi in venti righe le caratteristiche essenziali della tavola periodica degli elementi.

Gli esercizi saranno inseriti anche sul sito web dell’istituto. Nei primi giorni del prossimo anno scolastico ci sarà il loro controllo e la correzione.

Immagine tratta da: http://www.meritnation.com

 




Alla Pianura Padana manca il respiro

1 06 2013

    

 

     La questione della qualità dell’aria che respiriamo, per i cittadini del nostro continente è tanto importante che la Commissione Europea ha dichiarato il 2013 “Anno Europeo dell’aria”. La decisione è stata presa anche come conseguenza dei risultati contenuti nella relazione 2012 sulla qualità dell’aria, pubblicata dall’Agenzia europea dell’ambiente. Diversi studi hanno confermato anche un altro fatto: l’inquinamento atmosferico è causa di molte malattie e in alcune zone a forte sviluppo industriale, o nelle grandi città, riduce sensibilmente l’aspettativa di vita, in media di circa due anni.

     Nel mondo le megalopoli con l’aria più inquinata risultano Pechino, Bangkok e Città del Messico. Ma considerando anche le città più piccole, secondo l’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS), i luoghi del pianeta con l’aria più inquinata sono Ahwaz (Iran), Ulan Bator (Mongolia), Sanadaj (Iran), Ludhiana (India) e Quetta (Pakistan). Tutte città asiatiche, alcune delle quali quasi sconosciute. Le sostanze più pericolose sembrano essere le polveri sottili: PM 10 e PM 2,5, ma anche gli ossidi di azoto.

     Per quanto riguarda l’Italia, in questo blog, nella colonna di destra sotto le cartine delle previsioni del tempo, alcuni link consentono di verificare giorno per giorno lo stato di alcuni inquinanti atmosferici (PM 10, PM 2,5, NO2). I PM 10 sono un insieme di particelle (Particulate Matter) di diametro inferiore ai 10 micron (10 millesimi di mm). La loro provenienza? Emissioni di processi industriali, tubi di scarico degli autoveicoli, scarti di combustione delle caldaie, pollini, usura degli pneumatici e dell’asfalto, ecc. I PM 2,5 invece sono particelle ancora più piccole: hanno diametro inferiore ai 2,5 micron e rimangono in sospensione nell’atmosfera per tempi più lunghi. Purtroppo possono penetrare ancora più in profondità nei tessuti del nostro apparato respiratorio. Gli ossidi di azoto sono diversi e sono indicati genericamente con la sigla NOx. Comprendono il monossido d’azoto (NO), il biossido d’azoto (NO2), l’ossido di diazoto (N2O), il triossido di diazoto (N2O3), il pentossido di diazoto (N2O5).   

     I valori di PM 10, per legge, non dovrebbero superare la concentrazione media giornaliera di 50 µg/m3 per più di 35 volte per anno civile. La media annuale delle concentrazioni non deve superare il valore di 40 µg/m3.

   Per monitorare meglio la qualità dell’aria è stato attivato il progetto internazionale EuNetAir che si pone l’obiettivo di sviluppare tecnologie avanzate, soprattutto sensori chimici a basso costo e con consumi ridotti, per controllare gli inquinanti atmosferici.

In Italia ci sono state diverse iniziative e alcuni convegni sul tema della qualità dell’aria, in particolare in Pianura Padana. Questa zona infatti, da un convegno che si è tenuto a Pavia lo scorso 25 gennaio, risulta essere la più inquinata d’Europa, soprattutto a causa della sua conformazione con le Alpi a nord e ovest e gli Appennini a sud che, nei mesi invernali quando sono minime le precipitazioni e le correnti, ostacolano il ricambio dell’aria e la dispersione degli inquinanti. Aggiungiamo poi che in Pianura Padana sono concentrate attività industriali, agricole e di allevamento.

Nell’immagine: foto da satellite della Pianura Padana ripresa nel periodo invernale, caratterizzato da assenza di vento e di piogge. Vento e pioggia sono fondamentali per ridurre le concentrazione degli inquinanti. Il primo li disperde, la seconda li abbatte al suolo. Quanti di noi si sono lamentati per le continue piogge di queste ultime settimane? Consoliamoci pensando al loro effetto sicuramente positivo sulla qualità dell’aria.

 

Filmato dell’ENEA WEBTV sull’inquinamento atmosferico:

Per saperne di più: ISPRAmbiente 2,5; ISPRAmbiente 10; http://www.eunetair.it/;