Convertire in sintesi

Siamo finalmente giunti a un punto importante nel nostro viaggio, non è la fine e nemmeno un addio, ma è giunto il momento di sederci un attimo a prendere fiato e guardare la strada percorsa.
Tre mesi fa ho aperto il blog con il fine di sviscerare a fondo tutto quello che il termine convertire potesse offrire e ad essere sincero non ero del tutto convinto che un verbo così tecnico potesse nascondere sotto di se arte, scienza, tecnologia e molta storia, ma come abbiamo visto è stato un viaggio molto ricco e sorprendente. 
Iniziamo dal principio. Quale miglior modo per iniziare a parlare di una parola se non trattando della sua definizione e della sua etimologia, e così abbiamo fatto. Abbiamo poi visto la sua presenza nel mondo e uno scorcio della sua storia, definendo quindi con questi post tutte le sfumature del verbo convertire, che è culminata in questo abbecedario.
Abbiamo successivamente fatto un passo avanti e abbiamo collegato i concetti sopra trattati a delle discipline.
Si è visto quindi come un verbo tecnico come il nostro verbo stia bene anche in vestiti più artistici e possa essere il centro di opere di grande calibro, spaziando dall'arte alla letteratura passando per dipinti e sculture. Noi abbiamo citato il mito di Apollo e Dafne (e la celebre scultura di Bernini), Manzoni e i suoi Promessi Sposi, la Gerusalemme liberata di Tasso e la Conversione di Saulo di Caravaggio. Con questo abbiamo quindi apprezzato il grande adattamento che il verbo convertire possiede in campo artistico, riuscendone a trovare una vesta nella Settima arte (il cinema).
Siamo poi passati al reale campo di applicazione di questo termine, e attraverso la tecnologia e la sua storia abbiamo potuto osservare in contemporanea l'evoluzione della tecnica umana e dei concetti trasportati dalla parola. Siamo partiti dalla storia antica, con l'acciaio di Wootz e con una breve pausa nel medioevo abbiamo visto di cosa l'uomo era capace nel '700, nel '800 e nel '900.
Chiusa la parentesi storica ma non quella della tecnologia, abbiamo guardato al presente trovando la conversione in un innovativo brevetto ed addirittura nella risposta alla tragica pandemia che ha messo in ginocchio il mondo. 
Con un po' di fantasia e molto entusiasmo siamo arrivati ad immaginare cosa questo verbo ci possa riservare in futuro (sempre guardando alla tecnologia) cercando addirittura di promuoverla con un'originale volantino da me prodotto. 
Lasciando la tecnologia abbiamo pure aperto uno scorcio sulla scienza, trovando la presenza di convertire in una scienza applicata: la chimica industriale, e per finire pure il materiale che più lo rispecchia
Ebbene, di strada ne abbiamo fatta, siamo partiti da un semplice verbo, una parola che ci capita raramente di pronunciare ed attraverso essa abbiamo viaggiato attraverso l'arte, la letteratura e l'evoluzione delle capacità umane, che partendo dalla fabbricazione di eccellenti spade in acciaio arriverà un giorno in un futuro radioso, magari illuminato da centrali a fusione nucleare.


 

Un po' di propaganda

"Pulita, economica, sicura. L'energia del futuro! Il prossimo passo dell'evoluzione umana. La fusione nulceare!"

Manifesto Pubblicitario per la Fusione Nucleare - Davide Perfumo





Conversione... nel futuro

Quando pensiamo al futuro ci si pongono davanti due alternative: una utopica e una distopica. Di questi tempi di pandemia globale direi che la lancetta è più direzionata a un mondo post fallout. Io invece mantengo la mia visione ottimista e vedo un futuro radioso davanti a noi e per questo voglio presentare una tecnologia in grado di cambiare il mondo. 
A parte gli scherzi, nel cercare di prevedere come la tecnologia umana si possa evolvere nel futuro, non si ha tanto un problema di immaginazione, si veda la numerosissima produzione fantascientifica, ma si ha un problema di concretezza in genere legata o all'energia o ai costi. Beh data la mia scelta universitaria posso sbilanciarmi a trovare una risposta più alla prima problematica che alla seconda e voglio ora proporre una idea in merito. 
In realtà l'idea non è mia ed anzi è molto più vecchia di me, ma nonostante ciò non è ancora detto che abbia abbastanza tempo a disposizione per vederla realizzata. Sto parlando della fusione nucleare. Da non confondere con la fissione nucleare, la fusione nucleare è quel processo che a partire da due nuclei (abbastanza piccoli, in genere nuclei di idrogeno o suoi isotopi) mossi con abbastanza forza produce un nuovo nucleo di una specie differente, liberando un enorme quantitativo di energia, che poi convertita può fornire la tanto desiderata energia elettrica.
Quando si sente parlare di energia nucleare la nostra mente ci porta a galla ferite profonde ormai insite nel genere umano, ma l'energia convertita dalla fusione nucleare è molto differente da quella prodotta dalla fissione.
I due processi sono agli opposti se da un lato abbiamo una produzione di nocive scorie radioattive, dall'altra questo problema è inesistente, se da un lato abbiamo il rischio di un esplosione nucleare, dall'altro una reazione incontrollata è fisicamente impossibile e se da un lato abbiamo una carenza di combustibile, dall'altra l'idrogeno è l'elemento più comune in natura. Ebbene, questa tecnologia sembra un paradiso, senza difetti, pulita, efficiente e poco costosa. Ma come in tutte le belle promesse c'è un ma. In realtà per funzionare questa tecnologia ha bisogno di altissime temperature, riproducibili solo con grandissime quantità di energia, il che però, direte voi, non ha senso. In effetti è così spendere energia per produrne non ha senso finché non produci più energia di quanta ne spendi. Ad oggi è uno dei problemi centrali della realizzazione di questo macchinario che, se non risolto, lo renderebbe totalmente inutile. Oltre a questo problema si pone quello di mantenere lo stato di plasma, necessario allo svolgimento della reazione, che essendo a temperature elevatissime fonderebbe qualsiasi materiale da noi conosciuto. 
Dopo avervi illusi con tante belle promesse, ora vi ho totalmente demoralizzato. In realtà alcune soluzioni ci sono già e al lavoro vi è una grande associazione internazionale che sta costruendo il primo reattore a costo zero, ovvero che spende tanto quanto produce. L'associazione si chiama ITER e ha la sede qua vicino a noi a Cadarache nel sud della francia.
Quanti anni ancora dovremmo aspettare per poter convertire questa grandiosa energia di fusione nucleare nella preziosa elettricità non so dirvelo ma so solo che sarà uno di quei passi che ci muoveranno in avanti verso un futuro più utopico che distopico, e magari fatto di palazzi luminosi e cromati con macchine volanti che girano all'impazzata invece che fatto di un deserto radioattivo post apocalisse.




Link e fonti





Un brevetto

Abbiamo parlato di molte invenzioni in questo blog, e ogni invenzione ha il suo inventore, o almeno così dovrebbe essere. La storia è ricca di lotte per la paternità di un'idea o di veri e propri furti di progetti e per questo si sono ideati i brevetti. Essi sono un'importante strumento giuridico attraverso il quale si può proteggere la propria proprietà intellettuale e di conseguenza si può assicurare il diritto esclusivo all'utilizzo di quel progetto. Non è però dei brevetti che voglio parlare e rimando la vostra curiosità allle pagine linkate a piè di pagina che approfondiscono meglio il concetto.
Voglio invece parlare di un brevetto specifico che ho potuto conoscere grazie allo trumento integrato in Google chiamato Google Patents. Non per fare pubblicità ma è un eccellente servizio che viene offerto dal colosso dell'informatica che serve per fare ricerche specifiche in questo ambito analizzando migliaia di registi in tutto il mondo.
Attratto dalla curiosità ho incominciato a sfogliare nei brevetti che avessero un appiglio alla tematica centrale del blog e ho trovato questa idea che mi ha molto colpito. Il progetto è tutto italiano e prende il nome di Luminescent solar concentrator using perovskite structures, è stato sviluppato dal  team di ricerca del Dipartimento di Scienza dei Materiali dell’Università degli Studi di Milano-Bicocca coordinato dai professori Francesco Meinardi e Sergio Brovelli che ha messo a punto dei concentratori solari a nanoparticelle descritti nello studio “Highly efficient large-area colourless luminescent solar concentrators using heavy-metal-free colloidal quantum dots” pubblicato sulla rivista “Nature Nanotechnology”. Le plastiche fotovoltaiche sviluppate in Bicocca, a poco più di un anno dalla pubblicazione di un primo studio dello stesso team che ne dimostrava i vantaggi rispetto alle tecnologie tradizionali a base di coloranti organici, concretizzano il sogno di realizzare concentratori solari luminescenti e sono ora una tecnologia che aspetta solo di essere prodotta su larga scala.
Questi pannelli sono dotati di nanoparticelle che intrappolano una frazione della luce che lo attraversa per poi convertirla in energia pulita e sostenibile. Ovviamente la tecnologia non è ancora sul mercato e si sta cercando di portare l'efficienza complessiva dal 3% al 10% senza compromettere la trasparenza. Il progetto se dovesse andare a buon fine potrebbe davvero rivoluzionare il mondo del fotovoltaico poichè nonostante la maggiore efficienza dei pannelli classici, questa tecnologia potrebbe competere in termini di prezzo (per ora 50 €/m^2, ma destinato a scendere), minore impatto estetico e se applicato in tutta la casa anche in termini di produzione elettrica.




Link e approfondimenti


Luminescent solar concentrator using perovskite structures su Google patents


                

Acciaio, il materiale della conversione

Abbiamo parlato molto di questo materiale in questo blog, è ovviamente uno dei temi centrali. Infatti esso è il protagonista del più importante processo tecnologico di conversione e come tale è stato nominato varie volte (precedenti post). Non ne abbiamo mai trattato come protagonista, e questo sarà il suo post, in cui finalmente lo andremo a raccontare.
Per iniziare credo che la cosa migliore sia trattare brevemente la sua storia. Il primo acciaio venne prodotto nel lontanissimo IV secolo da alcune popolazioni indù che produssero il cosiddetto acciaio wooltz. Subito dopo la sua nascita esso non trova però una grande fortuna, infatti bisogna aspettare il XVIII secolo prima che esso ricompaia. Questa seconda nascita però segnerà a sua fortuna, da questo momento in poi l'acciaio conquisterà il mondo sfondando in qualsiasi ambito dell'operato umano dalle arti alla tecnica più pura passando per la medicina e l'architettura. Quel secolo è infatti quello della prima rivoluzione industriale, grazie alla quale la tecnologia umana può finalmente produrre questo materiale in grandi quantità.
Sappiamo ora qual'è la sua storia, quando è nato e quando si è diffuso, sappiamo che è stato fondamentale per l'evoluzione umana, ma non sappiamo il perchè e nemmeno come sia fatto.
Ebbene, l'acciaio è una lega metallica, dalle straordinarie proprietà, che si produce da ferro e carbonio secondo opportune proporzioni: il carbonio in percentuale può oscillare tra lo 0,2% e il 2,01%, oltre questo limite la lega prende il nome di ghisa.
Ora vi potrete chiedere "beh ma cosa lo rende così speciale?". La risposta risiede nelle sue proprietà, questo materiale è caratterizzato da: grande deformabilità e durezza, buona resistenza alla rottura a trazione e allo snervamento, buona conducibilità termica, e, per gli acciai inossidabili (inox), la resistenza alla corrosione.
Per capirne meglio l’importanza, elenchiamo brevemente alcuni settori di utilizzo dell’acciaio:
  • Elettrodomestici: (lavastoviglie, forni elettrici, frigoriferi, tostapane, etc.) e per la costruzione dei loro componenti (motori, compressori, griglie, etc.), viene utilizzato soprattutto acciaio inox.
  • Costruzioni edili: irrobustisce e le strutture nonostante il suo peso relativamente leggero.
  • Industria Meccanica: il 99% dei componenti di un macchinario sono costruiti in acciaio per la sua resistenza e la grande facilità di modellazione
  • Settore Automobilistico: costituisce più del 50% del materiale utilizzato. Basti pensare alle autovetture o all’industria navale, aeronautica o ferroviaria, per comprenderne l’utilizzo.
  • Industria Petrolifera: le caratteristiche di molti tipi di acciaio risultano indispensabili per fronteggiare le difficili e complesse condizioni di utilizzo. Alta temperatura e forte pressione sono soltanto due esempi di condizioni estreme in cui trova impiego l’acciaio.
  • Centrali Elettriche: i più importanti componenti utilizzati all’interno di una centrale per la produzione di energia elettrica sono in acciaio (condensatori, turbine, caldaie, etc.)
  • Medicali: strumenti per sale operatorie o dentistiche sono soliti essere prodotti in acciaio inox
  • Arte: data la grande deformabilità si presta molto alla scultura
Questi sono solo alcuni degli ambiti di utilizzo di questo materiale, ma questo elenco rende bene l'idea di quanto sia ormai indispensabile per la vita umana

Nino Uccino - La Piramide e gli Zoccoli





















Link e fonti



Chimica industriale, scienza di conversione

Dopo aver osservato in molti post diversi varie applicazioni scientifico-tecnologiche del verbo convertire, possiamo ora trovare un'ambito scientifico che si particolarmente legato a questo concetto. Volendo partire dalle definizioni più ampie di scienze, credo che quella che più contenga il concetto di conversione sia la chimica, che e cosi definita: scienza che studia le proprietà, la struttura, la composizione, il riconoscimento e il dosaggio, la preparazione e la reagibilità di tutte le sostanze, sia naturali che artificiali, in relazione alla loro struttura microscopica.
La chimica tratta appunto della materia e di come essa si trasformi, reagisca e si converta in altre forme: l'acqua in ghiaccio, il ferro in acciaio, la legna in cenere... Volendo però ricercare una branchia di questa scinza che più si concentri su questi concetti, questa è la Chimica Industriale: è quella branca della chimica che si occupa delle trasformazioni su scala industriale delle materie prime per la produzione di sostanze chimiche, miscele e materiali di varia natura, dei processi e degli impianti chimici utilizzati e dei loro impatti economici sull'industria e sul costo dei prodotti finiti.
Di fatto la chimica industriale studia i processi che portano le sostanze a trasformarsi, convertirsi e mutare in altri composti al fine di produrre dei materiali utili per poi essere venduti o utilizzati in altri ambiti industriali. Il processo Bessemer, largamente trattato in questo post ed esponente di uno degli esempi più famosi di conversione nell'ambito tecnologico, si fonda su studi che ricadono in questo specifico ambito.
Dal tempo di Henry Bessemer questa scienza è cambiata molto, soprattutto negli intenti, infatti è ora una delle scienze che trainano la spinta ecologica di questi ultimi anni, impostando la propria ricerca su materiali sostenibili e sostitutivi di altri, seppur radicati fortemente nella cultura industriale, molto inquinanti.
Ovviamente è importante citare altre branchie tra loro simili, poiché essendo la scienza priva di confini fissati si può passare con facilità ad altre scienze che condividono alcune parti. Infatti altri ambiti molto simili possono essere le scienze dei materiali e l'ingegneria chimica che, seppure definite in modo diverso, hanno confini sfumati e si compenetrano tra loro