Arata nel paese delle meraviglie. Ovvero: la fusione fredda oltre lo specchio

di Ugo Bardi

 

 

 

Leggere certe cose scritte dai fautori della cosiddetta “fusione fredda” ti fa venire in mente Alice nel paese delle meraviglie. Sembra che arrivino da un mondo parallelo, al di là dello specchio, dove le leggi della fisica del mondo reale non valgono. Qui, esamino in un certo dettaglio un brevetto del ricercatore giapponese Yoshiaki Arata.

 

Immaginate che vi racconti che ho inventato un modo per trasformare il carbone in diamanti. Bello, vero? E come ci riesco? Semplice: prendi un pezzo di carbone e lo colpisci a martellate. A furia di colpirlo, prima o poi comprimerai gli atomi di carbonio del reticolo al punto di trasformare il carbone in diamante. (se insisti, poi, lo puoi anche trasformare in un buco nero, perché no?)

Ovviamente è uno scherzo. Però, certe cose che si leggono in giro a proposito della cosiddetta “fusione fredda” sono quasi altrettanto assurde e non sono intese come scherzi. In un post precedente vi ho parlato dell “effetto Cenerentola“, ovvero di uno che  – quasi letteralmente – sosteneva di poter trasformare zucche in carrozze. Qui vado a esaminare un documento del prof. Yoshiaki Arata, un altro noto fautore della fusione fredda, notevole per alcuni concetti che ricordano il mondo di Alice nel Paese delle Meraviglie. Dovremo andare su qualche dettaglio tecnico ma se avete voglia di continuare a leggere potete imparare qualcosa di chimica e di elettrochimica.

Mi concentro su questo brevetto di Arata del 1997 (link) perché è un documento ufficiale, che va scritto secondo certe regole e dove bisogna spiegare chiaramente tutti i dettagli di quello che l’inventore ha fatto. Questo lo rende più solido e completo dei molteplici rapporti che si trovano su internet e che arrivano a pezzi e bocconi, dove mancano i dettagli, non si capisce cosa è stato fatto né come. Come tutti i brevetti, anche questo di Arata è scritto in un modo un po’ involuto e complesso, ma con un po’ di lavoro ne possiamo tirar fuori le gambe. Sostanzialmente, Arata parla di “pompe elettrolitiche” che sono un modo per pompare gas sfruttando una differenza di potenziale ai due lati di una membrana.

Funziona in questo modo: ci sono alcuni solidi ionici che conducono per via di ioni idrogeno e ossigeno: alcuni sono organici, altri inorganici. Con questi solidi si possono fare delle membrane porose all’ossigeno o all’idrogeno. Applicando un potenziale elettrico a una membrana del genere si possono muovere gli ioni in una certa direzione all’interno del reticolo allo stesso modo in cui si possono muovere elettroni in un normale solido conduttore. Se gli ioni sono creati dalla dissociazione di un gas a un lato, si ricombinano in gas dall’altro lato. Il risultato finale è il trasferimento di gas da una parte all’altra. E’ una forma di pompaggio ottenuto senza parti mobili, a spese dell’energia fornita dal campo elettrico. E’ un campo noto da molto tempo ed è strano che abbiano concesso ad Arata un brevetto su queste cose nel 1997, ma non entriamo in questo argomento. Se vi interessa approfondirlo, potete partire, per esempio, da questo link.

Ora, andiamo al primo grosso problema con il brevetto di Arata. La rivendicazione principale sembra essere l’uso del palladio come pompa elettrolitica che, secondo Arata, è equivalente a quelle ottenute mediante solidi ionici. Qui, però, non ci siamo proprio. A differenza dei solidi ionici, il palladio è un buon conduttore elettronico. Ne consegue che il meccanismo della pompa non funziona: se metti una differenza di potenziale ai due lati di una membrana di palladio, hai un passaggio di elettroni, non di ioni. Non è una pompa elettrolitica, ma una stufetta elettrica. Arata, infatti, il potenziale è costretto a metterlo in un elettrodo esterno, ma non sembra rendersi conto che quello che ha ottenuto non è e non può essere una pompa elettrolitica. Non c’è nessun campo elettrico all’interno del palladio e gli ioni migrano liberamente all’interno in tutte le direzioni. Non ci sono sensi unici in un reticolo atomico.

Fin qui, va già molto male, ma adesso viene il bello. Leggete cosa ci racconta Arata nel suo brevetto (traduzione mia).

<possiamo>….. mantenere la reazione per aumentare la concentrazione dell’elemento gassoso disciolto nel corpo del contenitore finché la concentrazione dell’elemento gassoso che è penetrato attraverso il corpo del contenitore non raggiunge un valore pre-determinato di pressione ultra-alta.

Si capisce da questa e da altre frasi nel brevetto che Arata crede veramente che continuando a pompare potrà arrivare a pressioni arbitrariamente alte. Dice esplicitamente, per esempio, che il limite alla pressione massima ottenibile è dato soltanto dalla resistenza meccanica del contenitore. Pensateci sopra un attimo e vedete se non vi si spalanca l’abisso sotto i piedi. Questa è fisica del mondo oltre lo specchio.

Vi facevo prima l’esempio di trasformare il carbone in diamante a furia di martellate. Non lo puoi fare perché, ovviamente,  l’effetto delle martellate non si accumula: puoi dare centinaia di martellate, o milioni, o miliardi, ma  fra un colpo è l’altro, il reticolo atomico del carbonio ritorna quello che era prima. Ma Arata sta proponendo qualcosa di simile quando dice che l’effetto del pompaggio si accumula, ovvero che mantenendo il campo elettrico per tempi molto lunghi si può accumulare sempre più idrogeno nella cavità ottenendo pressioni “ultra-alte”.

A parte che, come abbiamo detto, una membrana di palladio non è una pompa e quindi non accumula niente. Ma, anche se usi una membrana ionica, lo stesso non puoi raggiungere pressioni arbitrariamente alte. La pressione che si può ottenere in una pompa elettrochimica è determinata dall’equalizzazione dei potenziali chimici del sistema. Questi potenziali dipendono sia dal campo elettrico come dalle pressioni parziali dei reagenti ai due lati della membrana. L’aumento di pressione da una parte genera un potenziale che, a un certo punto, finisce per uguagliare quello di segno opposto generato dal campo elettrico.  A questo punto, il flusso in ingresso uguaglia il flusso in uscita e la pressione si stabilizza. A questo punto, potresti pensare di aumentare il potenziale elettrico per continuare a pompare, ma anche qui c’è un limite: oltre un certo potenziale cominciano a passare elettroni anche in un solido ionico. Non mettiamoci a discutere qui su che pressioni si possono ottenere; difficilmente “ultra alte”, ma questo dipende da molti fattori. Qui, però, è l’errore concettuale che fa impressione. Questa dei potenziali chimici è una cosa elementare che si studia al primo anno di chimica fisica. Se un mio studente ragionasse come ragiona Arata, non passerebbe l’esame.

Ci sono molti altri dettagli curiosi in questo brevetto, dove Arata parla di tantissime cose che non hanno niente a che vedere con il pompaggio elettrolitico: micro-cricche nei solidi, saldature, pressioni di centinaia di milioni di atmosfere e altro. Più che altro, non si capisce  perché mai Arata si dia tanta pena a dimostrare di poter ottenere altissime pressioni fuori dal reticolo del palladio – mentre sostiene allo stesso tempo che la fusione avviene dentro il reticolo. Tutta la faccenda sembrerebbe correlata al problema di “caricare” il palladio con deuterio che è il modo di ottenere la fusione fredda secondo i sostenitori del concetto. Ma non era di questo che vi volevo parlare; volevo solo illustrarvi come certi sostenitori della “fusione fredda” sembrano vivere nel mondo di Alice del Paese delle Meraviglie dove, apparentemente, non importa conoscere le leggi della fisica del nostro mondo.

Chissà, forse dall’altra parte dello specchio la fusione fredda funziona. Il mondo reale, però, è un’altra cosa.

 

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(*) Ah…. siccome stiamo parlando di pressioni “ultra-alte”, vi può incuriosire che all’interno del sole, dove avviene la fusione nucleare dell’idrogeno, ci sono circa 100 miliardi di atmosfere di pressione. Un po’ difficili da raggiungere qui sulla Terra, specialmente con una pompetta elettrolitica. Il meglio che si riesce a fare, usando un’incudine a diamanti, è dell’ordine di qualche milione di atmosfere.

 

 

 

 

 

 

16 comments ↓

#1 Bartolo on 07.09.12 at 11:01

La cosa sconvolgente, caro Ugo, è che ci sono personaggi che si stracciano le vesti sostenendo che esistono diverse repliche sperimentali di successo dell’esperimento di Arata (es. quelli eseguiti da Mitsubishi-Toyota) e che bisogna guardare a queste e non fare le pulci alle licenze poetiche del brevetto 🙂
Ora non ci resta che rivolgerci alla famosa trasmissione della Sciarelli su Rai3 per scovarli.

#2 Marco on 07.09.12 at 11:44

Bardi, cosa mi dice di questo ?
Premetto che odio i gatti……..

http://it.scribd.com/doc/91066420/Athanor-cold-fusion-reactor

#3 marcosclarandis on 07.09.12 at 13:12

Dubito fortemente che la fusione fredda, combinata pure con la trasmutazione casalinga della materia trasformerebbe il Pianeta del nuovo Eden.
E proprio per questo motivo vorrei che ne avvenisse l’autentica scoperta.
Hanno forse portato l’elettromagnetismo, il petrolio, l’uranio, a epoche di pace e prosperità durevoli e universali?.
E’ questa una domanda stupida e inutile, o vale la pena di farsela?.
Per ora vedo aleggiare una caldissima confusione.

Un saluto, Marco sclarandis.

#4 Livio Varalta on 07.10.12 at 08:31

@Marco Scalandris
Hanno forse portato l’elettromagnetismo, il petrolio, l’uranio, a epoche di pace e prosperità durevoli e universali?.
E’ questa una domanda stupida e inutile, o vale la pena di farsela?.

Domanda fondamentale!
I promotori della ricerca sulle varie Meraviglie Energetiche ed altre, usano concetti paradisiaci e salvifici per convincere della serietà di questo tipo di ricerca.
Non sarà la scienza, ne la tecnica, a portare il Paradiso in terra. Ci saranno sempre multinazionali che speculano sul “petrolio” del momento e governi che vi impongono le accise, ed il nostro potere di acquisto rimarrà immutato.

#5 Livio Varalta on 07.10.12 at 13:23

ed il nostro potere di acquisto rimarrà immutato.
Più correttamente:
…, ed il nostro potere di acquisto, e quello dei bambini con la pancia gonfia e nugoli di mosche attorno agli sfinteri, rimarrà immutato.

#6 ant48 on 07.10.12 at 14:29

Fantastico.
Letteralmente, intendo.

#7 marcosclarandis on 07.11.12 at 12:48

En passant…..
Oggi un nuovo articolo su Repubblica che riguarda l’auto ad aria compressa.
Con un link ad un PDF di ben 40 pagine!
L’ho letto, ma l’odore di bovide cornuto aleggia ancora.

Un saluto, Marco Sclarandis

#8 Marco on 07.11.12 at 13:08

Ancora la petomacchina !!!!!!!!

Fermate il mondo voglio scendere !!!!!!!!!

#9 Ugo Bardi on 07.11.12 at 13:35

Incredibile, ma insistono!

http://download.repubblica.it/pdf/2012/motori/Commentirisposte.pdf

#10 Marco Bis on 07.20.12 at 08:49

Sinceramente sono sconcertato, si continua a fare i peli del fondoschiena a quasi chiunque si occupi di FF, entità ancora misteriosa, non se ne comprendono a fondo i meccanismi e le congetture sul fenomeno si sprecano, anche tra gli addetti ai lavori, malgrado ciò lo sport più diffuso in questi lidi e simili è il discredito senza se e senza ma.
Ricordo la storia di un tizio, medico mi sembra ma non ricordo chi, che alla fine del 1800 affermò che le numerose infezioni da parto erano probabilmente provocate da esseri viventi invisibili e che era necessario lavarsi le mani per ridurre il rischio di setticemia, insistette a tal punto che lo rinchiusero in manicomio ove morì per setticemia causa una ferita al braccio procuratosi in una colluttazione con un infermiere.
Casi simili e in tutti i campi della scienza si contano a iosa e il meccanismo è sempre lo stesso.
Sarebbe interessante un parere illuminato su Carlo Rubbia, nel 2001 ha confermato ampiamente l’esistenza del fenomeno mettendoci pure la faccia firmando il rapporto41, tenta pure di pubblicare i risultati, ma le riviste si guardano bene dal farlo, capisce che s’è infilato in un buco scomodo… non ne parla più.
Bhà

#11 Miglietto on 07.20.12 at 13:20

@Marco Bis
non si deve stupire più di tanto
Può farsi una buona idea del fenomeno qui :http://www.keinpfusch.net/2010/03/la-teoria-della-montagna-di-merda.html

P.S. Ma è proprio sicuro che Rubbia abbia firmato il rapporto41? A me risulta che ne abbia opportunamente preso le distanze defilandosi alla chetichella, o alla romana, come preferisce.

#12 Marco Bis on 07.25.12 at 15:58

Bellissima, comunque non credo sia il caso di questo blog, penso sempre che in perfetta buona fede il dott. Bardi e C. lavorino anche per smascherare bufale, credo però sfugga loro (in riferimento alla FF), il fatto che in troppi in ogni parte del mondo ci lavorano senza sosta, troppi i segnali positivi in tal senso, mi pare evidente che qualcosa bolle in pentola, presto si alzerà il coperchio e ne vedremo il contenuto.
Per quanto riguarda Rubbia, a ripernsarci non so se ha firmato il rapporto41, certamente però ha collaborato alla stesura del rapporto finale verificando personalmente la produzione di elio4, nonchè la presenza di energia (calore) maggiore dell’energia immessa, infine si è misurata anche una emissione elettromagnetica pari ad un energia 10 volte superiore all’energia immessa.
Penso che in questo blog tutti abbiano visionato il servizio di Rainews24 intitolato rapporto41 (18′ youtube), gli esperimenti condotti dal gruppo De Ninno, del Giudice e altri pare evidente abbiano ottenuto risultati eclatanti, ma Rubbia, dopo aver voluto la ricerca ed aver collaborato sparisce.
Il fatto che in questa storia abbia fatto capolino Rossi, causa anche il suo burrascoso passato, ha fatto si che l’odore di bufala abbia assunto le proporzioni….. di una montagna di merda, ma ho la netta sensazione che siamo prossimi ad una nuova era…

#13 Marco on 07.25.12 at 18:01

Esatto, l’era degli orti.
Letame più vanga

#14 Marco Bis on 07.25.12 at 18:51

;O) bene, si vedrà come va a finire…. i segnali, quei segnali che stimolano il sesto senso. Se io fossi un bufalista convinto non dormirei sonni tranquilli…

#15 Marco on 07.27.12 at 09:47

Qui non si tratta di essere bufalisti convinti.
Ho creduto a quasi tutto durante la mia esistenza, maghi compresi.
Poi mi sono rotto di essere preso per il c.
Adesso credo solo a quello che posso provare di persona.
Se domani l’aria dovesse diventare più respirabile, grazie a certe scoperte sensazionali non mi lamenterei di certo, anzi
tanto di cappello.
Ma per ora purtroppo solo parole

#16 Marco Bis on 07.28.12 at 01:41

Al contrario, tanto per far da contrappeso, non ho mai creduto a nulla, tanto meno a maghi o fattucchiere, ho semplicemente imparato (non avendo competenze di qualsiasi genere) a fidarmi del mio naso ed a cogliere sti benedetti segnali di cui parlo sempre guidato anche dall’istinto, a memoria credo di aver toppato poche volte.

Nell’eventualità vi fosse qualche dubbio, chiarisco che non ho intenzione di fare la parte del troll.

In tutta sincerità, spero vivemente che l’ecat sia una bufala… almeno per i prossimi 10 anni, tifo per l’eolico d’alta quota, in qualche modo lo vedo più affascinante ed ecologico, l’idea romantica di acquiloni che danno gigavattate d’energia m’intrippa.

Se dovesse arrivare la FF pazienza, vuol dire che mi consolerò con la mia vettura elettrica ca 10.000 km di autonomia grazie al minigeneratore a fusione con relativa produzione di elettricità… magari con batteria tampone…. ahr ahr…. fantascienza???? Forse!!!