Mappa Gerarchica dei contenuti del blog

STEP#25

Bentornati, oggi illustro il lavoro di questo blog con il quale si è indagato l'impiego del verbo/azione pompare in diverse discipline scientifiche, nonché in particolari settori produttivi.

E' stata esaminata l'etimologia del verbo “pompare” ed il suo significato, la sua presenza nella mitologia, la traduzione del termine in alcune lingue straniere e l'uso di esso nella letteratura, nell'arte e nella cinematografia.

Si è studiato lo sviluppo delle macchine idrauliche nel corso della storia, dalla macchina di Ctesibio a quelle progettate nel corso del Medioevo e del Rinascimento, con particolare attenzione ai disegni di Leonardo da Vinci e ad alcune opere appartenenti al “Teatro delle Macchine”.

Tra gli eventi della storia della tecnologia del Settecento è stato esaminato quello relativo alle soluzioni adottate per il drenaggio delle acque freatiche nelle miniere, in particolare la macchina di Newcomen, migliorata poi da Watt, mentre tra quelli dell'Ottocento gli sviluppi della pompa a vuoto e delle sue applicazioni nel settore dei trasporti, nonché l'apertura del primo pozzo petrolifero.

Tra quelli del XX secolo è stata individuata la realizzazione della prima pompa di benzina e vasca idromassaggio.

Tra i fatti di cronaca recenti si è scelto di trattare dei vasti incendi sviluppatisi in Australia, tra il mese di luglio 2019 e il febbraio 2020.

Si è più volte verificato il forte legame del verbo/azione pompare con la geologia. E' stata esposta la tecnica del “fracking” utilizzata per l'estrazione dei gas.

E' apparso rilevante un brevetto che ha per oggetto una pompa impiegata nei processi di desalinizzazione dell'acqua di mare.

Pensando ad un'invenzione futura si è ipotizzata la possibilità di sfruttare gli impulsi elettrici del cervello per alimentare un pacemaker ed è stato inoltre elaborato un volantino pubblicitario.

Come testimonial del blog si è scelto l' inventore greco Ctesibio, padre della pneumatica.

Sperando di aver suscitato il vostro interesse, vi saluto.

STEP#24 (Mappa Concettuale)

STEP#23

STEP#22

Bentornati, pensando ad un'innovazione tecnologica nell'ambito scientifico del verbo/azione che mi è stato assegnato, mi viene immediatamente in mente la pompa volumetrica che ciascuno di noi possiede, ossia il cuore.

Questo complesso sistema di pompaggio ha già costituito oggetto di un altro post ("un particolare tipo di pompa") e ora torniamo ad esaminarlo sotto il profilo tecnico, laddove l'uomo interviene in caso di malfunzionamenti derivanti da patologie più o meno gravi.

Immagine di un pacemaker

Naturalmente l'oggetto del mio interesse è il pacemaker, quella piccola pompa impiantabile che aiuta il cuore a mantenere la giusta frequenza cardiaca inviando ad esso impulsi elettrici.

Attualmente questi dispositivi sono alimentati con batterie di durata limitata, infatti, il paziente, dopo circa 10-15 anni dall'impianto, prima che la batteria si scarichi completamente, è costretto a sottoporsi a un nuovo intervento che, seppur meno invasivo di quello necessario per l'installazione del dispositivo, non è mai privo di rischi.

Immagine di una sinapsi tra due neuroni

Ora, detto questo, la vera rivoluzione sarebbe quella di utilizzare pacemaker privi di batteria: questi dispositivi dovrebbero essere in grado di funzionare traendo energia da altri organi come, per esempio il cervello. E' noto che il funzionamento di esso e legato essenzialmente ad impulsi elettrici che, a loro volta, rappresentano il linguaggio dei neuroni, e vengono prodotti anche durante il sonno.

Si renderebbe necessaria una tecnologia avanzata che richiedesse il dispendio di una minore quantità di energia rispetto a quella attuale, oltre all'impiego di migliori materiali conduttori. Essenziale sarebbe inoltre la capacità del sistema di accumulare una quantità di energia sufficiente a garantire il funzionamento del dispositivo senza interruzioni.

Sarebbe poi ottimale, alla luce della attuale possibilità di controllo da remoto dei dati monitorizzati sul dispositivo, la possibilità di generare allarmi, inviati direttamente dal pacemaker al sistema informatico di gestione dello stesso, installato presso il reparto di cardiologia che ha in carico l'assistenza del paziente. In questo modo il portatore potrebbe essere soccorso in caso di gravi aritmie, protrattesi per un apprezzabile lasso di tempo, senza alcuna iniziativa di richiesta di aiuto da parte del soggetto impiantato.

Completerebbe il pacchetto la possibilità di installare un micro gps all'interno del dispositivo, che si attiverebbe soltanto dopo un certo numero di battiti cardiaci anormali e potenzialmente pericolosi per la vita del portatore, consentendo la localizzazione esatta di quest'ultimo e conseguente tempestivo soccorso.

A presto.

STEP#21

Bentornati, la scarsità delle risorse idriche è una delle più grandi sfide che l'umanità sta affrontando e che sta divenendo sempre più urgente anche a causa dei repentini cambiamenti climatici degli ultimi anni.

La desalinizzazione dell'acqua di mare può offrire un contributo importante alla soluzione del problema. Grazie ad un uno studio guidato dai ricercatori dell'Università di Manchester si è scoperto, infatti, che una membrana di ossido di grafene è in grado di separare il sale dall'acqua.

Anche in Italia, in collaborazione con gli Stati Uniti, sono state condotte numerose ricerche con l'obbiettivo di trovare una soluzione efficace per rendere l'acqua del mare potabile.

Processo di desalinizzazione
ad osmosi inversa

Un gruppo di ingegneri del Politecnico di Torino, insieme ai colleghi del Mit di Cambridge e  dell'Università del Minnesota, si è dedicato allo studio sul processo di osmosi inversa per la dissalazione dell'acqua riscontrando che alcuni materiali porosi riescono a tenere separato il sale, facendosi attraversare dalla sola acqua in pressione.

Attualmente, dato il crescente interesse in materia, è stato esteso l'impiego delle pompe volumetriche anche a questo settore specifico di filtrazione.

Indagando nel web e, in particolare, nel sito Patents, ho trovato un brevetto, depositato l'11 maggio 2018 (nr. 102018000005264), che ha per oggetto una pompa per il filtraggio di fluidi con scambiatore a valvola rotante.

Impianto di desalinizzazione
per osmosi inversa

In questo tipo di filtrazione, l’acqua da filtrare viene inviata a circa 60 Bar verso una speciale membrana ceramica, per essere suddivisa in una corrente filtrata (permeato) e una di scarto (retentato).

Per tale motivo il dispositivo descritto nel nuovo brevetto utilizza una pompa volumetrica a doppio effetto e una seconda valvola rotante per movimentare un secondo gruppo pompante a doppio effetto che sfrutta l’energia contenuta nel retentato, operando di fatto come uno “scambiatore di pressione” tra la corrente di retentato e quella dell’acqua da filtrare.

Per le loro caratteristiche innovative i brevetti delle pompe volumetriche sono nel loro complesso in fase di trattativa per lo sfruttamento industriale da parte di un’azienda nazionale di primaria importanza anche a livello internazionale.

Di seguito si riporta il link con la scheda del brevetto.

A presto.

STEP#20

Bentornati, soffermandoci ora sui prodotti derivanti dall'azione del verbo sotto inchiesta, ho concentrato la mia attenzione sulle modalità di estrazione del gas e del petrolio e mi sono imbattuto nella tecnica del “fracking”, ossia della fratturazione idraulica, attuata sopratutto negli Stati Uniti per estrarre gas da terre argillose, e molto dibattuta sotto il profilo dell'inquinamento ambientale e del possibile aumento del rischio sismico.

Nel sottosuolo abbiamo falde acquifere da dove l'uomo recupera l'acqua attraverso i pozzi. Più in profondità possono esserci strati di roccia contenenti degli idrocarburi, quindi petrolio e gas. 

Rappresentazione grafica dell'impianto di estrazione

La tecnica del “fracking” consiste nella perforazione di pozzi che diventano orizzontali proprio in corrispondenza dei livelli di roccia contenenti gas. Il pozzo scavato ha mediamente un diametro di circa 10 cm, dopodiché nel foro si cola dell'esplosivo per creare una serie di fratture. 

In seguito vengono estese, propagate pompando una miscela di acqua e liquidi corrosivi sotto pressione e poi mantenute aperte introducendo sabbia, ghiaia, microsfere di ceramica come riempitivo permeabile. 

In questo modo viene aumentata la permeabilità e facilitata l'estrazione del gas contenuti nei pori delle rocce. A questo punto con apposite pompe il fluido, precedentemente pompato nelle rocce, viene risucchiato in superficie e stoccato in apposite vasche. La depressione causata da questo risucchio tenderà a tirar fuori anche il gas che verrà poi raccolto.

Torre di fracking

E' interessante osservare che la tecnica di migliorare la produttività di un pozzo di petrolio fratturandone le rocce risale al decennio 1860 quando in Pennsylvania, utilizzando la nitroglicerina, venne migliorata la produzione di alcuni pozzi perforati in rocce compatte. Si tratta dei primi pozzi petroliferi di cui si è trattato nel post: "STEP#14 parte 2".

La comunità ambientalista ritiene che la tecnica del “fracking”, molto diffusa negli Stati Uniti, presenti delle controindicazioni.

Tra le più rilevanti citiamo quella secondo cui la fratturazione indotta possa potenzialmente propagarsi fino alla falda acquifera sovrastante. In America sono stati registrati casi un cui dal rubinetto dell'acqua ad uso domestico fuoriusciva del gas. Inoltre il pozzo stesso potrebbe avere delle perdite di gas che potrebbe riversarsi direttamente nella falda acquifera. Alcuni studi hanno fatto emergere un aumento di rischio sismico nella zona interessata dalla trivellazione, anche se in merito non vi sono ancora evidenze scientifiche, ma sono ancora in corso gli studi.

Il dibattito sull'argomento è vivace, tanto da fare di questa tecnica il soggetto di un film: “Promised Land”.

In attesa di conoscere meglio le conseguenze ambientali legate a questa tecnica estrattiva, in Italia le autorità competenti hanno escluso l'utilizzo di tale tecnica.

Nel seguente link è possibile osservare un'animazione che dimostra in modo semplice le caratteristiche della tecnica.

A presto.