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La curiosità del mese

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Scie Chimiche? No.

La curiosità del mese di gennaio 2017 a cura di Gabriele Ghisellini


Fig. 1 - Scie suggestive al tramonto.
Fig. 1 - Scie suggestive al tramonto.

È già da un bel po’ di tempo che qualcuno pensa che le scie biancastre lasciate dagli aerei che volano a quote abbastanze alte siano il prodotto di oscure macchinazioni.
Queste scie sarebbero infatti formate da materiali velenosi, o comunque dannosi per l’uomo, e sarebbero lasciate fuoriuscire dagli aerei di proposito, per eseguire un complotto a nostra insaputa, e contro di noi.
C’è qualcosa di vero? No, non c’è.

Fig. 2 - Scie prodotte da un jet trimotore.
Fig. 2 - Scie prodotte da un jet trimotore.

Il fenomeno è del tutto banale, come quando mangiamo un piatto di pasta o dello zucchero per alimentarci.
Innanzitutto: che tipo di carburante usano gli aerei? Una volta usavano benzina "avio", ma i moderni jet usano il cherosene, che rispetto alla benzina avio produce il 10 per cento in più di energia a parità di peso, e costa un 15 per cento in meno.
Ma non fa molta differenza ... cherosene e benzina sono derivati dal petrolio, e sono idrocarburi.
Idro ... la parola richiama l’acqua, non è vero? E carburo richiama il carbonio ... E di cosa è fatta l’acqua? Di idrogeno e di ossigeno.
Quindi tutti gli idrocarburi sono fatti di Carbonio, di Idrogeno e di Ossigeno. Talvolta manca l’ossigeno, e quindi abbiamo delle molecole fatte solo da idrogeno e carbonio. Il metano che ci da’ una mano, per esempio, è fatto da un atomo di carbonio legato a 4 atomi di idrogeno. Per abbreviare, possiamo anche scrivere CH4 dove "C" è il simbolo del carbonio e "H" quello dell’idrogeno.
D’altra parte sappiamo tutti che la formula dell’acqua è "H2O": due atomi di idrogeno e uno di ossigeno.

Fig. 3 - Scie emanate da ognuno dei 4 motori di un jet.
Fig. 3 - Scie emanate da ognuno dei 4 motori di un jet.

Un’altra sostanza di cui scommetto conoscete la formula è l’anidride carbonica: CO2. Cioè un atomo di carbonio legato a due atomi di ossigeno.
E da dove vengono gli idrocarburi? Dal petrolio. E il petrolio da dove viene? Dalle piante preistoriche, e in genere da materiale organico che si è decomposto ...
Non è un mistero, e c’è una ragione. Cosa mangiamo per ricavare l’energia?
Pasta dolci pizza? Carne? Beh, la carne la usiamo soprattutto per ricavare le proteine, cioè i mattoni per costruire le nostre cellule, e non tanto per ricavare energia ...

BOX: come brucia il cherosene e come brucia uno zucchero
Una molecola di cherosene è fatta da 12 atomi di carbonio e da ben 26 atomi di idrogeno. Quando si combina con l’ossigeno si trasforma in acqua e anidride carbonica:
2 molecole di cherosene + 37 di ossigeno = 24 molecole di Anidride carbonica + 26 di Acqua + Energia:
2 C12H26 + 37 O2 = 24 CO2 + 26 H2O + Energia

Il cherosene è un idrocarburo, molto simile ai carboidrati da cui tutti gli animali ricavano energia.
Prendiamo uno zucchero, il saccarosio, formato da 12 atomi di carbonio, 22 di idrogeno e 12 di ossigeno. Combinandosi con l’ossigeno abbiamo ancora acqua, anidride carbonica ed energia:
2 molecole di saccarosio + 12 di ossigeno = 12 molecole di Anidride carbonica + 11 di Acqua + Energia:
2 C12H22O11+ 12 O2 = 12 CO2 + 11 H2O + Energia

E cosa sono la pasta e lo zucchero? Sono dei carboidrati, no?
Carbo-idrati: carbonio, idrogeno e ossigeno ... Ma guarda un po’.
Carbo-idrati e idro-carburi sono fatti con gli stessi atomi ... E per forza, gli idro-carburi sono stati organismi viventi (fatti anche di carbo-idrati) che si sono trasformati in petrolio!
Non stupisce quindi che ci siano delle analogie. Bene, e come fa un aereo a produrre l’energia che lo fa volare?
Beh, brucia il combustibile, cioè il cherosene. E cosa vuol dire "bruciare"?

Fig. 4 - A grandi altezze la temperatura dell'atmosfera diminuisce fino a 50 gradi sottozero, raggiunti a circa 10 km, che e' l'atitudine del volo di crociera dei normali aerei a reazione. Questa temperatura rimane cosi' bassa fino ai 30 km di altezza, per poi risalire.
Fig. 4 - A grandi altezze la temperatura dell’atmosfera diminuisce fino a 50 gradi sottozero, raggiunti a circa 10 km, che è l’atitudine del volo di crociera dei normali aerei a reazione. Questa temperatura rimane così bassa fino ai 30 km di altezza, per poi risalire.

Vuol dire unire molecole di ossigeno al cherosene. E cosa ne viene fuori? Beh, il cherosene + l’ossigeno si trasformano, e se il bruciamento è perfetto otteniamo nient’altro che acqua e anidride carbonica (vedi box). Il cherosene è uno degli idrocarburi che sono composti solo da carbonio e idrogeno (come il metano).
Quella che si usa è l’energia che tiene insieme gli atomi per formare una molecola. Per certe molecole, come gli idrocarburi, si estrae questa energia facendo combinare la molecola di idrocarburo con l’ossigeno. E naturalmente succede lo stesso per noi.
Noi non mangiamo petrolio, ma lo zucchero sì! Di zuccheri ce ne sono tanti, ma quello più comune è il saccarosio, fatto da 12 atomi di carbonio (come il cherosene), da 22 atomi di idrogeno e da 11 atomi di ossigeno.
E anche noi produciamo anidride carbonica e acqua (vedi box).
È facile accorgersene: l’acqua, o meglio il vapore acqueo (che è lo stesso!) che produciamo viene espulso attraverso la respirazione: e infatti se alitate sugli occhiali per pulirli vedete il vapore acqueo che avete appena prodotto che forma la condensa sulla lente degli occhiali.
Il vostro vapore si condensa!
E lo stesso avviene agli aerei ad alta quota: il vapore acqueo appena prodotto dalla combustione del cherosene si condensa, e siccome ad alta quota fa molto freddo (la temperatura è di molto sottozero) il vapore acqueo viene istantaneamente trasformato in aghetti di ghiaccio.
Sono questi aghetti che formano le scie degli aerei, nè più nè meno ...
E voi mi direte: sì ma gli aerei inquinano più delle machine! Come è possibile se producono solo acqua?
Ma il grosso dell’inquinamento è dovuto all’anidride carbonica: è un gas serra, e contribuisce al riscaldamento globale del pianeta.
Poi, certo, la combusione non è sempre così perfetta come descritto sulla carta, e in più al cherosene vengono aggiunti degli additivi (tipo il benzene) che però sono gli stessi che vengono aggounti alla benzina delle nostre auto.
Questi additivi, disperdendosi, non fanno certo bene, ma come i gas di scarico delle nostre macchine.
E ancora una volta anche noi funzioniamo alla stessa maniera. Avete mai sentito l’alito di uno che ha mangiato un bel po’ di bruschette all’aglio???

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