Scienza della sopravvivenza
Perché le tecniche funzionano
La fisica, la chimica e la biologia che stanno dietro alle tecniche outdoor: la base per capire i metodi invece di copiarli.
Fisica
Trasmissione del calore: conduzione, convezione, irraggiamento, evaporazione
Il calore fluisce sempre dal più caldo al più freddo, lungo quattro vie: per contatto diretto (conduzione), tramite aria o acqua in movimento (convezione), come radiazione infrarossa invisibile (irraggiamento) e tramite l'evaporazione dell'umidità. Quasi tutte le tecniche per restare al caldo, rinfrescarsi o cucinare agiscono su una o più di queste vie. Conoscerle spiega perché funzionano materassini, frangivento, coperte isotermiche e abiti asciutti.
Capire i fronti meteorologici: fronte caldo e fronte freddo
Un fronte meteorologico è il confine tra due masse d'aria di temperatura e umidità diverse. In un fronte caldo l'aria calda scivola lentamente sopra l'aria fredda: spesso si annuncia con ore di anticipo con nubi alte e sottili e porta pioggia persistente. In un fronte freddo l'aria fredda si insinua sotto l'aria calda: il tempo cambia in fretta, con rovesci, raffiche e talvolta temporali. Conoscere i segnali ti aiuta a capire meglio le previsioni e a pianificare con più prudenza.
Come si formano i temporali
I temporali hanno bisogno di tre ingredienti: aria umida, un'atmosfera instabile in cui l'aria che sale continua a salire e un innesco come il riscaldamento solare, le montagne o un fronte freddo. Nella nube temporalesca che si innalza, gli urti tra particelle di ghiaccio e graupel separano le cariche elettriche; il fulmine le riequilibra. Capire questo aiuta a riconoscere prima le situazioni tipiche di temporale e spiega perché bisogna cercare riparo per tempo.
Wind chill: perché il vento fa sentire più freddo
Il vento porta via di continuo lo strato di aria calda vicino alla pelle, così la pelle scoperta si raffredda più in fretta. L'indice wind chill traduce temperatura dell'aria e velocità del vento in una temperatura percepita. Descrive la perdita di calore e il rischio di congelamento per la pelle – ma il vento non raffredda oggetti, acqua o motori al di sotto della temperatura dell'aria.
Aria ferma e perché i vestiti bagnati raffreddano
Vestiti, sacchi a pelo e materassini non scaldano da soli – intrappolano aria. L'aria ferma conduce male il calore ed è quindi un buon isolante. Se il materiale si bagna, l'acqua prende il posto dell'aria: l'acqua conduce il calore circa 20-25 volte meglio dell'aria e, evaporando, sottrae al corpo altro calore. Quindi: resta asciutto, regola gli strati, evita il cotone al freddo.
Come funziona una bussola: campo magnetico terrestre e declinazione magnetica
L'ago di una bussola è un piccolo magnete che si allinea con le linee di forza del campo magnetico terrestre. Punta al nord magnetico, non al nord geografico. L'angolo tra i due, la declinazione magnetica, dipende dal luogo e cambia lentamente nel corso degli anni. Ferro, magneti ed elettronica nelle vicinanze deviano l'ago.
Suono e luce nei segnali
I segnali si indeboliscono con la distanza perché la loro energia si distribuisce su un'area sempre più grande. Un fischietto si sente più lontano della voce perché produce un suono forte e acuto con poco sforzo, in una gamma in cui l'udito è particolarmente sensibile. La luce richiede una linea di vista libera, ma di notte è visibile da lontano e come riflesso della luce solare. Vento, terreno e vegetazione accorciano entrambi.
Pressione atmosferica e quota
A ogni metro di altezza c'è meno aria sopra di noi: la pressione atmosferica diminuisce, fino a circa la metà del valore a livello del mare intorno ai 5.500 m. Ne derivano conseguenze: meno ossigeno a ogni respiro, un punto di ebollizione dell'acqua più basso e altimetri barometrici che reagiscono ai cambiamenti del tempo. Una pressione in calo spesso annuncia un peggioramento del tempo.
Punto di rugiada: perché le tende si bagnano all'interno
L'aria calda può contenere più vapore acqueo dell'aria fredda. Quando l'aria umida si raffredda a contatto con una superficie fredda fino al punto di rugiada, l'acqua condensa: come rugiada, appannamento o brina. In una tenda, il respiro, i vestiti bagnati e la cucina forniscono il vapore e la parete fredda della tenda fornisce la superficie. Ventilare, tenere l'umidità all'esterno e scegliere con cura il luogo riducono il problema.
Radiazione solare e UV
La radiazione UV è invisibile e non si sente, ma provoca scottature, danni agli occhi come la cecità da neve e, a lungo termine, tumori della pelle. È più intensa verso mezzogiorno, in estate, in quota e vicino all'equatore; neve, acqua e sabbia la aumentano per riflessione, e le nuvole la bloccano solo in parte. L'indice UV indica quando serve protezione.
Come funziona il GPS e dove non funziona
La navigazione satellitare misura quanto tempo impiegano i segnali radio di più satelliti per arrivare al ricevitore e da questo calcola la posizione. Con il cielo aperto è precisa entro pochi metri. In gole strette, tra edifici alti, sotto un bosco fitto e con la batteria scarica diventa imprecisa o smette di funzionare. Il GPS quindi non sostituisce mappa, bussola e pianificazione della batteria.
Capire l'elettricità: tensione, corrente e perché l'acqua conduce
Ciò che è pericoloso è la corrente che attraversa il corpo. Quanta ne passa dipende dalla tensione e dalla resistenza, e la pelle bagnata, l'acqua e la terra abbassano molto la resistenza. Per questo la tensione di rete in casa, le cantine allagate e le linee elettriche cadute sono mortali, mentre la batteria di una torcia è innocua.
Attrito nella corda: perché tengono i nodi e i nodi autobloccanti
Un nodo non tiene per magia, ma per attrito: sotto carico i giri si premono l'uno contro l'altro e ogni giro in più moltiplica la forza di tenuta. Questo spiega perché un giro intero regge quasi da solo un carico, perché i nodi autobloccanti stringono sotto tensione e scorrono quando sono scarichi, e perché una corda scivolosa tiene peggio i nodi.
Resistenza della corda: cosa la indebolisce
Il carico di rottura indicato sull'etichetta vale per una corda nuova, dritta, sottoposta a un carico lento. Nell'uso una corda è quasi sempre più debole: nodi e curve strette, spigoli, abrasione, luce solare, calore, sostanze chimiche ed età fanno perdere resistenza, e i carichi improvvisi valgono molte volte il peso. Per questo si lavora con ampi margini di sicurezza.
Comportamento del fuoco: vento, pendio e combustibile
La velocità e la direzione con cui un incendio si propaga dipendono da tre fattori: combustibile, meteo e terreno. Vento e pendenza inclinano le fiamme sul materiale non ancora bruciato e lo preriscaldano; i combustibili fini e secchi si accendono più facilmente. Capirlo ti aiuta a scegliere meglio i punti per il fuoco e a riconoscere perché gli incendi della vegetazione degenerano così all'improvviso.
Leggere le nuvole e capire le previsioni del tempo
Le nuvole mostrano cosa succede nell'atmosfera: le nuvole a cumulo che crescono in fretta verso l'alto annunciano rovesci e temporali; i veli che si addensano spesso un fronte. Una previsione ufficiale resta la base migliore – osservare le nuvole serve da verifica sul posto per capire se il tempo sta arrivando più in fretta del previsto.
Fasi lunari e luce di notte
Se una notte è chiara o buia pesto dipende molto dalla Luna: con la luna piena è in cielo tutta la notte, con la luna nuova per niente. Conoscere la fase lunare ti permette di capire se si vede qualcosa senza lampada, quando sorgerà la Luna e perché una camminata notturna è facile una settimana e difficile quella dopo.
Maree: perché il mare sale e scende
La Luna e il Sole attraggono con forza diversa le diverse parti della Terra. Così si formano due rigonfiamenti di marea, sotto i quali la Terra ruota – su molte coste due alte e due basse maree al giorno, ogni giorno circa 50 minuti più tardi. Quanto sia grande la differenza dipende molto dalla forma della costa. Da qui la regola: leggi la tabella delle maree proprio per quel luogo.
Argomenti in programma (4)
- Trasmissione del calore
- Scienza dei materiali
- Basi dell'orientamento
- Meteorologia
Chimica e biologia
Perché far bollire l'acqua la rende sicura
Il calore danneggia così gravemente le proteine, le membrane e il materiale genetico dei microrganismi che questi non possono più moltiplicarsi né causare malattie. La rapidità dipende da temperatura e tempo. Una bollitura vigorosa è ben oltre ciò che la maggior parte dei patogeni dell'acqua può sopportare: per questo è considerata molto affidabile. Il calore, però, non serve contro sostanze chimiche e sale.
Cosa succede nella combustione
Il legno non brucia direttamente: il calore lo scompone prima in gas infiammabili (pirolisi), e questi gas bruciano nella fiamma con l'ossigeno dell'aria. Ciò che resta è la brace, che arde senza fiamma. Se manca ossigeno o il fuoco è troppo freddo, la combustione è incompleta – e produce fumo, fuliggine e monossido di carbonio. Il triangolo del fuoco, fatto di combustibile, ossigeno e calore, riassume ciò che serve a un fuoco.
Monossido di carbonio: perché è così pericoloso
Il monossido di carbonio (CO) si forma quando un combustibile brucia in modo incompleto. È incolore, inodore e insapore e si lega al pigmento rosso del sangue molto più fortemente dell'ossigeno. Così il corpo soffoca dall'interno, spesso senza che la persona se ne accorga. Protezione: non bruciare mai nulla in ambienti chiusi, usa rilevatori di CO e, se sospetti una presenza di CO, esci subito all'aria aperta e chiedi aiuto.
Batterie e accumulatori al freddo
In una batteria sono le reazioni chimiche a fornire la corrente. Il freddo rallenta queste reazioni e aumenta la resistenza interna – i dispositivi si spengono presto anche se c'è ancora energia accumulata. Una volta riscaldata, la batteria di solito si riprende. Le batterie agli ioni di litio non vanno caricate sotto zero. Tieni le batterie di scorta vicino al corpo e porta i dispositivi nel sacco a pelo di notte.
Microbi negli alimenti: deterioramento, fermentazione e sicurezza
Batteri, lieviti e muffe hanno bisogno di acqua, nutrienti, una temperatura adatta e, a seconda del tipo, di ossigeno o della sua assenza. Conservare gli alimenti significa togliere una di queste condizioni: raffreddare, essiccare, salare, acidificare, riscaldare. La fermentazione sfrutta microbi utili che producono acido e così scalzano quelli indesiderati: funziona in modo affidabile solo con ricette collaudate.
Argomenti in programma (6)
- Chimica dell'acqua
- Microbiologia degli alimenti
- Biologia
- Ecologia
- Fisiologia vegetale
- Geologia
Il corpo umano
Il bilancio idrico del corpo e la disidratazione
Gran parte del corpo è fatta d'acqua, e il corpo perde continuamente acqua attraverso respiro, pelle, sudore e urina. Sete e urina concentrata sono i segnali con cui cerca di compensare. Con caldo, sforzo, freddo, altitudine, diarrea o vomito, le perdite possono superare i reintegri. Questa voce spiega le basi: non è una guida al trattamento.
Indice di calore: umidità e sudorazione
Il sudore raffredda solo se evapora. Con l'umidità alta evapora male – per questo il caldo afoso sembra più forte ed è più pericoloso del caldo secco alla stessa temperatura. L'indice di calore combina temperatura e umidità in una temperatura percepita.
Come nasce l'ipotermia
Il corpo mantiene la temperatura interna entro un intervallo ristretto. Se perde più calore di quanto ne produce, riduce prima l'afflusso di sangue a pelle e arti e inizia a tremare. Quando la temperatura interna scende sotto i 35 °C si parla di ipotermia: pensiero, coordinazione e infine coscienza peggiorano. Riconoscila presto, proteggi dall'ulteriore perdita di calore e chiedi aiuto.
Argomenti in programma (2)
- Fabbisogno energetico
- Termoregolazione