Circolo Didattico “G. Capponi” - Via De Caro 85 Catania
L’acqua
intorno a noi
Con il contributo del MIUR nell’ambito dei programmi per la diffusione della cultura scientifica
“ Dalla terra nasce l’acqua, dall’acqua nasce l’anima”
Eraclito
L’acqua
è
veramente
una
sostanza
straordinaria.
E’ il composto più comune sulla
Terra ed è la base di tutta la
vita.
In
origine la vita è emersa
dall’acqua.
Essa ricopre tuttora un ruolo
primario nella maggior parte dei
fenomeni fisico- chimici e nei
processi vitali.
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Progetto MIUR per la diffusione della cultura scientifica
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Fin dall’antica Grecia, l’acqua era stata
considerata
uno
dei
quattro
elementi
fondamentali dell’universo, insieme alla terra,
l’aria e il fuoco.
Nel 1784, il chimico inglese Henry Cavendish
(1731-1810) eseguì un esperimento con
l’idrogeno. Facendo esplodere un miscuglio di
idrogeno e aria con una scintilla elettrica, la
reazione diede come risultato qualcosa che
sembrava essere acqua pura, suggerendo così
che essa potesse contenere idrogeno.
Qualche anno più tardi, il chimico francese
Antoine Lavoisier (1734-1794) dimostrò che
l’acqua era un composto semplice di idrogeno
e ossigeno.
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O
O = Ossigeno
H
H = Idrogeno
ACQUA = H2O
Non esiste essere vivente che non contenga acqua.
Gli esseri umani sono composti di acqua per il 60 % del loro peso corporeo.
Alcune creature marine (ad esempio le meduse) ne contengono il 90-95%.
Il 2% dell’acqua presente sulla Terra è solida (gelata
momentaneamente come neve o brina o in modo permanente nei
ghiacciai o nelle calotte polari).
I più grandi serbatoi naturali di acqua sono
certamente gli oceani, che coprono poco
meno dei 4/5 della superficie terrestre.
Meno del 3% dell’acqua esistente al
mondo è acqua dolce, che scorre nei
fiumi, che riempie laghi e paludi.
L’acqua è presente nell’atmosfera sotto forma di vapore acqueo
(nebbia e nuvole).
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L’acqua è l’unica sostanza che si trova in natura nei tre stati di aggregazione:
SOLIDO, LIQUIDO e GASSOSO.
L’acqua allo stato solido si trova sotto
forma di ghiaccio, neve, grandine e
brina.
Nello stato solido, le molecole sono molto
vicine le une alle altre, non sono libere di
muoversi e sono disposte secondo un
perfetto ordine geometrico.
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L’acqua allo stato liquido si trova sotto forma di pioggia e
rugiada, ma soprattutto nei fiumi, laghi, mari e oceani.
Nello stato liquido le molecole possono muoversi entro
certi limiti: se una particella si sposta, il suo posto
viene subito preso da un’altra.
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L’acqua
allo
stato
gassoso
si
trova
nell’atmosfera sotto forma di nebbia, vapore
acqueo, nuvole.
Nello
stato
gassoso
le
particelle possono muoversi
liberamente, perché non ci
sono legami.
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La capillarità è la capacità che ha l’acqua, come tutti i
liquidi, di salire lungo tubi sottili.
Molte sono le applicazioni di questo principio nella vita quotidiana: quando l’acqua si insinua tra le
fibre dell’asciugamano, o l’inchiostro inzuppa la carta assorbente, o la cera liquefatta bagna lo
stoppino di una candela.
Grazie alla capillarità, attraverso il suolo,
fornisce alle radici delle piante e degli
alberi il nutrimento di cui hanno bisogno.
La stessa forza permette la salita della
linfa alle foglie.
Con lo stesso principio nel nostro corpo, il sangue,
attraverso i vasi capillari, porta nutrimento a
tutto il corpo.
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Le acque di superficie, riscaldate dai raggi del sole, evaporano salendo in cielo sotto forma di
vapore acqueo.
La maggior quantità di vapore è prodotta dal mare, dall’acqua dei laghi e dei fiumi; anche le
piante, gli animali e gli esseri umani ne producono una certa quantità.
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Se una nuvola incontra dell’aria calda si disperde
evaporando; se incontra aria fredda, invece, le
minuscole gocce si uniscono tra loro e diventano
troppo pesanti per essere sostenute dall’aria: ecco
che allora precipitano sotto forma di pioggia.
Il
vapore
acqueo,
quando
incontra uno strato d’aria più
fredda,
si
condensa
in
piccolissime gocce o cristalli di
ghiaccio
che
per
la
loro
leggerezza
rimangono
in
sospensione nell’aria e formano
le nubi.
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L’acqua, come tutti i liquidi, ha un peso ed esercita una
forza o pressione che si trasmette in tutte le direzioni
sul fondo, sulle pareti ed anche dal basso verso l’alto.
Quando un’enorme massa d’acqua si mette in movimento
è quasi impossibile fermarla.
Le onde del mare, messe in moto dal vento,
scaricano la loro energia sulla costa.
L’acqua nei torrenti e nei fiumi scorre in discesa
per la forza di gravità.
La pressione dell’acqua dipende semplicemente dalla
profondità: infatti le dighe sono costruite in modo
tale da essere più resistenti in basso che in alto.
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ACQUA
SOLIDIFICAZIONE
CONDENSAZIONE
FUSIONE
GHIACCIO
EVAPORAZIONE
VAPORE ACQUEO
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L’acqua ha un volume proprio, perciò, al
contrario dell’aria non è comprimibile.
L’acqua
a
una
temperatura minore
di 0°C si solidifica,
diventa ghiaccio ed
aumenta anche il
suo volume.
L’acqua assume la forma
del
recipiente
che
la
contiene. L’acqua mantiene
la superficie piana ed
orizzontale.
Grazie all’aumento di volume, il ghiaccio galleggia nell’acqua e forma uno
strato isolante sotto al quale la vita può continuare anche in inverno.
L’acqua a 4°C presenta la densità maggiore e per questo motivo
pesa di più e va a fondo.
Nei grandi bacini, in genere, l’acqua sul fondo è sempre di 4°C.
L’acqua immagazzina il calore e lo mantiene più a lungo di altre
sostanze: questa proprietà si chiama “capacità termica”.
Questa proprietà è quella che rende abitabile la Terra:l’acqua
degli Oceani, che si scalda all’equatore, si dirige verso i poli e
scalda le terre che bagna.
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Le gocce d’acqua sono perfettamente sferiche a causa di un fenomeno chiamato “ tensione
superficiale”.
La tensione superficiale esiste perché le molecole dell’acqua si attraggono l’una con l’altra.
Al centro di una goccia, le molecole esercitano una
forza di attrazione in tutte le direzioni.
In superficie, le molecole vengono attirate solo
verso l’interno, perché non vi sono altre molecole
esterne ad attirarle.
Così l’acqua tira la superficie strettamente
attorno a sé, come una pelle ben tesa.
La
tensione
superficiale
è
forte
a
sufficienza per mantenere sferiche le
goccioline, ma è anche la ragione per cui i
peli di un pennellino rimangono appiccicati
quando lo togliamo dall’acqua, dopo averlo
pulito.
Per
la
stessa
ragione,
la
tensione
superficiale fa incurvare a “cupola” l’acqua in
un bicchiere pieno.
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L’ACQUA HA LA CAPACITA’ DI SCIOGLIERE BENE CERTE
SOSTANZE: per questo è difficile trovare in natura
acqua pura.
A contatto con l’acqua, molte sostanze si
scompongono fino a dissolversi e a diventare
praticamente invisibili.
L’acqua e la sostanza formano così una “SOLUZIONE”.
Ci sono sostanze che l’acqua non è in grado di
ACQUA DEL MARE
sciogliere e con le quali non si miscela: per esempio le
Contiene il 3,5 % di sali, in gran
sostanze grasse.
parte cloruro di sodio.
ACQUA PIOVANA
ACQUA DOLCE
Fiumi, laghi, acque sotterranee
E’ abbastanza pura, ma si trovano disciolti gas
Contengono cloruri, carbonati e
come l’anidride carbonica e l’anidride solforosa.
solfati di metalli, come sodio,
magnesio, calcio e ferro.
Tutti gli organismi viventi utilizzano soluzioni “acquose”, come quelle
nel sangue e nei succhi gastrici per attivare i processi biologici.
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PERCHÉ ALCUNE
AFFONDANO?
COSE
GALLEGGIANO
SULL’ACQUA
E
ALTRE
TUTTO DIPENDE DALLA “DENSITÀ”.
Le cose che galleggiano sono più leggere o
meno dense dell’acqua e le cose che
affondano sono più pesanti o più dense.
MA SI POSSONO FAR GALLEGGIARE OGGETTI PIU’ PESANTI O DENSI DELL’ ACQUA?
“…quello che facendo il bagno si accorse
che l’acqua lo spingeva verso l’alto…e
ne tirò fuori il famoso principio”
LA FORZA IDROSTATICA
Archimede scoprì che un corpo
galleggia
perché
riceve
una
“spinta” dal basso verso l’alto pari
al peso dell’acqua che il corpo
sposta immergendosi.
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Galileo Galilei scrisse:
“ Non mi pare che in questo luogo sia da passar con silenzio
l’invenzione di Archimede d’alzar l’acqua con la vite: la quale
non solo è maravigliosa, ma è miracolosa; poiché troveremo,
che l’acqua ascende nella vite discendendo continuamente.”
Circa 2200 anni or sono, il matematico siracusano Archimede inventò un
meccanismo per aspirare l’acqua dai fiumi e irrigare i campi.
La macchina, oggi chiamata vite di Archimede, era costituita da
un cilindro all’interno del quale era situata una grossa spirale
di legno.
Questo strumento veniva collocato inclinato nell’acqua. Era
aperto solo alle estremità, in modo che l’acqua passando
attraverso le volute della spirale, potesse salire fuoriuscendo
dalla sommità del cilindro.
Ruotando una maniglia, la spirale spingeva l’acqua verso l’alto.
L’inclinazione della spirale era regolabile tramite un argano ma
non poteva raggiungere la posizione verticale perché in tal caso
l’acqua sarebbe ricaduta verso il basso.
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La corrente elettrica, insostituibile
strumento di progresso e di benessere,
ci proviene da uno dei doni che la natura
ci offre: l’acqua.
Dall’alto della diga, che limita un bacino
di raccolta, il prezioso liquido precipita
attraverso grandi aperture, regolabili
con saracinesche.
L’acqua giunge verso il fondo valle entro
tubi di grande diametro, che prendono il
nome di condotte forzate.
L’acqua vi scorre con molta energia e
sbatte contro i cucchiai delle turbine,
che, a loro volta, mettono in funzione
grandi generatori, dai quali si sprigiona
la corrente che fugge veloce lungo i fili
degli elettrodi e va ad alimentare gli
impianti di un’intera nazione
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L’acqua
arriva
attraverso
sotterranee.
nelle
case
condutture
Di solito proviene da un grande
bacino di raccolta alimentato
da un fiume o da un torrente.
Dove è possibile, si preferisce
utilizzare acqua di sorgente o
pompata dal sottosuolo.
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Prima di giungere nelle nostre
case, l’acqua viene depurata
in
speciali
impianti
di
depurazione e, una volta
accertata la sua potabilità,
passa in appositi serbatoi o
cisterne (situati in posizione
elevata) per fluire poi, per
gravità o per azione di
elettropompe, verso la rete
di distribuzione.
Gli acquedotti sono un insieme di canalizzazioni per condurre l’acqua dalla sorgente al
punto di utilizzazione.
I
primi
acquedotti
furono
costruiti
già
dalle
antiche
civiltà della Mesopotamia, della
Palestina e della Grecia.
Acquedotti, simili a quelli moderni, furono realizzati dai Romani che,
attraverso queste imponenti costruzioni, furono capaci di fare
confluire a Roma circa un milione di metri cubi di acqua al giorno.
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Oltre che in forma di pioggia, neve, ghiaccio e vapore d’acqua, esiste anche una gran quantità di acqua che
non vediamo, ma che per noi rappresenta una riserva abbondante e insostituibile: l’acqua sotterranea.
Una parte dell’acqua piovana che viene
assorbita dal terreno filtra attraverso
i suoi strati permeabili fino a
raggiungere, a una certa profondità,
degli strati di roccia impermeabili sui
quali forma ampi depositi, detti falde
acquifere o falde freatiche.
Nei punti in cui il terreno forma degli
avvallamenti, l’acqua, spinta dalla sua
pressione, può sgorgare liberamente
dando
origine
ad
una
sorgente
naturale.
La presenza di un corso
d'acqua, di un lago o di una
palude
dipende
dalla
profondità
della
falda
acquifera.
I pozzi, che naturalmente si trovano in campagna, non sono altro che
buchi scavati nel terreno, in certi casi profondi decine di metri, ma
anche qualche centinaio di metri, che permettono di raggiungere la
falda o le falde acquifere sotterranee.
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Per raggiungere le falde acquifere profonde bisogna perforare con una
trivella gli strati di terreno incoerente o coerente sovrastanti.
La città di Catania sorge su un'area che circa 600 mila anni or sono
(Pleistocene medio) ed era ancora occupata dal mare (Golfo Pre-Etneo).
Sul fondo di questo mare si depositavano sedimenti argillosi che col passare
del tempo affioravano e venivano parzialmente ricoperti da diverse colate
laviche etnee.
Le argille sono impermeabili e costituiscono il letto su cui scorre la
"tavola d'acqua".
Le lave sono permeabili per fessurazione e, quindi, si possono
considerare come delle spugne imbevute che lasciano percolare
l'acqua.
Accidenti morfologici ( per esempio antichi solchi torrentizi presenti
prima delle colate laviche) e qualche piccola faglia determinano la
configurazione dell'acquifero sotterraneo che, pur essendo una
specie di tavola d'acqua fluente verso il mare, talora si incanala
lungo solchi di scorrimento preferenziali.
L'ACQUIFERO PROFONDO CATANESE SI PUO' IDENTIFICARE CON IL TETTO DELLE ARGILLE DEL
PLEISTOCENE INFERIORE E MEDIO.
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Vitale, preziosa e sacra - qualche volta distruttrice - l’acqua in tutte le civiltà e le religioni è associata
alla nascita e alla fertilità ed è simbolo di purezza.
Nel libro Genesi, Dio ha dato origine al mondo partendo dalle acque e creando il
firmamento “ ……e separò le acque che sono sotto il firmamento dalle acque che
sono sopra il firmamento. Le acque che sono sotto il cielo si accumulino in una
sola massa ed appaia l’asciutto. Dio chiamò l’asciutto terra e alla massa delle
acque diede il nome di mari.”
Per i Greci, il più antico dio dell’acqua è Oceano, figlio di Gea (la
terra) e di Urano (il cielo). Oceano è sia la divinità dell’acqua sia del
fiume che circonda la terra. Dall’unione tra Oceano e Teti
l’umidità che tutto pervade e nutre- hanno origine i tremila fiumi della
terra e le oceanine.
Oceano è chiamato da Omero “origine del tutto” a sottolineare la
nascita della vita terrena dall’acqua.
Per gli Indù, il Gange è un fiume sacro. Nasce dall’ Himalaya e, dopo aver
reso fertile la terra, si getta nell’oceano. I pellegrini accorrono per
immergersi nelle sue acque purificatrici.
Quando un indù muore, le sue ceneri sono disperse nelle acque del Gange o
dei suoi affluenti per ritornare a far parte dell’insieme della creazione.
Presso i cristiani, l’acqua è simbolo della purezza: è questo il caso del battesimo
(dal greco baptzein= immergere, lavare) che libera dal peccato originale e
permette la partecipazione alla vita cristiana.
Anche nelle altre religioni, l’acqua è utilizzata per riti di purificazione simili al
battesimo cristiano.
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L’acqua è una cosa meravigliosa, ma è anche una risorsa delicata e
facilmente inquinabile!
LE PRINCIPALI CAUSE DELL’INQUINAMENTO IDRICO
INQUINANTI FISICI
CAUSATI DALL’AUMENTO DI
TEMPERATURA CHE PROVOCA UNO SVILUPPO
DI MICRORGANISMI IN SUPERFICIE
INQUINANTI CHIMICI
SONO SOSTANZE MOLTO DANNOSE
CHE RENDONO TOSSICA L’ACQUA
INQUINANTI DI ORIGINE URBANA
LEGATI AI RIFIUTI CHE PRODUCIAMO
NELLE NOSTRE CASE ( DETERSIVI,SCARICHI
ORGANICI) CHE SI RIVERSANO NELLE FOGNE
INQUINANTI DI ORIGINE AGRICOLA
DISERBANTI, ANTIPARASSITARI, FERTILIZZANTI,..
INQUINANTI DI ORIGINE INDUSTRIALE
SONO RIFIUTI DELLE INDUSTRIE
CHE ABUSIVAMENTE VENGONO
SCARICATI NEI FIUMI O NELLE FOGNE
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L’acqua è una risorsa vitale ed esauribile: un bene da gestire ed usare
in modo responsabile.
La tabella seguente illustra il consumo
totale di acqua che ognuno di noi
compie ogni giorno.
• Cucinare e bere_______ 10 litri
• Servizi igienici_______
55 litri
• WC _______________
50 litri
• Lavaggio biancheria____ 30 litri
• Lavaggio stoviglie______ 20 litri
• Lavaggio auto_________
5 litri
• Perdite______________ 30 litri
Totale
200 litri
Ecco alcuni comportamenti, che se si trasformeranno in abitudini
quotidiane, porteranno a limitare i consumi ed evitare gli sprechi.
• Controllate lo stato del vostro impianto idrico interno.
• Non lasciate aperto il rubinetto mentre vi lavate i denti, vi
la barba, vi insaponate sotto la doccia.
fate
• Fate la doccia invece del bagno… si consuma meno acqua!
• Controllate la cassetta di scarico: ogni volta che viene fatta
funzionare consuma 8 - 12 litri di acqua.
• Non usare troppi prodotti chimici per la pulizia della casa: l’acqua
con un po’ di aceto o bicarbonato è sufficiente per disinfettare e
lucidare.
• Fate funzionare lavatrice e lavastoviglie a pieno carico.
• Utilizzate l’acqua di cottura della pasta per lavare a mano piatti e
stoviglie: essa possiede un elevato potere sgrassante.
• Non usate acqua corrente per lavare la verdura e la frutta: è
sufficiente lasciarla a bagno per alcuni minuti in un recipiente e poi
risciacquarla.
• Non utilizzate acqua potabile per lavare l’automobile.
• Non innaffiate il giardino o le fioriere con acqua potabile: provate a
riutilizzare l’acqua con cui avete lavato le verdure e la frutta.
• Non eccedete nell’uso dello scarico del WC.
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• Applicate il “frangigetto” ai rubinetti: è un piccolo accessorio che
arricchisce d’aria il flusso d’acqua in uscita.
M’hanno portato una conchiglia.
Dentro le canta
un mar di mappa.
Il cuore
mi si riempie d’acqua
con pesciolini
d’ombra e d’argento.
M’hanno portato una conchiglia.
Federico Garcia Lorca.
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IL RUSCELLO
Oh, piccolo ruscello argenteo e chiaro,
che in avanti ti affretti senza posa,
alla tua riva me ne sto pensoso.
Da dove vieni tu? Dove te ne vai?
Vengo dal buio seno della roccia:
il mio corso se ne va tra muschio e fiori
e sul mio specchio dolcemente freme
l’azzurra amica immagine del cielo.
W. Goethe
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MATTINO
E la canzone dell’acqua
è una cosa eterna.
E’ la linfa profonda
che fa maturare i campi.
E’, sangue di poeti
che lasciarono smarrire
le loro anime nei sentieri
della natura.
Che armonia spande
sgorgando dalla roccia!
Si abbandona agli uomini
con le sue dolci cadenze.
Il mattino è chiaro.
I focolari fumano
e i fumi sono braccia
che alzano la nebbia.
Ascoltate i romances
dell’acqua tra i pioppi.
Sono uccelli senz’ala
sperduti nell’erba!
Gli alberi che cantano
si spezzano e seccano.
E diventano pianure
e montagne serene.
Ma la canzone dell’acqua
è una cosa eterna.
“L’acqua intorno a noi”
Federico Garcia Lorca
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