Anno 1, Numero 1 –Novembre 2006
FEYNMAN
Rivista di Scienze del Liceo Scientifico Galileo Galilei di Catania
Eventi
Alunni di IVB
Direttore Responsabile: Prof.L.Calambrogio
Coordinatore:Prof.A.Guarrera.
Capo redattore: Leonardo Linguaglossa.
Redazione:Prof.A.Guarrera, Prof. G. La Villa,
Sonia
Correnti, Emilia Marra, Laura Gallo, Stefano Chisari, Lucia
Testa, Laura Salemi, Fabio Battaglia, Giuseppe Mazzola,
Daniela Pellegrino, Martina Guarrera, F.Tomasi.
A questo numero hanno collaborato: Prof.ssa A.Ciancitto
Sito web:www.liceoscientificogalilei.catania.it
Email: [email protected]
Sede: Liceo Scientifico Galilei– Via Vescovo Maurizio 95123 Catania
Piattaforma E-Learnig: BSCW, http://bscw.fit.fraunhofer.de
PRIMO PREMIO AL LICEO GALILEI
ENERGIA IN GIOCO.
“E
Capire l’energia con gli strumenti della scienza.
L’energia
eolica utilizza
lo di rigenerazione. L’immissione
nergia in gioco” è il nell’atmosfera di sostanze presenti in l’energia cinetica del vento per metnome del concorso, giunto alla sua quantità eccessive possono compro- tere in moto le pale del rotore
seconda edizione, indetto dall’Enel mettere l’equilibrio dell’ecosistema dell’aerogeneratore che, collegato ad
per coinvolgere gli studenti di ogni ed il risparmio energetico compiuto un generatore, sviluppa energia eletetà circa il problema energetico at- attraverso l'ottimizzazione sia nella trica che poi viene immessa nella
traverso una campagna di sensibiliz- fase di produzione che negli usi fina- rete e da questa trasportata sino
li. Tali standard che regolano questa all’utente. Esistono diverse tipologie
zazione e responsabilizzazione.
La situazione energetica mon- forma di sviluppo sono stati raccolti di aerogeneratori capaci di sviluppare
diale, infatti, richiede sempre una in un accordo internazionale sotto- oltre 1000 KW di potenza. Questo
maggiore attenzione verso tutte scritto nel 1997 da 118 nazioni e de- tipo di energia in Italia copre circa lo
0,5% del fabbisogno energetico naquelle risorse che possano porsi co- nominato Protocollo di Kyoto.
Tornando alle fonti energetiche zionale, ponendo il nostro Paese al
me alternativa agli abusati combusti4° posto in Europa.
bili fossili (petrolio
L’energia
solare
e gas naturale)
Il Protocollo di Kyoto: è un documento redatto e approvato nel corso della
s f r u t t a
presenti in quantità
Convenzione Quadro sui Cambiamenti climatici tenutasi in Giappone nel 1997.
l’irraggiamento
del
sempre minori sul
Nel Protocollo sono indicati per 14 Paesi ( i paesi più sviluppati) gli impegni di
sole sulla terra per
nostro pianeta, e
riduzione e di limitazione quantificata delle emissioni di gas serra (anidride
produrre
energia
comunque destinati
carbonica, gas metano, protossido di azoto, esafloruro di zolfo, idrofluorocarburi e perfluorocarburi). Con più precisione le Parti dovranno, individualmente
elettrica attraverso
ad esaurirsi in temo congiuntamente, assicurare che le emissioni antropogeniche globali siano
due differenti tecnopi non troppo lunridotte di almeno il 5%
rispetto ai livelli del 1990
logie: il pannello soghi. Queste risorse
nel periodo di adempimento 2008-2012. Per il
lare (o collettore terrappresentano
le
raggiungimento di questi obiettivi, i Paesi possomico) ed il pannello
cosiddette “fonti di
no servirsi di diversi
strumenti che intervengofotovoltaico.
All'inenergia alternatino sui livelli di emissioni di gas a livello localeterno del collettore
va” che sono alla
nazionale oppure transnazionale.
Nell’ampio
ventaglio di strumenti,
ne vengono espressasolare circola un fluibase di un auspicamente indicati tre, tutti
appartenenti alle cosiddo
termovettore,
bile quanto necesdette misure di flessibilità. Queste misure sono
acqua o soluzione
sario sviluppo sol’Emissions trading, il Clean Development e la Joint Implementation.
(acqua demineralizstenibile: esso si
zata + glicole propibasa anche su altre
lenico) che, riscaldafondamentali considerazioni concernenti lo spreco del- alternative, portiamo di seguito un to dal calore del sole, passa in uno
le risorse rinnovabili, il cui tasso di breve elenco di quelle più sfruttate o, scambiatore di calore e cede calore
all'acqua di un circuito secondario
utilizzazione non deve superare quel- comunque, maggiormente diffuse.
Perché
Feynman.
Prof. A.Guarrera
Il nome della nostra rivista dedicato ad una grande
figura del novecento.
“L
o scienziato convive quotidianamente
con
l’ignoranza, il dubbio e l’incertezza, e questa, a
mio avviso, è un’esperienza fondamentale. Per
fare progressi si deve lasciare socchiusa la porta
dell’ignoto”. In queste parole risiede il fulcro della
concezione della scienza di Richard P. Feynman,
che ha sempre associato alla grande vivacità intellettuale un irriverente scetticismo. L’apertura
nei confronti del dubbio e della discussione, quali
motori della ricerca, affiora di continuo nelle sue
dichiarazioni, nei suoi scritti e nelle sue interviste,
così come l’invito a inseguire la verità senza escogitare risposte assolute e inadeguate: due temi
che hanno contribuito a rendere noto il suo rigore
morale ma anche la grande umanità.
Grande comunicatore, anticonformista, Feynman ha saputo rivolgersi a ogni tipo di pubblico
con memorabili lezioni universitarie e conferenze
1
che viene accumulata in un serbatoio (bollitore). Il pannello fotovoltaico, invece, è composto da
sottili strati di silicio (spessi tra
0,3 e 0,5 mm) che, eccitata
dall’irraggiamento solare, producono una corrente elettrica continua che può essere immessa in rete
o accumulata da una batteria.
L’energia idroelettrica viene
ricavata dal corso di fiumi e di laghi
grazie alla creazione di dighe o di
condotte forzate. L'acqua una volta
arrivata in basso, verrà trasformata,
grazie alle turbine, in cinetica e, a
Studenti della nostra scuola in visita alla
centrale eolica di Carlentini
sua volta, attraverso la dinamo ad
esse collegata, in energia elettrica.
In Italia questa è la principale alternativa al petrolio, provvedendo a
soddisfare circa il 15% del fabbisogno nazionale.
La geotermia consiste nel convogliare i vapori provenienti dalle
sorgenti d'acqua del sottosuolo verso
(Continua a pagina 2)
complessi eventi dell'Elettrodinamica Quantistica.
aperte a tutti. Pur operando nei luoghi più aNel 1965 ottiene il premio Nobel per la Fisica, prostratti della fisica teorica, ha agito fino all'ultimo
prio per il lavoro svolto nell'ambito dell'Elettrodiguidato dal pragmatismo, come quando spiegò
namica Quantistica. Muore il 15 febbraio 1988 a
l'incidente al Challenger con un anello di gomma
Los Angeles, California.
e un bicchiere d'acqua. Originalità, genialità,
Sembra che l’educazione ricevuta dal padre
profondità di comprensione, strabilianti abilità
commerciante, che non aveva compiuto per motimatematiche si univano a una sorta di stupore
vi economici gli studi universitari, sia stata decisida eterno bambino nel capire un fenomeno o
va per generare in lui l’amore per la scienza e la
nello scoprire l'assurdità del mondo quantistico
considerazione particolare per l’insegnamento. “Il
o magari l'assurdità del mondo reale rispetto al
padre lo porta a passeggiare e gli fa vedere che
più "elementare" mondo dei quanti.
cosa c’è sotto le pietre, gli parla delle cose che si
Nato l' 11 Maggio 1918 a Far Rockaway, Quevedono e poi, più in generale del mondo….. gli fa
ens, New York fu un uomo dalla personalità e
capire che non importano le nozioni vuote, i nomi,
genialità straordinaria. E' stato definito uno dei
ma conta comprendere come le cose funzionano
più grandi fisici teorici del XX Secolo. Un inseveramente. Se c’è un uccello che vola davanti a
gnante dalle grandi qualità. Quello che ci sorprenloro, gli spiega che non importa sapere come si
de di Feynman è il suo approccio anticonformista
chiama, ma capire quello che sta facendo e come
alla vita e al suo lavoro. La gente comune trovanlo fa: mostrando in questo modo al figlio la fondosi al suo cospetto non si rende conto della sua
damentale differenza tra conoscere il nome
levatura. La sua più grande scoperta è un nuovo
di qualcosa e conoscere qualcosa “. Su quemodo per formulare la Meccanica Quantistica e
sta fondamentale differenza basa il suo modo
l'Elettrodinamica Quantistica attraverso gli Inted’imparare e il suo modo
grali di Feynman (Path Integrals). Fed’insegnare.
ynman utilizza un approccio originalissi- Di cosa parliamo in questo numero:
Feynman impara dal pamo e personale alla comprensione delle
dre ad amare la scienza
leggi fisiche e riconosce l'importanza del- Primo Premio
1
perché impara da lui un
la visualizzazione per la comprensione
1
atteggiamento scientifidei fenomeni fisici e per la divulgazione Perché Feynman
co: nessun dogmatismo
scientifica. I diagrammi da lui pensati e
La terapia Genica
2
nei confronti dei fenoche portano il suo nome ( i famosi Diameni nella vita di tutti i
grammi di Feynman) sono il risultato di La centrale di Priolo
3
una riuscita ricerca di visualizzazione dei
(Continua a pagina 4)
Le schede madri
4
FEYNMAN Anno 1 -Numero 1 –Novembre 2006
Primo Premio (Continua da pagina 1)
derazione di questo tipo, interessandoci al problema delle risorse a par-
sul tetto del quale abbiamo posto dei
pannelli fotovol-
apposite turbine aditaici.
bite alla produzione di
Tenuto conto che il
energia elettrica e
consumo
mensile
Cella Fotovaltaica: è il componente elementare di un pannello
riutilizzare il vapore
energetico
della
acqueo per il riscaldasolare ( Vedi Fig.), è una sottile piastrina di materiale semiconduttore,
scuola è di circa 20
mento, le coltivazioni
di forma quadrata o circolare, di piccole dimensioni e spessore molto
KW e che il rendiin serra e il termalipiccolo. Una cella fotovoltaica e' sostanzialmente un diodo di grande
mento di una cella
smo.
superficie; esposta alla radiazione solare converte la radiazione solare in
fotovoltaica di un
L’energia
da
mq è del 15% cirelettricita'. Si comporta come una minuscola batteria, producendo, nelle
biomassa è quella
ca ,abbiamo calcocondizioni di soleggiamento tipiche italiane, (irraggiamento pari a 1000
forma di energia prolato che sarebbero
ra pari a 25°C) una corW/m2 e temperatudotta da materiale
sufficienti 220 m2 di
rente di circa 3 A
(Ampere) con una tenorganico di qualunque
celle fotovoltaiche
sione di circa 0.5 V
(Volt), quindi una poderivazione.
per esaudire comtenza intorno a 1.5
W (Watt). Di tutta l'eIl nostro liceo
pletamente la rinergia
che
investe
la
cella
solare
sotto
forh a
a d e r i t o ,
chiesta di energia
ma di radiazione
luminosa, solo una parte
nell’ambito di un più
della nostra scuola.
viene
convertita
in
energia
elettrica.
L'effivasto
progetto,
al
Il costo globale di
cienza di conversione per celle commerconcorso “Energia in
un impianto di queciali al silicio cristallino e' in genere
gioco”, offrendoci presto genere, a prezzi
compresa tra il 10% e il 14%. Le celle fotovoltaiche forniscono valori
liminarmente un indi mercato, si aggidi tensione e corrente limitati in rapporto ai valori richiesti dagli appacontro con un esperto
rerebbe attorno ai
recchi utilizzatori: esse sono pertanto collegate elettricamente in serie a
che ha tenuto una
130.000 euro (circa
lezione sulle attuali
formare una struttura robusta e maneggevole detta modulo fotovoltaico.
6000 euro per m2),
problematiche
della
Più moduli fotovoltaici sono generalmente montati su una stessa struttuche sembrano davquestione energetica,
ra di sostegno costituendo un pannello.
vero proibitivi; esied ha posto in partistono tuttavia dicolar modo l’accento
versi meccanismi di
sulla necessità lapaincentivazione stalissiana di uno sfruttamento più ocutire da quella che è la nostra realtà
tale o europea capaci di rendere
lato delle risorse territoriali.
quotidiana, abbiamo deciso di dedil’investimento più che accettabile.
IL plastico.
carci alla realizzazione di un plastico
Con il decreto legge del 28 luglio
Proprio partendo da una consiin scala del nostro edificio scolastico,
Genetica di
Lucia Testa 4L
C
La Terapia Genica
La procedura che consente di trasferire materiale genetico allo scopo di prevenire o
curare una malattia.
cellula si potrebbe iniettare
direttamente il DNA modificato all’interno delle cellule,
procedura lunga e non del
tutto efficace. Questa metodologia fa parte del trasferi-
on il termine di ingegneria genetica si fa mento non
La
riferimento ad un insieme di tecniche che permet- virale
DNA:DeoxyriboNucleic Acid
tono di isolare geni, clonarli, introdurli e esprimer- m e t o d i c a
(acido deossiribonucleico). E' la
li in un ospite eterologo (differente dall'ospite ori- più imporsostanza che costituisce il patriper
ginale). Queste tecniche permettono di conferire tante
monio genetico, formata dalla
il
caratteristiche nuove alle cellule riceventi, per- inserire
successione delle 4 basi nucleomettendo di alterare il patrimonio genetico di un gene sano
tidiche. Quasi tutto il DNA della
quella
organismo. Nel caso delle malattie genetiche, in è
cellula è contenuto nel nucleo
cui un gene può essere difettoso o assente, è pos- che avviene
(DNA nucleare o cromosomisibile
applicare
una
particolare
procedura m e d i a n t e
co) , e una piccola parte si trodell’ingegneria genetica, la terapia genica, tra- l’utilizzo dei
va all'interno dei mitocondri
(DNA mitocondriale).
sferendo una versione funzionante del gene vettori viranell’organismo del paziente in modo da rimediare li, cioè dei
al difetto, mentre nel caso delle malattie tumorali virus, come
è possibile mirare direttamente alle cellule difetto- l ’ H e r p e s
Simplex, manipolati geneticamente in
se. Alcuni geni possono
modo da non risultare pericolosi. Il
infatti essere trasferiti
nelle cellule tumorali in GENE:Sequenza di nucleotidi del virus, infatti ha la caratteristica di dumodo da causare la DNA che conserva l’informazione plicare il proprio patrimonio genetico a
morte delle cellule che li necessaria per la sintesi di una parti- discapito delle cellule “ospiti”, come
colare proteina. All’interno di un croun vero e proprio parassita. In questo
ricevono.
mosoma, ogni dato gene occupa una
modo, aggiungendo al Dna del virus il
La terapia genica è una
posizione definita (locus). La totalità
scienza molto giovane, del materiale genico, detta genotipo, gene che si vuole trasferire, questo,
tanto che il primo tenta- è responsabile dell’espressione dei infettando la cellula bersaglio porterà
tivo fu effettuato negli caratteri morfologici e funzionali di con sé una o più copie del gene desiderato.
Stati Uniti nel 1990, su un organismo (fenotipo).
Dunque avdi una bambina affetta
verrà
la sostida una grave immunotuzione del gene
malato
deficienza ereditaria(vedi box) .
Anche se tutti i protocolli di terapia genica si ba- con il gene sano.
te, sono
sano sugli stessi principi ed utilizzano dei processi Momentaneamenrapia gesimili, ogni malattia richiede l’isolamento di geni bersagli della telattie especifici. Ciò che differenzia i vari casi è appunto il nica alcune maimmunobersaglio, ad esempio i tentativi di terapia genica reditarie come: le
tarie , le
per curare la fibrosi cistica, hanno come principale deficienze eredilisosomiali,
il
bersaglio le cellule delle vie aeree, mentre quelli malattie
semie ed
per le immunodeficienze mirano a trasferire il ge- diabete e le talasereditarie
ne nelle cellule del sangue. La terapia genica, co- altre malattie non
me una normale terapia, si divide in varie fasi: la come i tumori e l’Aids. Nel 2002 si è finalmente
prima tappa è quella di identificare il gene respon- arrivati ad un primo successo al mondo della terasabile della malattia. Questa prima tappa si chia- pia genica di una forma di immunodeficienza congenita grave, ma ancora i dubbi che invadono la
ma isolamento o clonaggio di un gene.
Una volta identificato il gene responsabile di una mente dei ricercatori sono tanti, dubbi che riguarmalattia, lo scopo principale è quello di trasferire dano soprattutto la durata dell’effetto e la sicurezil gene “sano” all’interno della cellula bersaglio, ed za della procedura. La terapia genica comunque
una volta inserito il gene, questo deve resistere rimane una prospettiva per il futuro e potrebbe
per un tempo sufficiente, durante il quale,il gene così diventare uno strumento efficace nelle mani
deve produrre proteine sufficienti rimediando così dei medici.
[email protected]
al difetto genico. Per trasferire un gene in una
2
2005 il Ministero delle attività produttive ed il Ministero dell’ambiente
hanno emanato le norme per
l’accesso ad incentivi pari a 0,44 euro per kw/h prodotto per un periodo
di 20 anni. E’ da tener presente inoltre che l’energia prodotta, quando
non sfruttata del tutto dall’utente,
può essere messa sul mercato e
quindi remunerata in modo che il
produttore possa rientrare nelle spese di costruzione dell’impianto nel
giro di 7-10 anni.
Il nostro plastico ha ottenuto il
primo premio nel concorso locale
con nostra grandissima soddisfazione.
Iniziative di questo genere sono destinate, in un futuro speriamo
non troppo remoto, a tramutarsi in
realtà, così come è già avvenuto in
molti altri Paesi europei: essi hanno
da tempo assimilato l’urgenza della
questione energetica, a differenza di
quanto sembra accadere,allo stato
attuale delle cose, nel nostro Paese.
[email protected]
Www.liceoscientificogalilei.
catania.it
L’inizio:La data del 14 settembre 1990 è certamente da considerare una pietra miliare nella storia della terapia genica. Michael Blaese e collaboratori del National Cancer Institute (NCI, Bethesda, USA) condussero il primo esperimento di
terapia genica, approvato dal Governo Federale
degli Stati Uniti, su una bambina di 4 anni affetta
da una grave immunodeficienza, SCID (severe
combined immunodeficiency) . La SCID è causata
dall'alterazione del gene che permette la produzione della adenosin deaminasi (ADA) (un enzima
importante nella maturazione dei linfociti)che risulta assente. Altre alterazioni sono a carico di
geni importanti per la funzione dei linfociti, come
quelli che permettono la fabbricazione dei recettori per le interleuchine (le molecole "segnale" dei
linfociti).
I linfociti immaturi, localizzati a livello del timo
sono ricchi in aenosin-chinasi ed in assenza di adenosin-deaminasi (ADA) tendono rapidamente a
convertire l'adenosina ad ATP, che agisce inibendo la sintesi del DNA con conseguente morte cellulare. I linfociti T sono particolarmente sensibili
alla deficienza di ADA.
I linfociti circolanti della bambina furono prelevati, cresciuti in coltura ed infettati mediante un retrovirus ricombinante, in cui era stato inserito il
ge n e u ma n o d e l l 'a d e n o s i n -de a mi n a s i .
Successivamente le cellule furono reimpiantate
nella paziente (Vedi figura).
Somminisrazione di
PEG-ADA
Leucaferesi
Vettore retrovirale
LASN
Reinfusione
Cellule cresciute in coltura
e ricombinate
FEYNMAN Anno 1 -Numero 1 –Novembre 2006
ENERGIA di
Giuseppe Mazzola 4A
La Centrale Solare di Priolo
Vicino Siracusa sta sorgendo un impianto solare unico al mondo
L
a prima centrale solare termo- guai per casa!). Al posto delle lenti,
dinamica sarà costruita a Priolo, in le centrali utilizzano specchi paraSicilia. L'idea riprende il famoso prin- bolici (1) di grande precisione che
cipio degli specchi ustori di Archime- riescono a raggiungere temperature
de e, non a caso, sarà realizzata di parecchie centinaia di gradi. Il rinell’isola tramite un progetto EnelEnea per l‘integrazione dell‘impianto
della centrale Enel di Priolo Gargallo
(Siracusa) con la tecnologia di solarizzazione elaborata dall‘Enea. Non
parliamo di fotovoltaico ma del cosiddetto solare termodinamico.
Pensava proprio allo scienziato siracusano, Carlo Rubbia premio Nobel
per la fisica ed ex presidente
dell´Enea (l´Ente Nazionale per le
Nuove tecnologie, l´Energia e
l´Ambiente), quando denominò sultato finale è quello di produrre
«Progetto Archimede» il suo piano vapore, che viene mandato a un turper la prima applicazione a livello bina per generare elettricità (9).
mondiale di un impianto solare, de- Una tecnologia tutto sommato semstinato a produrre energia elettrica. plice, che deve però vedersela con
Nel progetto dello studioso gli spec- un grosso limite: la luce solare è dichi concentrano la luce solare in un sponibile solo di giorno (senza contaunico punto-caldaia producendo ca- re il cattivo tempo); poiché l’energia
elettrica va prodotta nel momento in
lore e, quindi, energia.
Purtroppo, è rimasto sospeso nel cui è richiesta, una centrale solare,
nulla per un anno e mezzo, bloccato senza l’aiuto di altre fonti energetidall'immobilismo governativo. Nel che, rischierebbe di lasciare al buio i
frattempo la Spagna ha equiparato propri utenti al calare del sole o alla
per legge il solare termodinamico prima giornata nuvolosa. Per ovviare
alle fonti rinnovabili pulite ed avviato la realizzazione
industriale
della centrale solare.
Risultato:
7
Rubbia,
recentemente
licenziato
dalla guida dell'ENEA per aver rilasciato dichiarazioni
critiche sullo stato
della ricerca in
Italia, è andato in
Spagna a realizzare la centrale di
Archimede, ottenendo un successo
5
strabiliante.
La
prima centrale a
6
specchi
effettiva
8
sta sorgendo in
Andalusia, località
la Calahorra, e
avrà una capacità
produttiva di 150
Megawatt,
con
inquinamento zero! No emissioni
nell'atmosfera,
niente carburante da trasportare per a questo inconveniente, a Priolo sarà
sperimentato un serbatoio di accufar funzionare la centrale.
mulo (2) in cui conservare il calore
La centrale
Ma dedichiamoci adesso ad esamina- concentrato dagli specchi per utilizre più da vicino la centrale solare zarlo in seguito in funzione della riche dovrà sorgere in Sicilia e a de- chiesta di energia.
A immagazzinare il calore sarà una
scriverne il funzionamento.
Immaginate una distesa di specchi miscela liquida di sali di potassio e
estesa come venticinque campi da sodio, un composto poco costoso e a
calcio, con al centro due grandi ser- b a s s o i m p a t t o a m b i e n t a l e ,
attualmente
batoi e una piccola
usato
come
costruzione da cui
concime
di
partono linee elettrio r i g i n e
che ad alta tensione .
natural e.
A
Il principio di funzioPriolo
si
namento è familiare
raggiungeranno
a chiunque abbia gioi 550° C, contro
cato da bambino con
i 390°C delle
una lente di ingrandic e n t r a l i
mento: concentrando
attualmente in
i raggi solari su una
funzione, come
superficie molto picla centrale di
cola (chiamata fuoco)
Ogni raggio parallelo all'asse delK r a m e r
è possibile ottenere
la parabola si riflette nel fuoco
Junction
nel
temperature
molto
deserto
del
alte (e combinare
3
Carlo Rubbia,
Professore Ordinario di Fisica
superiore nell'Università di Pavia, è nato a Gorizia
il 31 marzo 1934.
Dopo aver completato gli studi secondari a Venezia, fu allievo della Scuola Normale di Pisa, dove
si laureò con una tesi sperimentale sui raggi cosmici. Subito dopo la laurea, Rubbia si trasferì
negli Stati Uniti, alla Columbia University, dove
trascorse oltre un anno dedicandosi ad esperimenti sul decadimento e la cattura nucleare dei mesoni. Dal 1970 al 1988 è stato professore alla Harvard University negli Stati
Uniti.
Fra i suoi lavori più importanti vanno ricordati: la scoperta del
processo di decadimento beta del pione positivo.
Nel 1984 ha ricevuto il premio Nobel assieme a Simon van der
Meer che collaborò alla realizzazione dell'acceleratore protoneantiprotone.
E’ stato Presidente dell'ENEA, l'ente per le nuove tecnologie, l'energia e l'ambiente. La sua attività più recente è rivolta al problema della produzione di energia mediante nuove tecnologie.
M o j a v e
(California). I
sali
fusi
v e r r an n o
s c a l d a t i
passando
all’interno di
t
u
b
i
ricevitori che
si
trovano
proprio
nel
fuoco
degli
s p e c c h i .
Questa
alta
temperatura
dei sali ha permesso di integrare in
un’unica centrale elettrica un
impianto solare termodinamico con
un ciclo a gas, cioè la centrale solare
è stata messa in linea con la
preesistente centrale a metano in un
ciclo combinato. Questa energia
viene utilizzata all’interno di uno
scambiatore di calore (3), dove
parte del calore dei sali fusi è ceduto
per la generazione di vapore alla
temperatura di 530°C. Lo scambio di
e n er g i a c al o ri c a a b ba s s a l a
temperatura del fluido termovettore
che viene raccolto in un serbatoio
“freddo” a 290°C (4) prima di
1
4
2
3
avuto un notevole miglioramento
rispetto ai sistemi preesistenti. Nella
parte interna è posto un multistrato
vetro/argento che riflette la radiazione solare. I pannelli riflettenti sono
rigidamente fissati ad una struttura
di supporto, che ne consente la rotazione per seguire il percorso del sole.
Sulla superficie esterna di questi
pannelli aderisce un sottile specchio
di vetro ad alta riflettività. Il tubo
ricevitore, situato sulla linea focale
degli specchi, è costituito da due cilindri concentrici separati da una intercapedine sotto vuoto con funzione
di isolante termico. L‘impianto solare
incrementerà la potenza
della centrale, pari a 760
MW, di circa 20 MW, e
potrà ridurre il consumo
di combustibili fossili fino
a 12 mila Tep (tonnellate
equivalenti di petrolio)
ed, infine, contribuirà
alla minore emissione in
atmosfera di circa 40
mila tonnellate di CO2
l‘anno.
Questo progetto, come si
può ben notare, dopo
aver
descritto
il
funzionamento di una
delle centrali tipo, ha del
r i v ol u zi o n ar i o .
L’accumulo termico, che
c o n s e n t e
d i
immagazzinare l‘energia
solare e renderla quindi
I numeri della centrale
Numero di specchi
Superficie totale degli specchi
Energia termica raccolta annualmente
Energia elettrica prodotta annualmente
Rendimento medio annuo
Potenza elettrica nominale
Capacità di accumulo termico
Petrolio risparmiato annualmente
Emissioni di CO2 evitate annualmente
essere reimmesso nel
ciclo. Il vapore generato
con questo sistema è
utilizzato all’interno di un
turbo alternatore (5) per
la produzione di energia
elettrica che, a questo
punto, può essere immessa in rete
(6). Nel caso in cui il Sole non fosse
disponibile per diversi giorni, la
produzione di elettricità sarà
garantita da un ciclo combinato a
gas (7). Il gruppo alternatore per la
produzione di energia elettrica è lo
stesso mentre la generazione del
vapore avviene grazie a caldaie
alimentate a gas. In questo caso i
fumi residui della combustione
dov ran no e sse re i mmessi i n
atmosfera (8).
A Priolo, tramite lo sviluppo di un
nuovo sostegno meccanico degli
specchi parabolici basato su una
struttura curvilinea di alluminio a
nido d’ape, racchiusa tra due strati
di acciaio interno ed esterno, si ha
360
m2 199.000
GWh 179,4
GWh 59,2
% 16,4
MW 20,8
MWh 600
kg 13 milioni
kg 40 milioni
disponibile anche quando essa non è
pr es en te ( n uv ol osi tà, n otte) ,
trasformando l‘energia solare, per
sua natura altamente variabile, in
una sorgente di energia disponibile
con continuità , permette di
c o n c i l i ar e i l p r ob l e ma d e l l a
produzione di energia , ormai
divenuto cruccio dell’umanità, con
quello della sua perenne richiesta.
Speriamo solo che questa di Priolo,
non sia una delle tante chimere che
la scienza italiana perseguita
estenuantemente da lungo tempo,
ma possa perpetuarsi in una
meravigliosa realtà con, se possibile,
dei futuri successori sull’esempio di
questo eccezionale “prototipo” .
[email protected]
FEYNMAN Anno 1 -Numero 1 –Novembre 2006
INFORMATICA di Fabio Battaglia 4A
La Scheda Madre
Il componente del computer che regola il funzionamento di tutto il sistema.
L
a scheda madre ( motherboard in inglese) è una delle
componenti fondamentali del computer.
In essa sono concentrate tutte i diversi elementi che regolano il funzionamento del PC, come la CPU, la scheda video,
le varie periferiche ottiche ecc.. La sua funzione è quella di
‘organizzare’ e fare interagire al meglio tutte le componenti
della macchina: questo avviene mediante l’utilizzo di centinaia di chip integrati nell’enorme circuito stampato che costituisce la piastra stessa; di questi il più importante è il
chipset1, il vero e proprio cuore della scheda madre, il
‘ponte’ di collegamento tra le varie componenti. Il rapido
progresso tecnologico permette alle case costruttrici di rispondere al meglio alle richieste di mercato, affinando costantemente velocità e affidabilità della CPU. Ciò che differenzia le schede madri di oggi delle versioni precedenti è
soprattutto la compatibilità con i nuovi standard, come PCI
express2 (ormai presente da più di un anno e mezzo) o SLI3,
oltre al numero di possibili collegamenti USB4 e alla qualità
del chip audio integrato, permettendo cosi di evitare
l’acquisto di una scheda audio specializzata (gli ultimi chip
audio integrati riescono a soddisfare anche i più esigenti
‘fanatici’del dolby surround e dell’audio 3D).
Vediamo come è composta una scheda
madre: nella parte alta troviamo il socket5, alla destra di esso trovano posto gli
alloggiamenti per i banchi di RAM6; nella parte inferiore troviamo i vari slot di
collegamento con le varie schede, e ancora più in basso le connessioni Serial ATA7 . In alto a destra vi sono le varie uscite/entrate, USB, PS/2 per mouse e tastiera e le porte audio.
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Processori/Schede madri
Le schede madri moderne si possono dividere in due categorie: quelle per processori AMD® e quelle per processori INTEL®. Le caratteristiche principali restano sostanzialmente
simili, ma socket e chipset sono soggette a variazioni: per la
prima categoria si utilizzano ad esempio i nuovi socket AM2,
o il 939 per l’AMD athlon 64, e i chipset sono fabbricati da
NVIDIA® ( l’ultima versione, l’ NFORCE®5, è rinomata per
le sue altissime prestazioni).
Per la seconda categoria, la produzione di chipset e socket è
auto-gestita e, a differenza di AMD, ha interesse nel modificarli ogni 3-4 nuovi processori, costringendo l’utente ad un
cambio di scheda madre qualora volesse fare un upgrade del
processore.
TABELLA PREZZI (consigliati)
Fascia alta AMD
ASUS M2N32 SLI DELUXE SOCKET AM2 Chipset Nforce
5 200€
Fascia alta Intel
ASUS P5N32-SLI chipset NF4
(scheda in foto) 203€
Fascia media AMD
ASUS M2N Socket AM2 Chipset NFORCE 4 supporto SLI
91€
Fascia media Intel
Foxconn 945G7MA-8KS2H SOCKET 775 100€
Fascia bassa AMD
Asus A8V-E SE Socket 939 Chipset K8T890 supporto Raid
62€
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ad un componente della redazione.
in modo che i ragionamenti vengano fatti su fatti
Perché Feynman (Continua da pagina 1)
concreti e non su parole che spiegano altre
giorni, cercare la spiegazione dei fatti senza acparole sia un possibile
contentarsi delle pamezzo per fare amare
role che girano intorquello che insegniamo.
no a concetti inesi1918 Nasce a Far Rockaway, Queens, New York da
Arthur Melville e Lucille Melville
Vorrei concludere ricorstenti.
1939 1942 Frequenta il MIT
dando che Feynman
Quando abbiamo
1942 Arriva alla Princeton University
sorrideva sempre, ma
posto le basi, le moti1942 1945 Collabora al Manhattan Project
non era uno scherzo
vazioni profonde della
1945 1950 Professore di Fisica Teorica alla Cornel
University
segreto a provocare il
nostra rivista, ecco
1950 1959 Professore di Fisica Teorica al Caltech
suo sorriso e fargli brilabbiamo pensato a
1954 Riceve Albert Einstein Award
lare gli occhi, era la fisitutto questo. Abbiamo
1959 1988 Professore "Richard Chace Tolman" di
ca. La gioia della fisica.
pensato ad un luogo
Fisica Teorica al Caltech
1962 Riceve Atomic E.C. Award
Una gioia contagiosa?
dove si costruiscono i
1965 Diventa Foreign Member of Royal Society
Noi speriamo di si. Un
concetti e non solo
1965 Riceve il Nobel Prize
contagio che avviene
dove
si
mettono
1972 Riceve la Medaglia Oersted per l'insegnamenogni volta che un articoinsieme parole, un
to al Caltech
1973 Riceve la Medaglia d'oro internazionale Niels
lo scientifico viene conpo sto
dov e
f ar
Bohr
segnato alla redazione
conoscere i fenomeni
1986 E' a capo della Commissione Rogers per il
da uno studente, pronto
di cui si parla e
distastro del Challenger
per essere pubblicato
sostituire le definizioni
15 febbraio 1988 Muore a Los Angeles, California
nella rivista.
libresche
con
le
A Balaton Füred, sul
applicazioni. Abbiamo
lago Balaton in Ungheria, esiste il Viale Tagore
pensato che spiegare i fenomeni nel loro sviluppo
dove personaggi famosi hanno piantato un tiglio,
storico o parlare dell’ultima scoperta della scienza
4
quello nella foto
<GLOSSARIO>
1. Il chipset: nelle ultime
schede madri si suddivide molto spesso in due chip separati,
chiamati northbridge e southbridge, situati rispettivamente nella parte alta e bassa della
scheda. Essi sono in comunicazione tra loro e permettono
uno scambio più veloce ed efficiente dei dati rispetto alle
soluzioni a singolo chip.
2. PCI express: sostituisce il
bus AGP dove si collega la
scheda video nella scheda madre e avviene il passaggio dei
dati.
3. SLI: sistema creato da NVIDIA™ per potere unire due
schede grafiche al fine di ottenere prestazioni migliori.
4. USB: Universal serial bus è
uno standard di collegamento
largamente utilizzato per moltissime periferiche esterne, ora
arrivato alla versione 2.0 che
permette grandi velocità di
passaggio dei dati.
5. Socket: l’alloggiamento del
processore sulla Motherboard.
di forma quadrata è una delle
componenti della scheda più
soggetta al cambiamento nel
tempo in quanto al progresso
tecnologico delle CPU segue
(spesso) un cambiamento del
socket stesso.
6. Ram: Random access memory è una memoria ad accesso volatile, cioè si svuota ad
ogni spegnimento del PC. Essa
funge da intermediario tra
l’unità di calcolo e i dati da
calcolare.
7. Serial Ata: via di connessione tra le varie unità ottiche
(hard disk e lettori/
masterizzatori dvd) che ha rimpiazzato (ancora non del tutto)
il vetusto standard parallel ata
permettendo l’uso di cavi più
piccoli e una maggiore velocità
di collegamento.
è il tiglio piantato da Feynman.
La foto è stata scattata dal Prof. A.Guarrera in
occasione dello scambio culturale tra la nostra
scuola e il Liceo di Balaton Almadi (Ungheria)
nell’Aprile del 1996.
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FEYNMAN Anno 1 -Numero 1 –Novembre 2006
