Facultatea de Geografie, Universitatea din București

Oamenii sunt ca niște rozătoare: găsesc resursa, o exploatează până la epuizare și pleacă mai departe în căutarea altei resurse. Această goană nu va satisface niciodată nevoia oamenilor pentru energie în acest ritm. Vom continua așa până vom rămâne fără chestii de ”ros”.

Față de rozătoare, oamenii au un as în mânecă: inteligența. Ne-am prins că acest salt dintr-o resursă finită în alta nu e un stil durabil ce ne-ar clădi o viață prea îndelungată în univers. Așa că am început să concepem planuri pe termen mai lung. Energia solară, cea eoliană, geotermală cât și cea a apelor sunt alternative cu un caracter dăinuitor. Însă, există un tip de energie ce a creat anumite incertitudini: energia nucleară.

Fisiunea nucleară se practică la o scară destul de mare în prezent. Cu 448 de reactoare ce produc 11% din energia la nivel global, sectorul nuclear cunoaște o perioadă pozitivă în ceea ce privește popularitatea. Într-adevăr, acest mod de a obține electricitate prezintă anumite avantaje: este eliminată o cantitate foarte redusă de poluanți gazoși, precum și gaze cu efect de seră; dintr-o cantitate redusă de material radioactiv se poate extrage o concentrație foarte ridicată de energie și oferă o energie ieftină. Pe cât de atractiv sună fisiunea nucleară, pe atât dezavantajele dezmint acest sentiment pozitiv. Istoria ne-a învățat cât de rău pot merge lucrurile când se face o greșeală într-o centrală nucleară, fie ea de natură arogantă (Cernobîl), fie chiar de proiectare a centralei (Fukushima). Acest proces de autosusținere poate crea feedbackuri pozitive (repercusiuni ce accentuează efectul inițial). Pe lângă riscul de dezastre globale, ne mai putem expune și la materialele radioactive rămase din proces (apa cu care se răcesc radionuclizii, pastilele de uraniu etc). De asemenea, acestea sunt foarte greu de gestionat. Deșeurile radioactive persistă timp îndelungat, la nivel geologic în mediu, iar stoparea radiațiilor mortale emise reprezintă o fază dificilă.

Dacă până acum a fost cam demoralizator…este timpul să aflați că fisiunea are o soră. Fuziunea nucleară este un alt procedeu prin care este eliberată energie. Pe cât de asemănătoare sunt la nivel etimologic, pe atât de diferite sunt aceste procedee. Dacă fisiunea consta în scindarea unui nucleu mai greu în două nuclee mai ușoare, în urma căreia rezultă un flux de energie, fuziunea reprezintă exact opusul: două nuclee mai ușoare reacționează pentru a forma un nucleu mai greu și un flux enorm de energie.

Figura 1 – Procesele nucleare de fisiune și fuziune
(Sursa: https://mindcraftstories.ro/stiinta/fuziunea-nucleara/)

De asemenea, spre deosebire de riscurile fisiunii, fuziunea e mult mai prietenoasă. În primul rând, în procesul de fuziune intră atomi de deuteriu sau tritiu (izotopii radioactivi ai hidrogenului), comparabil mai puțini radioactivi decât uraniul din fisiune.

În al doilea rând, nu este un proces de autosusținere. Pentru întreținerea procesului de fuziune, prezența unor anumite condiții este obligatorie. Dacă aceste condiții dispar, ceea ce este foarte probabil în timpul unui eveniment natural (cutremur sau erupție vulcanică) sau în timpul unei defecțiuni tehnice la nivelul aparaturii, procesul se oprește. Așadar, există un risc foarte scăzut ca o defecțiune să degenereze într-un efect mai extins.

În al treilea rând, în urma fuziunii rezultă o cantitate colosală de energie, cu mult mai ridicată decât cea rezultată din fisiune. Așadar, ce ne oprește din a exploata o astfel de energie devreme ce ne-ar rezolva majoritatea problemelor mondiale?

Răspunsul este regăsit în condițiile de apariție a acestui proces. Fuziunea este prezentă doar la nivelul stelelor. Acolo, forțe precum gravitația conlucrează cu presiuni și temperaturi de 10-15 milioane grade C pentru a transforma atomii de hidrogen în heliu. Însă Soarele este foarte diferit față de planeta noastră. Dacă steaua de la mijlocul sistemului nostru solar are nevoie doar de 10-15 milioane de grade C, pe Pământ trebuie să atingem o temperatură de 10 ori mai mare, pentru a compensa forța gravitațională a Soarelui ce amplifică procesul nuclear. Pe lângă temperatura enormă la care trebuie să ajungem se adaugă și o presiune la fel de greu de atins. Așadar, încă nu avem tehnologia, dar se încearcă. Franța găzduiește proiectul nuclear ITER, în care mai multe state ale lumii încearcă să replice condițiile din interiorul Soarelui.

Figura 2 – Reactorul de fuziune din Franța (ITER)

Prin urmare, oamenii au găsit mereu căi pentru a-și face viața mai ușoară, un efect al inteligenței. Însă meritul nu e numai al nostru. Mama natură e o adevărată profesoară. Am creat bazele aeronauticii inspirându-ne de la păsări, motorul cu combustie internă se aseamănă cu sistemul respirator și circulator, gravitația a fost descoperită după ce lui Newton i-a căzut un măr în cap și, iată, încercăm chiar construirea unui soare în miniatură. Cu greu se poate spune că am inventat ceva de la 0. Noi doar am observat ce se află împrejur și le-am adaptat pentru a ne satisface nevoile.

Facultatea de Geografie, Universitatea din București

După o zi grea la muncă sau în urma unei perioade cu examene, oamenii nu mai au chef de gândit, tânjind doar la comoditatea canapelei din fața televizorului și vizionarea unui film până când adorm cu o sticlă de bere sau cu un pahar de vin în mână. Acest ciclu se reia până ajunge o rutină. În tot acest timp, oamenii sunt martori la numeroase fenomene tipice, precum aprinderea unui ochi de aragaz, apariția unui fulger în zilele înnorate și chiar somnul de pe canapea amintit anterior. Aceste lucruri se petrec atât de des încât, și ele au ajuns o rutină,iar oamenii nu se mai gândesc în ce condiții au loc, cum se formează și de ce. Astfel, acest articol este redactat cu scopul de a scoate un pic cititorul din rutină, explicând fenomene tipice, de zi cu zi, acestea reprezentând tot o rutină.

Dacă ar fi să ne gândim, cea dintâi descoperire a omului este focul. Poate chiar el a fost scânteia care a aprins procesul de evoluție prin curiozitatea ce încă dăinuie în specia umană. Pentru noi este ceva normal când vedem o lumânare aprinsă sau când pornim aragazul cu scopul de a găti ceva, dar pentru „oamenii” de atunci era ceva nou, ceva ce în timpul nopții le oferea căldură și vizibilitate. Toți l-am folosit la un moment dat și fără el, viața ar fi mult mai complicată. Dar ce este focul? Focul este un proces exotermic de oxidare al unui material ce eliberează căldură, lumină și alte elemente precum apă și gaze. Pentru apariția unui astfel de proces sunt necesare trei lucruri: un material flamabil (elementul ce suferă oxidarea, precum o bucată de lemn), oxigen și o sursă de căldură. Aceste trei elemente alcătuiesc triunghiul focului (Figura 1), iar dacă este eliminată cel puțin o componentă din acest triunghi, procesul de combustie nu se poate susține. În altă ordine de idei, dacă flăcările sunt destul de fierbinți, acestea pot ioniza gazele din apropiere, transformându-le în plasmă. Procesul invers ionizării este recombinarea.

Figura 1 – Triunghiul focului
(https://www.elitefire.co.uk/help-advice/basics-fire-triangle/)

Încă de mici urmărim desene sau ni se spun povești în care oamenii au descoperit focul în urma unui trăsnet ce a lovit un copac. În același timp, ne temeam de fulgere și tunete când apăreau la nivel local, însă acestea sunt două fenomene tipice ce au loc de sute de ori în fiecare secundă la nivel global. Există imagini cu fulgere ce apar la nivelul plafonului de nori sau chiar în alveola fumului din urma unei erupții vulcanice (Figura 2), dar ne-am întrebat vreodată, ce este fulgerul? Succint, fulgerul este electricitate iar electricitatea este un flux de electroni liberi provocat de elemente cu sarcini diferite. Astfel, într-un nor, în urma ciocnirii și frecării dintre atomi, aceștia capătă o sarcină electrică, pozitivă sau negativă, ce apoi se soldează cu descărcarea electrică sub forma fulgerului. În plus, fulgerele sunt cele ce nu ating pământul, pe când trăsnetele pot lovi lucruri terestre, ca arborele din poveste. De asemenea, în urma fulgerului apare tunetul. Având în vedere că le-am denumit diferit, avem impresia că sunt două fenomene ce nu sunt așa strâns legate, însă acestea au loc în același timp: fulgerul încălzește instantaneu atmosfera, aceasta din urmă se dilată, eliberând un zgomot puternic. Decalajul dintre lumină și sunet este dat de vitezele de deplasare ale acestora: dacă viteza luminii este undeva la 300.000.000 m/s, viteza sunetului ajunge doar la 343 m/s, astfel, nervul optic percepe instantaneu imaginea, în timp ce sunetul ajunge mai târziu.

Figura 2 – Fulger apărut în urma unei erupții vulcanice
(https://mocah.org/5293545-volcano-storm-lightning-night-dark-fire-flames-smoke-red-eruption-mountain-cloud-landscape-lava-flash-volcanic-lightning-japan-sakurajima-spark-vulcano-free-pictures.html)

Trecând la lucruri mai însorite, toată lumea a văzut un curcubeu, însă, spre deosebire de procesele anterioare, acesta poate apărea mai rar. Cu toții știm mitul ulciorului cu aur de la capătul curcubeului, dar majoritatea nu se întreabă de ce apare curcubeul? Curcubeul este un fenomen optic care apare ca urmare a refractării luminii solare prin vaporii de apă din atmosferă. Astfel, acesta apare, de obicei, după ploaie, când atmosfera încă mustește de vapori de apă. Aceștia țin locul unei prisme ce dislocă lumina albă în cele 7 culori ale curcubeului: roșu, oranj, galben, verde, albastru, indigo și violet într-un fenomen numit dispersia luminii (Figura 3). De asemenea, forma acestuia este discutabilă, în sensul în care este relativă. Dacă te afli la nivelul solului, acesta preia o formă de arcadă, în timp ce același curcubeu, pentru o persoană aflată în avion preia o formă cirulară.

Figura 3 – Dispersia luminii prin prismă
(https://ro.stockfresh.com/royalty-free-stock-photos/prisma)

Rămânând cu capul printre nori, putem aduce în discuție păsările călătoare. Auzim aceeași poveste cu ele care pleacă în țările calde când vine toamna. Dar, lăsând acest fapt ce se petrece în fiecare an, cum știu păsările călătoare să ajungă într-o zonă mai caldă și nu într-una mai rece? Răspunsul este simplu și se referă la capacitatea acestora de a simți câmpul magnetic al Pământului. Astfel, cu o busolă naturală înăuntrul lor, păsările călătoresc știind punctele cardinale. Însă nu vă grăbiți să păreți surprinși deoarece un studiu a arătat că și oamenii posedă un astfel de sistem de orientare. Celebrul navigator James Cook povestea că a găsit în zona Australiei, în timpul unei expediții, un grup de aborigeni cu un sistem natural de orientare foarte dezvoltat. Călătorind cu ei a sesizat că aceștia ar fi putut spune în orice moment în ce direcție este insula natală. O cauză a acestei abilități extraordinare este prezența celulelor sensibile la câmpul magnetic în oasele de la nivelul nasului și ochilor (Carney, 2019), însă, această sedentarizare umană și faptul că folosim GPS-ul inhibă funcțiile acestor celule, într-un final dispărând dacă nu sunt folosite.

Corpul uman este foarte complex. Acesta cuprinde și elemente relicte ce nu ne mai folosesc (apendicul sau aceste celule magneto-senzitive) însă, când vine vorba de complexitate, niciun lucru din univers nu depășește creierul uman. Acest supercomputer îndeplimește zilnic timp de zeci de ani, mii de acțiuni și subacțiuni voluntare și involuntare: de la mișcări ale corpului și memorare la întreținerea funcțiilor de bază ale organismului și eliberarea de hormoni. Se mai știe și că pe timpul nopții, paradoxal, devine și mai activ când ar trebui să se afle într-o stare de repaus. Așadar, având în vedere că acesta devine mai activ noaptea, de ce mai are nevoie creierul de somn? Un om poate supraviețui circa 9-10 zile în urma privării de somn. Așadar, acest moment de repaus pentru noi și pentru creier este necesar. Secretul este, că în timpul nopții, creierul este mai activ deoarece organizează elementele asimilate în timpul zilei. Astfel, informațiile alocate memoriei de scurtă durată sunt șterse, informațiile importante sunt organizate și atribuite în cadrul memoriei de lungă durată, între timp apar și visele, iar poate cea mai importantă funcție este „eliminarea deșeurilor”. Creierul acumulează deșeuri metabolice în urma funcționării neuronilor pe timpul zilei. Aceste deșeuri sunt gestionate de către acesta prin sistemul glimfatic care le adună și le elimină prin lichidul cefalorahidian (New Scientist, 2018). Aceste procese au loc exclusiv în timpul somnului. Astfel, nu contează timpul în care funcționează creierul, ci gestiunea elementelor acumulate de către acesta în timpul zilei.

Bibliography

Carney, S. (2019). What doesn`t kill us. London.

New Scientist. (2018). The Brain. Everything you need to know.

(Click aici dacă nu se încarcă automat.)

Vă propun să discutăm pe tema impactul tehnologiei asupra vieții umane, încercând să găsim răspunsuri la următoarele întrebări:

- Care ar fi aspectele “GREEN” ale unei lumi ca cea prezentată în filmuleț? Care credeți că ar fi impactul asupra mediului al unui astfel de oraș- din perspectiva poluării aerului, de exemplu?

- Ce efect ar avea un astfel de progres asupra sănătății umane? Dar asupra minții? Ne-ar apropia- sau îndepărta de natură?

Sunteți curioși care dintre aspectele din filmuleț sunt posibile și care nu? Click aici pentru a afla!  Tot în acest secund videoclip (realizat ca o continuare a celui dintâi) sunt prezentate și alte aplicații (unele cu caracter verde) ale sticlei inteligente.

Așadar, v-ar plăcea ca viitorul să arate așa? Pe care dintre aceste idei le-ați păstra și cu care nu ați fi de acord?

(Ca exercițiu de atenție, descoperiți “greșeluțele” cu caracter non-eco din primul videoclip? Eu am observat câteva :).)