Tra letteratura e scienza: il genio di Faraday

Michael Faraday nacque nel 1791 in una famiglia di umili origini che non poteva permettersi di pagare per la sua istruzione. Pochi avrebbero immaginato che quel ragazzo sarebbe diventato un brillante scienziato. Faraday imparò a leggere e scrivere alle scuole domenicali e divenne apprendista rilegatore durante l’adolescenza. Amava leggere e passava quindi molto tempo sui libri che era stato incaricato di rilegare, sviluppando un forte interesse per la chimica, l’elettricità e il magnetismo.

Il suo interesse per la scienza lo portò a partecipare a una serie di quattro conferenze dal chimico Humphry Davy, dove prese copiosi appunti nella speranza di trovare un’occupazione presso la Royal Institution. Alla fine, la perseveranza lo premiò e riuscì a ottenere il lavoro di assistente di laboratorio del professor Davy. Faraday lavorò al servizio di Davy per molti anni, durante i quali la coppia viaggiò parecchio in Europa.

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Mistero dei cosmetici degli antichi egizi

Nell’Antico Egitto si credeva che, nell’Aldilà, l’immagine dei defunti fungesse loro da corpo. Per questo motivo, nelle raffigurazioni funerarie, sia gli uomini che le donne venivano mostrati abbigliati delle loro vesti migliori e con il volto truccato. Anche in vita, tuttavia, l’uso di cosmetici da parte degli egizi era particolarmente comune. Oltre a truccare il viso, e in particolare gli occhi, gli egizi utilizzavano anche altre cure di bellezza che, in realtà, oltre ad avere una funzione meramente estetica ne avevano anche una squisitamente medica.

Nel corso della loro vita, gli Egizi ricorrevano a molte sostanze per decorarsi il viso. Quella più usata era il kohl, soprattutto per il contorno degli occhi. Il kohl aveva diversi usi a seconda della sua origine: una vernice verde ricavata dai minerali di malachite veniva applicata alle palpebre, mentre una specie di inchiostro nero estratto dalla galena, un tipo di minerale plumbeo, serviva per il contorno occhi.

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Alla scoperta del corpo umano

Il corpo umano è formato da circa 7 ottilioni di atomi (7 seguito da 27 zeri), che compongono 75.000 miliardi di cellule. A livello atomico, il corpo umano contiene circa 6o elementi, ma della maggior parte non ne conosciamo l’utilità. Il 99 percento del nostro peso è composto da sei soli elementi. Come tutte le altre forme di vita conosciute, siamo basati sul carbonio, cioè le molecole biologiche che costituiscono il nostro corpo sono costruite su un’intelaiatura di atomi di carbonio. Il carbonio è un elemento molto peculiare.

È molto piccolo e può ospitare quattro legami covalenti con altri atomi, cosa che permette di formare l’ossatura di molecole molto complesse come proteine, grassi, zuccheri e DNA. I legami sono sufficientemente forti da mantenere le molecole in una struttura stabile, ma non così tanto da non poter essere spezzati qualora il corpo dovesse distruggere o ricreare molecole in base alle sue esigenze. Il calcio è il minerale più abbondante nel corpo umano ed è importante per la regolazione della produzione di proteine.

Catene molto complesse di reazioni avvengono nel citoplasma gelatinoso e negli organelli delle cellule, piccole strutture che eseguono funzioni specifiche. Il fosforo è utilizzato per creare l’adenosintrifosfato (ATP), una molecola che contiene legami forti con gli atomi di fosforo. Quando questi legami vengono spezzati, si rilascia molta energia, che alimenta le cellule. L’ATP è in pratica la benzina del corpo umano.

Cellule del corpo

Le cellule sono rivestite da recettori e rispondono rapidamente ai cambiamenti nell’ambiente circostante, comunicando attraverso segnali chimici e impulsi elettrici. Durante lo sviluppo dell’embrione, differenti gradienti chimici istruiscono le cellule che si stanno sviluppando su dove devono andare e su che tipo di cellula devono diventare, concorrendo allo sviluppo di una nuova persona. Curiosamente, molte cellule del nostro corpo non sono umane. I microbi rappresentano dall’1 al 3% della ma corporea e sono molto importanti per la vita Hanno otto milioni di differenti codici genetici per sintetizzare proteine, mentre il genoma umano meno di 30.000.

Anche i batteri che vivono nel nostro sistema digestivo sono indispensabili: attraverso la fermentazione, scompongono i carboidrati non digeribili permettendoci di usare energia a cui altrimenti non avremmo accesso e partecipano alla produzione di varie vitamine loro presenza evita anche il prolifera batteri dannosi. Interessante è il fatto che circa il 18% del genoma umano sia di origine virale. I retrovirus sono in grado di inserire il proprio DNA nei nostri cromosomi, e in molti punti dell’evoluzione umana i geni originati da virus sono entrati nel nostro corredo generico.

Fascino di come si puliscono le finestre dei grattacieli

La pulizia dei grattacieli da sempre affascina grandi e piccoli. Un tempo si trattava di una pratica pericolosa che ha messo più volte a rischio la salute degli operai; oggi, invece, esistono strumenti sempre più sofisticati che riducono il rischio di incidenti e garantiscono un eccellente lavoro. Ci sono tre fattori principali coinvolti nella pulizia delle finestre dei grattacieli: gli attrezzi per la pulizia, la tecnologia del meccanismo di pulizia e le variabili ambientali.

Infatti, per scongiurare i rischi dell’altezza e del forte vento che spesso spira ai piani superiori, i sistemi di pulizia prevedono sture per tutti gli addetti, corde di sicurezza e protezioni per calarsi all’esterno delle , ventose per agganciarvisi, sistemi di lento e così via. Insieme, tutti questi congegni permettono all’addetto delle pulizie di scendere velocemente lungo l’edificio, mentre è saldamente legato. Quando il lavoro richiede l’impiego di più persone contemporaneamente, è necessario chiamare in causa un apposito carrello come quelli che.

Si tratta di passerelle meccaniche, agganciate al tetto e dotate di supporti pneumatici, che consentono a una squadra di lavorare insieme per velocizzare le operazioni di pulizia. Gli spostamenti verso l’alto e verso il basso del carrello vengono comandati con un apposito pannello di controllo del quale si trova una copia esatta anche in cima al palazzo. Ma c’è un altro fattore da tener presente durante il lavoro: il vento. Alla quota a cui arrivano certi grattacieli, le raffiche sono violente e possono creare turbolenze perché l’edificio devia il flusso d’aria nell’ambiente.

L’aria può arrivare a spostare gli operai, far volare via gli strumenti mettendo in pericolo i passanti sui marciapiedi sottostanti e rendere inutilizzabili le piattaforme di sostegno. Fortunatamente molti grattacieli moderni – come il Burj Khalifa a Dubai, che è il più alto del mondo – vengono progettati fin dall’inizio per deviare il vento in modo da evitare la creazione di vortici.

La pulizia dei vetri ad alta quota

Ecco quattro dei meccanismi più comuni per la pulizia dei grattacieli:

Boom. È uno dei sistemi di pulizia più diffusi perché consente a numerosi operai di pulire insieme la facciata. Sfrutta un sistema di bracci permanenti e può essere spostato solo in alto o in basso.

Carrelli. I carrelli su rotaie permettono di pulire grandi aree della facciata perché si spostano anche a destra e a sinistra, oltre che in verticale. Anche in questo caso si tratta di strutture permanenti che non possono essere rimosse dalla facciata.

Gru mobili. Sono la soluzione più semplice ed economica per la pulizia delle finestre dei grattacieli: hanno una base fissa sul tetto e un carrello che calano di volta in volta sul lato da pulire.

Imbragatura. Se il grattacielo ha facciate piccole l’operaio addetto alla pulizia può calarsi dall’alto con un’imbragatura ad alta tecnologia che gli permette di pulire restando seduto. Ovviamente è un metodo che richiede più tempo.

Tutto sulle cellule del corpo umano

Si pensa che nel corpo umano ci siano oltre 200 tipi diversi di cellule, ciascuno dicato a una particolare funzione. Nonostante una simile specializzazione, la loro composizione di base è la stessa. Le cellule contengono un nucleo, che ospita 6 cromosomi in cui si trovano le istruzioni per sintetizzare tutte le proteine presenti nel corpo umano. A seconda del tipo di cellula, vengono attivati e disattivati geni diversi, terminando così quali proteine dovrà produrre.

Le proteine usate dalla cellula vengono create nei cromosomi presenti nel citoplasma. I ribosomi leggono il messaggio genetico e assemblano la proteina corrispondente usando gli aminoacidi come mattoncini da costruzione. Le proteine che vengono esportate dalla cellula, per esempio gli anticorpi o gli enzimi digestivi, vengono spostati all’interno di una serie di membrane. Qui vengono applicate diverse modifiche che permettono loro di sopravvivere al “duro” ambiente che incontreranno nel momento in cui lasciano la cellula per muoversi nel corpo umano.

Le cellule più importanti del corpo

Cellule del sangue e del sistema immunitario – Compresi i globuli rossi e quelli bianchi del sistema immunitario, vengono prodotte nel midollo osseo. I globuli rossi non hanno un nucleo e per questo motivo riescono a incorporare nel loro citoplasma molta più emoglobina.

Cellule epiteliali – Queste cellule che ricoprono il nostro corpo e le cavità usano le proteine sulle loro membrane per restare unite. In questo modo, le cellule creano una barriera impenetrabile a difesa del corpo.

Cellule contrattili – Queste cellule contengono un meccanismo che consente loro di contrarsi. Actina e miosina formano lunghi filamenti, intrecciati tra loro, che tengono uniti i bordi della cellula.

Cellule nervose – Le cellule nervose hanno membrane specializzate, che usano pompe molecolari per mantenere una carica elettrica; questo permette loro di trasmettere i segnali elettrici. I nervi funzionano in modo più efficace se sono isolati e quindi sono spesso ricoperti da uno strato di mielina.

Cellule staminali – Le cellule staminali non sono specializzate. Si trovano in diversi punti del corpo e costituiscono una riserva di cellule in grado di replicarsi e trasformarsi in cellule di altro tipo utili per curare o riparare il corpo.

Cellule a matrice extracellulare – Le cellule del corpo si appoggiano su una rete di fibre composta da collagene ed elastina. Queste due sostanze vengono generate da cellule a matrice extracellulare come i fibroblasti che si occupano di tesserne la trama.

Cellule endocrine – Queste cellule generano ormoni e li rilasciano localmente o nel flusso sanguigno. La loro attività di rilascio degli ormoni è controllata da messaggeri chimici che si legano ai recettori presenti sulla superficie della cellula.

Cellule germinali – Gli spermatozoi e le uova dispongono di una sola copia di ciascun cromosoma e si formano tramite un tipo di divisione cellulare chiamato meiosi. Quando lo spermatozoo e l’uovo si uniscono, la cellula risultante ha un set completo di 46 cromosomi.

Scienza e l’arte del drifting

Sembre tutta scena, ma il drifting richiede grande tecnica di guida e conoscenza della fisica. Di primo acchito sembra di vedere un’auto che ha perso completamente il controllo, ma in realtà il drifting è un modo di guidare molto tecnico, che prevede l’andamento controllato del veicolo. Consiste nel saper mantenere il veicolo in sovrasterzo affrontando una serie di curve.

Il pilota deve continuamente alternare l’uso di acceleratore, freni, frizione e sterzo. Le auto devono essere a trazione posteriore ed essere dotate di frizione e freno a mano sovradimensionati. Va da sé che il consumo di pneumatici è molto elevato. Il drifting non è praticabile sulle strade pubbliche per la rumorosità di motori e gomme che stridono e dell’intenso fumo provocato dalla frazione degli pneumatici sull’asfalto. Lo si può praticare, magari con l’assistenza di istruttori, in luoghi specifici e durante manifestazioni ganizzate.

Il re dei drifters

Sebbene il Giappone sia la patria dei migliori piloti di drifting, uno dei drifter più conosciuti è Shane Lynch, ex cantante dei Boyzone. Lynch ha sempre, avuto una passione per le corse ed è giunto al drifting dopo una breve carriera in British GT. Fa parte del team JapSpeed dal 2009 e partecipa ai campionati di drifting UK. Lynch e il team Subaru hanno fatto parlare di sé in seguito a un’incredibile vicenda: il furto di un’auto da 50mila sterline avvenuto sotto gli occhi di tutti durante una manifestazione nel 2012. La cattura dei ladri è stata possibile grazie ai numerosi filmati che mostravano la vistosa vettura in fuga nei dintorni di Londra.

Come si “drifta” ?

È uno sport molto difficile da imparare, ma una buona conoscenza dei limiti della propria vettura è la chiave per iniziare nel modo giusto.

1. Approccio. Affronta la curva con il motore a pieni giri. Sterza con decisione in modo da far scodare l’auto, aiutandoti eventualmente anche con il freno a mano, se la vettura non è abbastanza potente.

2. Controsterzo. Appena la vettura punta direttamente verso l’angolo interno della curva, controsterza immediatamente e accelera senza eccedere, per evitare il testa coda.

3. Aggiustamenti dello sterzo. Ora, piccoli tocchi di sterzo e acceleratore ti permetteranno di mantenere la vettura in sovrasterzo in curva. Premi l’acceleratore e tienila su di giri per mantenerne il controllo.

4. Fare il pendolino. Finita la prima curva preparati immediatamente alla successiva. Accelera al massimo in controsterzo in modo da far scodare la parte posteriore dell’auto nella direzione opposta alla precedente.

5. Seconda curva. Affronta la seconda curva con la coda dell’auto dalla parte opposta alla prima. Controsterza di nuovo fino a puntare l’angolo interno della curva.

6. Uscita. Puoi driftare anche in rettilineo se vuoi, ma per concludere il giro basta semplicemente togliere il gas e portare le ruote in parallelo alla pista.

Il mondo dei veicoli a vapore

Non tutti sanno che dobbiamo alla fantasia e alla creatività dell’ingegnere vittoriano Sir Charles Parsons il fatto che ancora oggi si usino dei macchinari del primo secolo dopo Cristo per generare la maggior parte della nostra energia elettrica. Le turbine a vapore che perfezionò quest’uomo funzionano in modo simile a quelle azionate dal vento: le molecole presenti in un fluido fanno ruotare delle pale angolate generando energia meccanica che può essere convertita in energia elettrica da una dinamo.

Al posto di agenti meteorologici, la forza che genera la spinta può venire dall’impatto di un getto di vapore sotto pressione, nel caso delle turbine a impulso, oppure dal cambio di pressione generato dal vapore stesso mentre si espande, nel caso delle turbine a reazione. Nelle turbine Parsons, l’acqua veniva convertita in vapore tramite la combustione del carbone. Il vapore veniva quindi letteralmente schiacciato all’interno di uno o più cilindri contenenti una serie di rotori a disco innestati su un albero rotante. Lungo il perimetro di ciascun rotore si trovavano pale di bronzo progettate per ricevere la forza del vapore ad alta velocità senza andare in pezzi, in modo che poi questo andasse a colpire il gruppo di pale successivo con un angolo ottimale.

I rotori più moderni erano dotati di pale più lunghe, in modo da espandere il diametro e accogliere il maggior volume del vapore man mano che questo si raffreddava. Le più grandi conquiste di Parsons resero possibili gli avanzamenti tecnologici necessari a dar vita a turbine a vapore più efficenti nel generare energia. Tra queste spicca l’invenzione di un dispositivo di alloggiamento che permise ai rotori di girare a velocità superiori rispetto a quanto possibile in precedenza. Il suo progetto originario viene ancora impiegato al giorno d’oggi ed è grazie a questo se possiamo sfruttare al meglio le risorse rinnovabili del Pianeta.

A tutto vapore

Parson riuscì ad intuire le potenzialità del vapore al di fuori delle centrali elettriche. Era un assiduo sperimentatore di turbine e compressori su scala ridotta, come pompe, ventole ed erogatori d’aria. Tuttavia la più importante applicazione che realizzò non fu quella di dare energie ad apparecchiature su terraferma, quanto quella di permettere alle navi di raggiungere velocità elevate.

Nel corso di un’ardita dimostrazione, fece scalpore la rivista navale del 1897, durante la quale la sua barca da 44 tonnellate superò le navi più veloci della Marina Britannica, grazie alla turbina che la spingeva (e dalla quale derivava anche il nome della sua nave, Turbinia). Dieci anni più tardi, le turbine a vapore venivano adottate in larga scala dalla Marina Reale e da compagnie di navigazione come la Cunard.

Centrale elettrica a energia solare più grande del mondo

La Ivanpah Solar Power Facility è una nuova centrale termoelettrica a energia solare, la più potente al mondo, e si trova nel deserto del Mojave, negli Stati Uniti Occidentali. La struttura, che si compone di tre avanzatissime centrali, sorge a 64 chilometri a sud ovest di Las Vegas e ha una capacità produttiva di 392 megawatt. Si tratta di un vero e proprio tripudio di tecnologia e ingegneria umana che trova, nel cuore del deserto, una delle più felici applicazioni.

I numeri della centrale elettrica ad energia solare Icanpah

Ivanpah riesce a produrre così tanta energia sfruttando la luce solare riflessa da ben 170.000 eliostati (specchi che seguono lo spostamento della nostra stella durante il giorno). Così tanti specchi occupano una quantità di spazio rimarchevole: oltre 1.400 acri di terreno sono stati dedicati alla zona di ricezione energetica e quindi la quantità di calore che viene dirottata sui boiler in cima alle tre torri di sostegno è veramente enorme. Nei boiler l’acqua viene istantaneamente convertita in vapore ad alta pressione che va ad alimentare le turbine dei generatori elettrici, come spiegato qui di fianco. La costruzione della centrale di Ivanpah è iniziata nell’ottobre p2010 per diventare operativa alla fine del 2013, quando ha iniziato a contribuire alla fornitura elettrica della California.

Eco, ma mai abbastanza! La realizzazione del complesso di Ivanpah, però, non è stata tutte rose e fiori. Nonostante l’impronta ecologista del progetto fosse molto forte, alcune organizzazioni di ambientalisti lo hanno comunque osteggiato perché è stato realizzato su un territorio che aveva un suo ecosistema (come tutti quelli della Terra, del resto). In particolare, è stato necessario spostare più di 200 tartarughe del deserto con un costo medio per animale di oltre 55.000 dollari.

Come funziona la centrale Ivanpah?

Dagli eliostati alla rete elettrica, come fa la centrale di Ivanpah a produrre così tanta energia? Il passaggio numero uno riguarda l’eliostato: dagli specchi motorizzati che sono controllati da un computer, infatti, la luce solare vene catturata e proiettata verso i boilei in cima alle torri di sostegno; dal boiler in cima alla tosse riceve il calore di tutti gli specchi e trasforma in vapore l’acqua che è contenuta nell’impianto.

Successivamente il vapore viene trasportato, tramite il conduttore, fino alle turbine generatrici; a questo punto, il calore necessario all’azionamento delle turbine viene immagazzinato per l’uso nelle ore notturne e l’elettricità prodotta viene immessa nella rete elettrica che, a sua volta, la smisterà dove è necessario.