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Il REOlogo, questo sconosciuto di M.F. Oraldo Paleologo

 Abstract: la figura del reologo è sconosciuta ai più, perché riguarda una nicchia di studiosi e scienziati che si occupano, in senso lato, dello scorrimento dei materiali complessi, sia dal punto vista teoretico che industriale. Questo articolo vuole esser d’aiuto alla conoscenza di questa disciplina e uno spunto di riflessioni sulle questioni che la riguardano. Dopo una digressione sulla genesi di questa branca della fisica, lo scritto si focalizza sulle opportunità di lavoro di giovani professionisti nell’industria alimentare.

“Alzi la mano chi ha mai sentito parlare di Reologia”. Qualche timida mano si levò nella platea. “Non Teologia, bensì Reologia.”. E fu così che anche quelle poche impavide braccia si abbassarono in segno di resa. Anche dopo aver digitato su Google la parola Reologia appare il suggerimento:” Forse stavi cercando Teologia?”. In effetti, sulla tastiera le lettere r e t sono una accanto all’altro, forse ad indicare un accostamento quasi impensabile, e forse impossibile. Definire cosa sia la Reologia è cosa ardua, e in passato ogni tipo di definizione si è basata su una sorta di apofatismo a priori, specificando cosa non fossero i materiali su cui questa disciplina poneva l’attenzione: fluidi non newtoniani, fluidi non descrivibili dalle equazioni fluidodinamiche classiche e così via. In ogni caso, la Reologia si occupa del modo di fluire dei materiali, come si può dall’etimologia della parola stessa: dal greco reo, scorrere. Alle radici di questa nuova disciplina fisica (in realtà nuova solo in apparenza), vi fu l’esigenza di descrivere il moto di materiali complessi, come i colloidi, che non si comportavano come l’acqua, l’acciaio o l’aria. Ciò diede modo a due personalità molto diverse, come Bingham, chimico, e Reiner, ingegnere civile, di incontrarsi e discuterne insieme. Il chimico fece notare all’ingegnere che vi fosse bisogno di un nome nuovo per una disciplina nuova. L’ingegnere, acutamente, fece notare che la questione relativa al flusso e, in generale, al comportamento meccanico dei materiali fosse già oggetto di studio della Meccanica del Continuo. Difatti, modelli più sofisticati ed equazioni più complesse non alterano il paradigma entro cui si muove l’indagine fisica di un dato sistema, dacché definizioni, principi e metodi rimangono identici. Bingham, di rimando, rispose che rimanere nell’ambito della meccanica del Continuo avrebbe terrorizzato i chimici (può sembrare una barzelletta, ma le cose andarono proprio così!). I due allora si rivolsero ad un professore di Lettere, il quale, intuendo (non si sa come) che si trattava di descrivere il flusso dei materiali, rimembrò l’adagio eracliteo panta rhei (che Eraclito non scrisse mai in tale forma, ma tant’è). E fu così che nacque la Reologia. L’assunto di fondo di questa affascinate disciplina fisica è che, col tempo, tutto scorrerà, anche le montagne. Reiner era infatti un profondo conoscitore della Bibbia; nell’Antico Testamento, la profetessa Deborah pronuncia le parole ferali:” … Le montagne scorreranno davanti al Signore…”. Ecco, alla faccia dell’indipendenza della scienza da ogni altra forma di sapere! Al di là delle questioni prettamente teoretiche e meta-scientifiche alle radici di questa branca della fisica, occorre dire che la Reologia, pur nella sua ambiguità (ma quale ambito del sapere non è ambiguo, per il solo fatto di procedere e incedere sulle gambe degli uomini, simboli della precarietà dell’esistenza per antonomasia), è andata colmare una lacuna nell’alveo della Fisica classica, che di norma non si occupava di materiali complessi, tantomeno a livello industriale. Con l’avvento dei polimeri, l’esigenza di dimensionare apparati industriali che non processassero fluidi relativamente semplici, come soluzioni acquose, aria o cemento, divenne stringente, e la Reologia ebbe in questo un ruolo chiave, perché in grado di descrivere il comportamento meccanico di questi materiali. Basti pensare alle tonnellate e tonnellate di plastiche si producono oggigiorno. Ma v’è di più. Negli ultimi anni, stanno emergendo nella popolazione dei paesi industrializzati nuove esigenze legate all’alimentazione. Basti pensare ai celiaci, o alle varie intolleranze alimentari; alle necessità degli atleti; o ancora a questioni riguardanti convinzioni etico-religiose, come avviene per vegani o vegetariani. Emerge quindi la necessità di progettare alimenti in cui ingredienti classici, come farina di grano o proteine di origine animale, vengano sostituiti da altri, come amidi resistenti o proteine vegetali. Per essere competitivi sul mercato, questi prodotti devono possedere caratteristiche comparabili con quelli classici. Qui si inserisce la Reologia. Le caratteristiche finali di un prodotto alimentare dipendono fortemente dalle condizioni industriali in cui vengono realizzati. Vi è un filone di ricerca reologica che ambisce a rendere “progettabili” le caratteristiche tecno-sensoriali di un prodotto alimentare, quali aspetto visivo, consistenza al tatto o al palato, gusto e così via. La figura del Reologo, diversamente da quanto potrebbe fare un chimico o un biologo, tradizionalmente interessati ad altri pur rilevanti aspetti, si situa a metà tra l’approccio microscopico e macroscopico, interessandosi sia della costituzione molecolare di un materiale, sia del suo comportamento in flusso. Questa sua peculiare formazione, lo rende capace di sfruttare le informazioni relative alla struttura molecolare di un sistema per evincerne le caratteristiche macroscopiche. Inoltre, di norma il Reologo proviene dall’Ingegneria Chimica, e pertanto conosce abbastanza bene sia gli aspetti termodinamici che dei fenomeni di trasposto di quantità di moto, calore e materia di un sistema fisico, fondamentali per valutare ogni aspetto della progettazione industriale di un alimento. Prendiamo ad esempio uno spaghetto: dalle materie prime al consumo da parte del cliente, il sistema va incontro a diverse fasi: formazione e trattamento dell’impasto, scorrimento di questo nei vari apparati industriali, essiccamento, cottura. In ciascuna di queste fasi, occorre imporre determinati valori, o profili, di temperatura e umidità per garantire che calore e materia si trasportino in maniera adeguata; inoltre, gli apparati industriali devono essere capaci di trasportare il materiale con una determinata velocità e potenza meccanica, i cui valori vanno determinati considerando che il materiale non fluisce come farebbe l’acqua, ma in maniera un po’ più complessa. Pertanto, in un’epoca di stravolgimenti climatici e sociali come la nostra, creare nuove e valide possibilità di sviluppo anche nel settore alimentare costituisce un’occasione irrinunciabile per tanti giovani ingegneri e professionisti che vogliono investire nel settore alimentare.

Dott. Ing. Paleologo Mario Floro Oraldo

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