Hai mai partecipato ad un esperimento scientifico
direttamente da casa tua?

In questi giorni di emergenza e di isolamento, ci siamo dati più volte appuntamento alla finestra o sui balconi per realizzare insieme semplici azioni che ci facessero sentire meno soli. Durante una di queste, tanti hanno provato a illuminare il cielo notturno con il cellulare così da essere fotografati dal satellite. In realtà la luminosità della luce flash di uno smartphone non può essere rilevata da un satellite, ma questo insolito flash mob ha fatto nascere un'idea nella mente di due scienziati che si occupano di luce e di cielo: il ricercatore Alessandro Farini del Cnr-Ino e l'astrofisico e divulgatore scientifico Luca Perri. Perché non dare nuovamente appuntamento a tutti gli italiani alla finestra o sul balcone di casa per misurare con lo smartphone la luce presente nel cielo notturno?

Dopo aver raccolto più di 7000 dati da tutte e 107 le province italiane nella prima misurazione tra il 23 e il 25 marzo (vedi qui i primi risultati), questa volta proveremo tutti insieme a fare una misurazione in casa e una sul balcone (o dalla finestra): con la prima misureremo la sensibilità del nostro smartphone, con la seconda avremo l’opportunità di ripetere la misurazione della luminosità ambientale svolta nelle scorse settimane.

COSA FARE:

  1. Verifica se il sistema operativo del tuo smartphone sia Android o iOS, dovrai scaricare una App gratuita per misurare la luminosità dell'ambiente in cui ti trovi. Clicca i pulsanti Android o iOS per scaricare l'App.

  2. Procedi con la prima misurazione cliccando sul pulsante Misurazione della sensibilità del sensore.

  3. Se vuoi, ripeti una misurazione della luminosità ambientale cliccando sul pulsante Misurazione della luce intrusiva.

  4. A partire dalla sera di mercoledì 8 aprile, segna le misurazioni sul form che trovi qui sotto.

  5. Hai tempo fino alla mezzanotte di mercoledì 15 aprile per inviare i dati.

#scienzasulbalcone per le scuole

Durante il primo esperimento molti docenti hanno coinvolto i propri studenti, chiedendogli di partecipare e di creare video sul progetto e schede di laboratorio. Altri docenti ci hanno contattato nei giorni successivi chiedendo se si potesse ripetere l'esperimento. Abbiamo creato una scheda per le scuole, che condividiamo in formato pdf e in formato doc modificabile ed integrabile a seconda delle esigenze didattiche. La stessa scheda è scaricabile anche in inglese, sempre in formato pdf e doc (si ringrazia Sara Laudicina per la traduzione).

Hai qualche dubbio sull'esperimento? Proviamo a risolverlo

Perché partecipare?
Mappare l’inquinamento luminoso e soprattutto la luce intrusiva, ovvero la luce che dall’ambiente esterno entra nelle nostre abitazioni, è importante ma non è facile. Servono moltissime misure e molto tempo. Ecco perché, in particolare, la mappatura della luce intrusiva in Italia non è mai stata effettuata. Con l’aiuto di tutti voi, però, è possibile provare a raggiungere un risultato scientificamente valido ed interessante.

Perché proprio alle 21:30?
Alle 21:30 il cielo sarà buio in tutta Italia. Se però te ne ricordi alle 22 o alle 22.30 o più tardi puoi comunque effettuare la misura. L'importante è non effettuarla prima, perché potresti avere ancora la luce del crepuscolo a falsare la misura.

Perché usare il sensore frontale e non il posteriore?
In realtà il sensore di luminosità posteriore non è un sensore dedicato, la misura viene fatta sfruttando parte dell’hardware della fotocamera e non è precisa. Ne abbiamo avuto la conferma analizzando i dati che ci sono giunti con la prima serie di misurazioni di marzo. L’errore può essere anche di 9 lux, quindi molto grande. È quindi molto meglio effettuare la misura con il sensore frontale.

Perché questa seconda campagna di presa dati?
In moltissimi ci avete scritto perché siete venuti a conoscenza dell’iniziativa solo quando questa si era conclusa. O perché avete preso i dati ma vi siete dimenticati di inviarceli. O perché eravate convinti che il vostro sensore non funzionasse. Invece che aprire semplicemente una seconda finestra di misurazioni abbiamo quindi deciso di far sì misurare la luce intrusiva, ma di far prima svolgere una semplice procedura di “calibrazione” del sensore di luminosità.

Devo per forza fare entrambe le misure (calibrazione e misura esterna)?
No, la prima è l’unica “obbligatoria”. Questa seconda campagna di presa dati è infatti principalmente dedicata alla stima della sensibilità dei sensori e alla loro calibrazione. Se però tu volessi effettuare nuovamente una misura della luce intrusiva, questo ci aiuterebbe ulteriormente. In ogni caso ricorda che, se anche tu volessi compilare solo la prima parte del form, dovresti comunque proseguire attraverso la seconda parte facoltativa (lasciando i campi vuoti) per inviare i dati.

Perché è importante effettuare la misura della sensibilità del sensore di luminosità?
Con la prima campagna dati abbiamo raccolto tanti dati utilissimi, forti di uno studio effettuato in precedenza su diversi sensori di luminosità degli smartphone. Ci siamo però accorti di alcune problematicità legate a sensori di alcune marche non perfettamente calibrati o problemi legati all’utilizzo del sensore posteriore. Abbiamo quindi deciso di condurre con il vostro aiuto una grande campagna di calibrazione dei sensori, per analizzare meglio i dati presi nel mese di marzo e quelli che arriveranno ad aprile.

Quali valori devo guardare sulla lampadina?
Se sono indicati sulla lampadina, è meglio segnarsi i lumen (dovresti trovare un numero seguito da "lm"). Se non sono indicati, vanno bene anche i watt (un numero seguito da "W"). Alcune lampadine potrebbero indicare i "lumen su watt" (lm/W): in questo caso puoi moltiplicare questo valore per quello dei watt per ottenere il valore in lumen.

Perché rifare la misurazione all’esterno, se l’ho già fatta a marzo?
Intanto perché una misura in più può solo far bene. Inoltre perché magari la scorsa volta non avevi fatto un test sul sensore con una lampada, e quindi non avevi potuto notare se il tuo sensore era starato. Effettuando nuovamente la misura questa volta fornirai un set di dati che fornisce anche informazioni sul tuo strumento di misura, e quindi un set di dati più valido.

Perché questa volta una sola misura esterna?
La priorità di questa presa dati è quella di avere i dati sul sensore, più che avere molti dati sulla luce intrusiva. Inoltre a marzo per molti è stato difficile effettuare misure per tre giorni consecutivi e poi avere solo un giorno per inviarli. Questa volta ci saranno solo due misurazioni da fare (una interna e una esterna facoltativa) e 7 giorni per svolgerle e inviare i dati.

Perché puntare la fonte luminosa più intensa e non il cielo?
Perché ci interessa stimare quanta luce arrivi dall’ambiente notturno esterno nelle nostre case, la cosiddetta luce intrusiva. Una misura di questo tipo non è mai stata fatta, e quindi è interessante provare a rimediare con l’aiuto di tutti voi. Inoltre questa misurazione, rispetto a quella della luce diffusa nel cielo, è meno influenzata dalla situazione meteorologica. Quindi potete svolgerla con neve, pioggia e anche con nebbia non troppo fitta.

Ma se misuro 0 lux allora non c’è inquinamento luminoso nella zona in cui vivo?
Magari sì, ma non è detto: la Luna Piena alta nel cielo vi restituisce una misura di circa 0,3 lux. 1 lux è quindi più del triplo dell’illuminamento dato dalla Luna Piena. Avere meno di 1 lux vi consentirebbe comunque di leggere.

Perché il mio sensore segna 0 lux anche se ci sono lampioni ben visibili?
Come detto nella domanda precedente, se i lampioni che vedete mandano verso di voi una luce inferiore a 3 Lune Piene, potreste avere una misura di 0 lux. Questa misura dipende anche molto dalla distanza delle fonti luminose. Se per esempio il lampione dista 20 o 30 metri è del tutto realistico che la misura sia 0.

Il dato 0 lux è comunque utile?
Assolutamente sì! Intanto perché tutti i dati sono sempre utili. Inoltre un conto è sapere che in una zona c’è meno di 1 lux, un altro è avere un buco nella cartina (che è decisamente peggio!). Semplicemente, se il vostro dato è 0 lux, vi chiediamo di rispondere ad una domanda aggiuntiva in cui dovete dire se la zona in cui abitate è davvero completamente buia, senza fonti luminose visibili (ad esempio senza lampioni).

Cosa si può fare se il sensore continua sempre a segnare 0 lux?
Prova a disinstallare e a reinstallare l’app. Bisogna poi stare attenti a orientare per bene la parte frontale (quindi lo schermo) dello smartphone verso la fonte di luce, stando attenti a non oscurare il lettore con la testa o con le mani mentre si legge il valore misurato. Se hai uno smartphone Android ricorda che per effettuare la misura non basta orientare lo schermo verso la fonte luminosa e poi girarlo nuovamente verso di te per guardarlo: bisogna guardare lo schermo mentre è orientato.

Fino a quando potrò compilare il form?
Il form è compilabile dalle 21:30 di mercoledì 8 alla mezzanotte di martedì 14 aprile. Ricordati che, se anche vuoi compilare solo la prima parte del modulo, per inviare i dati devi passare attraverso la seconda lasciando vuoti i campi, altrimenti non potrai inviare i dati.

Se il form è già chiuso perché ho fatto tardi, posso inviarvi i dati sui social?
Purtroppo no. I dati, per una questione di privacy, devono essere completamente anonimi ed inviati tramite il form apposito. Non si può poi estendere troppo il periodo di compilazione del form con delle proroghe, perché altrimenti non si potrà procedere con l’analisi dati.

Se non vedo il mio punto sulla mappa devo preoccuparmi?
Assolutamente no. La mappa non si aggiorna istantaneamente, ma con grande ritardo. Inoltre segna una sola misurazione (la prima che arriva) per ogni comune. Non preoccuparti quindi, se non vedi apparire la tua misurazione sulla mappa. Se hai cliccato su “Invia” e hai letto la conferma di invio dei dati, allora i dati sono al sicuro.

Posso partecipare dall'estero?
Assolutamente si. In questo caso la prima misurazione ci serve a capire le caratteristiche dello smartphone, utilizzeremo anche il dato di chi partecipa dall'estero. La seconda misurazione (facoltativa) può essere inserita indicando come CAP 00000 e come Comune la città e lo stato di appartenenza divisi da una virgola. Non la utilizzeremo per l'analisi dei dati ma saremo ben felici di vederla nella mappa.

Sono un/a docente e voglio fare effettuare l’esperimento ai miei studenti. Dove trovo la scheda per le classi?
Qui trovi una scheda in PDF pronta per essere utilizzata. Se invece preferisci una versione modificabile, da integrare a tuo piacimento, la trovi qui.

Dove potrò vedere i risultati?
I risultati delle analisi saranno via via pubblicati sulla pagina Facebook Comunicazione.CNR, sui canali social di Luca Perri (Luca Perri su Facebook, astrowikiperri su Instagram e wikiperri su Twitter) e sulla pagina dell’evento Facebook Scienza sul Balcone. Infine verranno pubblicati anche su questo sito. La stessa cosa avverrà per le pubblicazioni definitive, appena pronte.

Is there an english version of this site?
Unfortunately not, but there is the English version of the fact sheet for students, which explains the experiment in detail (thanks to Sara Laudicina for the translation).

Per partecipare è sufficiente seguire le istruzioni cliccando sui pulsanti gialli qui sopra: prima di tutto, scarica l'applicazione per fare la misurazione (tasti Android e iOS, a seconda del sistema operativo del tuo smartphone), poi procedi a fare la calibrazione del sensore (tasto Misurazione della sensibilità del sensore) e, se vuoi, puoi ripetere la misurazione della luce intrusiva (tasto Misurazione luce intrusiva).

Per inviare le misurazioni, dovrai compilare il form a fianco, che sarà compilabile fino alla mezzanotte di mercoledì 15 aprile.

La mappa qui sopra segnerà le misurazioni man mano che verranno inserite. Non si aggiorna in diretta ma giornalmente, e visualizza una sola misurazione per CAP e Comune.

Può partecipare anche chi vive all'estero, indicando come CAP 00000 e come Comune la città e la nazione in cui si vive, separati da una virgola.

Il progetto

Negli ultimi decenni, nel nostro Paese si è registrato un costante incremento della luce presente nell'ambiente notturno dovuto all’eccessiva illuminazione artificiale notturna delle città: una vera e propria forma di inquinamento, "inquinamento luminoso", che non solo compromette la nostra visione dell’universo, ma rappresenta anche un problema ambientale, economico, di sicurezza e di salute pubblica.

In linea con il paradigma della /citizen science/ - che prevede il coinvolgimento di un pubblico o di scienziati non professionisti all’interno di veri e propri progetti di ricerca scientifica - il Cnr rivolge quindi alla popolazione un triplice invito:

1) dare un piccolo contributo concreto per rendere possibile una vasta raccolta di dati altrimenti irrealizzabile;

2) approfittare di questo momento in cui si è in casa per fare qualcosa di utile e significativo per la comunità scientifica e la collettività partecipando ad un progetto scientifico di alto impatto sociale;

3) contribuire a costruire quel ponte tra scienza e società, necessario per rendere i cittadini sempre più parte integrante del processo scientifico e del cambiamento sociale che non può prescindere dalle conoscenze sviluppate in ambito scientifico.

Se vuoi approfondire il progetto #scienzasulbalcone, trovi qui sotto i due video delle dirette con gli ideatori del progetto andate in onda lunedì 23 marzo e mercoledì 8 aprile.

Chi siamo

Il progetto #scienzasulbalcone nasce da un'idea di Alessandro Farini, ricercatore dell’Istituto nazionale di ottica del Cnr, Luca Perri, astrofisico e divulgatore scientifico, e Luca Balletti, matematico e divulgatore scientifico per l'Unità Comunicazione e relazioni con il pubblico del Cnr.

Il progetto è a cura di:
Silvia Mattoni, Luca Balletti, Cecilia Tria e il Team social Unità Comunicazione e Relazioni con il Pubblico.
Alessandro Farini e Elisabetta Baldanzi, Istituto nazionale di ottica del Cnr
Luca Perri, astrofisico e divulgatore scientifico

Con il supporto di:
Roberto Natalini e Mara Di Berardo, Istituto per le applicazioni del calcolo "M. Picone" del Cnr

In collaborazione con:
CieloBuio, Coordinamento per la protezione del cielo notturno

#scienzasulbalcone sostiene il Science Web Festival, il festival scientifico scientifico svolto interamente su piattaforme online dal 14 al 23 marzo: ogni giorno video, immagini e dirette di divulgatori scientifici da tutta Italia su una pagina Facebook, un profilo Instagram e un canale Youtube dedicati. Perché #lascienzanonsiferma.

L'inquinamento luminoso in Italia

Negli ultimi decenni, nel nostro Paese si è registrato un costante incremento della luce presente nell'ambiente notturno dovuto all’eccessiva illuminazione artificiale notturna delle città: una vera e propria forma di inquinamento, l’inquinamento luminoso, che non solo compromette la nostra visione dell’universo, ma rappresenta anche un problema ambientale, economico, di sicurezza e salute pubblica.

Secondo lo studio condotto nel 2019 da CieloBuio - Coordinamento per la protezione del cielo notturno con l'Osservatorio Conti Pubblici dell’Università Cattolica del Sacro Cuore, diretto da Carlo Cottarelli, il ricorso all’illuminazione pubblica in Italia è eccessivo: ordinando le province europee per quantità di illuminazione pubblica sprecata pro capite dalla più virtuosa alla meno virtuosa, solo tre province italiane rientrano nella prima metà della classifica mentre ben 58 “province” italiane su 110 (il 53 per cento) stanno nell’ultimo 20 per cento.


Riferimenti bibliografici e altri spunti: