Questo fiume può essere acceso e spento

Il problema di molti esperimenti nel mondo reale è che non si può avere un gruppo di controllo. Se si studia, per esempio, come gli argini dei fiumi sono influenzati dall'erosione, bisogna osservare l'erosione in natura, con molte variabili disordinate come il tempo, il clima e la fauna selvatica, oppure affidarsi a modelli in scala ridotta o a simulazioni al computer. Non si può prendere un fiume vero, lasciare che eroda le sue sponde per un po', poi fermare l'acqua, ricostruire tutto e farlo scorrere di nuovo con una sola cosa cambiata.

A meno che non si costruisca il proprio fiume, come ha fatto l'Università di Sherbrooke in Canada. Potete far partire le pompe, per favore? - Ho fatto molti studi in natura, su fiumi reali. Si ottengono informazioni eccellenti, ma non si possono scegliere variabili specifiche e giocare con esse. Abbiamo costruito questo impianto con l'idea di poter studiare il trasporto dei sedimenti su una scala che si avvicina a quella di un piccolo fiume o torrente. L'acqua inizia nel serbatoio.

Le pompe pompano dal serbatoio e poi scaricano nel canale di avvicinamento, che è molto grande, in modo da diminuire le turbolenze che potrebbero essere portate dalle pompe. Dopo di che, abbiamo uno sbarramento, e poi arriva nel fiume e scende. È qui che facciamo i nostri esperimenti. Il fiume cade attraverso uno sfioratore in una trappola per sedimenti. Dalla trappola per sedimenti, torna nel serbatoio. È un sistema a ricircolo.

Probabilmente occorrono 2 o 3 minuti perché l'acqua ricircoli. È tutto ripetibile. Possiamo regolare le pompe per un certo livello, avere quel giorno, tornare una settimana dopo e avere lo stesso flusso che attraversa il sistema. Abbiamo due pompe da 70 kW. Al momento abbiamo 800 litri al secondo e abbiamo spazio per un'altra pompa. - Ok, rispetto al Mississippi non sembra così grande. Ma ecco quanto è potente.

Abbiamo ancorato una videocamera GoPro per fare quelle riprese vicino allo sbarramento e l'acqua l'ha fatta volare via. Uno dei membri del team ha dovuto guadare per salvarla prima che finisse nel bacino, per non essere più recuperata. "Grazie, Basim!" Quindi fa un ottimo lavoro di rappresentazione dei piccoli fiumi. E i processi che avvengono qui sono molto più simili a quelli di un fiume che a quelli di un piccolo laboratorio. Ovviamente, nei fiumi più grandi ci sono più scale di turbolenza.

Ma quelle scale dovrebbero essere simili alle nostre dimensioni. - Ho visto un modello in scala ridotta anni fa, quando ho visitato il Bay Model in California. È una copia in scala 1:1000 della baia di San Francisco, il che significa che ha le dimensioni di un campo da calcio. Ma gli ingegneri che l'hanno costruito nel 1960 hanno dovuto inserire un sacco di strisce di rame nella base per far sì che l'acqua si comportasse come in scala reale. A detta di tutti, sono stati molto bravi, soprattutto prima dei computer, ma non c'è paragone con un modello che si avvicina di più alle dimensioni del mondo reale. - Quest'estate abbiamo analizzato l'erosione indotta da un argine.

Una barra artificiale che abbiamo inserito. In tutto il mondo c'è il problema di capire quanta erosione si verificherà per una determinata alluvione. Quindi, come ingegnere, si vuole essere in grado di eseguire un modello che indichi la quantità di erosione degli argini che si avrà in futuro. L'anno prossimo vorremmo anche iniziare a studiare la copertura di ghiaccio e il suo effetto su fenomeni come l'erosione degli argini e le inondazioni. Perché le inondazioni causate dal ghiaccio sono un problema enorme. Avere un fiume in cui si possa modellare il ghiaccio sarebbe davvero unico.

- Molto di questo lavoro può essere fatto con simulazioni al computer, ma il codice di queste simulazioni deve ancora essere convalidato e controllato in un posto come questo. E a volte i ricercatori qui lavorano su cose per le quali non esiste un modello computerizzato, il che mi ha sorpreso. Pensavo che la simulazione dell'acqua fosse un problema praticamente risolto, invece no. Ci sono ancora nuove tecnologie che devono essere testate, e una di queste è la realizzazione delle riprese aeree per questo video. - Per modellare questo fiume con un modello di interazione tra particelle.

Ci vorrebbero molti giorni, mesi, anni per eseguirlo. Abbiamo progetti che prevedono la velicometria ad immagine di particelle su larga scala. Si tratta di una nuova tecnica che prevede l'uso di un drone: si prende la superficie dell'acqua e si ottiene una velocità che può essere messa in relazione con la portata: quanta acqua si muove in un tratto di fiume al secondo. Avere un metodo per misurare la portata senza entrare nel fiume è molto utile, perché è molto difficile entrare in questi fiumi con flussi elevati. Anzi, è molto pericoloso. La superficie dell'acqua può essere influenzata solo dal vento generale.

Ma questo può influenzare o falsare i risultati del flusso che vogliamo misurare. - Certo, se si considerano i parchi acquatici e i centri di rafting, questo non è il fiume artificiale più grande del mondo, ma è stato costruito per la ricerca. Anche se questo significa che il team non mi ha permesso di portare il mio tubo gonfiabile per percorrerlo. Nessuno è mai sceso su un tubo gonfiabile. È un'idea interessante, ma non credo che la consiglierei.

Non credo che lo consiglierei!