GiovedìScienza 28a edizione

24 11 2013

     Ricordo ancora le prime edizioni: la prima conferenza ci fu il 17 marzo 1987. Questa prestigiosa manifestazione coordinata e prodotta da CentroScienza onlus, ha un comitato scientifico di rilievo assoluto, persone che non hanno bisogno di presentazioni: Tullio Regge, Aldo Fasolo, Piero Bianucci, Attilio Ferrari, Danilo Mainardi, Pier Carlo Marchisio, Angelo Raffaele Meo, Piergiorgio Odifreddi, Maurizio Pandolfi, Mario Rasetti, Pino Zappalà.

L’edizione 2013-2014 è iniziata lo scorso giovedì, il 21 novembre con Peter Higgins su “Reti, enigmi e postini”, e continuerà fino al 20 febbraio 2014. L’ingresso è sempre libero, al Teatro Colosseo in via Madama Cristina 71 a Torino, alle ore 17,45.

Qual è il programma di quest’anno?

Giovedì 28 novembre 2013 “A tavola in 9 miliardi”, con Maria Caramelli.

Giovedì 12 dicembre 2013 “Roma non far la stupida stasera”, con Alberto Angela.

Giovedì 16 gennaio 2014 “Alice matematica”, con Piergiorgio Odifreddi e David Riondino.

Giovedì 23 gennaio 2014 “La terza rivoluzione industriale”, con Davide Gomba, Riccardo Luna, Angelo Raffaele Meo.

Giovedì 30 gennaio 2014 “Gaia: come vedere una moneta sulla Luna”, con Mariateresa Crosta e Filomena Solito.

Giovedì 6 febbraio 2014 “I segreti della mente”, con Vittorino Andreoli.

Giovedì 20 febbraio 2014 “Le astuzie dei materiali nanotech”, con Valentina Cauda.

     Per Speciale Scuole, alle ore 10,00, con prenotazione obbligatoria su www.giovediscienza.it :

Giovedì 23 gennaio 2014 “La fabbrica delle idee”, con Davide Gomba, Riccardo Luna, Angelo Raffaele Meo. (Scuole secondarie di II grado).

Giovedì 6 febbraio 2014 “I videogiochi e i misteri dell’esperienza interattiva”, con Marco Mazzaglia. (Scuole secondarie di I grado).

Giovedì 20 febbraio 2014 “C’era una volta un neurone…”, con Federico Luzzati. (Scuola primaria).

     Le conferenze sono accompagnate da esperimenti, dimostrazioni, filmati o spettacoli teatrali e trasmesse in diretta streaming oltre che pubblicate in versione integrale, nell’archivio video di www.giovediscienza.it ,  dove è possibile consultare anche il programma dettagliato.    

 




Acqua e terra avvelenate?

18 11 2013

     Un articolo riportato in primo piano dalla rivista “L’Espresso” di questa settimana, con il titolo di copertina durissimo “Bevi Napoli e poi muori”, ha suscitato critiche, proteste e minacce di denunce e richieste di danni. Ma soprattutto ha gettato nello sconcerto milioni di persone che vivono in alcune zone delle province di Napoli e Caserta. Di cosa si tratta? L’articolo, prendendo spunto dalle dichiarazioni di alcuni pentiti di camorra, propone i risultati di una ricerca della marina statunitense su sostanze nocive presenti nell’ambiente dell’area napoletana e del basso casertano. Alcune di queste zone sono tristemente note come “Terra dei fuochi” per i numerosi roghi d’immondizia osservati di giorno e di notte.

     In concreto, la ricerca oltre ai materiali biologici (coliformi fecali), ha analizzato le concentrazioni nel terreno e nelle acque di metalli pesanti, soprattutto piombo e uranio, e svariati composti potenzialmente pericolosi per la salute umana, tra cui: diossine, cloroformio, fluoruri, PCE, dibromo-cloro-propano, naftalene, benzene, nitrati e nitriti.

     Perché la marina americana ha commissionato questo studio costato (dato riportato dalla rivista) circa trenta milioni di euro? Perché in zona vivono circa tremila cittadini statunitensi, militari con le loro famiglie. In questo modo si vuole capire cosa stanno rischiando, quali precauzioni prendere e dopo quanto tempo, eventualmente,  è opportuna una rotazione del personale in servizio.

     Naturalmente non potendo visionare il dossier con i risultati della ricerca, è facile cadere nell’allarmismo e su questo ha ragione l’amministrazione comunale di Napoli. Però per il principio di precauzione, per la salute pubblica, sarebbero opportune analisi a tappeto anche da parte delle amministrazioni locali su questi inquinanti. Senza ipotizzare costi esorbitanti come quello sostenuto dalla marina americana, coinvolgendo l’ARPA della Campania, magari con l’ausilio delle Agenzie per l’Ambiente di altre Regioni, si arriverebbe a risultati in grado di confermare o smentire con nuovi dati quest’allarme che coinvolge un numero così elevato di persone e la loro salute.

     Ma in sintesi, cosa sono quelle sostanze chimiche citate e incriminate? Sulla pericolosità di piombo e uranio ho già scritto in “Una regione molto pericolosa”. Le diossine sono composti organici che si sprigionano dalla combustione di svariati materiali contenuti nei rifiuti solidi urbani. Si formano per reazione tra due molecole di idrossilammina (NH2-OH) e composti contenenti due funzioni carboniliche (>C=O), con l’eliminazione di una molecola d’acqua. La struttura di base delle diossine è costituita da un anello con 4 atomi di carbonio, altrettanti di idrogeno e due di ossigeno (formula bruta C4H4O2). Si tratta di inquinanti persistenti, tossici e cancerogeni. Vedi diossine su wikipedia.

     Cloroformio invece è il nome comune del triclorometano (CHCl3 , con una tipica struttura tetraedrica), un liquido molto volatile utilizzato anche come solvente per resine, oli e grassi. Nocivo sia per la salute umana che per l’ambiente, la prima volta venne prodotto nel 1831 da uno dei padri della chimica organica: Justus Von Liebig (!803-1873) che fece reagire ipoclorito di calcio Ca(ClO)2 con etanolo (CH3CH2OH) o acetone (dimetilchetone o 2-propanone, CH3COCH3). Prima del 1900, non conoscendo i suoi effetti tossici era utilizzato come anestetico, poi venne sostituito dall’etere dietilico (CH3CH2-O-CH2CH3).

     I fluoruri sono composti del fluoro con metalli o non metalli (ad esempio AlF3, CaF2, KHF2) e talvolta si trovano disciolti nelle acque in basse concentrazioni. Alcuni fluoruri sono ampiamente utilizzati nell’industria, perciò il loro sversamento incontrollato nell’ambiente può provocare tossicità a carico del sistema respiratorio e di quello digerente.

     La sigla PCE indica il percloroetilene o tetracloroetene (Cl2CCCl2), un composto nocivo per inalazione, classificato tra i rifiuti pericolosi. Viene utilizzato come detergente dei lavaggi “a secco” e nel dossier sull’area napoletana la sua presenza nelle acque di alcune zone è considerata molto elevata.

     Il dibromo-cloro-propano veniva utilizzato molti anni fa come pesticida in agricoltura con diversi nomi commerciali, da un paio di decenni è vietato anche in Italia. I suoi effetti tossici sono notevoli e se è stata rilevata la sua presenza nell’aria  di alcune zone inquinate qualcosa non quadra: se non è stato più utilizzato, avrebbe dovuto svanire in poco tempo.

     Il Naftalene (C10H8), più conosciuto col nome commerciale di naftalina, è un composto aromatico policiclico la cui struttura è formata da due anelli benzenici fusi. È tossico ed è sospettato di essere cancerogeno.

     Il benzene (C6H6) è uno dei composti che hanno fatto la storia della chimica organica, soprattutto per la scoperta della sua formula di struttura. È il rappresentante tipico degli idrocarburi aromatici con tre doppi legami C=C e venne scoperto nel 1825 da Michael Faraday (1791-1867) che lo isolò dal petrolio, ma per conoscere la sua struttura si dovettero attendere altri quarant’anni. Infatti solo nel 1865 Friedrich August Kekulé (1829-1896) intuì che doveva avere una struttura esagonale con i tre doppi legami, dopo aver introdotto nel 1857 la teoria della tetravalenza del carbonio e dei legami multipli. Successivamente si arrivò a capire il concetto di risonanza, con la teoria degli orbitali ibridati di Linus Pauling  e si capì che il benzene ha una tipica struttura di risonanza (immagine). Oltre ad essere molto tossico, è stato classificato come cancerogeno. Sul benzene si può trovare una vasta letteratura. Per approfondire: benzene, wikipedia.

     Nitrati [ione nitrato: (NO3)-] e nitriti [ione nitrito: (NO2)-] sono sali di azoto, i più diffusi in natura sono il nitrato di sodio NaNO3 e il nitrato di potassio KNO3, utilizzati anche come additivi alimentari, come conservanti. I nitrati sono identificati dalle sigle E251 e E252, i nitriti con E249 e E250. Il nitrato d’ammonio NH4NO3 è molto utilizzato come fertilizzante. I nitrati possono trasformarsi in nitriti che, se reagiscono con le ammine contenute nei prodotti proteici, possono diventare nitrosammine, i cui effetti cancerogeni purtroppo sono accertati.

 




Haiyan: il riscaldamento è globale

10 11 2013

     L’ulteriore conferma di ciò che molti studiosi sostengono da almeno un paio di decenni è arrivata nell’ultimo mese da un convegno di Stoccolma. Il convegno ha riunito gli esperti dell’Intergovernmental Panel on Climate Change (Ipcc), l’organizzazione che monitora l’evoluzione del clima sul nostro pianeta e ne riporta le conclusioni ai rappresentanti dei governi di tutto il mondo. Allo studio hanno partecipato anche tre ricercatori italiani del CNR: Susanna Corti, Maria Cristina Facchini e Sandro Fuzzi.

     Mi sembra opportuno riportare la notizia perché proprio in questi giorni e fino al 22 novembre si riuniscono a Varsavia i delegati ONU di tutti i Paesi aderenti a quest’Organizzazione Internazionale per l’annuale Conferenza sui cambiamenti climatici (COP 19). Vedi anche Conferenza sul clima a Varsavia .

     Questo quinto rapporto dell’IPCC sarà completato e pubblicato nell’ottobre del 2014, ma molti contenuti sono già stati riportati da alcuni organi di stampa. Le tendenze dei cambiamenti climatici in atto sono pienamente confermate e riguardano l’aumento della temperatura media dell’atmosfera e degli oceani, la diminuzione dell’estensione e dei volumi dei ghiacciai artici, antartici, della Groenlandia e montani alle medie latitudini. L’entità e la rapidità con cui stanno avvenendo questi fenomeni non ha precedenti sul nostro Pianeta, in base ai dati in nostro possesso. Di conseguenza si prevedono modifiche del sistema climatico globale e di quelli locali.

     A causa del consumo di combustibili fossili e delle emissioni di gas serra, negli ultimi cento anni la temperatura media dell’atmosfera è aumentata di 0,89 °C e il livello medio degli oceani è salito di 19 cm . Non è poco, come potrebbe sembrare al comune cittadino disattento, che guarda al presente senza preoccuparsi del futuro e delle prossime generazioni. La tendenza è di ulteriori aumenti e altri squilibri climatici locali e regionali con fenomeni meteorologici estremi.

     Anche l’ultimo disastroso supertifone Haiyan che ieri e l’altro ieri ha investito alcune zone delle Filippine e che oggi si sta spostando (con una riduzione di potenza) verso il Laos e il Vietnam può essere collegato ai cambiamenti in atto. Lo provano la sua intensità e la rapidità del suo spostamento sulla terraferma che non hanno trovato eguali in fenomeni analoghi del passato. Le notizie di cronaca di queste ore sono impietose: il tifone avrebbe causato circa 10.000 morti e milioni di senzatetto (RAI News 24). Video RAI News 24.

     L’atmosfera, oltre a seguire in parte le leggi fondamentali della teoria cinetico molecolare che si studiano nelle scuole secondarie e spiegano il comportamento delle particelle dei gas “ideali” (legge di Graham, sulla velocità di effusione delle particelle; legge di Boyle, sul rapporto tra volume e pressione dei gas a temperatura costante; legge di Charles, sulla relazione tra temperatura e volume a pressione costante; legge di Gay-Lussac, sulla proporzionalità tra temperatura assoluta e pressione, a volume costante del gas.), è soggetta a numerosi altri vincoli e parametri che rendono difficili i modelli matematici in grado di prevedere cosa avverrà a lungo termine. Ad esempio radiazioni elettromagnetiche, fisica delle nubi, elettricità e maree atmosferiche … (vedi Fisica dell’atmosfera). Sarà sempre più difficile prevedere i fenomeni meteorologici estremi per attenuarne le conseguenze sulle popolazioni. Ci saranno “ondate di riscaldamento” sempre più calde e frequenti, che sui mari e sugli oceani porteranno alla formazione di uragani e tifoni, nelle aree continentali siccità e desertificazioni che andranno estendendosi.

Nell’immagine da satellite il tifone Haiyan prima che si abbattesse sulle coste filippine.

Lo schema mostra la struttura verticale dell’atmosfera e la distribuzione della temperatura media e della pressione fino a 110 km circa (Atmosphere, weather and climate. R. G. Barry and R. J. Chorley. Ed. Routeledge).

 




William Crookes nella storia della Scienza

3 11 2013

     In un post precedente (Una regione molto pericolosa) ho citato William Crookes (1832 – 1919) per la sua scoperta del tallio nel 1865, ma il suo ruolo nella storia della Scienza, in particolare della fisica e della chimica è ben più importante. Perché? Soprattutto perché le sue ricerche e per gli strumenti realizzati che hanno fatto da apripista per gli studi di molti altri scienziati.  Meritano un cenno anche alcuni episodi della sua biografia. Primo di sedici figli di un sarto, frequentò le scuole primarie e a quindici anni venne ammesso al Reale Collegio di Chimica di Londra.       Mantenne la sua numerosa famiglia (ebbe a sua volta dieci figli) con la pubblicazione di un libro di successo sui diamanti e curando la redazione di un periodico sulla chimica: Chemical News. La scoperta del tallio e gli studi sul selenio gli valsero l’ammissione alla prestigiosa Royal Society di Londra. Dopo la scomparsa in mare di un suo fratello, si avvicinò allo spiritismo e questo lo isolò da altri scienziati dell’epoca, facendogli rischiare l’espulsione dalla Royal Society. Dopo alcuni anni si allontanò dall’ambiente dei medium e delle sette e, superato il periodo di “crisi”, effettuò numerose ricerche ed esperimenti, senza però lavorare mai nelle università.       Per i suoi lavori ricevette diversi riconoscimenti scientifici di prestigio (Royal Medal, Medaglia Davy, …) e nel 1897 venne nominato Sir. Divenne presidente della Royal Society nel 1913 e rimase in carica per due anni. Oltre ad essere stato il primo ad aver ipotizzato l’esistenza degli isotopi, progettò e realizzò diversi strumenti. In ambito scolastico e scientifico è conosciuto soprattutto per aver ideato i “tubi di Crookes”, tubi di vetro contenenti gas rarefatti  nei quali si studiavano gli effetti di scariche elettriche. All’interno di un tubo di Crookes vennero emessi raggi che si propagavano in linea retta. In questi tubi quindi furono scoperti e prodotti per la prima volta quelli che sarebbero stati chiamati  raggi catodici.

     Il tubo di Crookes fu lo strumento principale che aprì la strada all’individuazione delle particelle subatomiche e alla comprensione della struttura dell’atomo. Crookes però non riuscì a spiegare in modo plausibile perché nel tubo contenente gas rarefatto e che alle due estremità aveva due placche metalliche, se si collegavano le placche ad un circuito elettrico si produceva una scarica che si propagava da una placca all’altra.

     Nel 1897, utilizzando lo strumento di Crookes, Joseph John Thomson (1856-1940) dimostrò che i raggi catodici hanno carica negativa, si propagano in linea retta e vengono deflessi da campi elettrici e magnetici: era stato scoperto l’elettrone!

In quegli anni Thomson scoprì anche le caratteristiche dei protoni che erano stati osservati per la prima volta dal fisico tedesco Eugen Goldstein (1850-1930) qualche anno prima. 

     Anche Wilhelm Konrad Rontgen (1895-1923) lavorò con i tubi di Crookes cercando di capire la natura di certi “raggi invisibili” e nel 1895 pubblicò una memoria sulla scoperta dei raggi X.

     Ricordo agli studenti che i raggi catodici non sono altro che un flusso di elettroni. Il tubo di Crookes è stato il precursore del tubo catodico. Le proprietà dei raggi catodici sono state sfruttate anche per costruire televisori catodici, ormai sostituiti da quelli a schermo piatto.

L’immagine è tratta da: http://uv201.com/Misc_Pages/crookes_tube.htm

Puoi vedere la deviazione dei raggi catodici (elettroni) mediante il campo magnetico di una calamita. Da RAI Scienze, gli elettroni – cosa sono e come si misurano.