salve a tutti,
non so perchè ma oggi mi punge vaghezza di scrivere un bell’ articoletto sull’ ozono, questo illustre bistrattato gas, che tutti indicano come il salvatore della patria, ma che assai pochi sanno cosa sia e soprattutto come funzioni. Quante sciocchezze si scrivono sui giornali e si dicono in TV a proposito o a sproposito dei cosiddetti raggi ultravioletti, a tal punto che c’è chi li demonizza come responsabili di tumori della pelle, mettendoli all’ indice come se fossero Lucifero redivivo, dimenticandosi o non sapendo che questi sono pure responsabili della trasformazione della provitamina D in vitamina D detta anche calciferolo, senza la quale saremmo tutti storpi e rachitici. Insomma c’ è un guazzabuglio di informazioni che il Potere costituito ammannisce al popolo bue, in funzione di come gli fa più comodo. Non voglio dire che il Potere costituito sia cattivo, ma purtroppo il fatto è che spiegare per benino le cose costa fatica e tempo perso, e poi non fa audience in TV, e allora giù botte ai poveri raggi UV!
Volete un esempio, già che ci siamo, del catastrofismo che fa audience televisiva e che esalta le imprese eroiche dei vari governi? Si? Vi ricordate tanti anni fa, quando scoppiò l’ epidemia di colera a Napoli? Stampa e televisione facevano a gara a chi creava più terrrore psicologico; polizia, guardia di finanza, carabinieri, USSL, ASL, ecc. si scannavano per chi sequestrava più mitili (detti a Napoli cozze) perchè responsabili (e questo era vero) di essere infetti del vibrione del colera. Ma, vigliacca la miseria, ci fosse stato un giornalista, un medico intervistato, un esponente della protezione civile o qualche cosa del genere che fosse venuto in televisione ed avesse detto che per evitare qualsivoglia forma di infezione è sufficiente cuocere questi dannati mitili in pentola a pressione, questo perchè a 131° C di calore umido, qualsiasi batterio, cocco o virus o quel che è a quella temperatura ci rimette le penne. Chiunque di voi che lavora in un laboratorio microbiologico e che utilizza un’ autoclave ha già capito e ridacchia. E lo stesso discorso vale per l’ ozono, per l’ inquinamento da CO2 ove si demonizza il traffico che poverino non c’ entra quasi niente, come c’entra ancora meno la grande industria, mentre invece il responsabile è il riscaldamento domestico. Ma tant’ è, così è.
Comiciamo allora a disquisire sul fantomatico ozono e sugli ambigui raggi UV.
Innanzitutto mi piacerebbe sapere quanti di voi, che mi state leggendo, sanno esattamente cosa diavolo sia questo famigerato ozono, quanti di voi che amano come me abbronzarsi al sole estivo, riescono a connettere la tintarella con minacce di tumori alla pelle con corollario di morte sicura, ed altre scemenze.
Cominciamo innanzitutto ad indagare esattamente cosa avviene ad alta quota sopra le nostre teste.
Il Sole emette uno spettro completo di radiazione elettromagnetica, qui sotto ben visualizzato dall’ istogramma ove possiamo notare l’ imponente presenza della radiazione visibile, sia nello spazio vuoto, cioè quella che ralmente esce dalla superficie solare (curva arancione), sia sulla nostra Terra dopo di aver attraversato l’atmosfera (istogramma colorato); segue poi la banda infrarossa responsabile del calore che giunge a noi (l’ infrarosso è uno spettro termico).
C’ è quindi una irrisoria presenza di radioonde. Ma la radiazione ultravioletta, che costituirà l’ oggetto della nostra indagine, e che si trova verso la sinistra del grafico, come si può ben vedere, crolla a zero rapidamente soprattutto dopo l’ attraversamento dell’ atmosfera. Vedremo fra poco il perchè di tutto ciò.
La radiazione ultravioletta si suol dividere in tre bande A, B, C: la A è la più vicina llo spettro del visibile, la C la più lontana e la B ovviamente sta a metà. Precisamente la sequenza è A 400 – 315, B 315 – 280 e C 280 – 100 mμ, dove tale termine che si legge millimicron vale un decimo di millesimo di millesimo di millimetro. Questi numeri che ho appena sciorinato indicano la lunghezza d’onda della radiazione stessa.
Orbene: la lunghezza d’onda è intimamente legata alla frequenza di vibrazione da una semplicissima relazione c = λ ν, che si legge c = landa per nu, dove landa è per l’appunto la lunghezzad’onda e nu è la frequenza che si esprime in Hertz o cicli al secondo, cioè il numero di volte che l’ onda oscilla in un sec; mentre c è la velocità della luce pari a 300.000 km al secondo. Adesso esiste un’ altra formuletta che dobbiamo prendere in considerazione, essa è E = h ν, dove E è l’energia espressa in joule ed h è la costante di Max Plank, la quale costante h vale: h = 6,63 . 10 -34 J s cioè 6,63 per 10 elevato alla meno 34, [joules per secondo].
Anche se mi rendo conto che la matematica non viene ben digerita da tutti, purtroppo questo tipo di relazione fra luce ed energia deve esser tenuta ben presente per poter capire quanto andremo fra poco ad elucubrare.
Tutti sanno che nell’ atmosfera c’ è l’ ossigeno, guai se no, non potremmo vivere altrimenti, non tutti sanno, però, che questo ossigeno esiste in forma biatomica O2, che strutturalmente è fatto così O=O, (= non si legge uguale! indica un doppio legame) cioè i due atomi sono legati con un doppio legame: uno si chiama σ (sigma), l’ altro π (pi greco). Il primo è diretto, fortissimo, il secondo è una specie di nuvoletta molto debole, facilmente spezzabile.
Ebbene, e qui finalmente entriamo nel merito della questione, la radiazione ultravioletta proveniete dal Sole va ad impattare con la nostra atmosfera, soprattutto con l’ ossigeno biatomico che ne costituisce il 21%; a questo punto il fotone UV cede la propria energia E all’ ossigeno O2 stesso che la assorbe trasformandosi in ozono la cui formula è O3, ciè ossigeno triatomico, che è una molecoa ad altissima energia potenziale chimica, perchè? Perchè la sua struttura implica una altissima instabilità dei legami chimici:
Questa reazione procede in due tappe: la prima è: O2 investito dalla radiazione UVC (la più pericolosa per l’ uomo, la più energetica perchè a frequenza più alta) si decompone in due atomi di ossigeno monoatomico (detto anche radicale libero) O: (i de puntini indicano due elettoni spaiati, reattivissimi), quindi uno dei due radicali O: reagisce con O2 formando l’ ozono la cui formula di struttura è visibile qui sotto
O2 + O: ———>
questa è la formula dell’ ozono (sono tre strutture in risonanza) da cui si evince che quei tre atomi di ossigeno non riescono a convivere molto bene perchè ad altissima energia potenziale, cioè ad altissima entalpia. Ricordiamoci che la Fisica ci dice che un sistema è tanto più stabile quanto minore è la sua energia potenziale. Ed infatti dopo pochi istanti la molecola si sfascia. Così:
O3——-> O2 + O: + calore.
I due puntini di O: ripeto indicano due elettroni spaiati reattivissimi, tant’ è vero che O: + O:——–> O2 cioè si riottiene l’ossigeno biatomico a più bassa entalpia. Dopo di chè il ciclo ricomincia ed avanti così per l’ eternità (o quasi). L’ ozono come si ritrasforma in O biatomico riemette la stessa energia che ha assorbito dal fotone UV sottoforma di calore, tant’ è vero che la ozonosfera ha una temperatura più alta rispetto agli altri strati della atmosfera sia sovrastanti che sottostanti.
Ma quello che è più interessante è che la trasformazione di O2 in O3 ed O3 in O2 + O: implica la acquisizione di energia e precisamente:
3O2——->2O3 assorbe fra i 200 e i 242 mμ
O3——->O2 + O: assorbe a circa 300 mμ
Quindi, la conclusione di tutta questa disquisizione apparentemente così complicata è che l’ ossigeno biatomico elimina la banda UVC che è la più pericolosa, anzi mortale, mentre l’ozono così formaosi elimina parte della banda UVB che è quella responsabile della abbronzatura profonda , duratura, quella che scotta insomma. La radiazione UVA che non partecipa alla ozonogenesi, abbronza in maniera superficiale, passeggera, poco persistente.
Mamma mia! direte voi, che complicazioni! Voglio solamente farvi capire che non è lo strato di ozono che ci protegge dagli UV, ma è l’ ossigeno a bassa pressione che lo fa. Infatti la radiazione più pericolosa, e cioè la UVC, cioè l’ ultravioletto della banda C, detto anche ultravioletto lontano, è schermata, anzi assorbita, anzi annichilita dall’ ossigeno O2, mentre l’ozono vero e proprio O3, assorbe la radiazione UVB.
Vi è chiaro tutto ciò?
Adesso osserviamo l’ immagine qui sopra che è di estrema chiarezza: si vede come la banda UVC viene assorbita completamente dall’ ossigeno ad altissima quota, mentre l’ UVB viene assorbito molto meno e parzialmente giunge sule nostre spiagge per la gioia dei bagnanti, la radiazione UVA non risente in alcun modo dell’ atmosfera terrestre.
Orbene, dicono i nostri scienziati, e se lo dicono loro bisogna crederci, che il processo che abbiamo testè studiato, viene inficiato dalla polluzione dei gas cloro-fluorurati che vengono o venivano utilizzati nelle bombolette dei profumi, degli insetticidi, delle schiume da barba, nei frigoriferi ed altre cretinate consimili. Ma c’è da crederci? Ma non vi viene in mente che gli aerei di linea di tutto il mondo immettono proprio nell’alta atmosfera quantità impressionanti di gas combusti derivanti dal kerosene che alimenta i motori a reazione? Possibile che si crimionalizzi chi si fa la barba con la schiuma Gillette e non si prenda in considerazione un Jumbo che quando fa il pieno imbarca 200 tonnellate di kerosene?
Non occorre essere dei geni per capire che qui quantomeno si applichi una specie di caccia alle streghe per coprire i veri responsabili del cosiddetto buco nell’ ozono. Comunque non sta a noi giudicare, scegliere, decidere, nè tantomeno condannare.
Io personalmene ho avuto il piacere di avere esposto tutta la problematica in questo blog e di avere spiegato alla gente frastornata dai mass media che cosa succede sopra le nostre teste per quanto riguarda la radiazione UV, e spero solo di aver apportato un po’ di chiarezza in un campo dove l’ approssimazione oltraggiosa del Potere nei confronti della gente che non ha la fortuna di avere una laurea in fisica nucleare, ha portato solamente dubbi, approssimazioni, frasi sempre uguali ed incomprensibili.
Flavio
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