LUCA MERCALLI - Cambiamenti climatici e gestione dei corsi d'acqua
Nel Grande Nord Bianco, le tempeste di neve sono una questione di vita o di morte.O, almeno, è quello che sembra in questi giorni, visto che un nuovo metodo di rimozione della neve sta facendo sembrare alcune strade il luogo di un sanguinoso massacro. Questa settimana a Calgary, in Alberta, i funzionari della città si sono riversati sulle strade innevate con una miscela di sale e succo di barbabietola, che secondo loro è un modo più ecologico ed economico per sgrassare le strade rispetto all'utilizzo del solo sale.
Il CBC Martedì ha riferito che Calgary sta ampliando il suo uso di succo di barbabietola dopo che precedenti precedenti tentativi di prova hanno avuto successo. La città innevata sta seguendo le orme di città come Laval e Cowansville, sia in Quebec, sia a Toronto - tutte le città che in passato hanno utilizzato simili miscele di succo di barbabietola sulle strade in preparazione alle tempeste. A Calgary, la miscela di succo di barbabietola e sale viene spruzzata direttamente sulle strade da un camion da due tonnellate che può contenere 40.000 litri di succo di barbabietola.
Le città che sono state colpite duramente dalle tempeste invernali hanno cercato alternative al sale per diversi anni, poiché una quantità eccessiva di cloruro di sodio non solo danneggia le automobili, le strade e le proprietà personali, ma anche l'ambiente. Nel 2016, l'Autorità per la conservazione di Toronto e della regione ha dichiarato che il declino delle popolazioni di pesci e insetti era probabilmente legato alla dipendenza della città dal sale durante i mesi invernali.
Il motivo per cui il sale è un efficiente antighiaccio per la strada è che abbassa il punto di congelamento dell'acqua attorno ad esso. Tutto il ghiaccio ha una pellicola molto sottile di acqua liquida sulla sua superficie, e quando un pezzo di ghiaccio si mescola con quel liquido, abbassa il suo punto di congelamento, che aumenta la sua temperatura - a sua volta facendo sciogliere il ghiaccio intorno a esso, e così via. Questo processo diventa sempre più efficace quando la concentrazione salina diventa più alta. Ad esempio, una soluzione salina al 10% congela a 20 gradi Fahrenheit (-6 gradi Celsius) e una soluzione al 20% congela a 2 gradi F (-16 gradi C).
A livello molecolare, ciò accade perché le molecole di sale si interspescono con le molecole d'acqua, rendendo più difficile per quest'ultimo unirsi nel cristallo molecolare che costituisce il ghiaccio. Ecco come lo spiegano i fisici dell'Università dell'Illinois a Urbana-Champaign:
Di 'che hai una tazza di acqua pura e una tazza di acqua un po' salata. Quando si abbassa la temperatura, parte dell'acqua pura inizia a formare cristalli di ghiaccio. La ragione è che sebbene le molecole di acqua ghiacciata, allineate in un cristallo, abbiano meno modi di muoversi (inferiore "entropia") rispetto alle molecole liquide, rilasciano calore quando si congelano e questo aumenta ancora di più l'entropia dei dintorni. Quindi l'entropia netta sale mentre l'acqua si congela, come sempre accade sulla strada verso qualsiasi stato di equilibrio.
Che dire nell'acqua salata? C'è un termine in più nel cambio di entropia. Il sale non entra nei cristalli di ghiaccio. Così mentre si formano, il sale rimanente viene lasciato con meno spazio per muoversi, e quindi meno entropia. Quindi è necessario raffreddare l'acqua salata prima di ottenere un guadagno netto di entropia dal congelamento.
Ma il cloruro di sodio non è l'unica molecola in grado di distruggere un cristallo d'acqua. Le molecole di zucchero del succo di barbabietola hanno un effetto simile, il che significa che se lo zucchero di barbabietola viene aggiunto alla soluzione salina al 20 percento e spruzzato sul ghiaccio, il punto di fusione del ghiaccio sarà anche inferiore a 15 gradi F. Che città più canadesi hanno provato a mescolare melassa di barbabietola da zucchero, sottoprodotto di scarto della raffinazione dello zucchero di barbabietola, insieme a soluzioni di sale esistenti al fine di ridurre la concentrazione di sale necessaria per produrre gli stessi effetti di fusione del ghiaccio. La viscosità della melassa aiuta inoltre a legare il sale alla superficie della strada, dove può massimizzare i suoi effetti.
L'unico lato negativo del trucco del succo di barbabietola, National Geographic riportato nel 2014, è che a volte può fuoriuscire nei flussi, dove lo zucchero attrae i batteri che assorbono tutto l'ossigeno nell'acqua su cui si basano gli animali.
Certo, c'è il problema del succo di barbabietola che trasforma le strade in un pasticcio rosso-marrone, come se si trattasse dei resti ossidati di una sanguinosa battaglia. Alcune città, come Laval, hanno usato il succo delle barbabietole bianche per evitare la macchia, ma altri hanno semplicemente imparato ad abbracciare il male con il bene. Per lo meno, il dolce intruglio si dice che abbia l'odore di un rotolo di Tootsie.
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