giovedì 29 ottobre 2020

STEP #07 - IL MITO

L'ORACOLO DI DELFI
E se un mito antico potesse avere una spiegazione scientifica? E' questo il caso dell'oracolo di Delfi.


L’oracolo di Delfi, una città della Focide, era il più famoso centro oracolare della Grecia. Esso impose la sua autorità su tutti gli altri oracoli a partire dall’VIII secolo a.C.
Situato sulle pendici del monte Parnaso, l’oracolo di Delfi traeva origine dall’uccisione del mostruoso serpente Pitone, posto a guardia di una fonte sacra, da parte di Apollo. Secondo il mito, Apollo insediò il santuario pitico e ordinò che una vergine, la Pizia, proferisse gli oracoli ispirata dal soffio divino.
La Pizia, così come i consultanti desiderosi di dimandare il proprio futuro, si sottoponeva ad un cerimoniale preparatorio prima di proferire il responso del dio Apollo: beveva acqua della fonte Cassiotis, masticava alcune foglie di lauro, assorbiva i vapori che salivano da alcune fenditure del terreno e che le procuravano uno stato di trance.

Qual è dunque la possibile spiegazione?
Il tempio, i cui resti sono visibili ancora oggi, si trova in una zona particolarmente attiva dal punto di vista sismico e sotto di esso sono state individuate due faglie, dalle quali è possibile che in passato venisse emanato del gas. Sulla natura del gas e sulle sue proprietà allucinogene, tuttavia, ancora si dibatte. C’è chi ipotizza si trattasse di etilene, chi di benzene o di un mix tra metano e anidride carbonica. Probabilmente, se i Greci avessero posseduto anche solo un primordiale strumento che permettesse loro di rivelare la presenza del gas, di certo non avrebbero creduto che le parole proferite dalla Pizia fossero ispirate da Apollo, né tantomeno avrebbero affidato a quelle stesse parole le sorti della loro famiglia, del loro bestiame o persino delle guerre della loro polis. 

Sitografia:


Foto estratta da: 


lunedì 26 ottobre 2020

STEP #06 - IL SIMBOLO

Il rilevatore di gas è uno strumento di recente invenzione: per questo motivo l'iconografia ad esso legata risulta essere di moderna concezione. E' bene inoltre sottolineare che esso viene principalmente utilizzato per segnalare situazioni di pericolo negli stabilimenti industriali: molte immagini legate ad esso sono pertanto legate al mondo dell'industria. 

Cartello di sicurezza che segnala la presenza 
di rilevatori di fumo nello stabile. 


Cartello di sicurezza che segnala la presenza 
di rilevatori di gas nello stabile.

Fotografie estratte da: 

STEP #05 - IL PRINCIPIO FISICO (LEGGE DI LAMBERT-BEER)

I rilevatori ad infrarossi di tipo non dispersivo (NDIR) lavorano in accordo alla legge di Lambert-Beer: essa correla la quantità di luce assorbita da una sostanza con la sua concentrazione, con la sua natura chimica e con lo spessore del mezzo attraversato. In pratica, una luce che colpisce una soluzione contenente una certa quantità di una sostanza chimica perde parte della sua energia in modo direttamente proporzionale alla concentrazione della sostanza nella soluzione stessa e alla dimensione dello spessore di soluzione che deve attraversare.

In formule...

Nello specifico la legge di Lambert- Beer riguarda l'assorbanza e afferma che essa è direttamente proporzionale alla concentrazione della soluzione:



Nell'equazione precedente si ha che: 
  • A è l'assorbanza;
  • ε è l'assorbività molare;
  • b è il cammino ottico;
  • C è la concentrazione della soluzione.
Sitografia:





sabato 24 ottobre 2020

STEP #EXTRA - FOCUS SUL FUNZIONAMENTO DELLA CELLA ELETTROLITICA

 Come funziona una cella elettrolitica?

Esempio di elettrolisi: elettrolisi del cloruro di sodio

Le celle elettrolitiche utilizzano l’energia elettrica proveniente da una sorgente esterna per far avvenire una reazione non spontanea. Una cella elettrolitica è costituita da un recipiente contenente una soluzione di elettrolita nella quale sono immersi due elettrodi metallici. Se si collegano i due elettrodi ad un generatore di corrente continua, applicando un’opportuna differenza di potenziale si ha passaggio di corrente attraverso la soluzione. La corrente è dovuta ad un flusso di elettroni nel circuito esterno e di ioni positivi e negativi all’interno della soluzione elettrolitica. Come conseguenza del passaggio di corrente, ai due elettrodi avvengono processi redox (riduzione al catodo, ossidazione all’anodo).

Sitografia:

Bibliografia:
Chimica, la natura molecolare della materia e delle sue trasformazioni di Martin S. Silberberg e Patricia Amateis. 

STEP #05 - IL PRINCIPIO FISICO (ELETTROLISI E LEGGI DI FARADAY)

Il rilevatore di gas elettrochimico si basa sul funzionamento della cella elettrolitica. 
Ma cos'è l'elettrolisi?


L'elettrolisi è la scissione di una sostanza per effetto dell’energia elettrica ed è spesso utilizzata per decomporre un composto nei suoi elementi. La stechiometria del processo di elettrolisi è stata studiata da Michael Faraday, che ha enunciato:



Sitografia:

Bibliografia:
Chimica, la natura molecolare della materia e delle sue trasformazioni di Martin S. Silberberg e Patricia Amateis. 

martedì 20 ottobre 2020

STEP #04 - LA SCIENZA (OTTICA)


L'ottica è una parte della fisica che studia i fenomeni relativi all'emissione, alla propagazione e alla ricezione della luce, sia nel vuoto che in mezzi materiali, con particolare riguardo, in quest'ultimo caso, alle interazioni della luce con la materia. 

Cenni storici sulla nascita dell'Ottica
L'ottica inizialmente nasce come scienza della visione, ha una base essenzialmente fisiologica e risale addirittura ai tempi di Pitagora che, nel VI secolo a.C., sosteneva che l'occhio inviasse raggi visuali a esplorare l'ambiente esterno. 
L'ottica, come la conosciamo noi oggi, si è sviluppata solo a partire dal 1665, quando il gesuita Francesco Maria Grimaldi osservò il fenomeno della diffrazione, che diede luogo ad un dibattito che durò secoli sulla natura corpuscolare o ondulatoria della luce (e che vide come protagonisti celebri nomi tra i quali Newton, Huygens, Maxwell, Planck e Einstein). 
Esso si risolse pochi anni dopo il 1905 con lo sviluppo della meccanica quantistica che spiegò come la luce si comporta sia da particella che da onda elettromagnetica, a seconda dell’apparato sperimentale che viene predisposto.

Sitografia:

STEP #04 - LA SCIENZA (ELETTROCHIMICA)


L'elettrochimica è una parte della chimica fisica che tratta dei processi di trasformazione dell’energia chimica in energia elettrica e viceversa. Si occupa in particolare delle reazioni chimiche che provocano un movimento di cariche elettriche o che sono provocate da esso.

Cenni Storici sulla nascita dell'elettrochimica
Le prime osservazioni degli effetti fisiologici della corrente elettrica furono dimostrati da Luigi Galvani durante esperimenti sulla muscolatura delle rane nel tardo '700; una prima applicazione di tali scoperte si ebbe però solo nel 1799 con l'invenzione della pila da parte di Alessandro Volta.
Grandissima importanza ebbe inoltre Michael Faraday che nel 1832 coniò termini basilari per l'elettrochimica quali elettrolita, elettrodo, anodo, catodo, catione, anione ed enunciò le leggi fondamentali dell'elettrolisi che portano il suo nome.

Sitografia:

https://it.wikipedia.org/wiki/Storia_dell%27elettrochimica


domenica 18 ottobre 2020

STEP #03 - UN GLOSSARIO (RILEVATORE A INFRAROSSI NDIR)

I rilevatori ad infrarossi di tipo non dispersivo (NDIR) sono sensori ottici di cui i componenti principali sono: 


  1. Sorgente di infrarossi: emette la radiazione infrarossi (IR) che attraversa la cella in cui è presente il gas da analizzare nella direzione del fotorilevatore;
  2. Camera del gas campione: al suo interno contiene il gas che determina l’assorbimento della radiazione IR a lunghezze d’onda specifiche in accordo alla legge di Beer-Lambert;
  3. Filtro di lunghezza d'onda: inibisce il passaggio della radiazione a tutte le lunghezze d’onda ad eccezione di quella che viene assorbita dal gas da analizzare, consentendo di ottenere sensori ad elevata selettività del gas da misurare;
  4. Rilevatore di infrarossi (fotorilevatore): calcola la concentrazione del gas presente all’interno della cella attraverso la variazione della radiazione incidente su di esso.
Sitografia:


STEP #03 - UN GLOSSARIO (RILEVATORE ELETTROCHIMICO)

La struttura di un rilevatore elettrochimico può essere schematizzata come segue:
  1. elettrodi (3): oggetti che conducono la corrente tra la cella elettrolitica (nel nostro caso il rilevatore stesso) e un microamperometro. In genere ve ne sono tre: Reference, Sensing e Counter. Il gas a contatto con la superficie di questi provoca delle reazioni di ossídoriduzione, le quali comportano una variazione dei parametri elettrici rilevata dall'amperometro;
  2. microamperometro: strumento per la misurazione dell’intensità di correnti elettriche nel quale la misura è direttamente indicata da un indice su di una scala graduata in un sottomultiplo dell' Ampere (μA );
  3. elettrolita: una miscela di ioni, solitamente in soluzione acquosa, che sono coinvolti nelle reazioni o nel trasporto di cariche (elettroni); gli elettrodi sono immersi in tale soluzione;
  4. membrana semipermeabile: una membrana che permette il trasporto selettivo del materiale, essa è posta a rivestimento degli elettrodi e dell'elettrolita.
Sitografia:



Bibliografia:
Chimica, la natura molecolare della materia e delle sue trasformazioni di Martin S. Silberberg e Patricia Amateis. 

martedì 13 ottobre 2020

STEP #01 - IL NOME

Un rilevatore di gas è un dispositivo che segnala le eventuali anomalie legate al superamento accidentale della soglia di tolleranza di un gas nell’ambiente al fine di scongiurare esplosioni improvvise.


Come si può facilmente notare, il nome dello strumento risulta perifrastico in gran parte delle lingue, pertanto non esiste una sua origine etimologica: ciò è anche giustificato dal fatto che il rilevatore nasce in tempi moderni e, peraltro, non è sempre stato chiamato in questo modo. Il primo prototipo infatti è stato brevettato con il nome di flame safety lamp o Davy lamp (in italiano lampada di Davy) e altro non era che una lampada costituita da un guscio metallico racchiudente una fiamma, la quale si spegneva ogni qualvolta l'apporto di ossigeno fosse insufficiente a mantenere il fuoco vivo (per via della presenza di gas nocivi).

Traduzioni: gas detector (inglese), détecteur de gaz (francese), toxikologische messgerät (tedesco), detektor gazu (polacco), toksin makinesi (turco).

STEP #28 - LA SINTESI FINALE

Rilevatore di gas n. 2 prodotto da Hall Telephone Accessories Ltd, Londra, 1939. Immagine [ step #02 ] Il rilevatore di gas è uno strumento ...