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Io per la verità ho voluto subito approcciare con i dettagli tecnici, un pò perchè è nella mia natura, e poi perchè cercare di capire il funzionamento del sistema poteva essere una chiave di lettura più attendibile rispetto al sentire voci contrastanti, a volte faziose, che si rincorrevano sui media.
Abbiamo assistito alla contrapposizione verbale tra Giuliani ed altri uomini di scienza riguardo a quei "cubi premonitori", ma lo schierarci da una parte o dall'altra poteva non avere senso in quel valzer di notizie contradditorie, quando la ragione ti diceva "ma dai... sarà una bufala, è troppo bello per essere vero", ma in fondo pensavi "speriamo che sia vero, che funzioni veramente !".
E allora, forse aprendo quei cubi idealmente, e cercando nel web arrivi a delle risposte, o almeno capisci che quella che sembrava fantascienza, perlomeno può essere una possibile realtà e che quelle scatole di piombo non sono solo l'estrosa opera di un uomo conteso tra slanci artistici e scienza vera.
Ho pensato così di mettere insieme le informazioni disponibili cercando di documentarmi da un punto di vista più strettamente scientifico per provare a verificare se in teoria quello che dice Giuliani può ragionevolmente essere praticabile.
Sia chiaro, non voglio passare per sapientone o chissà cosa, anzi sicuramente qualcosa l'avrò acquisita in maniera distorta e spero che qualcuno più addentrato in questa materia o meglio informato,vorrà correggere qualche inevitabile svarione.
Anche il linguaggio che ho utilizzato non è particolarmente conforme ai canoni scientifici ma spero che possa rendere comunque comprensibili certi concetti.
In realtà le conoscenze che servirebbero per capire fino in fondo sono tante ma è anche possibile procedere nel ragionamento accettando passivamente certe nozioni così come il mondo scientifico ce le porge perchè tanto almeno quelle sono riconosciute da entrambe le parti.
Dunque il radon.
E' il gas più pesante che ci sia, non si lega con altri elementi per cui è detto inerte o nobile e per questo godendo di una certa libertà nel risalire dalla crosta terrestre in superfice dopo aver attraversato porosità, crepe e discontinuità, arrivato in ambienti chiusi e non ventilati, al cospetto della pressione atmosferica, tende a ristagnare nei primi centimetri dal pavimento in una stratificazione che tiene conto del diverso peso tra i gas presenti.
Invece in ambienti non chiusi o all'aperto la sua concentrazione è minima o trascurabile, e in ogni caso decresce sensibilmente al crescere dell'altezza considerata.Tra l'altro è inodore, incolore e quindi non si può percepirne la presenza, almeno finchè la concentrazione non è tale da occupare il posto dell'aria!
E' inserito in un ciclo di trasformazioni, lungo miliardi di anni, che ha origine dall'uranio 238 e si completa quando si arriva al piombo 206.
L'uranio 238, nato praticamente con la terra e tuttora il più abbondante sulla stessa, è un elemento radioattivo in quanto i suoi atomi non godono di una stabilità strutturale e nel tentativo di trovare un assetto funzionale equilibrato operano delle modifiche tali da farli trasformare in atomi di elementi diversi espellendo in questa fase degli "avanzi di lavorazione" (particelle) costituiti da materiale fisico, cioè pezzi di atomo in pratica, ed energia sotto forma di radiazioni (particolari onde elettromagnetiche).Per esempio all'uranio 238 segue in questa trasformazione in torio 234 a sua volta instabile.
Questa trasformazione, detta decadimento radioattivo,si ripete ancora molte volte fino ad arrivare al piombo 206 finalmente stabile e quindi non radioattivo.In questa catena di decadimenti è inserito il radon 222 che quindi è un gas inerte, molto pesante e radioattivo, destinato a decadere in polonio 218 che sarà seguito a sua volta da piombo 214 e bismuto 214.
Queste trasformazioni avvengono con tempi caratteristici noti per ognuno degli elementi, anche se in forma "statistica" : è molto usato il concetto di emivita, cioè il tempo necessario affinchè il numero di atomi di un elemento instabile si dimezzi.
Questo tempo per il radon 222 è di 3,824 giorni il che vuol dire che a partire da un numero iniziale di suoi atomi dopo 3,824 giorni si dovrebbe avere statisticamente solo la metà di essi più una metà trasformata ormai in altro.
E questa è una delle nozioni da accettare così com'è perchè la "logica" di certi comportamenti a livello atomico sfugge a volte ai normali criteri di continuità della fisica delle cose per approdare ad eventi che "possono o non possono esserci per il singolo atomo" ma che con grandi numeri di atomi in gioco rispondono poi ad aspettative di misurazione comunque valide e riproducibili.
Se avessimo solo 100 atomi non è detto che dopo l'emivita troveremmo 50 di essi trasformati, ma se partiamo da miliardi di atomi, dato il loro comportamento "medio" che tende con tali numeri a diventare più probabile, avremo con buonissima approssimazione il 50% di decadimenti.
La descrizione di questi meccanismi può sembrare superflua, ma a mio avviso è invece irrinunciabile pochè gli strumenti che rilevano e quantificano il radon possono assolvere a tali compiti proprio grazie al decadimento radioattivo, altrimenti sarebbe quasi impossibile farlo perchè questo gas non si lega chimicamente quasi a niente in condizioni ordinarie, nemmeno con se stesso, per cui sfuggirebbe ad ogni misura diretta.
Riguardo ai movimenti sotterranei del radon, io sinceramente mi sono fatto una certa idea, forse estrosa ... e andrebbe confermata.
Flussi di radon dalla crosta terrestre alla superfice ce ne sono in continuazione per via della notevole quantità disponibile di radio, il "genitore radioattivo" del radon che ha un'emivita di 1600 anni.
Diciamo che il radon è ovunque, intuitivamente, ma il suo risalire in superfice è particolarmente agevolato in zone che per composizione o struttura del terreno risultano più permeabili.
Grazie al fatto di avere una emivita relativamente lunga, il radon ha la possibilità di affiorare in superfice dalla crosta terrestre prima di decadere completamente, anche se secondo qualcuno 3,824 giorni di emivita non sono sufficienti per percorrere grandi distanze.
Per questo mi aspetto che il manifestarsi in più parti di aumenti del flusso di radon, in concomitanza e a grande distanza, sia allora dovuto al fatto che la sua aumentata disponibilità in un certo punto della crosta sottoposto a sollecitazioni sismiche possa, come dire, creare spinte da aumentata pressione in tutte le direzioni, avendo poi sfogo in più punti sulla superfice attraverso quella che io immagino essere una fitta rete di canalizzazioni naturali,e andando così a forzarne in velocità la risalita oltre il normale moto ascensionale.
In ogni caso l'aumento e l'accumulo in certi punti della crosta sembra che siano dovuti al fatto che le rocce, che in qualche modo lo tengono imprigionato o lo rilasciano con parsimonia perchè in esse si è formato, sottoposte a stress meccanico tipico di quelle sollecitazioni che avvengono prima di un sisma, ne rilascerebbero in maggior quantità in seguito a fratturazione e crepature.
Come pure sembra che un riscaldamento di esse, anche modesto di 50-100 C°, possa agevolare a sua volta liberazione di radon, e a questo punto direi anche che la pressione da me supposta possa a sua volta essere stimolata dal calore presente.Anche l'acqua potrebbe concorrere ad aumentare la fratturazione delle rocce con un'azione "ammorbidente".
Il meccanismo degli eventi sismici pare che sia basato su due momenti, molto semplicisticamente, e cioè una iniziale azione meccanica tra due parti più o meno profonde della crosta, con stress appunto delle rocce che pur crepandosi non danno sfogo all'energia che così si accumula, seguita poi da un cedimento repentino di strutture rocciose più o meno grandi con propagazione poi di onde sismiche verso la superfice.
Se tale cedimento interviene subito le onde prodotte saranno caratterizzate da una piccola energia trasportata, se invece si dovesse avere resistenza a tale rottura e le spinte dovessero essere notevolmente forti, allora le onde sarebbero particolarmente energiche.
In ogni caso, dopo ulteriori piccoli eventi, si ha un assetto fisicamente nuovo di quel punto che và a compensare ciò che produceva la spinta .
E' un pò un sistema che rimane elastico fino ad un certo punto per poi cedere, e lo può fare un pò alla volta, in una volta sola o comprendere entrambi gli sviluppi liberando più o meno energia tutta insieme.
La teoria seguita da Giuliani che vedrebbe nel radon un precursore sismico è suggerita dall'idea che la sua aumentata concentrazione in superfice che dovesse interessare una certa area, dovrebbe essere indicativa di uno stato di compressione di parti rocciose di una certa zona della crosta che lo starebbe liberando quindi in quantità maggiore rispetto ai valori normalmente rilevati.
Se a questi aumenti dovessero seguire piccoli sismi rilevati e una successiva diminuzione della concentrazione del radon vorrà dire che l'energia è stata liberata, mentre un continuo aumento di radon senza scosse seguenti indicherebbe una situazione nella quale l'energia si sta accumulando e potrebbe essere liberata tutta insieme con un evento più pericoloso.
Come pure ci potrebbe essere a mio avviso una diminuzione di radon senza un evento sismico perchè le spinte magari si potrebbero estinguere in maniera non brusca ma con graduale adattamento fisico delle cose, facendo percepire magari solo scosse lievissime.
Se poi questi aumenti di radon vengono letti in più punti di una certa area, almeno tre, li si riscontrerà con un certo ritardo a seconda della distanza degli stessi dalla zona che lo sta liberando, come pure ci saranno delle differenze nei valori massimi rilevati anche se l'andamento dei relativi grafici sarà pressapoco sovrapponibile.
A quel punto individuare il punto in superfice che stà sulla verticale del punto nella crosta soggetto a fenomeni sismogenetici sembrerebbe abbastanza semplice poichè sono note tre distanze relative da esso.
In realtà, secondo me, la situazione ideale vorrebbe che i tre o più punti di misura delimitassero un'area all'interno della quale cogliere gli eventi.
Riguardo alla stima della magnitudo di un potenziale sisma ritengo che siano i valori assoluti raggiunti dalla concentrazione del radon a darne una indicazione.
Questa dovrebbe essere sommariamente la tecnica seguita da Giuliani che, a quanto ho capito, l'ha cocretizzata per via sperimentale in anni di rilevamenti e confronti con sismi ufficialmente rilevati, affinando così sempre più il procedimento matematico che ha permesso alla fine di mettere fuoco un modello comportamentale del sistema che si è, a quanto pare, dimostrato attendibile oltre l'ottanta per cento e riproducibile.
Sono dell'idea che durante la liberazione del surplus di radon sia possibile osservare con i sismografi microscosse associabili ad una fase di iniziale deformazione e cedimento delle rocce che potrebbero fornire le prime indicazioni circa la localizzazione; questo spiegherebbe anche come per esempio Giuliani possa aver rilevato aumenti di radon, per eventi sismici avuti poi al di fuori del raggio d'azione della sua rete di monitoraggio, per i quali non poteva invece registrare le microscosse (ha parlato dello tzunami suscitando ilarità anche se pare che abbia palesemente manifestato la previsione il giorno prima).
A ben guardare anche nelle esperienze di altri scienziati dediti alla misurazione del radon per tanti anni si parla di aumenti ai quali non seguivano poi eventi, o forse non seguivano a livello locale e invece il tutto era dovuto magari ad un comportamento non noto di questo gas che potrebbe avere capacità di "trasferire pressioni" più marcate e più lontano di quanto non si sia sempre pensato, complici magari anche determinate caratteristiche geologiche della crosta terrestre, in termini di permeabilità, ancora non sondate.
Il vero punto di forza del sistema Giuliani è il misuratore di radon da lui messo a punto perchè dà la possibilità di effettuare misurazioni dettagliate al punto da rilevare variazioni anche minime insieme poi ad un software sviluppato dalla sua equipe che gli permette di leggere dentro ai grafici dettagli che normalmente passerebbero inosservati.
Io personalmente sono rimasto impressionato quando ho visionato il pdf relativo a dei test sismici effettuati durante i quali sono riusciti a leggere la frequenza dei "micropicchi" che si producevano.
Fino a Giuliani le misure di concentrazione del radon sono state condotte essenzialmente con apparecchi chiamati dosimetri (perchè nati per la prevenzione del rischio radon per la salute) che sfruttano la fase di trasformazione del radon 222 in polonio 218.
Questa trasformazione è detta decadimento di tipo alfa.Il decadimento alfa oltre a produrre la trasformazione di un atomo di radon 222 in un atomo di polonio 218, libera una certa quantità di materiale atomico (un insieme di due protoni e due neutroni per cui il numero associato all'elemento passa da 222 a 218) sotto forma di particella corpuscolare dotata di una certa energia e quindi in grado di produrre determinati effetti sulla materia che dovesse incontrare.
In pratica l'atomo si alleggerisce mandando in giro una parte di se più una certa quantità di energia che insieme prendono il nome di particella alfa o radiazione alfa.
Questo tipo di radiazione non ha molto potere di penetrare nella materia essendo materialmente di dimensioni notevoli, relativamente all'ordine di grandezze in gioco.In aria percorre solo qualche centimetro, ma ha un notevole potere ionizzante avendo carica elettrica positiva, per cui turba facilmente determinate situazioni elettriche preesistenti nella materia alla quale dovesse accedere.
I dosimetri sono di due tipi: passivi e attivi a seconda che abbiano o no bisogno di alimentazione elettrica.
Essi misurano il numero dei decadimenti alfa che avvengono. E' fondamentale tener presente che il numero di decadimenti misurati è strettamente correlato alla concentrazione di radon presente.
I dosimetri passivi sono essenzialmente costituiti da materiali, che conservano permanentemente le tracce lasciate dall'azione ionizzante delle particelle alfa che agiscono per un certo periodo e quindi non si prestano a seguire variazioni ma riportano invece la somma di tutti gli eventi prodotti dalle particelle su di essi.
I dosimetri attivi invece si prestano a rilevare e registrare le variazioni ma, data la natura delle particelle alfa che hanno consistenza corpuscolare e scarso potere di penetrazione, vanno necessariamente introdotte al loro interno determinate quantità d'aria contenente radon con ricambi successivi per ottenere così misure su campioni a determinati intervalli di tempo o comunque con un flusso lento all'interno di essi.I grafici così ottenuti collegano i punti corrispondenti ai valori disponibili ma non possono mostrare quello che avviene di reale tra due misure.
I due tipi principali sono quelli a camera di ionizzazione e quelli a scintillatore e fotomoltiplicatori.
I primi sono realizzati in maniera tale che gli ioni prodotti dall'azione delle radiazioni alfa vengano opportunamente convogliati per via elettrica ad un sistema che conta così la quantità di carica totale accumulata corrispondente al numero di particelle alfa.
Quelli a scintillatore, per molti versi somiglianti agli apparecchi di Giuliani, sono costituiti da un elemento che emette una radiazione elettromagnetica, ovvero impulsi di luce detti fotoni, quando è colpito da particelle alfa (per questo detto scintillatore) e da fotomoltiplicatori, cioè apparecchi che trasformano queste emissioni in corrente elettrica proporzionalmente al numero di decadimenti avvenuti nel campione sotto esame.
Entrambi però lamentano una certa inerzia per il fatto che aria e radon devono necessariamente entraci all'interno a più riprese.In più la misura é inevitabilmente influenzata dalla radioattività ambientale comunque presente con il concorso di altri elementi diversi dal radon ma caratterizzati a loro volta da decadimenti radioattivi, non potendo il sistema essere schermato nella zona di misura.
Giuliani in realtà, ha cercato inizialmente di autocostruirsi dei radonmetri a camera di ionizzazione per poi arrivare alla svolta spostando la sua attenzione sui passaggi successivi al decadimento del radon 222 in polonio 218.Infatti il polonio 218 ha una emivita di soli 3 minuti per decadere in piombo 214 che decade in bismuto 214 che a sua volta decade in polonio 214.
La particolarità della scelta sta nel fatto che i decadimenti presi in considerazione, quello del piombo 214 e quello del bismuto 214, non sono del tipo alfa ma del tipo beta che come emissione radiattiva produce radiazioni gamma, ovvero raggi di pura energia elettromagnetica e non corpuscolare.Il potere di penetrazione dei raggi gamma è enorme dato che non hanno una massa che deve attraversare della materia.Basti immaginare che per fermare una particella alfa basta un foglio di carta, mentre per attenuare le particelle gamma servono più centimetri di piombo.
Ecco allora i cubi di piombo con pareti spesse 7 cm, non 5 cm, non 10 cm, perchè probabilmente quello è il compromesso ideale per farci arrivare all'interno i raggi gamma con una energia ancora apprezzabile e schermare allo stesso tempo il tutto dalla radiazione ambientale (e dagli altri decadimenti in atto) che apporterebbe un significativo errore.
Il tutto senza doverci fare entrare aria e radon all'interno con tutte le semplificazioni ed i vantaggi intuibili.Anche in questo caso il numero di fotoni gamma è perfettamente rappresentativo della concentrazione del radon all'esterno della scatola.
All'interno dei cubi ci troviamo uno scintillatore che è costituito da un materiale che emette un numero di impulsi di luce visibile o ultravioletta corrispondenti al numero dei fotoni gamma che lo colpiscono.
Questi fotoni colpiscono a loro volta dei cosidetti fotomoltiplicatori ( due o quattro nei rivelatori di Giuliani da cui PM2 e PM4).
Un tubo fotomoltiplicatore è un rivelatore elettronico di luce estremamente sensibile nell'ultravioletto, in luce visibile e nel vicino infrarosso. Il dispositivo è talmente sensibile da potere rilevare un singolo fotone e produrre una corrente elettrica proporzionale al numero dei fotoni che lo colpiscono con una elevata velocità di risposta.
Chiaramente il tutto poi è collegato ad un parte elettronica che ne permette l'interfacciamento con un computer che può trattare in base alle esigenze le letture effettuate praticamente con continuità.
Un altro importante aspetto che rende questo metodo valido a mio avviso è rappresentato dalla possibilità di tarare lo scintillatore in modo che "veda" solo le radiazioni gamma emesse dal piombo 214 e dal bismuto 214 e non altre.
Questo perchè ogni atomo in decadimento beta emette una radiazione gamma contraddistinta da una energia associata che è caratteristica solo di quell'elemento.
Quindi ogni raggio gamma porta in se l'impronta dell'atomo radioattivo che lo ha generato e questo permette di rilevarlo senza sovrapposizioni di gamma emessi da altri elementi, in maniera così selettiva.
Gli unici estranei che sembrano poter passare le scatole di piombo sarebbero le radiazioni cosmiche che però paradossalmente Giuliani dice di aver usato (precisamente i muoni) per la taratura dello strumento proprio per delimitare la finestra di energia dello scintillatore adattandola ai gamma emessi da piombo 214 e bismuto 214.
Ma in ogni caso la collocazione definitiva degli strumenti ad alcuni metri di profondità oltre ad permettere la presenza concentrazioni di radon utili per le misure per via del tendenziale ristagno, limita notevolmente gli errori introdotti eventualmente dalle radiazioni cosmiche.Per farsi un'idea un disturbo di fondo di valore 2000 sulla scala di misura è irrisorio rispetto ai 140-170.0000 che può raggiungere la misurazione utile tanto che è possibile visualizzare dei dettagli nei grafici che in genere andrebbero a confondersi con la radiazione di fondo che avrebbe valori più alti di questi.
Credo poi che il software utilizzato abbia anche apportato ulteriori possibilità di filtrare ulteriormente il segnale dato dall'andamento dei valori di radon per mezzo di tecniche di scomposizione dello stesso, secondo un metodo analitico che considera il grafico composto da una sovrapposizione di più grafici, relativi a più componenti che concorrono alla sua formazione e che il computer può sottrarre dallo stesso per evidenziare di volta in volta quello che interessa analizzare.
Quando vediamo i grafici di Giuliani osserviamo delle evoluzioni sinuose con tratti ascendenti e tratti discendenti indicanti aumenti e diminuzioni.
In realtà quelle curve sono la media punto per punto di variazioni più piccole, più frequenti e più rapide; queste curve se non fossero "ripulite" non le vedremmo così nette ma molto finemente seghettate.
Il software in pratica elimina la componente più ad alta frequenza che secondo me potrebbe contenere altre informazioni dettagliate sui microeventi che insieme concorrono all'evoluzione dello stato di sollecitazione delle rocce nel punto di criticità sismica.
Quella pressione che ho supposto possa crearsi potrebbe essere caratterizzata da piccole variazioni intorno ai valori fondamendali, anch'essi variabili ma in maniera più evidente, portando così a distanza determinate informazioni riguardanti lo stato di compressione delle rocce (mi rendo conto di stare a spingere un pò con l'immaginazione, ma mi va di fare delle ipotesi).
La combinazione dei dati di più strumenti sembra che consenta di ottenere indicazioni relative poi alla localizzazione della zona critica in virtù del fatto che le variazioni di radon vengono viste in maniera diversa e cioè con ritardi ed evoluzioni più o meno meno marcate pur conservando tra di loro un coerente convergere delle indicazioni fornite rispetto alle variazioni.
Per concludere c'è da dire che questo sistema è stato messo a punto da Giuliani per via empirica, cioè verificando in pratica (e con molta pazienza direi) il comportamento dello stesso al cospetto di eventi poi registrati ufficialmente fino ad arrivare ad una certa affidabilità.
Questo sembrerebbe un percorso a ritroso e per questo non molto scientifico, dato che non ha cercato di dimostrare un comportamento degli strumenti che lui potesse calcolare in teoria, ma al contrario, dopo la felice intuizione riguardo all'apparecchio costruito ha proseguito con prove sul campo e gli eventi sembrano averlo favorito insieme ad alcune perplessità che man mano gli venivano mosse che hanno fornito spunti per i passi successivi.Il secondo apparecchio per esempio è nato dopo che qualcuno gli aveva detto che in un altro posto non avrebbe misurato le stesse variazioni ipotizzando un funzionamento non attendibile dello strumento, mentre poi due strumenti posti a distanza tra loro hanno indicato le stesse tendenze del radon con un certo ritardo e ciò ha suggerito l'idea della rete.
Sostanzialmente sembrerebbe che realizzato un radonmetro rivoluzionario, per Giuliani si sono aperte molte opportunità di condurre praticamente un'indagine scentifica che potrebbe aver portatato nuove conoscenze nel campo sismo-geologico, di rilevante importanza sociale tra l'altro, alle quali diversamente non si sarebbe potuto arrivare.
Oppure, altra ipotesi, siamo in un equivoco insieme di eventi casuali che Giuliani interpreta in maniera ottimistica vedendo quello che vuol vedere in grafici disegnati dal caso e facendolo vedere anche a molti di noi.
E' chiaro che a tanti dati non si può avere accesso per verificare con i numeri e le dimostrazioni del caso la validità di questo sistema, e sarebbe utile che qualcuno della comunità scientifica si decidesse invece a farlo.
Devo essere sincero, a volte l'atteggiamento del mondo scientifico italiano rispetto a questa questione mi è sembrato addirittura un tantino confuso; pur manifestando soprattutto perplessità non sembrerebbe in grado di smontare con i numeri la teoria di Giuliani.
E' come se la rappresentanza teorica della scienza italiana volesse stranamente rimandare un confronto con la pratica, come se le due cose corressero il rischio di non potersi sovrapporre.
Per quanto mi riguarda posso dire che non mi sembra si tratti della solita "sfera magica", bene o male è coinvolta la fisica, anche se per chi come me non può toccar con mano, le macchine di Giampaolo Giuliani rimangono comunque dei "cubi magici".
