TUTTOSCIENZE 13 ottobre 93


Chi sa rispondere?
LUOGHI: ITALIA
NOTE: 060

Dove si credeva che fosse l' Eldorado? Perché gli alimenti in scatola si conservano a lungo? Perché alcuni fiori hanno colori vistosi e altri no?


Tostapane Scatto in su Le fette, quando sono abbrustolite al punto giusto escono automaticamente, ma sempre più pallide
LUOGHI: ITALIA
TABELLE: D.
NOTE: 060

In questo tostapane a scatto (la fetta, una volta pronta esce automaticamente dall' apparecchio), l' intensità della tostatura viene regolata da una specifica leva di controllo, che avvicina o allontana dalla sbarra bimetallica il piano a scatto. Quanto più questo è lontano, tanto più tempo occorre alla sbarra per piegarsi fino a toccarlo e quindi per far abbrustolire il pane. Il difetto di questo tipo di tostapane è che le fette successive alle prime due sono sempre più pallide. Infatti, quando il tostapane è già caldo, la sbarra bimetallica parte già da una posizione inclinata, e quindi impiega meno tempo a raggiungere il piano. Per ovviare a questo inconveniente, alcuni tostapane sono dotati di un sistema di controllo elettronico, con sensori della temperatura realizzati con termistori. Gli apparecchi più sofisticati, invece, misurano il grado di tostatura attraverso la quantità di luce riflessa dal pane tostato.


FISIOLOGIA Sapevi di avere 500 muscoli? Le ultime ricerche sui motori del nostro corpo
Autore: DI AICHELBURG ULRICO

ARGOMENTI: MEDICINA E FISIOLOGIA, BIOLOGIA
LUOGHI: ITALIA
NOTE: 057

POTRA' sembrare strano, ma non c' è accordo sul numero dei muscoli del corpo umano: si va da 329 a 501 secondo i vari conteggi. Si tratta comunque semplicemente d' una classificazione, la cui diversità dipende dai criteri adottati dagli anatomici. Importa invece sapere che in un uomo giovane circa la metà del peso corporeo è costituita dai muscoli, comunemente chiamati carne, di colore rosso per la presenza di mioglobina, sostanza che facilita la diffusione dell' ossigeno portato dal sangue. I muscoli hanno il massimo della funzionalità fra i 20 e i 30 anni, poi invecchiano progressivamente come ogni altro organo, e possono ammalarsi di varie forme di atrofia (oltre a quella senile), o di distrofie (denaturazione e disintegrazione delle fibre muscolari). In questi giorni si svolge a Roma, organizzato dalla Società italiana di medicina fisica e riabilitazione, ossia dai medici fisiatri, il congresso «Muscolo e riabilitazione». E' un campo di studio vastissimo non soltanto dal punto di vista fisiopatologico ma anche terapeutico, riabilitativo, farmacologico. I muscoli hanno una caratteristica essenziale, l' elasti cità, ossia la capacità di contrarsi, tendersi, accorciarsi, riprendendo poi la forma e la lunghezza primitive. Ciò avviene per un comando che parte dal cervello, e siamo noi, con la nostra volontà, a impartire il comando affinché si compia il movimento desiderato. I muscoli sono dunque gli organi attivi, e le ossa gli organi passivi, della «macchina animale». I muscoli possono sembrare organi, diciamo così, elementari, invece hanno una struttura complessa e sofisticata. L' unità cellulare è la fibra muscolare, una cellula plurinucleata, contenente tante unità elementari del diametro d' un millimicron, le miofibrille, a loro volta formate da fasci di filamenti. In questi sono localizzate catene di molecole di proteine contrattili e di regolazione, quali la miosina, l' actina, la tropomiosina, la troponina. Si è scoperto recentemente che nella distrofia di Duchenne, gravissima malattia ereditaria con inizio nei primi anni di vita, è assente una di queste proteine, la distrofina. Si conosce il gene della distrofina, lo si è inserito nei topi, ma per ora nulla di fatto nell' uomo. Come avviene la contrazione muscolare? Dalla corteccia cerebrale parte un impulso, diciamo un ordine, per i muscoli che dovranno entrare in azione. L' impulso nervoso, percorrendo una serie concatenata di filamenti nervosi costituenti il sistema piramidale, paragonabili ad altrettanti binari e scambi, infila al termine del suo viaggio l' ultimo binario, quello che si dirama nel muscolo prescelto. Nel punto di contatto fra il filamento nervoso e la fibra muscolare esiste una particolare struttura, la placca motrice o giunzione neuromuscolare, e attraverso questa l' impulso nervoso si propaga alla fibra muscolare. La sequenza di eventi che portano alla contrazione della fibra muscolare è ormai definita nelle sue linee generali. Lo stimolo nervoso induce la formazione d' un potenziale d' azione, e minerali come il calcio fuoriescono dalle loro sedi e si diffondono agendo sulle proteine regolatrici e contrattili. In sostanza il muscolo è un motore, capace di trasformare l' energia chimica (il combustibile di scelta sono i carboidrati), in lavoro meccanico, con un rendimento più che soddisfacente, anche se inferiore a una turbina o un motore Diesel. Un sollevatore di pesi può sviluppare anche due hp, e se si pensa che pochi di più venivano sviluppati dalle utilitarie di qualche decennio fa, si comprende di quale potenza sia capace la muscolatura. L' esercizio muscolare libera anche calore, importante per la termoregolazione. Chi ha freddo si muove per riscaldarsi. I brividi sono contrazioni muscolari che combattono il raffreddamento del corpo. Il lavoro muscolare produce un aumento di temperatura del corpo; anche di 2 gradi se molto intenso, e questo è utile perché vengono accelerate tutte le reazioni implicate nella produzione di energia meccanica. Si è detto prima del sistema piramidale, il principale apparato nervoso della motilità volontaria. Ma rimane da spiegare l' armoniosa coordinazione delle contrazioni e del tono dei muscoli alla base d' ogni movimento, anche del più semplice. I vari atti muscolari necessari per eseguire un movimento sono regolati da un altro insieme di cellule e filamenti nervosi, il sistema extrapiramidale. Una caratteristica della muscolatura è la capacità di adattarsi a impegni sempre maggiori grazie all' allenamento. Il numero delle fibre muscolari non aumenta ma aumenta il volume, e con esso la capacità di contrarsi. Ci sono tuttavia barriere a questo accrescimento. Aumentando il volume non aumenta proporzionalmente la circolazione sanguigna nella massa muscolare, per cui si finisce per avere uno squilibrio fra muscolo e irrorazione di sangue. Ecco perché vi sono limiti fisiologici al rendimento degli sportivi. I miglioramenti dei record d' atletica hanno una progressione lentissima. Per i 100 metri ci vollero ben ventiquattro anni, da Owens (1936) a Hari (1960) per rosicchiare 2/10 di secondo e arrivare a 10 secondi netti, e altri otto anni per guadagnare un altro decimo e infrangere così il fatidico muro dei 10 secondi. Ulrico di Aichelburg


COME FUNZIONANO I segreti di un record e di un sorriso
AUTORE: U_D_A
ARGOMENTI: MEDICINA E FISIOLOGIA, BIOLOGIA
LUOGHI: ITALIA
NOTE: 057. Muscoli

Il movimento è un aspetto fondamentale della vita: e non parliamo soltanto di movimenti degli arti, pensiamo ai muscoli mimici, che agiscono sui tessuti cutanei e con la loro contrazione manifestano lo stato psichico atteggiando il viso a un' espressione di gioia, interesse, allarme, dolore. Tutti i movimenti sono un insieme di azioni e inibizioni. Il movimento più semplice interessa sempre diversi muscoli destinati a effetti opposti, gli agonisti e gli antagonisti: i primi si contraggono, gli altri non devono ostacolarli. L' allenamento degli atleti, per esempio, ha lo scopo non solo di migliorare la coordinazione dei movimenti ma anche di risparmiare contrazioni inutili che «sporcherebbero» l' esecuzione dell' atto sportivo. I muscoli, anche in riposo, non si rilasciano mai completamente, ma sono sempre in uno stato di tensione elastica Così gli antagonisti accompagnano la contrazione degli agonisti e contribuiscono a regolarla. (u. d. a. )


INVENZIONI La macchina per il cuore che non batte
Autore: PORTA MASSIMO

ARGOMENTI: MEDICINA E FISIOLOGIA, TECNOLOGIA
LUOGHI: ITALIA
NOTE: 057. Rianimazione cardiaca automatica

GLI appassionati di telefilm di argomento medico ospedaliero resteranno forse delusi dallo sviluppo di un' apparecchiatura automatizzata per la rianimazione cardio respiratoria d' emergenza che nelle intenzioni degli ideatori che riferiscono sul prestigioso New England Journal of Medicine i loro primi risultati sull' uomo potrebbe soppiantare i più drammatici interventi di massaggio cardiaco manuale. Non più pugni violenti sullo sterno nè operatori accovacciati sui pazienti, intenti a praticare ritmiche e spasmodiche pressioni sul torace nel tentativo di riattivare il più importante dei nostri muscoli. Tutto ciò potrebbe presto essere sostituito da un giubbotto pneumatico, contenente una camera d' aria simile a quella dei bracciali degli apparecchi per misurare la pressione e collegata a un compressore capace di gonfiarla e sgonfiarla ritmicamente circa sessanta volte al minuto. Poiché la camera d' aria si estende lungo l' intera circonferenza del corsetto, è possibile ottenere una compressione concentrica di tutta la parete toracica; nel massaggio cardiaco tradizionale viene invece compressa solo la parte inferiore dello sterno, una manovra che consente di svuotare i ventricoli e far circolare il sangue, ma provoca la contemporanea espansione delle pareti laterali del torace e ha quindi un' efficacia emodinamica ridotta. Il confronto fra le pressioni aortica e intracoronarica ottenute con i due sistemi dimostra infatti valori nettamente superiori quando si usa il corsetto pneumatico. Tuttavia, i risultati della prima sperimentazione condotta su pazienti colpiti da arresto cardiaco sono finora solo parzialmente incoraggianti. Poiché il protocollo di ricerca prevedeva lo studio di casi che non avevano tratto giovamento dalla precedente applicazione del massaggio cardiaco tradizionale, è possibile che i pazienti fossero in condizioni ormai troppo gravi per trarre comunque beneficio dal nuovo apparecchio. Il nuovo strumento terapeutico, in ogni caso, si è dimostrato in grado di ripristinare il battito cardiaco spontaneo in un numero maggiore di pazienti che non nel gruppo di controllo, in cui fu proseguito il massaggio manuale. Più di trecentomila persone muoiono ogni anno per arresto cardiaco negli Stati Uniti e il massaggio cardiaco manuale risulta raramente efficace. Soluzioni concettualmente semplici come quella descritta, se applicate tempestivamente, potrebbero contribuire a ridurre la mortalità legata a questa grave situazione. Massimo Porta Università di Torino


IN MOSTRA A ROMA L' orologio più preciso del mondo Sbaglia di un secondo ogni due milioni di anni
Autore: BIANUCCI PIERO

ARGOMENTI: TECNOLOGIA, ENERGIA
ORGANIZZAZIONI: HEWLETT PACKARD
LUOGHI: ESTERO, USA
NOTE: 057

HA le dimensioni di una valigia ma è un orologio. Un orologio che costa 110 milioni ed è entrato nel Guinness dei primati perché attualmente è il più preciso che esista. Soltanto dopo un milione e 600 mila anni accumulerebbe uno scarto di un secondo. Questo significa che dall' estinzione dei dinosauri ad oggi (sono passati 65 milioni di anni) sbaglierebbe al massimo di 40 secondi. Per vederlo si può visitare la mostra «Esplorando» inaugurata qualche settimana fa presso la Stazione Termini di Roma. Non c' è fretta. La mostra rimarrà aperta per quasi due anni, con una sezione che si rinnova periodicamente (quella attuale è dedicata ai dinosauri), e una sezione fissa dedicata al tempo e alla sua misura. Ed è appunto qui che troverete l' orologio più preciso del mondo. Lo ha costruito la Hewlett Packard, una azienda nata in California nel 1939 e divenuta famosa per i suoi strumenti di misura e per i suoi computer. Frutto di trent' anni di lavoro, tra gli specialisti è noto con la sigla HP 5071A. Si tratta di un orologio atomico al cesio dell' ultima generazione. In sostanza, il suo «pendolo», o se volete il suo «bilanciere», è rappresentato da un elettrone esterno dell' atomo di cesio 133. Questo elettrone salta tra due diversi livelli energetici 9 miliardi 192 milioni 631 mila 770 volte al secondo, pilotando con estrema precisione un segnale a microonde di uguale frequenza. I primi orologi atomici risalgono alla metà degli Anni 50. Chi vuol saperne di più troverà la loro storia in un bell' articolo uscito sul mensile Le Scienze del settembre scorso: uno dei due autori è Norman Ramsey, premio Nobel per la fisica nell' 89, che già nel 1949 suggerì il modo per realizzare questi strumenti di altissima precisione. I progressi, poi, sono stati continui. L' HP 5071A applica speciali tecniche per stabilizzare la frequenza dell' atomo di cesio 133 e per eliminare i disturbi esterni (magnetici e radioelettrici) che sono comuni negli ambienti di lavoro industriali. Lo stesso Istituto Elettrotecnico Nazionale «Galileo Ferraris» di Torino, dal quale dipende il segnale orario ufficiale del nostro Paese, ha acquistato l' anno scorso un HP 5071 e lo ha affiancato ad altri cinque orologi atomici al cesio per migliorare ulteriormente il proprio standard di precisione. «Riusciamo così spiega Franco Cordara a raggiungere una precisione di circa una parte su diecimila miliardi». Perché al «Galileo Ferraris», dove la Sezione Tempo è diretta da Pier Giorgio Gagliano, la competenza scientifica e la voglia di lavorare non mancano. Mancano, invece, organici e finanziamenti adeguati. Basti dire che per il ' 93 la Sezione Tempo ha ricevuto appena 18 milioni e che ad occuparsene sono in tutto tre persone. In Francia, per esempio, ci sono invece ben tre Centri di ricerca nazionali che lavorano per migliorare la tecnologia della misura del tempo. A livello europeo, l' annno scorso è partito un progetto di ricerca a cui aderiscono otto laboratori. L' Italia vi è rappresentata dal Politecnico di Torino. La nuova frontiera è quella degli orologi a ioni di mercurio 199. Quando saranno messi a punto, il loro fattore di qualità potrebbe risultare diecimila volte migliore di quello degli attuali orologi al cesio. La Hewlett Packard e il Jet Propulsion Laboratory della Nasa ci stanno già lavorando. Piero Bianucci


E' in orbita Itamsat Radioamatori nello spazio
Autore: OTTAVIANI MAURO

ARGOMENTI: AERONAUTICA E ASTRONAUTICA, COMUNICAZIONI
ORGANIZZAZIONI: ARI ASSOCIAZIONE RADIOAMATORI ITALIANI
LUOGHI: ITALIA
NOTE: 058

IL lancio di Itamsat (Italian Amateur Satellite), quarantesimo satellite radioamatoriale, è avvenuto con successo il 26 settembre dalla base europea di Kourou grazie a un razzo Ariane che ospitava come carico pagante un satellite francese per la geodesia spaziale e cinque micro satelliti. L' impresa è stata possibile per merito di un gruppo dell' associazione radioamatori italiani (Ari), che per mesi ha gratuitamente e appassionatamente prestato la propria opera e grazie anche ad alcuni importanti sponsor. Il progetto è costato oltre 200 milioni di lire (di cui 100 per il lancio), che salgono a 300 considerando i materiali ricevuti in donazione. Itamsat ha l' aspetto di un cubo di 23 centimetri di lato, interamente ricoperto di celle solari all' arseniuro di gallio, e ha un peso di 10 chilogrammi. E' dotato di un sofisticato microelaboratore, che sovraintende al funzionamento di tutto il satellite, la cui memoria è in grado di autocorreggersi in caso di danneggiamento a causa di microparticelle. Quest' ultimo provvede anche all' equilibrio del corretto bilancio energetico delle batterie controllando la potenza dei trasmettitori ed attivando, secondo una tabella operativa, i vari moduli ed esperimenti di bordo. Inoltre gestisce il sistema di comunicazione digitale, con modalità di «store and forward» (immagazzina e inoltra), fino alla velocità di 9600 caratteri al secondo, che permette lo scambio automatico di messaggi e dati in formato digitale tra stazioni di tutto il mondo durante i suoi passaggi. Lo svolgimento contemporaneo di più operazioni è permesso da un sistema operativo multitasking A bordo vi sono anche strumenti dell' Osservatorio di Trieste per ricerche di spettrometria solare. Per il mantenimento dell' assetto orbitale, in assenza di un costoso motore di bordo attivabile da terra, sono state adottate alcune semplici ma ingegnose soluzioni: la stabilizzazione è ottenuta mediante un sistema costituito da quattro barre magnetiche poste in corrispondenza degli spigoli del satellite, così da orientarlo nel senso del campo magnetico terrestre. Per non esporre sempre al sole lo stesso lato, le antenne sono per metà di colore bianco e per metà di colore nero; poiché i fotoni solari sono assorbiti dal nero e riflessi dal bianco viene impresso al satellite un moto di circa una rotazione al minuto. La vita prevista è di 7 10 anni ed è legata alla durata delle 8 batterie di bordo. La missione del primo satellite italiano avrà principalmente uno scopo di studio per i radioamatori e per tutti gli sperimentatori interessati alle comunicazioni via satellite, con aspetti che vanno dal puntamento automatico delle antenne allo studio della dinamica orbitale, dell' effetto doppler e dell' attenuazione nel tragitto terra spazio, a sperimentazioni di comunicazione digitale. Mauro Ottaviani


PROGETTI GIAPPONESI Una Tokyo catacomba Sotterranea la città del futuro?
Autore: FEMINO' FABIO

ARGOMENTI: URBANISTICA, EDILIZIA, PROGETTO
NOMI: CARMODY JOHN, KOBAYASHI HIDEZO
ORGANIZZAZIONI: TAISEI CORPORATION
LUOGHI: ITALIA
NOTE: 058. «Alice City»

IL Giappone è piccolo e sovrappopolato (130 milioni di abitanti). Un sesto dei giapponesi è concentrato nella megalopoli di Tokyo Yokohama. Si stanno quindi cercando nuove soluzioni per trovare «spazio vitale», soluzioni che potrebbero essere poi applicate anche ad altri Paesi, perché probabilmente questo estremo affollamento non è che un' anticipazione di quello che si verificherà in tutto il mondo durante il prossimo secolo, quando la popolazione terrestre toccherà i dieci quindici miliardi di abitanti. Una soluzione potrebbe essere la costruzione di città sotterranee, cui molti sembrano guardare con particolare interesse. Secondo John Carmody, direttore dell' Underground Space Center dell ' Università del Minnesota, «I giapponesi considerano il sottosuolo come noi consideravamo lo spazio. Lo ritengono una delle loro nuove frontiere» . La Taisei Corporation di Tokyo ha già progettato una di queste città, chiamata «Alice City» dal nome della protagonista di Alice nel paese delle meraviglie. Di ogni Alice City si vedrebbe alla superficie solo un' enorme cupola trasparente, circondata da una vasta area verde. La cupola coprirebbe un largo pozzo centrale intorno al quale verrebbero costruiti negozi, uffici, alberghi. Attraverso il pozzo, tutto il complesso sarebbe illuminato da luce naturale proveniente dalla superficie. Vi sarebbero viali alberati e piazze, piccoli corsi d' acqua artificiali, e schermi a visione tridimensionale con immagini del mondo soprastante. I collegamenti con le città di superficie e le altre città sotterranee sarebbero assicurati da treni, che viaggerebbero anch' essi in tunnel sotterranei. Un progetto simile è l' Urban Geo Grid della Shimizu Corporation di Tokyo, la più grande impresa di costruzioni del mondo, che occuperebbe 485 miglia quadrate del sottosuolo di Tokyo e dovrebbe essere completato entro il 2050 al costo di oltre 80 miliardi di dollari. Potrebbe ospitare mezzo milione di abitanti. Una seconda possibilità, immaginata dalle stesse imprese che hanno concepito le città sotterranee, sarebbe quella di costruire colonie orbitali e lunari. Per cominciare, la Shimizu Corporation ha progettato un hotel orbitale da 64 stanze, che dovrebbe essere costruito entro il 2020 a 450 chilometri di quota. Il prezzo di una camera è stimato in 140. 000 dollari per notte, ma secondo Junichi Yagi, dello Shimizu Technology Center of America, nel prossimo secolo questo non sarà più un importo proibitivo. L' hotel dovrebbe avere la forma di una ruota del diametro di 150 metri, simile a quella del film 2001: Odissea nello spazio, e la rotazione della ruota al ritmo di tre giri al minuto fornirebbe ai clienti una gravità artificiale simile a quella terrestre. Il mozzo della ruota sarebbe un tubo lungo 300 metri, ad una estremità del quale attraccherebbero le navette spaziali. Lungo il tubo vi sarebbe una zona priva di gravità, dove i clienti potrebbero sperimentare l' assenza di peso. Secondo Hidezo Kobayashi, direttore della sezione spaziale della Taisei Corporation, la colonizzazione lunare potrebbe successivamente iniziare con la costruzione di cupole coniche del raggio di 18 chilometri, contenenti un piccolo villaggio centrale. Ogni cupola sarebbe divisa in sei strati, tra i quali si troverebbero forme di vita in grado di creare ossigeno. Creare una colonia entro il 2020 verrebbe a costare non meno di 150 milioni di dollari. Più tardi, si potrebbe addirittura modificare la Luna per renderla completamente abitabile: «La superficie lunare verrebbe divisa in un reticolo di quadrati di duecento chilometri di lato afferma Kobayashi e ad ogni intersezione del reticolo verrebbe installato un reattore nucleare, cinquanta chilometri sotto la superficie. Il calore emesso da questi reattori sprigionerebbe gas che potrebbero essere usati per creare un' atmosfera primitiva». Migliaia di satelliti artificiali creerebbero poi un campo magnetico che impedirebbe alla debole forza di gravità lunare di far sfuggire l' atmosfera nello spazio. Fabio Feminò


VARIABILITA' GENETICA Non rubare i semi d' altri In pericolo troppe specie locali
Autore: GRANDE CARLO

ARGOMENTI: GENETICA, BOTANICA, MERCATO, AGRICOLTURA
NOMI: CAVALLI SFORZA LUCA
ORGANIZZAZIONI: CARGILL SEEDS INDIA, NUOVA ECOLOGIA
LUOGHI: ITALIA
NOTE: 059

E' accaduto l' anno scorso, ma in Occidente si è saputo solo qualche mese fa: nello Stato di Karnataka, in India, un centinaio di contadini ha assaltato il palazzo della Cargill Seeds India, e dopo aver insultato alcuni impiegati e distrutto gli archivi, ha depositato una protesta rivolta alla casa madre della compagnia (che ha sede nel Minnesota, a Minneapolis), e al governo indiano. L' accusa è di neocolonialismo: la Cargill raccoglie e studia i semi delle specie locali e poi li rivende in tutto il mondo (ha tra l' altro sviluppato nuovi ibridi di girasole, di sorgo e mais). Così facendo, rischia di tagliare fuori gli agricoltori dalle loro stesse risorse, obbligandoli a dipendere da un' azienda straniera: «Ci toccherà pagare cospicue royalties per avere indietro i nostri geni» , ha detto uno dei leader dell' incursione, organizzata dal movimento «Gene Campaign». L' associazione chiede che la Cargill torni a casa: indende difendere il diritto degli agricoltori alle loro risorse genetiche, affinché possano gestirsi la produzione come fanno da secoli. Il movimento è contrario anche alla «banca indiana dei semi», che dovrebbe iniziare l' attività nel 1994 presso l' istituto universitario di ricerca agricola di New Delhi. La struttura, che costa 24 milioni di dollari (in parte forniti dall' Agenzia americana di aiuto allo sviluppo), raccoglierà «in vitro» oltre 800 mila semi vegetali e offrirà libero accesso alle industrie straniere, che potranno brevettare tutto quello che sarà loro utile. Nel mondo esistono solo due banche di semi più importanti: quella di Fort Collins, in Colorado, e l' istituto «Valivov» di San Pietroburgo. L' idea di una banca per salvare la variabilità genetica coinvolge innanzitutto l' uomo: La Nuova Ecologia di questo mese dedica un lungo articolo allo «Human genome diversity project» di Luca Cavalli Sforza, che cerca di raccogliere campioni di Dna delle popolazioni in via di estinzione. Ma anche le sementi hanno un ruolo importantissimo per la sopravvivenza dell' umanità, e la «battaglia dei semi» alla «Cargill Seeds» rilancia il contenzioso fra Paesi del Sud, banche dei geni e industrie biotecnologiche sulla proprietà dei «bio brevetti» e delle varietà biologiche. Nel 2025, se l' incremento demografico procederà con questo ritmo, nel mondo ci saranno otto miliardi e mezzo di bocche da sfamare e l' umanità dovrà incrementare la produttività, salvando ambiente e risorse. Nel nostro Paese (anche se l' unica banca del gene a Bari è fra le più grandi d' Europa) molti sottovalutano l' importanza di questo piccolo organismo, potentissima metafora di vita e di morte, che racchiude un tesoro nello scrigno. Uno dei nostri ricercatori più esperti è Luciana Quagliotti, che nel 1972 ha ricoperto a Torino la prima cattedra universitaria in materia di sementi. Oggi insegna, sempre a Torino, Miglioramento genetico e produzione delle sementi ortive, e ha da poco pubblicato il trattato più aggiornato, rigoroso e completo in materia. Il suo Produzione delle sementi ortive (Edagricole) è il risultato di uno studio durato 12 anni e traccia le basi per produrre sementi di qualità, proteggerle dagli insetti, conservarle e lavorarle. Spesso all' estero e in contatto con la Fao e le organizzazioni internazionali, la Quagliotti sa fin troppo bene quanto siano cruciali le banche del germoplasma e la proprietà delle risorse genetiche, che in quanto patrimonio dell' umanità devono essere accessibili a tutti. I Paesi in via di sviluppo, invece, oltre a essere un mercato molto florido per i Paesi sviluppati (che spesso vi inviano le sementi meno selezionate), forniscono praticamente «gratis» un enorme profitto ai Paesi industrializzati: è stato per esempio calcolato che il 73% della superficie americana coltivata a riso semi nano (cioè il 22% dell' intera produzione del Paese) è basata sull' impiego di cultivar costituite da materiale ottenuto dall' International Rice Research Institute di Manila. Per non parlare del cultivar «Creso» di grano duro, che rende all' Italia 300 milioni di dollari l' anno, a fronte di un investimento di soli 12 18 nell' International Maize and Wheat Improvement Center. Negli ultimi tempi la Quagliotti sta «creando» nuove varietà di peperone e di fagiolo e studia l' okra (Abelmoschus eschulentus), frutto esotico da noi quasi sconosciuto ma la cui richiesta è in aumento costante, per il crescere dell' immigrazione extracomunitaria. All' okra ha dedicato una delle ventisette schede di ortaggi (dall' anguria alla zucca) che chiudono il trattato. Un' altra «cacciatrice di piante» è Isabella Della Ragione, laureata in Scienze agrarie all' Università di Perugia, che ha passato l' estate a parlare con i vecchi contadini nella vallata del Chiascio, in Umbria, per salvare quante più specie di pere, mele, susine, pesche e ciliege poteva: tra pochi mesi un enorme lago artificiale coprirà la vallata. Questo «Noè delle piante» (così si è autodefinita) ha messo in piedi una straordinaria collezione di circa 300 specie antiche e ormai quasi introvabili, dalla «mela pagliaccia» alla «pera briaca», dalla «susina pacchiarella» alla «mela del castagno». La speranza è che questa «archeologia arborea» si diffonda, a tutto vantaggio della diversità biologica: in meno di un secolo duemila specie vegetali coltivate sono state sostituite con poco più di 20 geni «supersfruttati». Le specie di piante esistenti sono 250 300 mila e 10 50 mila sono commestibili. Di queste, solo 5 mila vengono usate per l' alimentazione umana, ma in realtà solo 3 (riso, frumento e mais) forniscono quasi il 60% delle calorie e delle proteine che gli uomini ricavano dalle piante. La maggior parte delle mele in commercio, ad esempio, deriva da tre soli gruppi di «cultivar» selezionate. Come sono lontani i tempi in cui le varietà erano numerose quanto i fazzoletti di terra e le ragazze che si sposavano portavano in dote, nel villaggio del marito, i semi della loro comunità. Carlo Grande


GENI& MALATTIE Quando il Dna balbetta Un nuovo tipo di mutazione
Autore: QUATTRONE ALESSANDRO

ARGOMENTI: GENETICA, MEDICINA E FISIOLOGIA, BIOLOGIA
LUOGHI: ITALIA
NOTE: 059. Ingegneria genetica

NEL paese dei balocchi della ricerca biologica, dove ogni giorno accadono cose mirabolanti e la parola novità ha perso di senso per eccesso d' uso, una novità questa volta c' è davvero. Non si tratta dell' ultimo successo dell' ingegneria genetica, di animali rimpiccioliti, trapianti di geni o qualcosa d' affine alle realizzazioni pur notevoli ma anche «d' immagine» che attraggono l' attenzione dei più. E' questa una scoperta di base, di quelle cioè che stanno alle fondamenta dei giochi applicativi, ma che proprio per essere tecniche e non avere effetto immediato e macroscopico, sono comunicabili con difficoltà. Occorre intanto rifarsi a un fatto generale, di ordine metodologico. Detto in buona sostanza, e con tutte le variazioni sul tema, il modus operandi della genetica è questo: ponendosi l' obiettivo di descrivere oggetti troppo complessi come l' uomo, ricorre a modelli più semplici, quali i batteri, gli insetti, i roditori. Il principio sul quale confida, e sempre tale fiducia è stata premiata, risiede nella straordinaria economia costruttiva del vivente: per tutto, gli stessi mattoni elementari, le stesse regole d' assemblaggio, la stessa filosofia architettonica. Così ripetutamente è accaduto che la tale catena metabolica o il tal gene venissero prima descritti, ad esempio, nel lievito proprio quello del pane e poi ricercati con successo, e trovati solo con qualche modifica, negli esseri umani. Questa volta no: la scoperta riguarda l' uomo, e a lui solo sembra appartenere. Proprio di un meccanismo di mutazione si tratta ovvero di uno dei molteplici modi nei quali il nostro patrimonio d' informazioni ereditarie, scritte nella molecola del Dna, va incontro a errori nel processo di copiatura necessario per costruire un individuo e assicurargli una discendenza. Questa volta il Dna non perde pezzi, non si riarrangia, non cambia identità anche di una sola delle basi azotate, i quattro tipi di unità chimiche che sono le lettere del suo alfabeto. Questa volta il Dna si espande, riproducendo a ripetizione un segmento di appena tre basi sulla striscia monodimensionale del suo messaggio. Dieci, cento, mille, migliaia di volte. E' come un impuntamento, una balbuzie nelle istruzioni pronunciate dall' ingegnere del corpo; come se a un certo punto leggeste una parola senza significato, riprodotta insensatamente per pagine, nel bel mezzo di un capitolo del libro che determina la vostra struttura biologica. Gli effetti, per un po', non si vedono: sembra che entro certi limiti il gene interessato dall' espansione possa continuare a espletare il suo compito, ovvero produrre una proteina funzionale. Ma l' espansione è graduale: al momento del passaggio del Dna da una generazione all' altra, da genitori a figli, si ha un aumento del numero di copie delle tre basi di Dna; a un certo punto si supera una soglia e la malattia ereditaria si manifesta. Insorgono così la sindrome del cromosoma X fragile, la distrofia miotonica e la malattia di Kennedy e la terribile, meno rara purtroppo, corea di Huntington, che uccide come una bomba a orologeria persone già mature, già con figli cui potrebbero aver trasmesso il morbo, tramite una lenta degenerazione cerebrale. Ma ci sono almeno altre due malattie da ricondurre al meccanismo di espansione delle tre basi e il fenomeno nella sua forma non patologica sembra interessare una cinquantina di altri geni; anche negli animali si trovano espansioni, ma in nessun caso correlate a malattie. Tale processo di mutazione, che nei disordini di cui sopra, disparati per natura, interessa geni diversi e determina effetti peculiari, è esso stesso il comune denominatore, ed è pertanto la prima causa ereditaria di malattia specificamente umana. E', per di più, un fatto strano, un' eresia genetica, forse il definitivo colpo a quella visione del genoma, figlia dell' allora nascente biologia molecolare, come stabile magazzino d' informazioni, progetto aureo e perciò inciso nel granito cui solo per incidente sfugge, talvolta, un minimo dettaglio, una mutazione. Il primo colpo fu assestato, già negli Anni Cinquanta, da una geniale signora americana, Barbara McClintock, la quale con una serie di eleganti esperimenti descrisse indirettamente dei geni mobili, chiamati poi trasposoni, che senza rispondere ad alcun piano saltavano qua e là per il genoma. Poi sono giunti i retrovirus, il riarrangiamento genico a produrre gli anticorpi, e molte altre scoperte piccole e grandi che hanno fatto della compostezza «classica» del nostro patrimonio ereditario un' ingenua idealizzazione positiva, sostituendola con la metafora di un patchwork, un mosaico instabile, un aggregato fluido ed elastico costante solo nel continuo divenire. E ora, in ultimo, l' espansione delle tre basi, novità vera per la genetica umana, ma conferma chiara della tendenza. Non vorremmo far torto a chi, nel giusto, pensa che il prossimo chiarimento dei dettagli con cui tale processo si compie sia finalizzato a evitare, o almeno alleviare, tremende sofferenze. Vogliamo solo dire che questo non è tutto, che questo sarà gli sforzi profusi sono molti e promettenti un obiettivo presto possibile, ma che c' è dell' altro, e quest' altro attiene all' immagine che abbiamo di noi stessi, di come siamo fatti e come siamo venuti a essere, quella che la biologia molecolare di continuo implicitamente aggiorna passando per la descrizione delle sue conquiste. Mai definitiva, un po' confusa e un po' nascosta, è quest' immagine che si sta svelando ai nostri occhi; e, per ovvio che sia, ne siamo ancora, come sempre, meravigliati. Alessandro Quattrone


REGOLATORE DEL CALCIO Magnesio, ultima star Ora tutti lo considerano cruciale
Autore: TRIPODINA ANTONIO

ARGOMENTI: MEDICINA E FISIOLOGIA, PALEONTOLOGIA, BIOLOGIA
LUOGHI: ITALIA
NOTE: 059. Dinosauri

FRA le tante ipotesi avanzate per spiegare l' estinzione dei dinosauri, se ne è aggiunta una di recente suggerita dai ricercatori dell' Istituto di Geochimica di Guyang, in Cina, i quali fanno risalire quella fine misteriosa una carenza di magnesio di cui avrebbero patito, qualche milione di anni fa, i giganteschi rettili Alla base dell' ipotesi vi è, secondo quanto riferito dall' agenzia Nuova Cina, il riscontro da parte dei ricercatori di un bassissimo tasso di magnesio nelle uova fossili dei dinosauri. La cosa ha fatto dedurre che molto bassa doveva essere anche la quantità di magnesio presente negli organismi che tali uova avevano prodotto. Per ulteriore deduzione i ricercatori hanno indicato proprio in tale carenza la possibile causa «precipitante» di innumerevoli eventi cardiaci nella popolazione dei dinosauri, fino a determinarne l' estinzione. Ipotesi sorprendente, ma non più fantascientifica di molte altre, avendo dei buoni presupposti teorici. Ipotesi che sta comunque a testimoniare del crescente interesse che va sviluppandosi in campo scientifico intorno al magnesio. Un elemento, questo, tenuto in scarsissima considerazione fino a non molti anni fa, pur essendo presente nel nostro organismo in quantità non trascurabile (circa 30 grammi) e pur essendo, dopo il potassio, il catione più rappresentato all' interno delle cellule. Il grande risveglio d' interesse si è avuto dopo le recenti sofisticate ricerche che ne hanno messo in evidenza il ruolo in alcuni meccanismi biologici essenziali e soprattutto il ruolo di co fattore in numerose reazioni enzimatiche implicate nel metabolismo energetico (sintesi di adenosintrifosfato, uridintrifo sfato, citidintrifosfato). Il magnesio è un regolatore, a livello di membrana cellulare, dell' attività di molti «canali» attraverso i quali passano vari ioni (sodio, potassio, calcio): particolarmente importante è il suo ruolo limitante l' ingresso del calcio nelle cellule (azione «calcio antagonista), che ha effetti protettivi a livello cardio circolatorio. Una sua carenza è stata messa in relazione con spasmo delle coronarie, ischemia, infarto e alterazioni elettriche tali da determinare aritmie severe, controllabili soltanto con la somministrazione di magnesio. E' probabile che a questo pensassero i ricercatori cinesi nel formulare la loro ipotesi sulla fine dei dinosauri. Altro ruolo chiave è il controllo che esplica sull' eccitabilità delle membrane della cellula nervosa e della fibra muscolare, per cui una sua carenza è associata a quella che viene definita «sindrome di iper eccitabilità neuronale», un tempo definita con altri termini quali «spasmofilia», «tetania latente» o «sindrome da iper ventilazione» e attribuita piuttosto a una carenza di calcio. Tale sindrome è caratterizzata da sintomi neuro muscolari (crampi, parestesie, contratture e fascicolazioni muscolari), da sintomi psichici (ansia fino ad attacchi di panico, astenia mattutina, sindrome pre mestruale, dispnea, oppressione toracica, senso di «nodo alla gola» disfonia affaticabilità della voce): da sintomi vegetativi (palpitazioni, precordialgie, vertigini, ipersudorazione, emicrania crampi gastrici, disturbi della sfera sessuale). Come si può notare, un largo ventaglio di sintomi non specifici, in quanto comuni ad altre situazioni patologiche. Tanto da poter dire che ciò che non può essere spiegato in qualche modo, potrebbe essere spiegato da una carenza di magnesio. Carenza che tuttavia è difficile da diagnosticare, poiché la «magnesemia» (il dosaggio del magnesio plasmatico, che rappresenta solo l' 1% del totale) è un «marker» poco attendibile dello «stato» generale del magnesio, elemento prevalentemente intracellulare: sarebbero necessari esami molto sofisticati, alla portata di pochi laboratori, per determinarne la frazione ionica libera all' interno della cellula (globuli rossi e linfociti). Un metodo indiretto, anche se non molto rapido, è quello «ex juvantibus»: somministrare per qualche tempo sali di magnesio e valutarne gli effetti sui sintomi. Il fabbisogno di magnesio è diverso nelle varie fasi della vita, essendo maggiore negli individui in evoluzione e nelle donne in gravidanza. Nell' individuo adulto, il fabbisogno giornaliero varia tra 300 e 350 milligrammi al giorno. Fabbisogno non facile da assicurare, pur essendo il magnesio largamente diffuso in natura (soprattutto nei vegetali verdi e nei legumi: è parte integrante della molecola della clorofilla), poiché la conservazione e la cottura dei cibi e l' uso di fertilizzanti depaupera di questo ione gli alimenti e il terreno. La dieta occidentale, inoltre, ricca in grassi, carboidrati raffinati, proteine e alcol interferisce con l' assorbimento intestinale del magnesio. L' alcol, in più, determina una rilevante escrezione urinaria di magnesio, così che nell' alcolismo cronico si ha quasi sempre uno stato di carenza. Anche lo stress non poteva certo mancare svolge il suo bravo ruolo patogenetico, attivando ormoni «magnesiuranti». Antonio Tripodina


INFORMATICA Batti il tasto «Enter» e il computer saprà che il comando è finito
AUTORE: MEO ANGELO RAFFAELE, PEIRETTI FEDERICO
ARGOMENTI: INFORMATICA, DIDATTICA
LUOGHI: ITALIA
TABELLE: T.
NOTE: 060. Seconda puntata

CHI studia informatica scopre poco alla volta che un calcolatore è un po' come una persona: un corpo, più o meno bello, ricoperto da molti vestiti più o meno eleganti. Così in un calcolatore i circuiti elettronici che costituiscono l' hardMDULware sono ricoperti da molto software, molti programmi che rendono quasi invisibile il «corpo» sottostante. I vestiti che un calcolatore indossa in un certo momento costituiscono ciò che in linguaggio tecnico è chiamato ambiente. L' ambiente è quindi l' insieme dei programmi che, in un certo momento, l' utente può utilizzare. Passare da un ambiente a un altro significa cambiare l' insieme dei programmi su cui si intende operare. Quando accendiamo un personal computer della grande famiglia dei cosiddetti «Ibm compatibili», entriamo nell' ambiente Dos (oppure, più raramente, nell' ambiente Windows). In questi due ambienti, come vedremo meglio in seguito, possiamo fare copie di dischetti, vederne il contenuto, eseguire programmi scritti proprio per il Dos (o per il Windows). Possiamo infine dare comandi che ci consentono di cambiare ambiente e in particolare di entrare nell' ambiente Basic, nel quale lavoreremo per la maggior parte del tempo che dedicheremo a queste schede. Per ragioni didattiche e per dare subito a chi ci segue un utile strumento di studio e di lavoro, non intendiamo descrivere, per ora gli ambienti Dos o Windows in cui entra il calcolatore al momento della sua accensione. Sfortunatamente non siamo neppure in grado di indicare una formula universale per passare dall' ambiente Dos (o Windows) all' ambiente Basic. Infatti i casi possibili sono innumerevoli: c' è chi possiede già il Basic installato sulla sua macchina e chi no; chi ha il Basic sul disco flessibile (o floppy disk) e chi sul disco rigido (o hard disk), quello grande ma non estraibile dalla macchina; chi ha una versione antica del Basic, chi un' altra e così via. Probabilmente i casi più importanti sono quelli riassunti nella figura 1, che è anche un pretesto per presentare, per la prima volta, l' importante concetto di «diagramma di flusso». Chi ha già «smanettato» sul computer, sia pure soltanto per installare ed eseguire un videogioco, non ha certamente problemi a entrare nell' ambiente Basic. Chi non lo avesse mai fatto ha comunque molte probabilità di riuscirci con l' aiuto del diagramma di flusso di figura 1. Se proprio non riuscisse a entrare nell' ambiente Basic, non dovrebbe nè stupirsi nè scoraggiarsi, ma farsi aiutare da un amico che abbia un minimo di esperienza con il caricamento di programmi sul calcolatore. Trascriva su un foglio la procedura di caricamento e non si sforzi di comprenderla: dedicheremo una scheda alla comprensione di quei comandi per ora misteriosi. Promettiamo che questa sarà la prima e ultima volta in cui avrà bisogno di aiuto. Supponiamo ora di essere entrati, da soli o con l' aiuto di un amico, nell' ambiente Basic. L' ambiente stesso, ossia qualcuno dei programmi che lo costituiscono, ci darà il suo benvenuto con una scritta del tipo: Io sono il Basic più bello del mondo Ok oppure, se state lavorando in Qbasic, con una specie di lavagna sulla quale compariranno i comandi che darete al sistema. Vediamo ora il primo di questi comandi, chiamato Print. Letteralmente Print significa «stampa», ma per il momento è equivalente a una richiesta di visualizzazione sul video. Possiamo, come primo esercizio, battere sulla tastiera Print 5 che è la richiesta di visualizzare sul video il numero 5. Utilizziamo questo esercizio banale per prendere confidenza con la tastiera. Osserviamo innanzitutto che il calcolatore deve sapere quando un comando è finito. Così non basta premere i cinque tasti che corrispondono ai cinque caratteri della parola Print, poi il tasto che corrisponde allo spazio vuoto (la barra orizzontale, molto lunga, disposta nella parte bassa della tastiera, come nelle macchine per scrivere) e infine il tasto della cifra 5. Occorre anche premere, dopo il tasto del 5, il tasto grande che corrisponde al comando di ritorno a capo delle macchine per scrivere. In qualche calcolatore questo tasto è chiamato Enter ( «introduci» ); in altri CR (o «carriage return»: «ritorno del carrello» ). E' comunque un tasto di facile identificazione. Nel Qbasic l' ordine di esecuzione del comando viene impartito premendo il tasto F5. Quando viene premuto il tasto Enter (oppure F5), il calcolatore cerca di interpretare il comando che è stato introdotto da tastiera. Se il comando è compreso, esso viene eseguito; altrimenti viene visualizzato un messaggio del tipo «Syntax error» (Errore di sintassi). Questo succede, ad esempio, se per errore diamo il comando non interpretabile Prin 5.


STRIZZACERVELLO Quale dei tre
Autore: PETROZZI ALAN

ARGOMENTI: GIOCHI
LUOGHI: ITALIA
NOTE: 060

Quale dei tre Un papà ha deciso di aumentare la «paghetta» del figlio ma di costringerlo a guadagnarsela. Questo mese ha preparato tre buste, una sola delle quali contiene la somma pattuita; su ogni busta sono riportate due affermazioni. Busta 1 A) il danaro non è qui; B) le banconote sono di un unico taglio. Busta 2 A) il danaro non è nella busta 1; B) le banconote sono di tre tagli diversi. Busta 3 A) il danaro non è qui; B) il danaro è nella busta 2. «Tieni presente» avverte il padre «che nessuna busta reca più di una bugia». Dov' è il danaro? La soluzione domani, accanto alle previsioni del tempo. (A cura di Alan Petrozzi)


LA PAROLA AI LETTORI Mano lesta, se la tastiera è una QWERTY
LUOGHI: ITALIA
NOTE: 060

A che criterio risponde la disposizione delle lettere sulle tastiere delle macchine per scrivere e dei computer? La tastiera oggi standard praticamente per ogni macchina da scrivere o computer fu ideata negli Anni 70 del secolo scorso da C. L. Sholes e va sotto il nome di «tastiera QWERT», dalle prime cinque lettere in alto a sinistra (nella versione americana). Per quanto riguarda la disposizione a «rettangolo diagonale» dei tasti, essa fu dettata da considerazioni meccaniche (leve grosse e ingombranti che dovevano azionare i martelletti) più che dalle caratteristiche della mano umana. Per quanto riguarda invece la disposizione delle lettere, l' ordine alfabetico fu subito abbandonato per superare un problema meccanico: quando il dattilografo batteva troppo velocemente, i martelletti si scontravano, inceppando il meccanismo. Si decise allora di spostare ai lati opposti della tastiera le lettere spesso battute in successione. Le lettere più comuni sono raggruppate dov ' è più facile trovarle e questo consente una velocità di battitura assai più alta rispetto alle tastiere alfabetiche. Esiste un sistema migliore, la tastiera DVORAK, che è più facile da imparare e permette di incrementare del 10 per cento la velocità di scrittura, ma non è mai riuscita a pregiudicare il monopolio della QWERTY. Alfredo Benso, Torino Perché sulle lampadine si indicano i watt e non le candele? L' intensità luminosa (candele) come parametro caratteristico di una lampada elettrica è stata sostituita con il flusso luminoso (lumen) e, più tardi, con la potenza assorbita (watt), di facile misura e costante nel tempo. Per ogni tipo di lampada le norme stabiliscono i valori di efficienza (lumen/watt), di durata e di degrado ammissibile in modo che, nota la potenza, si possono determinare i parametri luminosi per tutta la vita della lampadina. Paolo Andrietti, Milano Com' è possibile che la Terra, dopo quattro miliardi e mezzo di anni, non si sia ancora raffreddata al suo interno? La Terra non si è raffreddata nè, penso, si raffredderà mai, a causa di una continua attività termica endogena, comune in varia misura ad altri pianeti, soprattutto a quelli giganti (in particolare a Giove e Saturno), generata massicciamente dalle enormi pressioni che si manifestano all' interno del globo nonché ad assestamenti e movimenti di natura varia che determinano innalzamento della temperatura man mano che ci si avvicina al centro della sfera celeste. Tale fenomeno è dipendente, in particolare, dalla massa dei pianeti. In alcuni di essi, specialmente in quelli giganti, l' attività termica endogena è così elevata che soltanto le «ridotte» dimensioni non permettono l' innescarsi di quella reazione termonucleare che dà origine alle stelle. Luigi Barone, Catanzaro Che differenza c' è fra le diverse onde radio che il nostro apparecchio capta? Che cos' è la modulazione di frequenza? Le onde radio sono onde elettromagnetiche, ovvero campi magnetici variabili secondo una legge simile a quella che descrive le oscillazioni di una corda tesa percossa, come quella di un violino. Ciò che distingue due note emesse da una corda di violino è il numero di vibrazioni al secondo, una grandezza fondamentale detta «frequenza dell' onda» e misurata in Hertz. Un' onda di 1 Hertz compie 1 oscillazione al secondo. Lo stesso discorso vale per le onde radio. Le stazioni trasmittenti emettono onde a una frequenza ben precisa, in modo che due emittenti non si influenzino l' un l' altra e l' utente possa scegliere quale trasmissione ascoltare. Per trasportare i suoni, le onde elettromagnetiche devono essere modificate. Le due tecniche fondamentali prevedono una modifica dell' ampiezza dell' onda (modulazione di ampiezza o AM) o della sua frequena (modulazione di frequenza o FM). La prima consiste nel modificare un' onda elettromagnetica di riferimento, detta «portante», in modo che assuma la forma del segnale da trasmettere. La modulazione di frequenza consiste invece nel variare lievemente e in continuazione la frequenza dell' onda portante, in modo che ci sia una corrispondenza tra le piccole variazioni di frequenza e il segnale da trasmettere. Marco Restani, Torino & Dove si credeva che fosse l ' Eldorado? & Perché gli alimenti in scatola si conservano a lungo ? & Perché alcuni fiori hanno colori vistosi e altri no?


CON GUIDONI NEL 1995 Il guinzaglio al bis Ripartirà il satellite italiano
Autore: GUIDONI UMBERTO

ARGOMENTI: AERONAUTICA E ASTRONAUTICA
ORGANIZZAZIONI: NASA, ASI, PROGETTO TSS
LUOGHI: ITALIA
NOTE: 058

E'stato finalmente ufficializzato l'accordo fra Nasa e Agenzia spaziale italiana per la seconda missione del satellite «al guinzaglio», l'esperimento per dimostrare la produzione di energia elettrica nello spazio, che ha volato a bordo dello shuttle Atlantis nell'agosto dell'anno scorso. Come si ricorderà quella missione fu penalizzata da un problema meccanico che impedì lo svolgimento del filo fino alla massima distanza di 20 chilometri, compromettendo in parte gli esperimenti. In questi mesi alla Nasa, del progetto Tss (Tethered Satellite System) si sono approfonditi gli aspetti dimostratisi critici nella prima missione. A questi gruppi di lavoro hanno partecipato esperti dell'Agenzia Spaziale Italiana e dell'Alenia, l'industria aerospaziale italiana che ha realizzato il satellite per conto dell'Asi. Gli studi hanno messo in evidenza due problemi che dovranno essere corretti per aumentare le probabilità di successo di questo secondo volo. Il primo problema è legato all'affidabilità meccanica del sistema e può essere risolto con alcune modifiche al meccanismo di rilascio del filo, il «deployer», un vero e proprio mulinello motorizzato, il cui funzionamento è complicato dal fatto di dover operare in assenza di gravità e in condizioni ambientali estreme. L'altro problema è di più difficile soluzione, in quanto legato ai limiti imposti dalle leggi dinamiche che sono alla base del concetto stesso dei satelliti «tethered». Appena il satellite viene rilasciato dalla stiva della navetta spaziale, comincia a manifestarsi una forza che spinge il satellite ad allontanarsi ulteriormente. Per capire l'origine di questa forza basta pensare a un secchio pieno d'acqua che viene fatto ruotare verticalmente; quando il secchio è sulla verticale l'acqua non cade benché l'apertura del secchio sia rivolta verso il basso. Il secchio che ruota è, nel caso del Tss, lo Shuttle in orbita attorno alla Terra alla fantastica velocità di oltre 25.000 km all'ora, e una forza inerziale, analoga a quella che trattiene l'acqua nel secchio, spinge il satellite lontano dalla navetta, mantenendo il filo teso in posizione verticale. Mantenere in tiro il cavo mentre il satellite vola via come un aquilone è una condizione essenziale per il buon funzionamento del «deployer», che può incepparsi se il filo si allenta. Una situazione del genere si è avuta durante il primo volo, quando uno stop improvviso del deployer causò il rimbalzo del satellite verso lo Shuttle. Il cavo, non più in tensione, si aggrovigliò nel «deployer» causando una situazione di stallo che fu risolta in extremis. Per evitare una situazione così critica quasi certamente verrà aumentata la spinta dei razzi del satellite per aumentare la forza che stabilizza il cavo, e la sequenza delle operazioni di rilascio verrà effettuata con il doppio controllo del computer di bordo e degli astronauti. In aggiunta alle modifiche «hardware» la prossima missione Tss-1R (R per reflight) potrebbe avere una ulteriore novità rappresentata dal cambiamento dell'orbita della navetta. La prima missione è avvenuta su un'orbita inclinata di 28 rispetto all'equatore terrestre, come la maggior parte delle missioni Shuttle. In quest'orbita la navetta sorvola una fascia, attorno all'equatore, larga all'incirca quanto l'intero continente africano e, quindi, non è visibile dall'Europa. Per la nuova missione si pensa invece di utilizzare un'orbita «polare», che porterebbe la navetta fino a 57 di latitudine, permettendole di sorvolare buona barte dell'Europa e in particolare tutta la penisola italiana. Ciò permetterebbe di osservare dallo spazio vaste zone del nostro Paese ma, soprattutto, potrebbe regalare agli italiani uno spettacolo fuori dell'ordinario, grazie proprio al satellite «made in Italy». Alcuni scienziati sono convinti che, quando il satellite è alla massima distanza di 20 km, l'energia generata dal moto della navetta sia sufficiente a innescare processi di eccitazione e di ionizzazione del gas neutro presente nella ionosfera terrestre. Questi processi, associati al passaggio di corrente sulla superficie del satellite, potrebbero generare una regione di luminosità diffusa, di dimensioni ragguardevoli, attorno al satellite stesso. Si tratterebbe di un fenomeno ottico, paragonabile a una aurora boreale in miniatura. Per godere lo spettacolo, bisognerà aspettare qualche anno. Il volo che porterà in orbita per la seconda volta il satellite italiano partirà nel 1995 (l'astronauta sarà l'autore di questo articolo, n.d.r.). Ci sarà così il tempo per apportare le modifiche necessarie ma anche per ricalibrare i complessi esperimenti scientifici che sono stati in funzione per oltre 40 ore nel corso della missione Tss-1. Non bisogna infatti dimenticare che la missione mira soprattutto a raggiungere gli obiettivi scientifici che sono stati mancati nel primo volo. Il più importante è dimostrare che è possibile far funzionare queste complesse strutture «a filo» per produrre nello spazio fenomeni elettrici non studiabili nei laboratori terrestri. Umberto Guidoni ASI, candidato astronauta


SERVIZI NEL SOTTOSUOLO Il «cunicolo intelligente» potrebbe evitare gli eterni lavori in corso
Autore: V_RAV

ARGOMENTI: URBANISTICA, VIABILITA'
ORGANIZZAZIONI: CORIN
LUOGHI: ITALIA
NOTE: 058

GIA' oggi, progetti avveniristici a parte, esiste una città sopra il suolo e una città sotto; normalmente non ci pensiamo, non ne immaginiamo neppure la complessità; ci rendiamo conto dell'importanza vitale della ragnatela di servizi, di fili, di tubi che sta sotto i nostri piedi solo quando uno di questi va in avaria lasciandoci senza acqua, luce, telefono. Questa città sotterranea diventa sempre più complessa via via che si aggiungono nuovi servizi (per esempio la tv via cavo o il teleriscaldamento), e quindi sempre più bisognosa di controlli e riparazioni. E ogni volta è necessario bloccare il traffico, scavare, e poi rifare l'asfalto. L'idea di un «cunicolo intelligente» proposta da un gruppo di importanti aziende riunite nel Corin (Consorzio di reti intelligenti) nasce dalla necessità di rimediare al disordine attuale degli impianti nel sottosuolo delle città e dall'esigenza di creare le condizioni per installarne di nuovi con facilità e in piena sicurezza. Ciascuna delle imprese che lavorano intorno a questa idea è specializzata in un particolare settore: sono Ericsson Sielte, Coop Edilter, Pirelli Cavi, Siemens, Fochi Iniziative Industriali nel Mezzogiorno e Cebat. La prima realizzazione, presentata recentemente a Roma, è stata quella che serve una centrale elettrica dell'Acea nel quartiere Ostiense; una seconda è in corso di costruzione nel perimetro del Policlinico Umberto I; sempre nella capitale stanno per partire i lavori per un «cunicolo intelligente» nei vicoli dell'antico, storico Ghetto Ebraico e sotto piazza di Spagna dove un recente allagamento ha causato gravi danni alle installazioni sotterranee. Sono previste almeno due soluzioni standard, una di dimensioni contenute, collocabile sotto i marciapiedi e completamente accessibile, l'altra più grande, in galleria, sotto la pavimentazione stradale, facilmente percorribile dai tecnici. Nel cunicolo in cemento armato sono concentrate le reti di distribuzione dei servizi primari come telecomunicazioni, elettricità, acqua, teleriscaldamento; in seguito vi potrebbero essere installati nuovi servizi, come quelli di controllo ambientale e del traffico, di rilevamento di fenomeni sismici. Un sistema di monitoraggio consente di tenere gli impianti sotto controllo; la gestione è affidata a uno o più centri di supervisione ai quali giungono le informazioni sulla situazione nel cunicolo e dai quali vengono inviati i comandi necessari ad attivare i vari dispositivi. Sarà la fine dei permanenti «lavori in corso»? (v. rav.)




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