Di seguito gli articoli e le fotografie pubblicati nella giornata richiesta.
 
 

Gemelli digitali (digital twins) sistemici

Rappresentazione olografica di un cuore umano digitale affiancato a una città virtuale in rendering 3D

I gemelli digitali non sono più semplici copie virtuali di motori o edifici, ma repliche complete di organi umani e intere città. Questa tecnologia permette di testare farmaci, interventi chirurgici e politiche urbanistiche in ambiente virtuale prima di applicarle alla realtà, rivoluzionando medicina e pianificazione urbana.LEGGI TUTTO L'ARTICOLO

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Dalla fabbrica al corpo umano
Il concetto di gemello digitale nacque nell'industria manifatturiera, dove aziende come General Electric e Siemens crearono repliche virtuali di turbine, motori aeronautici e impianti produttivi per monitorarne le prestazioni in tempo reale e prevedere guasti prima che si verificassero. Oggi questa tecnologia ha superato i confini della fabbrica per invadere ambiti un tempo impensabili: la medicina personalizzata e l'urbanistica predittiva.

Un gemello digitale sistemico è una simulazione informatica estremamente dettagliata di un sistema complesso, alimentata da dati reali e aggiornata continuamente. Nel caso di organi umani, sensori biomedici, imaging diagnostico avanzato e dati genomici confluiscono in modelli computazionali che replicano il comportamento fisiologico di cuori, fegati o cervelli specifici di singoli pazienti. Per le città, flussi di traffico, consumi energetici, dati meteorologici e comportamenti della popolazione vengono integrati in simulazioni urbane dinamiche.

Sperimentazione farmacologica senza rischi
Uno degli impieghi più promettenti dei gemelli digitali in medicina riguarda la sperimentazione di nuovi farmaci e terapie. Tradizionalmente, lo sviluppo di un farmaco richiede anni di test su colture cellulari, animali da laboratorio e infine esseri umani, con costi che superano i miliardi di euro e tassi di fallimento altissimi. Un gemello digitale di un organo malato permette di testare virtualmente migliaia di molecole farmacologiche in pochi giorni.

Ricercatori dell'Università di Stanford hanno creato gemelli digitali di cuori affetti da aritmie cardiache, utilizzandoli per predire quali pazienti avrebbero risposto positivamente a specifici antiaritmici e quali avrebbero sviluppato effetti collaterali pericolosi. La precisione predittiva di questi modelli ha superato l'ottanta percento, permettendo ai cardiologi di personalizzare le terapie con un livello di accuratezza impossibile con i metodi tradizionali.

Nel campo oncologico, gemelli digitali di tumori specifici incorporano informazioni sulla genetica del cancro, sulla sua vascolarizzazione e sul microambiente tissutale. Simulando l'effetto di chemioterapie, immunoterapie e radioterapie su questi modelli virtuali, gli oncologi possono identificare le combinazioni terapeutiche più efficaci per ogni singolo paziente, riducendo drasticamente il ricorso a trattamenti inefficaci che causano solo effetti collaterali debilitanti.

Chirurgia virtuale prima della sala operatoria
I chirurghi stanno adottando gemelli digitali per pianificare interventi complessi con una precisione millimetrica. Prima di operare un aneurisma cerebrale o riparare una valvola cardiaca malformata, i medici possono provare decine di approcci chirurgici diversi su una replica virtuale perfetta dell'anatomia del paziente, identificando la tecnica ottimale e prevedendo potenziali complicazioni.

Ospedali come il Mayo Clinic hanno implementato sistemi di realtà virtuale che permettono ai chirurghi di immergersi letteralmente nel gemello digitale tridimensionale del paziente, esplorando l'architettura dei vasi sanguigni, la posizione esatta di lesioni tumorali e la relazione spaziale tra strutture anatomiche critiche. Questa preparazione virtuale ha dimostrato di ridurre i tempi operatori del trenta percento e di diminuire significativamente le complicazioni post-operatorie.

Città virtuali come laboratori di politiche pubbliche
Sul fronte urbano, metropoli come Singapore, Helsinki e Dubai hanno creato gemelli digitali completi delle loro infrastrutture. Questi modelli integrano tutto: dalla rete elettrica ai sistemi fognari, dal traffico veicolare ai flussi pedonali, dai consumi idrici alle emissioni di anidride carbonica. Gli amministratori possono testare l'impatto di nuove linee metropolitane, zone a traffico limitato o politiche energetiche prima di investire milioni in interventi che potrebbero rivelarsi inefficaci.

Il gemello digitale di Singapore, Virtual Singapore, permette di simulare scenari di emergenza come inondazioni improvvise causate da tempeste tropicali o blackout energetici, identificando quartieri vulnerabili e ottimizzando i piani di evacuazione. Durante la pandemia, questo strumento è stato utilizzato per modellare la diffusione del virus in differenti scenari di lockdown, guidando decisioni politiche basate su evidenze quantitative piuttosto che su intuizioni.

Città europee stanno sperimentando l'uso di gemelli digitali per la transizione ecologica. Simulando l'installazione di pannelli solari su migliaia di tetti, la conversione di caldaie a gas in pompe di calore e l'elettrificazione del trasporto pubblico, i pianificatori possono quantificare esattamente la riduzione di emissioni ottenibile e identificare gli interventi con il miglior rapporto costo-efficacia.

Le sfide etiche e tecnologiche
Nonostante il potenziale rivoluzionario, i gemelli digitali sistemici sollevano questioni complesse. La creazione di repliche accurate richiede quantità enormi di dati personali: nel caso medico, informazioni genetiche, cartelle cliniche dettagliate e monitoraggio biometrico continuo. Chi controlla questi dati? Come garantire che non vengano utilizzati per discriminazioni assicurative o per sorveglianza invasiva?

Dal punto di vista tecnico, la precisione di un gemello digitale dipende dalla qualità e completezza dei dati di input. Modelli basati su dati parziali o distorti possono generare predizioni errate con conseguenze gravi. Un gemello digitale cardiaco calibrato su dati di popolazioni prevalentemente maschili potrebbe sottostimare rischi specifici per pazienti donne. La validazione rigorosa e l'inclusività dei dataset di addestramento sono quindi cruciali.

I gemelli digitali sistemici rappresentano l'evoluzione naturale della simulazione computerizzata applicata ai sistemi più complessi che conosciamo: il corpo umano e le città moderne. La loro capacità di trasformare decisioni critiche da scommesse intuitive a scelte guidate da evidenze quantitative promette di rivoluzionare medicina e urbanistica nei prossimi decenni.

 

Sala ottagona della Domus Aurea con cupola aperta e affreschi a grottesche sulle pareti

La Domus Aurea di Nerone era una reggia colossale costruita nel cuore di Roma dopo il grande incendio del 64 dopo Cristo. I suoi affreschi a grottesche ispirarono artisti rinascimentali, mentre la sala ottagona con cupola aperta anticipò soluzioni architettoniche del Pantheon. Questa villa urbana rivoluzionò il concetto stesso di spazio imperiale romano.LEGGI TUTTO L'ARTICOLO

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Dal grande incendio alla casa d'oro
Nella notte tra il diciotto e il diciannove luglio del 64 dopo Cristo, un incendio devastante scoppiò tra le botteghe del Circo Massimo, propagandosi rapidamente attraverso i quartieri densamente popolati di Roma. Le fiamme divorarono la città per sei giorni, distruggendo dieci dei quattordici rioni urbani. Nerone, che si trovava ad Anzio quando l'incendio iniziò, rientrò precipitosamente e supervisionò personalmente le operazioni di soccorso, aprendo i suoi giardini ai senzatetto e organizzando distribuzioni di grano.

Nonostante gli sforzi, voci maliziose accusarono l'imperatore di aver ordinato l'incendio per far spazio a un progetto architettonico megalomane. Che le accuse fossero fondate o meno, Nerone sfruttò effettivamente le ceneri ancora fumanti per avviare la costruzione della Domus Aurea, una reggia che si estendeva su circa ottanta ettari nel cuore della città, incorporando il Colle Oppio, parte dell'Esquilino e della valle dove successivamente sarebbe sorto il Colosseo.

Un palazzo che negava la città
La Domus Aurea rappresentava un capovolgimento radicale del rapporto tra imperatore e spazio urbano. Mentre i predecessori di Nerone abitavano il Palatino, integrandosi nel tessuto monumentale pubblico della città, Nerone creò una villa suburbana in pieno centro, completa di boschi artificiali, vigneti, pascoli con animali esotici e un lago artificiale alimentato da un complesso sistema idraulico derivato dall'acquedotto Claudio.

Svetonio descrive sale da pranzo con soffitti mobili da cui cadevano fiori e profumi, una sala rotante che girava continuamente imitando il moto della terra. Il complesso includeva ninfei con giochi d'acqua, portici lunghi oltre un chilometro, padiglioni affrescati e giardini paesaggistici che mimavano scenari rurali. All'ingresso, sul luogo dove oggi sorge il Colosseo, si ergeva il Colosso di Nerone, una statua bronzea alta circa trentacinque metri che raffigurava l'imperatore nelle sembianze del dio Sole.

Questo appropriarsi di spazio urbano per uso privato suscitò scandalo profondo. Roma era concepita come città del popolo romano, e i suoi spazi centrali appartenevano alla collettività. Trasformare il cuore produttivo e abitativo della capitale in un parco privato imperiale fu percepito come un atto di superbia intollerabile. Dopo il suicidio di Nerone nel 68 dopo Cristo, i successori Flavi si affrettarono a restituire quelle terre al popolo, costruendovi il Colosseo, le Terme di Tito e quelle di Traiano.

Le grottesche: quando il Rinascimento scoprì Nerone
Per secoli la Domus Aurea rimase sepolta, le sue sale riempite di terra per fungere da fondamenta per le strutture sovrastanti. Nel Quattrocento, giovani artisti romani scoprirono aperture che conducevano in quello che sembrava un sistema di grotte sotterranee. Calandosi con corde, si trovarono in ambienti volta decorati con affreschi straordinari: figure fantastiche, creature ibride, ghirlande vegetali, architetture impossibili dipinte con colori ancora vividi dopo quattordici secoli.

Raffaello, Pinturicchio, Filippino Lippi e altri maestri rinascimentali visitarono queste grotte, lasciando le loro firme graffite sulle pareti. Copiarono gli affreschi nei loro taccuini e li reinterpretarono nelle decorazioni delle Logge Vaticane, di Villa Farnesina, delle Stanze di Raffaello. Questi motivi decorativi vennero chiamati grottesche proprio perché scoperti in ambienti sotterranei simili a grotte. L'influenza di questa arte neroniana sul Rinascimento fu profondissima, creando un paradosso storico: l'imperatore considerato pazzo e depravato dagli storici antichi divenne inconsapevolmente maestro degli artisti della Rinascita.

La sala ottagona: genio architettonico anticipatore
Tra le strutture sopravvissute della Domus Aurea, la sala ottagona rappresenta il capolavoro architettonico. Si tratta di un ambiente centrale a pianta ottagonale coperto da una cupola con un oculo aperto al centro, attorno al quale si dispongono simmetricamente ambienti secondari. La luce solare, penetrando dall'apertura zenitale, illuminava dinamicamente lo spazio nel corso della giornata, creando un effetto scenografico in continua trasformazione.

Questa soluzione architettonica anticipa di oltre mezzo secolo il Pantheon, spesso considerato l'apice dell'architettura romana. La sala ottagona dimostra che gli architetti di Nerone, probabilmente il celebre Severo e Celere menzionati da Tacito, stavano sperimentando nuove concezioni dello spazio architettonico basate sulla manipolazione della luce naturale e sulla creazione di ambienti centralizzati. La cupola, realizzata in opus caementicium, impiegava materiali progressivamente più leggeri man mano che si saliva, tecnica poi perfezionata nel Pantheon.

Gli ambienti laterali erano probabilmente triclini estivi,Continua18:23beneficiavano della ventilazione incrociata e del riverbero della luce proveniente dall'oculo centrale. Il sistema architettonico creava un microclima controllato: fresco d'estate grazie alla circolazione d'aria attraverso corridoi sotterranei, e illuminato naturalmente senza necessità di troppe aperture nelle pareti esterne.

Urbanistica in negativo: leggere Roma attraverso ciò che fu cancellato
La Domus Aurea è fondamentale per comprendere l'urbanistica romana proprio per la sua natura transitoria. La sua esistenza brevissima, meno di quaranta anni, e la sua successiva obliterazione raccontano come Roma gestisse le eredità ingombranti. I Flavi non distrussero semplicemente la reggia neroniana: la utilizzarono come piattaforma strutturale per costruzioni pubbliche che simbolicamente ribaltavano il significato di quello spazio.

Il lago artificiale divenne l'arena del Colosseo, dove il popolo si riuniva per spettacoli gratuiti. I padiglioni divennero fondamenta di terme pubbliche. I giardini furono restituiti ai cittadini. Questa trasformazione rappresenta una dichiarazione politica: gli imperatori Flavi, di origine modesta rispetto alla dinastia giulio-claudia, legittimavano il proprio potere attraverso la generosità pubblica e il ripudio dell'eccesso neroniano.

Studiare la Domus Aurea significa quindi leggere Roma in negativo, comprendendo come spazi venivano rivendicati, contestati e ridefiniti attraverso stratificazioni architettoniche cariche di significato politico. Ogni edificio romano racconta non solo la storia di chi lo costruì, ma anche quella di ciò che sostituì e di ciò che avrebbe eventualmente preso il suo posto.

La Domus Aurea rimane sotto terra, visitabile solo parzialmente e con grandi difficoltà conservative dovute all'umidità. Eppure la sua influenza emerge costantemente: negli affreschi rinascimentali, nell'architettura cupolare romana, nella memoria culturale di una città che porta stratificate, pietra su pietra e secolo su secolo, tutte le sue contraddizioni e i suoi splendori.

 

Benjamin Huntsman e la rivoluzione dell'acciaio al crogiolo (1740)

Crogiolo ardente con acciaio fuso incandescente nella fucina di Sheffield del XVIII secolo

Prima del 1740, l'acciaio di qualità era raro e impuro. Benjamin Huntsman, orologiaio di Sheffield, rivoluzionò la metallurgia inventando il processo al crogiolo: acciaio fuso a 1600°C in contenitori sigillati che eliminava le impurità. Questa innovazione rese possibile la Rivoluzione Industriale, fornendo componenti resistenti per macchinari a vapore.LEGGI TUTTO L'ARTICOLO

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Il problema dell'acciaio pre-industriale
Prima della metà del diciottesimo secolo, l'acciaio rappresentava uno dei materiali più preziosi e problematici dell'economia europea. La tecnica dominante era quella della cementazione, che produceva il cosiddetto blister steel, un acciaio ottenuto inserendo barre di ferro in forni a carbone per assorbire carbonio. Il risultato era un materiale disomogeneo, pieno di bolle d'aria e inclusioni di scorie, con una distribuzione irregolare del carbonio che lo rendeva fragile in alcuni punti e troppo morbido in altri.

Questa inconsistenza qualitativa rappresentava un ostacolo insormontabile per artigiani specializzati come gli orologiai, che necessitavano di molle perfettamente elastiche e affidabili. Benjamin Huntsman, orologiaio di Sheffield, si trovava costretto a importare acciaio cementato dalla Germania, ma anche quello migliore disponibile sul mercato si rivelava inadeguato per le sue necessità tecniche. La frustrazione per questa situazione lo spinse a cercare una soluzione radicalmente nuova.

L'invenzione del crogiolo sigillato
Nel 1740, dopo anni di esperimenti condotti in segreto, Huntsman sviluppò un processo completamente innovativo. La sua intuizione geniale fu di fondere completamente l'acciaio all'interno di crogioli di argilla refrattaria sigillati, portandoli a temperature superiori ai 1600 gradi Celsius in fornaci alimentate a coke. Questo approccio differiva radicalmente da tutte le tecniche precedenti, che lavoravano il ferro allo stato pastoso ma mai completamente liquido.

Il processo prevedeva l'inserimento di pezzi di ferro e carbonio nei crogioli, che venivano poi sigillati e collocati in fornaci speciali. L'altissima temperatura permetteva la completa fusione del metallo, creando una lega liquida perfettamente omogenea. Le scorie e le impurità, essendo più leggere dell'acciaio fuso, galleggiavano naturalmente in superficie dove potevano essere rimosse con facilità. Il risultato era un lingotto di purezza e uniformità chimica senza precedenti nella storia della metallurgia.

Sheffield diventa capitale mondiale dell'acciaio
L'impatto dell'invenzione di Huntsman fu immediato e dirompente. Sheffield si trasformò rapidamente nel centro mondiale della produzione di acciaio speciale, attirando artigiani, commercianti e investitori da tutta Europa. L'acciaio al crogiolo permise la fabbricazione di utensili industriali incredibilmente duraturi, lame di rasoio di affilatura superiore, molle con elasticità perfetta e componenti meccanici capaci di resistere a stress ripetuti senza deformarsi.

Inizialmente, Huntsman cercò di mantenere segreto il suo processo, ma la superiorità evidente del suo acciaio attirò inevitabilmente l'attenzione di concorrenti e spie industriali. Si narra che un rivale si sia travestito da mendicante per ottenere riparo nella sua fucina durante una notte tempestosa, osservando così il processo. Nonostante la diffusione della tecnica, Sheffield mantenne la sua supremazia grazie all'esperienza accumulata e alla qualità superiore delle sue argille refrattarie.

Il fondamento materiale della rivoluzione industriale
L'acciaio al crogiolo di Huntsman rappresentò molto più di un semplice miglioramento incrementale: fu un salto tecnologico che rese possibile la Rivoluzione Industriale stessa. I macchinari a vapore ad alta pressione, cuore pulsante della nuova economia industriale, richiedevano componenti con tolleranze dimensionali precise e resistenze meccaniche che il ferro battuto tradizionale non poteva garantire.

Senza pistoni, alberi motore e ingranaggi realizzati in acciaio al crogiolo, le macchine a vapore sarebbero rimaste dispositivi inefficienti e pericolosi, incapaci di sostenere il carico di lavoro richiesto dalle fabbriche tessili, dalle miniere e dai trasporti ferroviari. L'innovazione di Huntsman eliminò un collo di bottiglia critico nello sviluppo tecnologico, permettendo agli ingegneri di progettare macchine sempre più potenti e affidabili.

L'invenzione dell'acciaio al crogiolo da parte di Benjamin Huntsman nel 1740 dimostra come un singolo artigiano, motivato da un problema pratico immediato, possa innescare trasformazioni economiche e sociali di portata planetaria. La sua eredità vive ancora oggi in ogni struttura d'acciaio che ci circonda, dall'utensile più semplice ai grattacieli che definiscono le moderne metropoli.

 

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