file PPT - Dipartimento di Scienze Matematiche, Fisiche e Informatiche

Fisica e ambiente - Parte II
 Rischi ambientali da agenti fisici
–
–
naturali
artificiali
 Monitoraggio ambientale
 Misure assistite da computer
controlli di processo
Rischi da agenti fisici naturali
 Problema non recente: a rischi di origine
naturale è esposto anche l’uomo “non tecnologico”, per il solo fatto di vivere su questa terra
 Rischi attribuiti all’azione di forze
malevole o al volere divino
 Spiegazione scientifica: solo con l’uso del
metodo scientifico è possibile dare una
spiegazione razionale e prendere contromisure
Rischi da urto meccanico
• cadute dovute alla gravità
• urti in velocità contro ostacoli
fissi o mobili
 Analisi “non fisica”: valutazione empirica
delle conseguenze  rimedi empirici
 Analisi “fisica”:
• Energia potenziale  Energia cinetica
Lavoro di deformazione  Danno fisiologico
• Ruolo delle strutture e dei materiali
Rischi da folgorazione
 Analisi “non fisica”: essere colpiti dal fulmine
era opera di Zeus o di chi altro, e non c’era scampo
 Analisi “fisica”:
• Alte d.d.p. provocano scariche tra le nubi (lampi) o tra
le nubi e la terra (fulmini), con passaggio di correnti
impulsive molto elevate
• Una persona in piedi configura un cammino
preferenziale per la scarica
• Una punta metallica configura un cammino ancora più
preferenziale e funziona da parafulmine
Rischi da esposizione al sole
• Troppo sole: arrossamento, “colpo di calore”
• Poco sole: pallore, rachitismo
 Analisi “non fisica”:
i fatti precedenti, insieme a tanti altri, portano a
una lettura “magica” dell’influenza del sole, lo
trasformano in una divinità da adorare
 Analisi “fisica”:
la componente U.V. (ultravioletta) della radiazione solare è responsabile sia di effetti positivi
(sintesi della vitamina D, …) sia di effetti negativi
(eritema solare, insorgenza di melanomi, …).
Rischi da esposizione alle
“Radiazioni Ionizzanti”
 Analisi “non fisica”: impossibile, perché il
fenomeno è del tutto misterioso, neanche ipotizzabile
dall’uomo “pretecnologico”
– radioattività naturale (Bécquérel, 1896)
– raggi cosmici (Hess, 1912)
 Analisi “fisica”: comincia con grande intensità
solo in tempi relativamente brevi (dopo la seconda
guerra mondiale). Con il senno di poi possiamo
pensare che difetti genetici causati dall’esposizione a
radiazioni ionizzanti siano stati interpretati come
effetto di maledizioni divine
Rischi da agenti fisici artificiali
 La fisica aiuta a rimediare a guai che essa
stessa ha contribuito a creare
 Diatriba non risolta (e forse non
risolubile): la scienza (e la fisica in
particolare) è “neutra” o no?
 Sarebbe utile introdurre tra le materie di
studio di un corso di laurea in Fisica
anche “Etica della Scienza”?
Rischi da urto meccanico
 Eventi di urto molto più frequenti, e con
elevate energie cinetiche in gioco.
 Analisi fisica molto accurata
 Protezioni “Hardware” passive (casco,
cinture di sicurezza, veicoli a “deformazione controllata” …) e attive (airbag, …)
 Protezioni “Software”: norme per la
sicurezza del traffico, sui luoghi di lavoro,
nel tempo libero.
Rischi da elettricità
 Folgorazione da apparati sotto tensione:
• In casa
• Sul luogo di lavoro
• Nel tempo libero
 Effetti dell’esposizione a campi elettromagnetici a bassa frequenza (elettrodotti,
apparecchiature) e ad alta frequenza
(telecomunicazioni, …)
 Analisi fisica:
• E’ molto accurata a livello di base
• Effetti biologici ed epidemiologici ancora controversi
Rischi da radiazioni ionizzanti
 Grande numero di sorgenti artificiali di
radiazioni ionizzanti
• Tubo a raggi X (Roentgen, 1897)
• Acceleratori di particelle (ciclotrone – Lawrence,
1932; betatrone – Wideroe, 1932; …)
• Radioattività artificiale (neutrone, 1932)
• Reattore nucleare (Fermi, 1942)
• Bomba nucleare a fissione (1945) e a fusione (1952)
 Analisi fisica:
• Molto accurata a proposito dell’interazione fra radiazione e
materia
• Ancora controverse le norme di prevenzione e le dosi
ammesse
Rischi da radiazioni non ionizzanti
 UV artificiale
• Meno ozono in stratosfera  più UV nella
radiazione solare al suolo
• Esposizione alle lampade dei “solaria”
• Esposizione a UV parassiti da varie sorgenti
(saldatura, lampade a scarica)
 Rumore da svariatissime sorgenti
 Analisi fisica
• Analisi fisica accurata, comprese misure di
mitigazione (filtri, rumore in controfase, …)
Misura e monitoraggio
 Rivelatori di radiazioni non
ionizzanti di tipo elettromagnetico
 Dagli ELF alle microonde:
 Sostanzialmente antenne
 Dall’I.R. all’U.V.:
 Rivelatore “storico”
•lastra fotografica
 Rivelatore a vuoto
• cellula fotoelettrica
•Tubo fotomoltiplicatore
 Rivelatore a stato solido
• Fotoresistore
• Fotodiodo
• Fototransistor
• CCD
• CMOS
Misura e monitoraggio
 Radiazioni non ionizzanti di tipo
elastico (rumore)
 Sensore di base:
• Microfono, cioè dispositivo che converte
vibrazione meccanica in segnale elettrico
 Strumento completo
• Fonometro (con o senza analisi spettrale)
 Aspetto fisico ed aspetto normativo
Misura e monitoraggio
 Radiazioni ionizzanti (I)
 Rivelatore “storico”:
• Lastra fotografica (Bécquérel, 1896)
 Rivelatori a ionizzazione a gas:
•
•
•
•
Elettroscopio
Camera a ionizzazione
Rivelatore proporzionale
Rivelatore Geiger-Müller
Misura e monitoraggio
 Radiazioni ionizzanti (II)
 Rivelatori a ionizzazione a stato solido:
• A giunzione N-P
• A Germanio iperpuro
 Rivelatori a raccolta di luce (o a “scintillazione”):
•
•
•
•
Solidi
Liquidi
Plastici
Gassosi
Misura e controllo assistiti da
computer (I)
Misura e controllo assistiti da
computer (II)
 Fisica sperimentale delle grandi macchine
 Fisica sperimentale in genere
 Fisica applicata alla medicina
• Diagnostica
• Terapia
 Fisica ambientale
 Controlli di processo