techno scope il technoscope *

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1 techno scope 2/05 «Acqua, tu non hai né gusto, né colore, né aroma, non si può definirti, ti si apprezza senza conoscerti. Non sei necessaria alla vita: sei la vita. Ci invadi di un piacere che non si spiega con i sensi. Con te ritornano in noi tutti i poteri ai quali avevamo rinunciato. Per la tua grazia si aprono in noi tutte le sorgenti prosciugate del nostro cuore. Tu sei la più grande ricchezza che ci sia al mondo, sei anche la più delicata, tu così pura nel ventre della Terra. Non accetti mescolanze, non sopporti alterazioni, sei una divinità ombrosa..., ma infondi in noi una felicità infinitamente semplice». Antoine de Saint-Exupéry Sommario di questo numero La protezione delle acque vista attraverso il «technoscope» Troppa acqua nel deserto del Sahara! Sviluppo sostenibile: anche le imprese si impegnano Esperienze con l acqua Un giorno nella vita di Mariska Ronteltap Musei, Links Dr. Joan S. Davis, chimica. Dal 1999 collaboratrice scientifica all EAWAG (Istituto federale per l approvvigionamento, la depurazione e la protezione dell acqua) e docente (ETH, università di Zurigo e Basilea). Lo sviluppo e l'utilizzazione della tecnica hanno contribuito in modo notevole alla protezione delle acque. Il successo si è notato in modo particolare durante gli ultimi decenni : le stazioni di depurazione hanno fatto praticamente sparire la schiuma dai corsi d acqua e hanno ridotto la proliferazione delle alghe nei laghi. Purtroppo non solo la protezione delle acque ha fatto dei progressi. Nuove sostanze chimiche sono state immesse nell'acqua ed i loro effetti pericolosi sono stati ignorati per parecchio tempo. I problemi causati da queste sostanze non sono stati subito riconosciuti, in quanto non provocavano ad esempio schiuma e non facevano aumentare le alghe. La protezione delle acque si vede confrontata costantemente a nuove sfide. Ultimamente ad esempio si sono potute notare delle mutazioni fisiche in certi pesci, come pure una diminuzione della loro Sviluppo sostenibile richiede lungimiranza * technoscope : istrumento d osservazione orientato sulla tecnica La protezione delle acque vista attraverso il technoscope * a cura di Joan S. Davis popolazione. Queste osservazioni sono state messe in relazione con la presenza di certi composti chimici nell'acqua ( Sorge quindi spontanea la domanda: queste sostanze presenti nell'acqua agiscono anche su di noi, esseri umani? Ci chiediamo come possiamo far diminuire al massimo e nel modo più efficace possibile la presenza di queste sostanze nei nostri fiumi e nei nostri laghi. Dal lato puramente tecnico, visto cioè attraverso il technoscope *, ciò sembrerebbe possibile. Purtroppo, guardando da più vicino, queste sostanze agiscono anche in minime concentrazioni. Il problema è complicato dal fatto che arrivano direttamente nella falda freatica attraverso i laghi e i fiumi provenienti dalle superfici agricole. Se in questo caso la tecnica è impotente, che cosa possiamo fare d altro? Risalire alla causa del problema, che però non si trova nell'ottica del technoscope*, ci può aiutare. È sicuramente più facile evitare di inquinare l'ambiente naturale, piuttosto che di tentare di riparare i danni. Il ricercatore deve quindi riflettere e cercare di guardare oltre la punta del proprio naso. La soluzione ai problemi, a prima vista tecnici, si trova talvolta al di fuori delle soluzioni tecniche. È dunque necessario cercare altre vie. Le domande che bisogna porsi sono: Come si potrebbe diminuire l'utilizzazione delle sostanze nocive? oppure Come impedire alle sostanze nocive di giungere nell'acqua?. A pagina 5 troverete un esempio di una soluzione di questo tipo. Nella protezione delle acque, come pure in molti altri campi, le soluzioni tecniche sono notevoli, ma è pur sempre preferibile anticipare i problemi. Affinché funzioni è necessario guardare attraverso il technoscope*, ma anche al di là di questo. Das Technikmagazin für Junge und Junggebliebene La rivista tecnica per giovani e per coloro che lo sono ancora

2 Troppa acqua nel deserto del Sahara! Sembra stupefacente, ma è proprio il problema al quale è confrontato la città di Ouargla nel Sahara algerino. In questa regione, dove cadono solo 60 mm d acqua all anno, (contro gli 850 mm a Losanna), le fogne debordano e l'acqua fa marcire le radici delle palme minacciando i raccolti di datteri. Ma da dove viene tutta quest acqua? Per comprendere il problema bisogna tornare indietro di parecchi secoli. All'epoca bastava scavare un poco e l acqua sgorgava spontaneamente dal suolo! Si parlava allora di falda freatica artesiana *. Questi tipi di fontane naturali erano possibili grazie alla posizione geografica della città, che si trova in fondo a un grande catino geologico. Questo fenomeno aveva permesso lo sviluppo di palme da datteri attorno alla città. L'acqua era utilizzata dagli abitanti per irrigare le culture e per i bisogni domestici, poi tornava nel suolo e raggiungeva la falda freatica. C'era allora un equilibrio tra l acqua utilizzata ed il suo riassorbimento nel suolo. Da una cinquantina d anni la città si è molto sviluppata, oggi conta circa 300'000 abitanti, e il bisogno d acqua è aumentato. Gli abitanti si sono messi a scavare più profondamente nel suolo (fino a 200 m di profondità) per trovare più acqua. Ma tutta l'acqua consumata deve defluire da qualche parte. E evidente che, in un deserto dove la temperatura può superare i 50 C, una parte dell'acqua evapora. Ma ne resta tanta e il suolo non ne lascia filtrare molta. Così il catino nel quale si trova la città sta riempiendosi pericolosamente, minacciando le colture e la salute degli abitanti. E il colmo per una città nel deserto! Non c è una soluzione miracolosa, ma il governo algerino è deciso a reagire per invertire questa spirale. L'ufficio losannese Bonnard e Gardel è stato incaricato di trovare una soluzione a questo problema. Un folto gruppo di ingegneri si è messo al lavoro per uscire da questo cerchio diabolico: ingegneri in idrogeologia, ingegneri agronomi, ingegneri del genio rurale e civile e anche chimici. La città di Ouargla si trova sulle prime pianure del Sahara algerino I primi provvedimenti dovranno migliorare la rete di distribuzione dell'acqua. Essa è un vero colapasta: infatti per ogni dieci litri captati ai rubinetti ne arrivano solo cinque. Il resto si perde nel sottosuolo e contribuisce all innalzamento della falda. La stessa constatazione vale anche per le acque consumate (le fogne), e ciò è ancora meno piacevole... Queste fogne dovranno essere condotte a una stazione di depurazione, la cui costruzione fa parte del progetto. L'acqua viene depurata da un procedimento di lagunaggio prima di essere riversata in parte nei palmeti per l irrigazione, risparmiando così acqua fossile. Anche il drenaggio dei palmeti deve essere migliorato: tutta l'acqua che non viene assorbita dalle palme deve essere ricuperata da tubi di drenaggio e condotta verso una stazione di pompaggio. Là, le pompe spingono le acque di drenaggio, come pure quelle provenienti dalla stazione di depurazione, in un canale lungo una quarantina di chilometri. Così, l'acqua non stagnerà più sul fondo del catino geologico di Ouargla. L'impresa Bonnard e Gardel è abituata a realizzare questo genere di progetti, che implicano una visione a lungo termine e la collaborazione di parecchi mestieri differenti. Questa impresa è stata scelta dal governo algerino per affrontare il problema e trovare soluzioni. In seguito, il governo deciderà quali imprese realizzeranno i lavori, che non si concluderanno certamente prima del La città si sviluppa, ma pensando all'avvenire. Questo è ciò che si chiama sviluppo sostenibile. *si chiama falda artesiana una falda acquifera sotto pressione ricoperta da uno strato impermeabile. Si chiama falda freatica una falda acquifera non ricoperta da uno strato impermeabile. La città è posta sul fondo di un avvallamento e attorniata da colline. Questa posizione geografica e il terreno impermeabile provocano una stagnazione dell acqua. La rete di smaltimento dell acqua non basta per portare via l acqua di irrigazione dei palmeti. Gran parte dell acqua proviene anche dalle fontane di acqua potabile. pagina 2

3 Sviluppo sostenibile: Anche le imprese si impegnano Intervista al dr. Claus Conzelmann, direttore del dipartimento per la sicurezza del lavoro, della protezione della salute e dell ambiente del gruppo Nestlé. La commissione mondiale Ambiente e sviluppo ha definito lo sviluppo sostenibile (Sustainability): «Sustainable development meets the needs of the present without compromising the ability of future generations to meet their own needs.» Uno sviluppo è sostenibile se corrisponde alle esigenze della generazione attuale, senza compromettere le esigenze delle generazioni future ( vedi sito sustain ) L'acqua è un bene prezioso, ma l approvvigionamento di acqua potabile della popolazione mondiale non è assicurato, né oggi né per il futuro. Quali tecniche potrebbero essere utilizzate per assicurare la presenza in quantità sufficiente d acqua di qualità ottimale, che possa servire come acqua potabile e come materia prima per l agricoltura e l industria? Nel corso dei prossimi decenni, la messa a disposizione di acqua potabile igienicamente accettabile sarà la più grande sfida che dovrà affrontare la popolazione mondiale in costante crescita. Malgrado in questo campo le soluzioni tecniche innovative giochino un ruolo sempre più importante, ognuno deve fare uno sforzo per rispettare questa risorsa rara che è l acqua. La migliore protezione delle nostre riserve d acqua è quella di consumarne meno. Infatti quella che non viene utilizzata non deve essere né estratta, nè trasportata nè depurata. Nei circa 500 stabilimenti di produzione Nestlé in tutto il mondo puntiamo perciò, già da molti anni, su misure volte al risparmio d acqua. Nel corso degli ultimi cinque anni l utilizzazione specifica di acqua nei nostri stabilimenti è diminuito del 37%. Noi puntiamo anche costantemente sulla formazione e sulla sensibilizzazione dei nostri collaboratori ed investiamo in tecnologie che permettono di risparmiare acqua. Nella nostra fabbrica tailandese di Nescafé, per esempio, i nostri ingegneri hanno sviluppato un metodo di trattamento in più fasi dell acqua salata, che funziona secondo il principio dell'osmosi inversa. Nestlé è attiva in numerosi paesi. Come si impegna l impresa affinché le possibilità tecniche impiegate sul posto possano essere utilizzate e sviluppate per il bene delle persone residenti in quelle regioni? Quando sul posto non ci sono istallazioni di depurazione delle acque, Nestlé costruisce e utilizza stazioni di depurazione proprie, impiegando le tecniche più moderne. Ogni anno noi investiamo circa 20 milioni di franchi per la costruzione e lo sviluppo di queste installazioni. Contribuiamo quindi non solo a un bilancio ambientale più neutro possibile, ma siamo spesso dei precursori in quelle regioni o in quei paesi nei quali gli impianti di trattamento dell acqua non ci sono ancora o non funzionano ancora come in Svizzera. La formazione di specialisti sul posto, che significa un trasferimento di tecnologia, è un contributo importante allo sviluppo di questi paesi. Ci può citare un esempio concreto? Un esempio attuale è il nostro stabilimento Maggi in Marocco, nelle vicinanze di Casablanca. Nestlé è l'unica impresa industriale in tutta la provincia che utilizza un impianto di depurazione di acque usate. Collaboriamo anche con enti umanitari internazionali, come l Alto Commissariato delle Nazioni Unite per i rifugiati. L anno scorso in Etiopia degli ingegneri e dei geologi della nostra acqua minerale Vittel hanno messo a disposizione le loro conoscenze per aiutare a costruire un sistema d approvvigionamento d acqua. Questo progetto ha permesso a circa profughi, vittime della guerra civile, di avere accesso all acqua potabile. Osmosi inversa L'osmosi inversa è un metodo di trattamento fisico dell acqua. Vengono utilizzate delle membrane che sono permeabili solo da un lato e che funzionano quindi come filtri a livello molecolare. Se a una soluzione acquosa si applica una pressione più alta della pressione osmotica, la membrana ferma la maggior parte dei sali, dei batteri e di altre sostanze (ad esempio pesticidi). La membrana lascia passare l acqua pura. L osmosi inversa è utilizzata per dissalare l acqua marina e salmastra o per il trattamento dell acqua a tenore salino alto, per esempio l acqua usata nell industria tessile o nei processi di galvanizzazione (industria metallurgica). pagina 3

4 La pagina interattiva A te il gioco! SMS & WIN! Cioccolato da vincere! 10 premi di 50 franchi di cioccolato 1 Invia la soluzione (caselle grige) per SMS al numero prima del 16 settembre Saranno estratti a sorte dieci vincitori Lo è l acqua del mare 2. scorre verso il mare 3. vi sgorga l acqua 4. 1 dm 3 d acqua 5. l acqua aeriforme 6. l O di H2O 7. organizzazione mondiale che ha decretato il decennio dell acqua 8. grande deserto africano 9. si fa entrando nell acqua 10. lago della Siberia che contiene il 10% dell acqua potabile mondiale 11. nascondono il sole 12. l acqua solida 13. vi vanno ad abbeverarsi le mucche 14. giocare in inglese Tensione superficiale E possibile aggiungere ancora qualcosa in un bicchiere pieno raso d acqua senza che essa debordi? Prova con alcune monete e un bicchiere pieno raso d acqua. Lascia cadere delicatamente le monete, una dopo l altra, nel bicchiere e osserva attentamente come si muove il livello dell acqua. Prima che l'acqua trabocchi essa forma una piccola montagna d acqua un po più alta del bordo del bicchiere. Le molecole d acqua (H2O) si attirano reciprocamente. E per questo motivo che esse, a causa della tensione superficiale, formano una specie di pellicola alla superficie. Grazie a questo effetto le mosche e le libellule possono camminare sulla superficie dell acqua. L acqua docile Per questa esperienza hai bisogno di un pettine di materia sintetica e di un indumento di lana. Apri un rubinetto lasciando scendere un filo d acqua. Strofina il pettine contro l indumento di lana e avvicinalo al filo d acqua. Come per miracolo il filo d acqua si piega verso il pettine. Durante lo strofinamento delle piccolissime particelle, chiamate elettroni, passano dal pettine al tessuto. Si dice allora che il pettine ha una carica elettrica positiva. I corpi carichi in questo modo attirano i corpi la cui carica è neutra o negativa. Osserva cosa capita se il pettine entra in contatto con l acqua. Questa esperienza funziona anche con un cucchiaio di plastica o un palloncino gonfiato. Esperienze Enigma L immagine misteriosa a) l occhio sinistro di una mosca b)una pastiglia alla menta c) un alga d acqua dolce d)un preservativo Come ottenere dell acqua dolce dall acqua salata Riempi un insalatiera con acqua salata e piazza un bicchiere vuoto al suo centro. Metti l insalatiera e il bicchiere, coperti da una carta trasparente, al sole. Poni un sasso sulla carta trasparente sopra il bicchiere, in modo che il punto più basso della carta venga a trovarsi in corrispondenza del bicchiere. L acqua che si trova nell insalatiera evapora e si deposita sulla parte inferiore della carta trasparente. Le goccioline d acqua dolce scivolano lungo la carta e finiscono nel bicchiere. Il sale resta nell insalatiera. Un gioco per tutti coloro che amano il mare, la navigazione, la ricerca e l avventura. Per il gioco necessitano un certo tempo, un interesse per le scoperte tecniche e scientifiche e un po di conoscenze del tedesco. tion.org/artikel2/game.php pagina 4

5 Un giorno nella vita di Mariska Ronteltap Aperta, comunicativa, bionda con gli occhi azzurri è così che si presenta una olandese. Con la giovinezza dei suoi 28 anni si stenta a credere che l anno prossimo prevede di terminare il lavoro di dottorato. Il suo entusiasmo è evidente quando comincia a raccontare come si svolge la sua giornata di lavoro all EAWAG. La giornata tipica praticamente non esiste, essendo il suo lavoro molto variato. Fiera, racconta del progetto di ricerca NOVAQUATIS al quale collabora. Si tratta di un progetto trasversale in quanto vi partecipano diversi dipartimenti dell EAWAG: la separazione dell urina. Lo scopo è quello di ottimizzare la protezione delle acque a livello degli alimenti e dei microinquinanti e di chiudere la catena alimentare. Le ricerche di Mariska vanno alla scoperta di come possono precipitare, nel modo più efficace e vantaggioso possibile, i fosfati nell urina. La precipitazione è la cristallizzazione di un corpo insolubile in un liquido. Nel mondo intero durante la produzione dei fosfati, usati come fertilizzanti, l ambiente viene fortemente caricato. All altro capo del ciclo è necessario eliminare i fosfati dall acqua, processo che necessita molta energia e molti soldi. L idea di chiudere questo ciclo è quindi semplice e geniale. Si fanno precipitare i fosfati direttamente dall urina e si usano subito come fertilizzanti. Maggiori informazioni si trovano sul sito Di solito Mariska inizia il giorno lavorativo nel proprio ufficio al computer. Cerca nella letteratura specializzata risultati di studi o teorie che potrebbero interessare il suo progetto. Il pomeriggio la si incontra spesso nel laboratorio. Ha costruito personalmente le apparecchiature, di cui aveva bisogno per la propria ricerca, che funzionano giorno e notte. Cambiando la regolazione delle apparecchiature Mariska ottiene nuovi risultati che deve poi valutare e interpretare. Osserva, misura, analizza dei campioni al microscopio, calcola e redige rapporti. A tutto ciò si aggiungono gli importanti scambi con gli specialisti dell EAWAG e i colleghi dell ETH. Mariska presenta volentieri il suo lavoro a gruppi di persone in quanto le discussioni che seguono le permettono di raccogliere nuovi impulsi. Lavorare con dell urina come materia prima? è una domanda che le viene posta sovente con un sorrisetto. Certo, l odore non è gradevole, ma ci si protegge. E veramente necessario cercare nuove vie in materia di depurazione delle acque luride. Tre anni fa, quando Mariska venne in Svizzera, sapeva poco il tedesco. L EAWAG gode di una fama internazionale per le sue ricerche nel campo dell acqua. Già da studente Mariska sognava di arrivarci un giorno. Colse l occasione durante un congresso al quale partecipava come oratore l ex direttore dell EAWAG. In un quarto d ora raccolse tutto il suo coraggio e si rivolse al professor Zehnder, il quale poi le avrebbe Mariska Ronteltap in ihrem Labor vor einem selbst gebauten Reaktor spianato la strada. Oggi Mariska parla perfettamente il tedesco ed è integrata nell EAWAG. Apprezza molto l atmosfera che regna nell istituto. Non esiste un controllo del tempo di lavoro ed è libera di organizzarsi come vuole, la motivazione resta il motore essenziale. Mariska apprezza in modo particolare il mercoledì sera, quando i dottorandi si incontrano a turno nei rispettivi appartamenti per la cena. Ogni volta uno di loro presenta lo stato dei propri lavori e illustra un tema di sua scelta. E un po la mia famiglia dice Mariska ho appreso molto da quando sono in Svizzera, non solo nel campo scientifico, ma anche a livello del mio sviluppo personale. Ho imparato a mettermi in questione e a impormi. Ho migliorato le mie competenze sociali e oggi reagisco molto meglio alla critica. Mariska non sa ancora cosa farà, una volta terminata la sua tesi di dottorato: restare qui, tornare in Olanda o andare altrove dove è possibile utilizzare le proprie conoscenze in materia di trattamento delle acque usate, nella ricerca, nell insegnamento o nell industria. Mariska è aperta, e questa è una premessa ideale per una carriera soddisfacente e ricca. Sito internet di Mariska Ronteltap : Informazioni supplementari sull EAWAG : Biografia Ecco perché Come si può ottenere urina pura come materia prima Per i lavori di ricerca che implicano dell urina e quando i fosfati, i medicamenti, gli ormoni e altre sostanze devono essere precipitati in grandi quantità si dovrebbe poter separare l urina dalle feci. Come ci si potrebbe arrivare in modo semplice e pratico? Per questo scopo sono state prodotte delle vaschette speciali da gabinetto con due scompartimenti. L urina viene raccolta in un serbatoio particolare. Diversi gabinetti NoMix sono oggi disponibili sul mercato: ecco un modello di gabinetto NoMix bipartito (foto Yvonne Lehnhard 2003) dal 2001 dottoranda all EAWAG consulente nel campo della depurazione delle acque industriali 1999 studi all università della British Columbia a Vancouver in Canadà progetto di ricerca: assorbimento e degradazione nel sistema Biofix progetto di ricerca: caratterizzazione di un nuovo tipo di batteri che riducono i solfati studio di scienze ambientali all università di Wageningen in Olanda pagina 5

6 Agenda Visite a centrali idroelettriche Per rendersi conto come l energia dell acqua che scorre viene trasformata in energia elettrica conviene visitare una diga e una centrale idroelettrica della valle Maggia, della valle di Blenio o della Verzasca. Informazioni per possibili visite si trovano sul sito situazione idrica mondiale, impianti idroelettrici. alimentarium L Alimentarium è un grande museo dell alimentazione che si trova a Vevey, sul Quai Perdonnet del lago Lemano. Dall 11 marzo 2005 all 8 gennaio 2006 c è un esposizione temporanea l eau à la bouche che presenta in modo molto interessante diversi temi sull acqua: il gusto, le forme, il colore, la forza, il prezzo, il movimento. I visitatori possono vedere che forme assume nei diversi generi alimentari e che ruolo ha nel nostro corpo. Viene posta la questione su cosa si intende per acqua pura e sana. Viene anche illustrato come è distribuita l acqua potabile nel mondo e come essa circola nelle cellule, nel nostro corpo, nei tubi e nelle reti di distribuzione. In generale viene presentato il ciclo dell acqua. Maggiori informazioni sul sito Technorama a Winterthur Sulle tracce dei fenomeni: esperienze con i propri sensi. Ci sono circa 500 esperienze interattive in diversi campi: visione nello spazio, meccanica, magnetismo, automazione, percezione, magia della matematica, acqua natura e caos, luce e visione. Maggiori informazioni sul sito Alcuni links interessanti in italiano buwal/it/info sullo sviluppo sostenibile _ecosis sui cicli nell ecosistema in particolare il ciclo dell acqua r/world_water_report_ex sum_ger.pdf Da questo sito si può scaricare la proclamazione dell - ONU sul decennio dell acqua in 5 lingue diverse. Informazioni della SATW L Accademia svizzera delle scienze tecniche assegna per la prima volta un premio ai giovani intitolato «Cavaliere della comunicazione» Il premio è dotato di franchi e premia lavori che contribuiscono a diminuire il divario fra utenti e non utenti delle tecnologie dell informazione e della comunicazione. Maggiori dettagli si trovano sul sito www. comknight.ch. Ringraziamo: Vevey Influenza del telefono mobile sulla struttura delle gocce d acqua 1. Dell acqua è stata esposta durante due minuti al campo elettromagnetico di un telefonino portatile. Singole gocce sono state poste su un vetrino, lasciate seccare a temperatura ambiente e poi osservate al microscopio. 2. Ein Handy wurde 2 Minuten an den Kopf gehalten, vorher und nachher wurden Speichelproben entnommen. und MM. Jean-Daniel Marchand et Yvan Martignago du bureau d'étude Bonnard & Gardel, Lausanne. Impressum Foto 1a e 1b acqua del lago Bodamico prima e dopo l esposizione, foto 2a e 2b saliva prima e dopo l esposizione Quelle: Bernd Kröplin da Welt in Tropfen Gutesbuchverlag ISD, università di Stoccarda 2001 Soluzione dell enigma della pagina 4: La risposta giusta è la c): si tratta di diatomee, una numerosa classe di alghe unicellulari microscopiche che vivono isolate o riunite in colonie in acque dolci o marine. Sono munite di un caratteristico guscio siliceo. Servono come bio-indicatori in quanto si trovano in tutti i corsi d acqua e durante tutto l anno. Sono pure note le loro reazioni ai cambiamenti ambientali e quindi dalla loro analisi si ottengono risultati attendibili. Indirizzo di contatto redaktion.technoscope@satw.ch Concetto e redazione Regula Zellweger, Senarclens, Leu + Partner AG, Zürich; Romain Roduit, Lausanne; dr. Gabriel Minder, SATW Collaborazione redazionale Jean-Pierre Weibel, SATW Giovanni Zamboni, SATW (responsabile per la versione italiana) Composizione VISUM visuelle umrisse gmbh, Bern Stampa Egger AG, Frutigen Abbonamenti e ordinazione di copie info@satw.ch Accademia svizzera delle scienze tecniche, casella postale,8023 Zurigo tel pagina 6