Stiamo sbagliando tutto. O forse no

Carlo, Riccardo e Nicola sono irriconoscibili. Accaldati eppure bardati con berretti, scaldacollo e maniche lunghe, sono accucciati sul fondo di una buca di neve vicino al ghiacciaio di Senales, sotto il sole ustionante dei 3.000 metri di quota. Si guardano un istante attraverso le lenti scurissime degli occhiali, si alzano e Carlo tira una manata di sconforto all’argine della buca. Intorno è silenzio, in cielo si sente solo il borbottio di un elisoccorso lontano. “Non è possibile, avevamo fatto tutto bene…” - “Dobbiamo riprovare!”

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Riprovare significa chinarsi di nuovo sullo strumento artigianale ai loro piedi e ricominciare a pensare a come far tornare i conti. Carlo Marin e Riccardo Barella sono due esperti di telerilevamento. Studiano in particolare la neve – è così che danno il loro contributo alle politiche di adattamento ai cambiamenti climatici: quanto più precisamente si calcola in che momento e quanta neve si scioglierà in montagna, tanto meglio si possono gestire le risorse idriche a valle.

“C’è una caratteristica della neve molto utile da conoscere ma difficile da determinare”, spiega Marin. “Nei periodi più freddi la neve a terra è ghiacciata. In primavera, quando le giornate si scaldano, la neve comincia a fondere lentamente, ma all’inizio l’acqua liquida dentro la neve non si vede a occhio nudo. Tecnicamente la chiamiamo ‘acqua libera’: se non ci sono barriere impermeabili non supera il quattro-sei per cento del volume. Calcolarla ci aiuta a capire come sta avanzando la fusione e quindi quando la neve sciolta scivolerà a valle”.

Una faticaccia raggiungere il luogo delle misurazioni… a volte però in ottima compagnia.

Credit: Eurac Research | Katharina Scheidt

Il calorimetro è uno strumento che serve per misurare lo scambio di calore tra due corpi. Per effetto delle leggi della termodinamica quando in un sistema isolato due corpi a temperatura diversa si toccano, il calore ceduto dal corpo più caldo è uguale a quello assorbito dal più freddo. Sfruttando a questo principio si può calcolare l’energia scambiata. Si usa per esempio nell’industria alimentare per misurare le calorie dei cibi.

Alla fine degli anni Trenta  un team di ricerca giapponese guidato da Zyungo Yosida aveva pensato di usarlo per calcolare quanta acqua libera c’era nella neve. “Potremmo mettere una certa massa di neve dentro un contenitore e aggiungerci una determinata quantità di acqua calda a una determinata temperatura. A livello teorico sappiamo che temperatura dovrebbe avere il miscuglio finale se la neve fosse tutta ghiacciata. Se la temperatura sarà inferiore, vorrà dire che nella neve c’è acqua liquida e, per differenza, potremo calcolarne la massa”, deve aver pensato Yosida.
Buona l’idea, deludente il risultato. Yosida infatti non aveva tenuto propriamente conto delle dispersioni del contenitore (anche se ne aveva intuito i problemi). Calorimetro riposto in archivio.

Quarant’anni dopo un team statunitense ha recuperato il calorimetro per lo stesso scopo, ma applicandolo all’inverso, cioè congelando la parte liquida dell’acqua. Per farlo occorreva usare oli siliconici – che in parte si sono poi rivelati pure cancerogeni – e, soprattutto portarli a temperature bassissime, fino a -60 °C. Una tecnica, quella del calorimetro cosiddetto “a freddo”, molto scomoda, specialmente per misure sul campo.
Ma non c’era niente di meglio, quindi è rimasta come metodo di riferimento fino a poco fa.
Fino a quando Carlo Marin e Riccardo Barella ci hanno rimesso le mani. Si sono incaponiti, appassionati, depressi, e poi rimotivati.

“Ovviamente ho pensato subito al calorimetro”, ricorda Marin. “Ma sapevo che sarebbe stata una impresa”. Riccardo Barella si è stretto l’elastico intorno alla coda di ricci e si è fatto su le maniche: “Dai, andiamo”.

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Così i due hanno preso un thermos portavivande, un bollitore, una bilancia, termometri e pale, e hanno cominciato a fare prove seguendo le orme del giapponese. Prima vicino a casa, per scaldare almeno l’acqua con un bollitore elettrico. Poi si sono spinti sul ghiacciaio di Senales. “Era tarda primavera perché è il momento in cui si forma l’acqua libera, gli impianti di risalita erano chiusi e il sole picchiava. Andavamo su con tutto il carico, a piedi o con le pelli… Delle faticacce…” ricorda Marin ridendo. Ad aiutarli un giovane collega, Nicola Ciapponi, che non si tirava mai indietro quando c’era da usare la pala. Hanno scavato vari pozzetti profondi fino a due metri dove prelevare la neve e allestire il loro laboratorio artigianale. “Una volta era il vento che ci sfalsava le misure, una volta la bilancia non perfettamente in piano. E poi abbiamo dedicato un sacco di tempo a valutare quanto interferisse il passaggio di calore tra l’acqua e il contenitore. C’era sempre qualcosa da aggiustare”, prosegue Marin. “Ci sono stati momenti di sconforto. Ci siamo trovati a fissare quei muri di neve pensando: ‘stiamo sbagliando tutto’. Poi è arrivato il momento in cui invece abbiamo capito che avevamo trovato la quadra ed eravamo pronti per descrivere un protocollo preciso”.

Quando le loro misure hanno cominciato a essere coerenti con le stime fatte a livello teorico hanno inserito il turbo. Hanno ripetuto i test tantissime volte per sicurezza e poi hanno cominciato ad annotare punto per punto ogni singolo passaggio: un protocollo dettagliato per permettere a chiunque di replicare esattamente lo stesso esperimento.

La soddisfazione di Carlo Marin, Nicola Ciapponi e Riccardo Barella

Credit: Eurac Research

Marin e Barella sprizzavano entusiasmo da ogni poro quando hanno proposto il loro protocollo a una rivista scientifica perché lo pubblicasse. Non è andato tutto liscio. Oramai i più avevano etichettato il calorimetro come uno strumento complicato e i due ricercatori hanno dovuto ancora sudare per dimostrare le loro migliorie. Adesso sono doppiamente soddisfatti. “Non abbiamo inventato niente di nuovo, ma mettendo ordine nella procedura abbiamo aperto una strada per approfondire la conoscenza della neve”, spiega Marin. “Noi in particolare useremo questa tecnica per validare i dati dei satelliti con sensori radar. Così potremo usare le immagini satellitari per monitorare meglio la copertura nevosa sulle Alpi”.