BLOG: LA CHIMICA E LA SOCIETA'

Rinaldo Cervellati

Con questo titolo, imbarazzante in tutti i sensi, Tim Cutcliffe sintetizza, su NUTRAingredients newsletter-USA del 26 giugno u.s., i risultati di un dettagliato studio pubblicato da ricercatori giapponesi sulla rivista Journal of Functional Foods (M. Matsumoto et al., Effects of functional milk containing galactooligosaccharide, maltitol and glucomannan on the production of hydrogen gas in the human intestine, J. Funct. Food, 2017, 35, 13-23).

Secondo questo studio, una bevanda contenente fibre può favorire la produzione di idrogeno nell’intestino, un gas con effetti antiinfiammatori come affermano i ricercatori giapponesi in base anche a ricerche precedenti.

Kazuo Subota

Abbiamo sviluppato una bevanda composta da latte vaccino con galattooligosaccaridi (GOS), maltitolo e glucomannano e abbiamo esaminato la capacità di questo latte funzionale di incrementare la quantità di idrogeno prodotta nell’intestino umano.

I risultati dei test clinici effettuati per verificare gli effetti di questa bevanda confermano che il consumo del nostro latte induce concentrazioni più elevate di idrogeno nel respiro, inclusi picchi di concentrazione più alti e persistenza più lunga nel tempo rispetto al consumo del normale latte o di acqua saturata con idrogeno, dice il team di scienziati giapponesi provenienti da un’industria privata (Kyodo Milk Industry Co. Ltd., Tokio) e dalla Keyo University School of Medicine, Tokyo.

Il gruppo fa riferimento a studi risalenti a dieci anni fa che hanno evidenziato gli effetti fisiologici di H2 gas dopo la scoperta delle sue elevate proprietà antiossidanti e il suo uso potenziale nel ridurre i sintomi patologici di infarto cerebrovascolare in modelli animali (ratto). Inoltre studi precedenti hanno mostrato che H2 possiede effetti benefici come agente antiinfiammatorio nei casi di ischemia, nella prevenzione di sindrome metabolica, nel proteggere il sistema nervoso centrale e nel contrastare l’eccesso di radicali liberi in tutti i casi di stress ossidativo cellulare. Il 75% di questi studi è stato effettuato su modelli animali ma recentemente i test clinici sono in aumento.

I ricercatori affermano poi che tutti gli studi menzionati hanno utilizzato l’inalazione del gas o l’ingestione di acqua idrogenata come sorgenti rilascianti idrogeno. La prima modalità richiede apparecchiature specifiche, la seconda limita il tempo di permanenza del gas a un massimo di 30 minuti.

Poiché studi su modelli animali hanno evidenziato che l’idrogeno prodotto da battèri intestinali viene trasportato a organi come il fegato, Mastumoto e collaboratori hanno deciso di provare se l’ingestione di fibre alimentari potesse far aumentare produzione e durata nel tempo di idrogeno da parte dei battèri.

Maltitolo

Glucomannano

Essi hanno analizzato l’effetto di diversi prodotti indigeribili per la loro potenzialità di rilasciare idrogeno per effetto batterico, come pure quello di diverse combinazioni di fibre alimentari. La capacità di un solo tipo di fibra dipende dal microbioma del singolo individuo e quindi può risultare inefficace.

Matsumoto e il suo gruppo hanno trovato che opportune combinazioni di galattooligosaccaridi, maltitolo e glucomannano sono induttori efficaci per la produzione di idrogeno.

Negli studi clinici la concentrazione di idrogeno nel respiro è risultata significativamente maggiore nel gruppo di volontari cui è stato somministrato il latte contenente le fibre rispetto al gruppo controllo e strettamente correlata con quella prodotta nell’intestino.

Oltre a lievi sintomi di flatulenza (comunque noiosi nota di RC), nessun altro effetto collaterale è stato rilevato dai volontari dell’esperimento, un solo soggetto si è lamentato di avere “lo stomaco gorgogliante”.

Infine, dicono Matsumoto e collaboratori:

I test clinici sono stati del tipo open-label, cioè senza ospedalizzazione, quindi saranno necessari ulteriori studi più approfonditi e controllati per verificare l’efficacia di bevande contenenti fibre per incrementare la produzione di idrogeno intestinale.

Nota di R.C. Confesso che nonostante le mie ricerche sulla determinazione dell’attività antiossidante di estratti e sostanze isolate da piante officinali e alimenti funzionali con metodi chimico fisici questa faccenda dell’idrogeno mi è giunta nuova. Così sono andato a cercare nella recente bibliografia e ho trovato due interessanti riferimenti:

317. Ohta, Molecular hydrogen as a novel antioxidant: overview of the advantages of hydrogen for medical applications. Methods Enzymol., 2015, 555, 289-317.

J.M. Lee et al., Headspace –solid phase microextraction (HS_SPME) analysis of oxidized volatiles from free fatty acids (FFA) and application for measuring hydrogen donating antioxidant activity, Food Chem., 2007, 105, 414-420.

Mauro Icardi

Le agenzie di stampa, a partire dall’ANSA stanno rilanciando la notizia: quest’anno l’Overshoot day, cioè il giorno in cui la popolazione mondiale ha consumato tutte le risorse naturali disponibili per il 2017 cadrà il 2 Agosto. Basta fare una ricerca su Internet per accorgersi che lo scorso anno questa data era spostata in avanti di quasi una settimana. Infatti l’Overshoot day del 2016 era l’8 di Agosto. Abbiamo consumato le nostre risorse rinnovabili ancora più velocemente. Questi sono i fatti. La realtà con cui fare i conti.

Questo raffronto di date direi che è più che esauriente. Il calcolo viene fatto e pubblicato annualmente dal Global Footprint Network. Questa associazione sviluppa e promuove strumenti per far progredire la sostenibilità e misurare l’impronta ecologica.

Il Global Footprint Network nonostante tutto è fiducioso. Dobbiamo invertire la rotta e lo stesso presidente del Global Footprint Network Mathis Wackernagel ci invita a farlo. Riducendo per esempio i nostri sprechi alimentari, e le nostre emissioni di CO2.

Io vorrei con questo mio articolo tentare di dare una chiave di lettura meno usuale del solito. Cioè raccontare la mia esperienza personale negli anni. Per far capire che tutto sommato essere attenti, parsimoniosi e accontentarsi, non è poi quella tragedia che molti immaginano. Voglio precisare che la mia esperienza non si basa solo su esperienze dirette, ma negli anni si è nutrita di molte letture. Alcune più rigorose, altre di buona letteratura, altre di letteratura considerata minore. Ma tutto questo ha contribuito a formare la mia base per affrontare questi temi. E per cercare di spiegare come si possa essere sereni, se qualcuno ritiene esagerato parlare di felicità. Essere equilibrati e consapevoli. Forse parto avvantaggiato, ma proviamo a vedere come stanno le cose. Il 1962 il mio anno di nascita, è quello migliore per l’economia italiana nei 150 anni di storia. Quello in cui l’incremento del PIL rispetto all’anno precedente assume un valore stratosferico: 8,6%. Ma solo dieci anni dopo le cose sono già cambiate, il boom economico è un ricordo, si è già parlato di congiuntura. E io ascolto mio padre, che alla mia stessa età età viveva in pieno gli anni della guerra e mi racconta quello che tutti hanno raccontato. Guerra, fame ,privazioni. Due fratelli che ritorneranno dalla guerra dopo aver provato cosa sia la prigionia in Germania.

Io alla sua età posso definirmi nato nella bambagia come spesso scherzosamente mi diceva. E un giorno prima del mio decimo compleanno, già accanito divoratore di pagine stampate leggo sul giornale questa notizia.

http://www.archiviolastampa.it/component/option,com_lastampa/task,search/mod,libera/action,viewer/Itemid,3/page,13/articleid,0142_01_1972_0053_0013_4919192/

A nove anni certamente capisco poco. Forse leggo senza capire troppo bene. Eppure solo un anno dopo è il periodo dell’austerity e delle auto ferme nei garage o per strada. A undici anni nella memoria quel periodo rimane impresso. Forse soltanto perché mi permette di girare libero in strada senza rischi, in bicicletta.

Forse a questi due episodi io devo la mia formazione personale, una sorta di capacità di adattamento innata. Forse una specie di caso o di fortuna.

Io non ho la pretesa di scrivere una recensione su “I limiti dello sviluppo”. Ho avuto la fortuna di conoscere nel tempo persone che lo hanno fatto in maniera rigorosa, e molto meglio di quanto potrei mai fare io.

Ma quanto visto allora è ovvio abbia lasciato un ricordo molto vivo.

L’austerity non durò molto. Iniziò il 2 Dicembre del 1973 e già nell’Aprile del 1974 le misure si allentarono. E tutti dimenticarono presto. Come sempre succede. Eppure in quel periodo vennero tirate fuori le biciclette dalle cantine, si tornarono a seguire i vecchi consigli delle nonne. Si rammendarono le calze. Mi sentii spesso dire di non sciupare il cibo, perché secondo i miei genitori e alcuni amici “nemmeno in casa Agnelli il cibo si spreca”. Forse tutto questo può apparire ingenuo. O banale. Io invece ho un’opinione diversa. Mi rendo conto che per portare indietro la data dell’overshoot day ci vorrebbero molte cose concomitanti. Il ritorno della politica vera, della polis greca. La liberazione non facile dalle lusinghe del consumismo esasperato. Il ritrovare il senso della condivisione. Scoprire che (e quante volte lo abbiamo sentito dire) che non sempre di più sia sinonimo di meglio. A volte non è facile ma le riflessioni che ho fatto in libertà valgono anche oggi, anche adesso. E’ come vincere una sorta di inerzia. Fare il primo passo, poi ci si accorge che non è poi una cosa così impossibile. La premessa è stata lunga. Forse noiosa. Ma se davvero ci riflettiamo ci dovremmo accorgere che non possiamo pensare di saccheggiare la dispensa planetaria e avere la pancia piena. E’ saggezza popolare tutto sommato. Mentre sto scrivendo ho sottomano un libro di testo del biennio delle superiori.  Titolo “Piante animali e microbi” edizione Minerva Italica. E’ un testo di scienze naturali. Utilizzato alla fine degli anni 70. L’edizione che ho è una ristampa del 1976.

Al capitolo 25 (Proteggere la natura prima che sia troppo tardi) si trovano tredici regole di comportamento.

E’ interessante riportare almeno alcuni punti

1 Rifiutate quando è possibile i sacchetti di plastica dei negozi e dei supermercati. Se c’è possibilità di scelta preferite i sacchetti di carta.

2 Massima parsimonia nell’uso dei detersivi anche se sulla scatola c’è scritto biodegradabile.

3 Non usate apparecchi elettrici inutili (per esempio apriscatole o lucidascarpe) per lavori che potete benissimo fare a mano).

5 Usate il portacenere della vostra macchina anziché buttare i mozziconi fuori dal finestrino. Non fumate nei boschi.

6 Non circolate in auto nel centro della vostra città. Usate i mezzi pubblici o meglio ancora i vostri piedi.

Pensiamoci un poco. Un libro scolastico che già riportava queste elementari regole di comportamento e di educazione ambientale. Nel 1976. E se vado a cercare nella mia libreria, a parte i testi fondamentali quali le tre versioni dei limiti dello sviluppo (“I limiti dello sviluppo” “Oltre i limiti dello sviluppo”, “I nuovi limiti dello sviluppo”) trovo continuamente libri diversissimi che mettevano in guardia su questi problemi. Da un vecchi libro di cosmologia “Alba cosmica” fino ad una antologia di fantascienza sociologica curata da Fruttero & Lucentini “Il dio del 36° piano”. O ad uno dei meno conosciuti libri di Primo Levi “Vizio di forma”.

Siamo nel 2017, le cronache ci mostrano l’Italia piegata da incendi e siccità. Io credo che sia ora di fare lo sforzo che abbiamo sempre rifiutato di fare. Qualcuno leggendo questo articolo potrà forse trovarlo patetico. Ma sono qui a scrivere. Mia figlia è vicino a me. La guardo e sento che questo impegno mio personale, piccolo e forse insignificante, l’uso della bici, fare l’orto, avere isolato la casa in attesa dei pannelli solari mentre ho scelto un fornitore che usa il più possibile energia rinnovabile, il bere acqua di rubinetto (sarebbe il colmo non lo facessi…) sono una cosa che le devo. Il mio cammino continua. E voglio farlo coinvolgendola nei miei piccoli passi.. Perché anche io, come tanti è come se avessi acceso un debito che sarà lei a dover pagare al posto mio. E so che non è giusto. Il cammino cerchiamo di farlo insieme.

Mi sono chiesto molte volte, e ancora mi chiedo cosa possa ancora fare. Seguire questa strada. Non vedo altre soluzioni. Non ho voluto, come ho premesso dare all’articolo un taglio tecnico. Mi sarebbe sembrato di scrivere qualcosa che non esprimeva il pathos che sento e provo per questi temi.

L’augurio è che il prossimo anno l’overshoot day si sposti. Anche impercettibilmente. Anche solo di mezza giornata. Ma in avanti.

http://www.overshootday.org/

Una ultima osservazione: non siamo tutti uguali in questo sovraconsumo, in questa violazione dei limiti fisici del pianeta. Mi riferisco alla disomogenea  partecipazione a questo furto da parte delle varie società e dei vari Paesi: arriverei a dire, qualcuno storcerà la bocca, che se il furto avvenisse alla Robin Hood lo accetterei di più perchè finalizzato a promuovere le economie deboli rendendole più autonome e dignitose.L’impronta ecologica cosi diversa dall’8 degli USA al 4-6 europeo fino ai decimali di molti paesi africani ci fa comprendere in termini quantitativi queste differenti situazioni. Allora credo che accanto all’impegno a spostare in avanti nell’anno l’overshoot day ce ne vorrebbe un altro verso una società internazionale più equilibrata.

Claudio Della Volpe

Confesso subito ai lettori che non sono ovviamente in grado di rispondere in modo assoluto e definitivo a questa domanda che sta appassionando milioni di persone nel mondo. Quello che posso fare è cercare di chiarire i termini della questione. Cosa che ho cercato di fare prima di tutto a me stesso.

Abbiamo parlato di glifosato in alcune occasioni quando è uscita la famosa monografia 112 dello IARC (in francese CRIC) che lo qualificava potenzialmente cancerogeno(https://ilblogdellasci.wordpress.com/2015/04/13/glifosato-e-altre-storie/), quando ho avuto una polemica con una senatrice dei grillini che sembrava accusasse il glifosato di procurare l’autismo (https://ilblogdellasci.wordpress.com/2015/08/24/non-ce-due-senza-tre-ancora-glifosato/) e quando è uscita la notizia delle alterazioni che il glifosato procurava all’ambiente del suolo(https://ilblogdellasci.wordpress.com/2015/08/16/ancora-sul-glifosato/); tuttavia come redazione finora abbiamo evitato di occuparci ancora del problema. In parte è colpa mia che me ne sono interessato finora e che ho avuto qualche dubbio in merito, lo confesso; tuttavia l’argomento preme, e un recente articolo di Le Monde, ripreso in italiano da Internazionale, che considero la più bella rivista italiana, ha riportato l’argomento all’attualità (Internazionale è una raccolta di articoli tradotti dalla stampa internazionale e anche, più raramente di articoli scritti dalla redazione stessa ma sempre con il medesimo stile asciutto e rigoroso, da giornalisti indipendenti, per quanto si può essere indipendenti).

Non starò qui a ripetere la storia e gli aspetti chimici ed conomici del glifosato che ho già trattato ampiamente negli altri post; vi ricordo solo che il glifosato è il più comune erbicida del mondo prodotto in ragione di più di 800.000 ton/anno, non è più coperto da brevetto, che la sua importanza è cresciuta con l’associazione con specie vegetali utili modificate geneticamente per resistere alla sua azione in modo da poter sopravvivere senza problemi al suo uso a scapito delle specie spontanee ed infestanti. Questa invenzione è oggi di fatto appannaggio della Monsanto, una delle grandi aziende agrochimiche mondiali. Stiamo parlando dunque di un cash-cow, una mucca da mungere ossia di un prodotto che è la base del profitto, del “burro” come si dice in gergo, di chi lo produce.

Proprio per questo l’uscita del rapporto 112 da parte dello IARC, il 29 luglio del 2015, che definiva il glifosato “probable human carcinogen” produsse una reazione immediata e violenta da parte di Monsanto, che è illustrata molto bene nell’articolo di Le Monde; ma non fu l’unica reazione, in quanto nell’ottobre quell’anno EFSA rese ufficiale una valutazione, Renewal Assessment Report (RAR) per il glifosato. In esso EFSA concludeva che “glyphosate is unlikely to pose a carcinogenic hazard to humans and the evidence does not support classification with regard to its carcinogenic potential”, un giudizio sostanzialmente diverso da quello di IARC. L’ Addendum 1 (the BfR Addendum) del RAR conteneva un tentativo di spiegazione razionale delle differenza fra le due valutazioni.

Il 27 novembre 2015 un gruppo di 97 scienziati del settore, capitanati da C.J. Portier ha scritto una lettera a Mr. Vytenis Andriukaitis capo della Commissione Health & Food Safety della UE in cui si criticavano aspramente i criteri e i metodi del BfR e dell’EFSA (https://www.efsa.europa.eu/sites/default/files/Prof_Portier_letter.pdf).

A questa lettera l’EFSA ha risposto nel gennaio 2016 con un’altra lettera dettagliata (https://www.efsa.europa.eu/sites/default/files/EFSA_response_Prof_Portier.pdf).

A questo ha comunque fatto seguito una campagna molto forte diretta da Monsanto contro lo IARC (ed altri istituti scientifici indipendenti come il Ramazzini) nel tentativo di ridurne l’immagine, il ruolo e il peso scientifico, e anche i fondi, anche questo descritto molto ampiamente nell’articolo di Le Monde e su Internazionale.

Cerco di essere più preciso.

International Agency for Research on Cancer (IARC) Monographs Programme identifica le cause ambientali del cancro nell’uomo e ha valutato finora dal 1971 più di 950 diversi agenti. Le monografie sono scritte da un gruppo di lavoro (WG) ad hoc che lavora per 12 mesi che terminano con una riunione di 8 giorni. Il gruppo valuta tutta la letteratura scientifica disponibile pubblicamente su una certa sostanza e, attraverso un rigoroso e trasparente processo raggiunge una decisione sul grado al quale l’evidenza scientifica supporta la capacità di quella sostanza di produrre o meno il cancro.

Nel caso specifico, come sempre la decisione dello IARC GW si è basata su una procedura condotta da scienziati indipendenti , privi di conflitto di interesse non affiliati nè supportati in alcun modo dalle aziende produttrici. La decisione è basata su lavori sempre citati e pubblicati nella letteratura biomedica referenziata.

Nonostante la Monsanto si sia lamentata della procedura come dice l’articolo di Le Monde:

In realtà la Monsanto sa bene che questa valutazione del glifosato è stata fatta da un gruppo di esperti dopo un anno di lavoro e dopo una riunione durata diversi giorni a Lione. Le procedure del Circ prevedono inoltre che le aziende legate al prodotto esaminato abbiano il diritto di assistere alla riunione finale. Per la valutazione del glifosato, infatti, la Monsanto ha inviato un “osservatore”: l’epidemiologo Tom Sorahan, professore dell’università di Birmingham, nel Regno Unito. Il rapporto che lo scienziato stila il 14 marzo 2015 per i suoi committenti conferma che tutto si è svolto nei modi previsti. “Il presidente del gruppo di lavoro, i copresidenti e gli esperti invitati alla riunione sono stati molto cordiali e disposti a rispondere a tutte le mie richieste di chiari- mento”, scrive Sorahan in una lettera inviata a un dirigente della Monsanto. La lettera figura nei cosiddetti Monsanto papers, un insieme di documenti interni dell’azienda che la giustizia statunitense ha cominciato a rendere pubblici all’inizio del 2017 nell’ambito di un procedimento giudiziario in corso. “La riunione si è svolta rispettando le procedure del Circ”, aggiunge l’osservatore dell’azienda statunitense. “Il dottor Kurt Straif, il direttore delle monografie, ha una grande conoscenza delle regole in vigore e ha insistito perché fossero rispettate”.

Del resto Sorahan – che non ha risposto alle domande di Le Monde – sembra molto

imbarazzato all’idea che il suo nome sia associato alla risposta della Monsanto: “Non vorrei apparire in alcun documento dell’azienda”, scrive, ma allo stesso tempo offre il suo “aiuto per formulare” l’inevita- bile contrattacco che il gruppo organizzerà.

Per la Monografia 112, 17 scienziati hanno valutato il rischio carcinogenico di 4 insetticidi e del glifosato concludendo per il glifosato : probable human carcinogen.

La review dello IARC collega il glifosato all’aumento dose dipendente di tumori maligni in molti siti anatomici negli animali da esperimento e all’aumento di incidenza del linfoma non- Hodgkin negli umani esposti.

La risposta dell’EFSA è molto articolata (è lunga 18 pagine e non banale da riassumere): ne riporto alcuni punti chiave.

1)

2)

3)

4) differenza fra i due sistemi di valutazione:

differenze specifiche:

Per non annoiarvi vi riassumo che sui punti specifici si vede che le valutazioni divergono anche per aver usato metodi statistici diversi nei due casi e dunque sembra che la valutazione finale che in fondo si distingue per limitata evidenza di cancerogenicità (IARC) o molto limitata evidenza di cancerogenicità (EFSA) dipende anche dal metodo statistico usato per la valutazione.

Ma c’è anche da considerare che mentre IARC non usa lavori se non scritti da autori indipendenti EFSA li usa tutti assegnandogli un peso statistico diverso.

Infine i membri del panel IARC sono essi stessi scelti solo fra persone prive di conflitti di interesse mentre nel caso di EFSA la cosa è più complessa e discutibile.

A proposito di questo tema è da notare che anche altri enti ufficiali che sono intervenuti nella questione con la loro autorevolezza scientifica come Joint FAO/WHO meeting on pesticide residue, in effetti sono stati accusati di non avere panels effettivamente indipendenti o comunque in condizione tale da escludere il conflitto di interessi.

Dice l’articolo di Le Monde:

Tre dei suoi ricercatori, infatti, collaborano con l’International life science institute (Ilsi), una lobby scientifica finanziata dalle grandi industrie del settore agroalimentare, delle biotecnologie e della chimica: dalla Mars alla Bayern, dalla Kellogg alla Monsanto. Si trattava del tossicologo Alan Boobis, dell’Imperial College, Regno Unito, presidente del consiglio d’amministrazione dell’Ilsi e uno dei presi- denti del Jmpr; di Angelo Moretto, dell’università di Milano, relatore del Jmpr, consulente e consigliere d’amministrazione di una struttura creata dall’Ilsi; e infine di Vicki Dellarco, consulente in diversi gruppi di lavoro dell’Ilsi e componente del Jmpr.

In teoria gli esperti del Jmpr sono sottoposti alle stesse regole d’indipendenza del Circ, cioè quelle dell’Oms, tra le più severe al mondo. Di fatto un conflitto d’interessi apparente, proprio perché può alterare la credibilità dell’istituzione e delle sue decisioni, è grave quanto un conflitto d’interessi accertato. Tuttavia, interpellata da Le Monde, l’Oms ha assicurato che “nessun esperto era in una situazione di conflitto d’interessi tale da impe- dirgli di partecipare al Jmpr”.

Questa risposta lascia insoddisfatti Hilal Elver e Baskut Tuncak, rispettivamente relatrice speciale sul diritto all’alimentazione e relatore speciale sui prodotti e i rifiuti pericolosi delle Nazioni Unite. “Chiediamo rispettosamente all’Oms di spiegare come, in base alle sue regole, è arrivata alla conclusione che i rapporti degli esperti con l’industria non rappresentassero alcun conflitto d’interessi, apparente o potenzia- le”, hanno detto i due esperti a Le Monde. “Processi di verifica adeguati, chiari e tra- sparenti sui conflitti d’interessi sono fon- damentali per l’integrità del sistema”, pre- cisano prima di “incoraggiare” le organizzazioni delle Nazioni Unite a “rivederli”.

“Gravi sospetti” esistono sul “fatto che le aziende ‘comprerebbero’ degli scienziati per spingerli a confermare le loro posizioni”, hanno scritto i due esperti nel loro rapporto sul diritto all’alimentazione.

“Gli sforzi fatti dall’industria dei pesticidi”, si legge in questo testo consegnato al consiglio dei diritti umani delle Nazioni Unite lo scorso marzo, “hanno ostacolato le riforme e bloccato le iniziative dirette a ridurre l’uso dei pesticidi su scala mondiale”.

Ma a quali sforzi si riferiscono i due funzionari?

La risposta è nei cosiddetti “Monsanto papers“ che sono i documenti che l’azienda è stata costretta a trasmettere finora alla giustizia. Negli Stati Uniti la cosiddetta procedura di discovery (scoperta) autorizza queste operazioni.

Negli USA sono in corso 800 processi per danni da glifosato che potrebbero portare al pagamento di somme ingenti; la magistratura americana ha imoosto la pubblicazioni di decine di milioni di pagine di documeti interni Monanto che svelano secondo Le Monde una strategia di risposta della Monsanto che ha coinvolto molti scienziati apparentemnete “indipendenti” con articoli pubblicati su blog o su riviste a pagamentoo su giornali pubblicati da enti finanziati da alcune aziende agrochimiche. Per maggiori dettagli leggete l’articolo di Le Monde e se non riuscite chiedetemelo (sono abbonato a Internazionale).

Aggiungo due cose: se si guardano le cose da un punto di vista tecnico le due posizioni potrebbero non essere in contrasto; per capirci faccio riferimento ad un argomento diverso.

Voi sapete che a norma della legge sulla sicurezza del lavoro 81/08 pericolo e rischio sono due distinti concetti;

la definizione di Pericolo è compresa nell’art. 2, lettera r, D.Lgs. 81/08

Proprietà o qualità intrinseca di un determinato fattore avente il potenziale di causare danni. Il pericolo è una proprietà intrinseca (della situazione, oggetto, sostanza, ecc.) non legata a fattori esterni; è una situazione, oggetto, sostanza, etc. che per le sue proprietà o caratteristiche ha la capacità di causare un danno alle persone

Ma che una cosa sia pericolosa non vuol dire che sia rischiosa.

Il rischio è definito nell’ art. 2, lettera s, D.Lgs. 81/08

Probabilità di raggiungimento del livello potenziale di danno nelle condizioni di impiego o di esposizione ad un determinato fattore o agente oppure alla loro combinazione

In definitiva una cosa che è pericolosa potrebbe non essere rischiosa; in questo senso non vedo un contrasto insanabile fra le due posizioni: la questione potrebbe essere vista così: IARC ha ragione il glifosato è pericoloso potenzialmente, ma nelle condizioni pratiche di impiego l’esposizione del grande pubblico alla sostanza non supera mai il livello di rischio accettabile; esistono casi analoghi; per esempio il benzene è cancerogeno conclamato ma è permesso il suo uso nella benzina a certe condizioni (percentuale in volume inferiore all’1% ed uso degli aspiratori nelle centraline di distribuzione).

D’altra parte noi chimici sappiamo bene che tutto può essere tossico, anche l’acqua, in relazione alla concentrazione: è la dose che fa il veleno. Se i pesticidi fossero stati usati con ragione e raziocinio, lo stesso discorso vale per il cromo delle concerie, certo le proprietà dei composti sotto accusa non sarebbero diverse da quelle che sono, ma i danni a salute ed ambiente sarebbero stati e sarebbero minori con le conseguenze relative sulla valutazione dell’uso

E’chiaro che qua è in gioco molto di più del glifosato che comunque vale miliardi di dollari di profitto; è in gioco una agricoltura interamente meccanizzata e basata su un uso intensivo di combustibili fossili e di concimi sintetici, di erbicidi e pesticidi; ne abbiamo parlato molte volte: l’agricoltura moderna, successiva alla “rivoluzione verde” è sostenibile? Ha alterato il ciclo del fosforo e dell’azoto e certamente ha contribuito alla crescita dei gas serra (metano, NOx); ha alterato la biodiversità e messo a rischio i principali impollinatori (api, bombi); possiamo continuare ad usarla senza problemi? Non credo.

Non voglio apparire formale, ma cercare di capire; ogni commento anche critico è ben accetto; è altrettanto certo che il conflitto deve essere risolto e al più presto; ne va della nostra immagine ancora una volta.

Mauro Icardi

L’approssimarsi dell’estate si può ormai riconoscere da due fenomeni ricorrenti. Il primo sono gli incendi boschivi. Piaga che sembra quasi da considerarsi come una maledizione, ma dipende invece da un disinteresse per il rispetto ambientale. E anche da disturbi comportamentali. Il piromane è attirato dagli effetti del fuoco, e può appiccarli per vandalismo, profitto personale o vendetta. Non sono né psicologo ne psicoterapeuta. Tocca a loro studiare il problema.

Il secondo fenomeno che si sta invece verificando negli ultimi anni, e con un peggioramento significativo è quello dei fenomeni ricorrenti di siccità. Il modificarsi del regime delle piogge, i sempre più evidenti fenomeni estremi sia di siccità prolungate che di scarso innevamento invernale si ripercuotono in maniera evidente nel comparto delle gestione del ciclo idrico integrato.

Già nel 2011 l’organizzazione mondiale della sanità si è preoccupata di emanare linee guida per la fornitura idrica ed il trattamento di potabilizzazione durante il verificarsi di eventi meteorologici estremi.

(WHO Guidance in water supply and sanitation in extreme weather events).

Eventi di questo genere mettono sotto pressione le strutture di distribuzione e di depurazione. Quindi occorre dotare le aziende di efficaci piani di intervento. Allo stesso tempo, ad eventi violenti e concentrati di precipitazioni piovose fanno spesso seguito periodi piuttosto lunghi di assenza di precipitazioni. Quindi occorre predisporre usi razionali dell’acqua. E questo non deve essere impegno solo delle aziende fornitrici, ma dovrebbe esserlo di ogni singolo utente. Per quanto attiene al settore depurativo che patisce maggiormente le repentine variazioni dei flussi idraulici vale comunque l’invito a non gettare nei wc materiali estranei e non biodegradabili. Questa è una regola ancora troppo spesso sottovalutata. Interventi straordinari di manutenzione e di pulizia sono necessari per liberare le sezioni di trattamento da materiali estranei che oltrepassano la sezione di grigliatura. Spesso il trattamento di depurazione è conosciuto da non molte persone. Questo è un invito a non buttare tutto giù nl wc alla rinfusa.

Per quanto riguarda invece l’acqua potabile l’invito è sempre quello di risparmiarla e di non sprecarla. Destinandola agli usi principali, cioè per bere e cucinare, e per l’igiene personale.

In questo grafico viene suggerito come l’acqua piovana possa sostituire quella potabile per utilizzi diversi. Ma non solo l’acqua potabile, anche l’acqua depurata potrebbe avere utilizzi diversi, primo fra tutti quello irriguo. Non sono pochi gli ostacoli di carattere più burocratico che tecnico. Ma occorre essere molto attenti, e rendersi conto che dovremmo inserire tra le materie di studio anche quella dell’educazione idrica. Educarci a risparmiare e rispettare l’acqua. Da subito. Da ora. Vincendo inutili resistenze, rinunciando alla piscina gonfiabile in giardino, e del rito settimanale di lavaggio dell’auto.

Non è a mio parere una regressione, bensì il primo passo dell’educazione idrica . Fondamentale e indispensabile.

(Cogliamo l’occasione per ricordare il nostro collega di Unife Francesco Dondi che anche su questi temi ha speso la sua vita accademica; Francesco continuiamo la tua attività).

Ospitiamo volentieri questo post degli amici di Climalteranti sul tema del clima e di come certi scienziati e giornali ne parlano in modo del tutto improprio e soprattutto costruendo un inesistente consenso alle loro posizioni; il testo del post è opera collettiva e compare oggi su vari siti e blog; è interessante notare che su Il Giornale è stata pubblicata una risposta alle “zichicche” da parte del Comitato Scientifico del WWF Italia.

Il 5 luglio è apparso su “Il Giornale” un articolo in cui il Prof. Antonino Zichichi ha ribadito le sue posizioni estreme sulla questione climatica, parlando di “eco-bufale”, di “terrorismo” e criticando in modo radicale la modellistica climatica; l’articolo è stato presentato da un titolo (si presume della redazione) in cui si definivano “ciarlatani” gli scienziati che ritengono che le attività umane stiano modificando il clima del pianeta.

Climalteranti ha già spiegato in un precedente post lo scarso spessore scientifico di questa ulteriore raffica di “zichicche”, nonché la stranezza della sezione intitolata “Appello della Scienza contro le eco-bufale” dove “La Scienza” sembrava rappresentata, oltre che dal prof. Zichichi in persona, dalle firme di venti scienziati.

Ora, questa cosa è parecchio strana per vari motivi. Il primo è che dei venti firmatari non ce n’è uno, che sia uno, che si occupi di clima. Sono quasi tutti fisici delle particelle o fisici teorici. La seconda stranezza è che non si capisce bene dall’articolo de “Il Giornale” che cosa queste persone abbiano firmato. Di quali “eco-bufale” si tratta, esattamente?

Così, abbiamo pensato di contattare direttamente i firmatari, chiedendo loro gentilmente se potevano darci qualche delucidazione su cosa avessero firmato e se fossero d’accordo con le idee di Zichichi. La lettera è stata firmata da 37 studiosi che in diverso modo lavorano nel settore dei cambiamenti climatici.

I risultati sono stati interessanti. Dei venti firmatari, cinque ci hanno risposto esplicitamente che non hanno firmato niente del genere e che NON sono assolutamente d’accordo con le opinioni di Zichichi e nemmeno con l’idea di chiamare “ciarlatani” e “terroristi” quelli che si occupano di clima. Degli altri 15, nessuno ha confermato che ha firmato sapendo cosa firmava e che è d’accordo con Zichichi.

Ad esempio:

– Isabell Melzer-Pellmann ci ha scritto: “sono molto dispiaciuta che il mio nome sia stato citato nel giornale con l’articolo del Prof. Zichichi, di cui non condivido le opinioni”;

– Michael Duff ci ha scritto: “potrei aver firmato una richiesta di sanzioni più dure contro l’inquinamento, ma è un peccato se la mia firma e l’articolo del professor Zichichi hanno creato l’impressione che io sia uno scettico sul clima, perché non lo sono”;

– Peter Jenni ci ha scritto: “è vero che ho firmato un testo in inglese con quattro punti, pensando (forse non abbastanza) che fossero ragionevoli. In nessun modo ho pensato che avrebbero implicato il contenuto o lo stile / le accuse riportato nell’articolo de Il Giornale firmato dal Prof. Zichichi”.

In sostanza, dalle risposte ricevute, ci sembra di capire che in una recente scuola di fisica tenuta a Erice sia circolata una breve petizione (“cinque righe in inglese”) in cui si parlava di agire con più forza contro l’inquinamento atmosferico, ma non si diceva niente delle particolari opinioni del Prof. Zichichi sulla scienza e sugli scienziati del clima.

Alla fine dei conti, sembra chiaro che qualcuno abbia sfruttato la buona fede di perlomeno alcuni (e forse molti) dei firmatari della “petizione” per una delle solite operazioni politiche dove si cerca di screditare la scienza del clima.

In conclusione, l’appello dei 20 scienziati contro le eco-bufale semplicemente non esiste: ci sono solo le tesi senza fondamento di un fisico delle particelle, a cui – e questa è la cosa più grave –, un quotidiano nazionale continua a dare credito. In spregio non tanto alle regole basilari della deontologia professionale che imporrebbero di controllare le fonti (su questo ci siamo abituati, non chiediamo tanto a Il Giornale), ma al buon senso.

Ecco il testo della lettera ai 20 scienziati presunti firmatari dell’appello pubblicato da “Il Giornale”:

Dear colleague,

You may be aware that your name and academic affiliation have been included in a list of signatories of an appeal related to climate change recently published in a National Italian newspaper (Il Giornale, 05-07-2017).

From the article as it has been published, it is difficult to understand what is exactly the text of the “appeal.” However, the title says that the signatories are against unspecified “climate hoaxes” and against “environmental terrorism.” The appeal seems to consist of (or at least to be in agreement with) a series of statements by Professor Antonino Zichichi which appear in the same pages. As scientists directly and indirectly involved in climate science, we find hard to follow the logic of Prof. Zichichi’s arguments and surely we don’t agree with his interpretation of climate science. We note also that the text includes branding as “charlatans” those who maintain that greenhouse gases can modify the earth’s climate.

We are, of course, open to discuss different interpretations of climate than the currently accepted ones. But we find hard to believe that a group of scientists who don’t seem to have qualifications and/or experience in climate science agreed to sign a document in which their colleagues engaged in climate science research are defined as charlatans and terrorists.

We therefore wonder whether you are aware of what exactly you signed and of how your signature has been presented and used in Italian media. On this point, we hope that you can provide us with a clarification.

For your information, we include a scan of the article that was published on “Il Giornale.” We also thought you might be interested in a list of the scientific organizations – which include many thousands of working scientists – which agree on the fact that climate change is the result of human activities. https://www.opr.ca.gov/s_listoforganizations.php.

Signed by the following scientists

Vincenzo Artale, ENEA, Roma

Carlo Barbante, Università di Venezia

Ugo Bardi, Università di Firenze

Alessio Bellucci, Centro EuroMediterraneo sui Cambiamenti Climatici, Bologna

Daniele Bocchiola, Politecnico di Milano

Giorgio Budillon, Università Parthenope, Naples

Carlo Cacciamani, Arpae-Simc, Bologna

Simone Casadei, Fuels Department, Innovhub-SSI

Stefano Caserini, Politecnico Milano

Claudio Cassardo, Università di Torino

Sergio Castellari, Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia

Claudio Della Volpe, Università di Trento

Sara Falsini, Università di Firenze

Davide Faranda, LSCE-IPSL, Université Paris-Saclay

Paolo Gabrielli, The Ohio State University

Antonio Garcia-Olivares, Institute of Marine Sciences, Barcelona

Emilio García-Ladona, Institute of Marine Sciences, Barcelona

Mario Grosso, Politecnico di Milano

Klaus Hubacek, University of Maryland

Christian Kerschner, Masaryk University, Brno, Czech Republiic

Piero Lionello , Università del Salento

Luca Lombroso, Università di Modena

Vittorio Marletto, ARPAE Emilia-Romagna

Simona Masina, Centro Euro-Mediterraneo sui Cambiamenti Climatici, CMCC

Maurizio Maugeri, Università di Milano

Luca Mercalli, The Italian Meteorological Society

Gabriele Messori, Stockholms Universitet

Daveide Natalini, Global Sustainability Institute, Anglia Ruskin University, Cambridge

Elisa Palazzi, Istituto di Scienze dell’Atmosfera e del Clima (ISAC-CNR)

Antonello Pasini, CNR, and Università di Roma 3.

Ilaria Perissi, INSTM, University of Florence

Lulin Radulov, BSERC, Technical University of Sofia

Jordi Sole Olle, Institute of Marine Science, Barcelona

Stefano Tibaldi, Centro Euro-Mediterraneo sui Cambiamenti Climatici

Antonio Turiel, Institute of Marine Sciences, Barcelona

Marina Vitullo. National Institute for Environmental Protection and Research, ISPRA

Dino Zardi, Università di Trento

Testo del Comitato Scientifico di Climalteranti e di Antonello Pasini

Claudio Della Volpe

Come promesso, Trump ha riaperto alle trivellazioni petrolifere i territori artici dell’Alaska. Si tratta di una tragica scelta che contribuirà alla distruzione di uno degli ambienti ancora relativamente inviolati del pianeta Terra per prolungare la vita dei colossi petroliferi di qualche anno; la cosa dovrebbe preoccuparci ed indignarci.

Ma ancor più come italiano mi fa indignare che la prima azienda che ha battuto tutte le altre sul filo dei lana nel chiedere permessi sia la nostra ENI , quella che si fa pubblicità sostenendo di essere verde e di difendere l’ambiente. Ne abbiamo parlato altrove (https://ilblogdellasci.wordpress.com/2017/06/16/la-pubblicita-di-eni-2-quanto-e-verde-la-chimica-verde/).

Allora vediamo cosa ha ottenuto e cosa reclama di poter fare il cane a 6 zampe.

La filiale americana dell’azienda (l’Eni Us Operating Co. Inc.) ha ottenuto il via libera dal Boem (Bureau of Ocean Energy Management) per la trivellazione di quattro pozzi in Alaska, nel mare di Beaufort, ma solo a scopo di esplorazione. I lavori dovrebbero iniziare a dicembre di quest’anno, per andare avanti fino al 2019, esclusivamente in inverno quando in zona ci sono meno balene e orsi polari. (La Repubblica del 17 luglio)

Bontà loro.

In effetti nel dicembre del 2016, alla fine del suo mandato Obama con un atto che aveva vigore di legge (che si rifaceva ad una legge del 1953 che consente di bloccare anche le future estrazioni, quindi più difficile da ribaltare e da sospendere) aveva bloccato le estrazioni e le esplorazioni in una parte del Mare dei Ciukci, che mette in comunicazione il mare di Bering con l’Oceano Artico, e la maggior parte del mare di Beaufort :”off limits a tempo indeterminato per future concessioni per le trivellazioni petrolifere e del gas”. “Queste azioni, e quelle parallele del Canada, vogliono proteggere un ecosistema unico e fragile“, aveva dichiarato Obama, sottolineando che anche con massimi standard di sicurezza i rischi di fuoriuscita di petrolio in un ambiente così remoto sarebbero troppo alti.

Tuttavia teniamo presente che (sempre Repubblica 21 dicembre 2016):

La mossa, comunque, non avrà effetti sulle licenze già concesse ed esclude un’area vicino alla costa del mare di Beaufort. Si ritiene che avrà un effetto minimo sull’industria petrolifera americana che ha un’attività molto limitata nella regione dove gli investimenti infrastrutturali sono molto costosi. Appena lo 0,1% della produzione offshore del greggio Usa è arrivata dalla regione lo scorso anno.

Proprio nel mare di Beaufort ENI ha dal 2007 un suo giacimento operativo: Nikaitchuq; questo non è stato toccato dall’ordine del Presidente Obama.

Il giacimento in questione posto a bassa profondità (3m) (http://www.offshore-technology.com/projects/nikaitchuqoilfieldal/) con un contenuto stimato di 220 Mboe, ha cominciato a produrre nel 2011. La spesa per farlo partire assommava già allora a oltre 1.5Geuro. Il giacimento produce circa 28000 bd e ne ha prodotti fino al 2016 22 Mboe.

Il permesso accordato ad ENI da Trump per il momento riguarda non nuovi pozzi estrattivi, ma nuovi pozzi esplorativi. Con questi nuovi pozzi ENI probabilmente pensa di estendere la portata del giacimento. Altre notizie sul giacimento e il suo futuro si trovano qui e risalgono a qualche mese fa, dove si vede che il rapporto con il nuovo governo era già attivo (http://www.petroleumnews.com/pntruncate/385547015.shtml).

Le nuove esplorazioni saranno condotte da pontoni appositamente attrezzati per questo ambiente estremo, probabilmente uno di questo tipo, Doyon rig 15.

Per capire il ruolo di questi giacimenti e valutarne la portata economica tenete presente che quando i prezzi sono scesi nel 2015 sotto i 40-45 dollari ENI ha sospeso le estrazioni volontariamente; possiamo quindi capire che quel tipo di estrazioni ha un costo più alto della media degli altri pozzi, come è logico, date le difficoltà.

ENI sostiene che ha l’esperienza per condurre in porto la ricerca dato che è sua un’altra base di estrazione posta nel mare Artico, la gigantesca Goliat; si tratta di una base estrattiva, una FPSO (Floating Production Storage and Offsloading) costruita in Corea e trasportata nel Nord della Norvegia dove è in funzione da più di un anno (sia pure con due anni di ritardo sul previsto). Il giacimento in questione in territorio norvegese non è sfruttato dalla Norvegia, ma la Norvegia lo concede ad altri controllando le modalità di estrazione attraverso un apposito ente e da questo nascono, come vedremo, parecchie polemiche.

Viene dunque naturale informarsi su cosa faccia Goliat al largo della Norvegia, nel mare di Barents 65km dalla costa; eccovi serviti.

Goliat è una nave cilindrica da 64000 ton di stazza e un diametro di oltre 100 metri, ben alta sul pelo dell’acqua; è stata trasportata dal luogo di costruzione in Sud Corea fino al mare di Barents.

Il giacimento norvegese è in produzione dal marzo 2016 ma con vari problemi, che possono darci un’idea di cosa potrebbe succedere nelle analoghe condizioni del Mare di Beaufort.

La Stampa del 6 settembre 2016 scriveva:

L’avviamento del campo Goliat nel Mare di Barents , a 65 km di distanza dalle coste settentrionali della Norvegia, è stato salutato come un grande successo tecnologico. Tuttavia, la suggestiva pagina del sito Eni che ci racconta di questo mirabile bidone in mezzo ai ghiacci omette qualche recente novità che pare interessante.

Lo scorso 1 settembre il Ministro del Lavoro e dell’Inclusione Sociale Anniken Hauglie ha infatti convocato la potentissima e indipendente Autorità norvegese per la sicurezza delle attività petrolifere, la Petroleum Safety Autority (PSA) “dopo oltre una dozzina di incidenti che hanno coinvolto quest’anno il campo Goliat”.

Eni è da tempo ai ferri corti con i sindacati norvegesi per questioni legate alla sicurezza a bordo di Goliat. Critiche che, tra l’altro, non risparmiano nemmeno SAIPEM, che opera nel campo Goliat con la piattaforma da trivellazione Scarabeo 8. L’incidente più grave di cui abbiamo notizia è accaduto lo scorso 25 giugno quando un operatore della Apply Sorco (una ditta subcontraente di Eni) è stato ferito alla testa durante la consegna di macchinari a bordo della piattaforma. Le condizioni dell’operatore sono state definite gravi, ma per fortuna non è mai stato in pericolo di vita.

Dai media norvegesi si apprende inoltre che a luglio alcuni Rappresentanti per la Sicurezza avrebbero scritto una lettera al management di Eni chiedendo di fermare l’impianto per le opportune verifiche: fino ad allora la PSA aveva già ricevuto in cinque mesi di attività dell’impianto “non meno di sei notifiche di perdite di gas o di rilevamenti di gas sulla piattaforma”. Oltre a questi: fumo in un generatore, dispersione di un fluido idraulico e altro ancora, compreso l’incidente al subcontractor di cui sopra. Le stesse fonti ci informano che sono ancora in corso indagini su emissioni di sostanze chimiche da Goliat e sulla caduta in mare di un lavoratore, lo scorso febbraio, dalla piattaforma di trivellazione Scarabeo 8.

Insomma, ai sindacati che chiedevano lo stop di una o due settimane di Goliat per le necessarie verifiche/migliorie, Eni avrebbe risposto che “Eni Norvegia ha preparato piani per aumentare l’efficienza operativa e la manutenzione senza alcun bisogno di fermare a lungo l’impianto”. Una risposta che non ha di certo soddisfatto i sindacati, che hanno lamentato la presenza di alcuni manager Eni “senza alcuna competenza della cultura e del regime lavorativo” norvegese.

Ma anche la PSA non deve aver dormito sonni tranquilli e così, dopo che lo scorso 27 agosto si è verificato un black out al sistema elettrico di Goliat, l’Autorità – il 29 agosto – ha chiesto a Eni di interrompere le operazioni fino al 5 settembre, ordinandogli nel frattempo “di identificare e applicare misure necessarie, dopo l’incidente del 27 agosto 2016, per giungere a conformità rispetto alla legislazione sulla salute, la sicurezza e l’ambiente”. Un piano che Eni è chiamata a presentare in queste ore, con le scadenze vincolanti per la sua applicazione.

Ma se il Ministro del Lavoro convoca la PSA, evidentemente ci dev’essere dell’altro. L’impressione è che ci sia una latente sfiducia (tra i sindacati e i politici) verso Eni o, per essere esatti, verso gli standard applicati nella costruzione di piattaforme petrolifere che, si sostiene per risparmiare, invece che in Norvegia sono costruite altrove. Ad esempio in Corea del Sud, dove (a Ulsan) è stata costruita Goliat.

Per avere notizie più aggiornate occorre però rivolgersi ai giornali stranieri o perfino a quelli norvegesi:

Sul The independent Barents observer del febbraio 2017 in un articolo intitolato efficacemente Goliat oil: On-off-on-off-on-off si scrive (https://thebarentsobserver.com/en/industry-and-energy/2017/02/goliat-oil):

Since production at Goliat, the world’s northernmost offshore oil platform, officially started in March last year, oil pumping has been on-off-on-off several times.

Head of Communication with ENI Norge, Andreas Wulff, says to Teknisk Ukeblad the reason is a failure in a valve. Wulff estimates production to be online again within some few days. In August last year, the Goliat platform lost all power and personnel was brought to land.

Quindi l’incidente di agosto è stato così grave da dover riportare tutto il personale a terra, cosa non menzionata da La Stampa.

After the shut-down in Christmas, Norway’s Petroleum watchdog wrote a notice of order expressing concern about the Italian oil company. «Eni has revealed a limited ability to implement existing plans,» the Petroleum Safety Authority stated.

Questa l’opinione dei norvegesi sulle capacità dell’ENI; non sappiamo se gli americani ne siano a conoscenza.

Dovremmo però noi italiani farci portavoce della situazione verso la nostra opinione pubblica; la ricerca e l’estrazione del petrolio diventano sempre più costose, ha senso spendere tanti soldi per cercare tutto sommato limitate quantità di nuovi idrocarburi in zone del pianeta così difficili da esplorare e così delicate dal punto di vista ambientale invece di investire sulle nuove energie rinnovabili? Noi non abbiamo una filiera italiana del FV, non abbiamo una filiera italiana dell’accumulo elettrochimico, l’ENI non è coinvolta seriamente in nessuno dei tentativi di costruirle come le piccole startup che si occupano di celle al litio (come la Lithops S.r.l. di Torino), di riciclo delle terre rare, di produzione di silicio per FV (ex MEMC di Merano); in compenso ammantandosi di immeritata verginità ambientale per l’uso del metano e per altre ragioni che potete trovare nella diffusa pubblicità, ENI si rifiuta di cambiare la sua politica che tanti guasti ha prodotto in Nigeria (https://ilblogdellasci.wordpress.com/2017/06/09/la-pubblicita-di-eni-il-metano-ci-da-una-mano-o-no/) e adesso nell’Artico.

ENI è prima a reclamare nuove trivellazioni nell’Artico, ma ultima sulla strada di una nuova e necessaria politica energetica. La nuova SEN in discussione adesso dovrebbe sancirlo.( https://ilblogdellasci.wordpress.com/2017/06/12/alcune-considerazioni-sulla-strategia-energetica-nazionale-2017/)

Rinaldo Cervellati

Henry A. Bent, “il professore che ha provato come la chimica può essere divertente” [1], nella sua lunga carriera di docente e ricercatore ha pubblicato più di 60 articoli a carattere prevalentemente didattico sul Journal of Chemical Education, dal 1960 al 2007. Gli argomenti sono fra i più disparati: dall’analisi dei concetti e alla loro proponibilità nell’insegnamento scolastico, dalla convinzione che la chimica è un linguaggio alle sue proposte di esperimenti dimostrativi per studenti e un pubblico più vasto, alle recensioni di libri di testo. Illustrare in poco spazio questa incredibile mole (è il caso di usare questo termine) di lavoro è praticamente una “mission impossible”. Ci proverò scegliendo due contributi, il primo riguardante le fiamme, il secondo sul concetto di orbitale.

Bent e le fiamme

Bent e le fiamme

Nel primo dei due, intitolato Flames: A Demonstration Lecture for Young Students and General Audiences[1], l’autore si propone di mostrare come con materiali di uso comune (zucchero, acqua, bicarbonato, aceto, candela, più una striscia di magnesio) si può capire di cosa si occupa la chimica e anche iniziare a comprenderne il linguaggio [2].

Bent dice:

Bent e le fiamme

Lasciatemi però spiegare dapprima la differenza fra fisica e chimica.

La fisica è la scienza delle proprietà generali della materia – la gravitazione universale, per esempio. Lascio cadere questo fiammifero. Questa è fisica. La distanza di caduta s è proporzionale al quadrato del tempo di caduta t. La distanza e il tempo sono concetti familiari. Ora sfrego il fiammifero. Una fiamma! Calore e luce. È illuminante! Questa è chimica. La chimica, vorrei dire, è più spettacolare della fisica. La chimica è la scienza delle proprietà particolari della materia, l’infiammabilità per esempio. C’è molto di completamente nuovo nelle trasformazioni chimiche della materia. [2, p. 151]

Bent invita quindi il pubblico a guardare la fiamma di una candela[2].

L’incandescenza della candela proviene dalla presenza nelle parti luminose della fiamma di particelle calde e solide. Possiamo raccoglierle con una spatola. A temperatura ambiente sono nere. Le chiamiamo fuliggine. È carbonio quasi puro, uno degli elementi chimici. Sopra la parte incandescente della fiamma, la fuliggine calda viene ossidata dall’ossigeno dell’aria formando un gas invisibile, il biossido di carbonio. I chimici scrivono:

C(s) + O2(g) → CO2(g) p

Possiamo dimostrare la presenza di biossido di carbonio nei prodotti finali della combustione della candela raccogliendoli in un pallone rovesciato. Poi aggiungiamo una soluzione di idrossido di calcio, comunemente chiamata calce, e scuotiamo. L’acqua di calce diventa presto color bianco latteo. Il precipitato bianco è carbonato di calcio, CaCO3. Il carbonato di calcio è il componente principale del calcare. Il calcare costituisce la maggior parte di molte delle nostre montagne.

La cera di candela è costituita da sostanze che sono principalmente composti del carbonio e dell’idrogeno. Il calore della fiamma della candela fonde la cera. Ulteriore calore vaporizza la cera dalla sporgenza. Infine, il calore trasforma le molecole del vapore di cera in carbonio e piccole molecole contenenti carbonio e idrogeno. Tali intermedi sono infine ossidati dall’ossigeno dell’aria sovrastante in anidride carbonica e acqua. [2, p. 152]

Bent continua a usare la candela in questo modo: un pezzo di cera viene posto in un becher che viene riscaldato con una fiamma esterna:

La cera fonde rapidamente in un liquido incolore. Il liquido comincia a fumare. Nelle pareti superiori fredde del becher parte del vapore si condensa in piccole particelle di cera liquida e solida. Continuando il riscaldamento, il vapore della cera, il fumo e l’aria formano una miscela combustibile, sviluppando una fiamma nel becher, che allontana momentaneamente il fumo. Ora abbiamo una fiamma continua: una fiamma di candela senza candela. Ma, a differenza della fiamma di candela, questa fiamma non è autosufficiente. Rimuovendo il calore ausiliario, la fiamma si spegne. [2, p. 152]

La dimostrazione prosegue:

Guardiamo ora cosa succede se spruzziamo un poco di acqua liquida con uno spruzzatore sulla cera nel becher. Il fuoco non si spegne ma si disperde in tanti fuocherelli appena l’acqua ha toccato il grasso. Le gocce d’acqua si sono messe a bollire trasformandosi in vapore spruzzando intorno goccioline di grasso infiammabili ravvivando il fuoco. Si tratta di “iniezione di carburante per generazione di vapore”. Un processo largamente sfruttato nell’industria. Non è certo il modo per allontanare l’ossigeno molecolare dal grasso caldo. Un panno umido sopra il becher avrebbe funzionato meglio.[2, p. 152].

A questo punto Bent spiega, con esempi pratici come l’aumento di contatto fra due o più corpi favorisce il verificarsi di trasformazioni chimiche:

Gran parte della moderna civiltà-scientifica, industriale, e tecnologica, deriva dal riconoscimento chimico che le molecole per reagire devono prima collidere, urtarsi.

Si passa quindi alle fiamme degli idrocarburi della serie del metano ma Bent inizia spiegando che le singole molecole della cera di candela contengono circa 18 atomi di carbonio, legati fra loro in catene a zig-zag.

Le molecole del polietilene dello spruzzatore contengono migliaia di atomi di carbonio, ciascuno legato ad atomi di idrogeno. È anche combustibile, vedete… Andando a pesi molecolari inferiori, otteniamo liquidi come il kerosene. Il cherosene, come la candela, non è molto volatile. Ha un valore relativamente alto di punto di infiammabilità. Possiamo costruire un fiammifero con il kerosene, ma non provate con la benzina! …

L’idrocarburo più semplice è CH4, chiamato metano o gas naturale. È il gas per cui è stato costruito il bruciatore Bunsen nel quale entra un flusso del gas. Premesso che dalla base del bruciatore si può regolare la quantità d’aria che si mescola col gas, se si lascia che tutta l’aria entri, il metano brucia con una fiamma molto calda e relativamente poco luminosa, come quella che abbiamo visto con l’accendino a propano (a destra in figura). Bloccando l’ingresso dell’aria, il metano brucia con fiamma meno calda e luminosa, simile a quella della candela. Evidentemente, in queste condizioni si forma una certa quantità di fuliggine (a sinistra in figura) [2, p.152-153].

Fiamme bunsen

Bent mostra ora le fiamme prodotte dalla combustione di acetilene, alcol isopropilico e zucchero, facendo notare che tutte le sostanze usate contengono carbonio e idrogeno e le fiamme sono causate dalla reazione chimica con l’ossigeno dell’aria.

La combustione dello zucchero ha portato a una massa nera di carbonio in fondo alla provetta e a goccioline di acqua di condensa nella parte superiore. Introduce il termine carboidrati.

A questo punto proverà a bruciare separatamente carbonio e idrogeno.

Il semplice riscaldamento della provetta contenente il carbonio mostra che la sua ossidazione è molto lenta. Dobbiamo fornire più ossigeno al carbonio. Facciamo scorrere l’ossigeno nella provetta attraverso un tubo di vetro collegato a una bombola di ossigeno. È spettacolare! È la reazione di C + O2, solo con ossigeno puro, piuttosto che in miscela con aria. Il carbonio sta ora bruciando con un colore rosso fuoco. La provetta si è deformata ma non si è rotta. Alla fine è pulitissima, tutto il carbonio ha reagito. [2, p. 153]

Lampadine Edison a filamenti di carbonio

L’idrogeno si ottiene facilmente, basta avere un opportuno metallo e una soluzione acquosa di un acido forte, per esempio zinco e acido cloridrico. Mescoliamoli:

Si ottiene una massa frizzante, il metallo si scioglie e si sviluppano bollicine di un gas incolore e inodore, il gas più leggero conosciuto, l’idrogeno. Possiamo raccoglierne un poco in un bicchiere capovolto. Nel frattempo, riempiamo un piccolo palloncino con idrogeno proveniente da una bombola, e poi avviciniamo un fiammifero. Boom! Piccola esplosione e luce. Chiaramente anche l’idrogeno ha un’alta affinità per l’ossigeno! I chimici scrivono

H2(g) + 1/2O2(g) ® H2O(g)

La luminosità che abbiamo notato è probabilmente dovuta in gran parte alla polvere che impregna i palloncini per impedire di attaccarsi a se stessi o ad altri. La polvere riscaldata dall’esplosione della miscela idrogeno-ossigeno diventa luminosa. L’idrogeno puro brucia in ossigeno con una fiamma quasi incolore, come si vede se accendiamo la miscela idrogeno-aria nel becher dove avevamo raccolto un po’ di idrogeno. E che cosa si è depositato nelle pareti più fredde del becher? Sembra una rugiada fine. È acqua liquida. Come indicato dalla nostra ultima equazione, l’acqua è l’unico prodotto della combustione dell’idrogeno nell’ossigeno.[2, p. 153].

Bent passa poi a mostrare la reazione fra un pezzettino di potassio metallico e acqua tracciata con poche gocce di fenolftaleina. Fa avvenire la reazione sia in un becher sia in una capsula Petri posta su una lavagna luminosa:

In entrambi i casi si nota una reazione violenta, il pezzetto di potassio si incendia girando vorticosamente sulla superficie dell’acqua che si colora in viola, segno che è diventata basica. I chimici scrivono:

2K(s) + H2O(l) ® H2(g) + 2KOH(aq)

Infine il potassio sparisce del tutto.

Il potassio brucia in acqua

Nella capsula Petri il calore della lavagna luminosa fa rapidamente evaporare l’acqua lasciando un residuo bianco di idrossido di potassio.[2, p. 154].

Scaldiamo un sottile nastro di magnesio, esso brucia in aria rapidissimamente e con una straordinaria brillantezza formando una polvere bianca chiamata ossido di magnesio. I chimici scrivono:

2Mg(s) + O2(g) ® 2MgO(s)

Questo fenomeno è stato ampiamente sfruttato nei flash delle macchine fotografiche.

Lampo di magnesio

Dagli effetti provocati dalla combustione del magnesio si potrebbe pensare che esso abbia un’affinità per l’ossigeno maggiore rispetto al carbonio e all’idrogeno.[2, p. 154].

Per verificare l’ipotesi, Bent fa un ulteriore esperimento.

Mettiamo un po’ acqua a bollire in un becher. Il vapore eliminerà tutta l’aria quindi ora sarà pieno di molecole di H2O. Un fiammifero acceso immerso in questo vapore si spegne immediatamente. Guardiamo cosa fa il magnesio. Sorpresa! Il magnesio brucia ancora più vigorosamente nel vapore acqueo che nell’aria! In aria solo un quinto delle molecole contiene ossigeno. Nel vapore tutte le molecole contengono ossigeno. I chimici scrivono:

Mg(s) + H2O(g) ® H2(g) + MgO(s)

L’ossido di magnesio non è molto solubile in acqua. Però con l’aggiunta di qualche goccia di fenolftaleina diventa rosa. Questo è caratteristico delle soluzioni di ossidi metallici, essi formano idrossidi che neutralizzano gli acidi. Una sospensione di idrossido di magnesio in acqua si chiama latte di magnesia e viene usato per combattere l’acidità di stomaco. [2, p. 154]

Per controllare se il magnesio è in grado di sottrarre ossigeno al carbonio serve una sorgente di biossido di carbonio. Si può facilmente ottenere facendo reagire il carbonato di calcio con acido cloridrico oppure, più semplicemente bicarbonato di sodio con aceto.

L’aceto è una soluzione di acido acetico, mettiamone un poco in un becher e aggiungiamo il bicarbonato, l’anidride carbonica che si forma è più densa dell’aria e tende a concentrarsi nel fondo del becher. Un fiammifero acceso immerso in CO2 si spegne subito. E il magnesio? Il magnesio brucia nel biossido di carbonio. Si forma lo stesso ossido bianco insieme a chiazze nere. Come la fuliggine queste sono formate da carbonio. I chimici scrivono:

2Mg(s) + CO2(g) ® 2MgO(s) + C(s)

Ecco il motivo per cui non si possono spegnere gli incendi da magnesio con acqua o anidride carbonica. Se ne sono accorti i britannici durante la battaglia delle Isole Falkland. Alcune navi britanniche avevano sovrastrutture in leghe leggere contenenti magnesio e altri metalli che hanno affinità per l’ossigeno. Quando una delle navi è stata colpita da un missile, le sovrastrutture si sono incendiate bruciando sul ponte producendo più danni del missile stesso. [2, p. 154]

Il secondo contributo, del 1984, è intitolato Should Orbitals be X-Rated in Beginning Chemistry Courses? [3]

Bent affida inizialmente la risposta a Linus Pauling, definendolo, a ragione, “the father of the mathematical theory of orbitals for molecules”:

Non vedo alcun motivo per menzionare gli orbitali molecolari in un corso iniziale in chimica, scrive Linus Pauling in un recente numero di The Science Teacher [4]. Gli orbitali molecolari hanno un valore speciale nella discussione degli stati eccitati delle molecole, continua il padre della teoria matematica degli orbitali molecolari, ma sono piuttosto fuori luogo in un testo elementare di chimica.

Scrive Bent:

È vero tuttavia che l’apprendimento passivo e la ripetizione delle proprietà geometriche degli orbitali ibridi danno agli studenti la sicurezza di partecipare ad un’attività sofisticata con regole definite e facilmente memorizzabili. Dà agli insegnanti la sicurezza di fare domande con risposte definite e facilmente classificabili. Inoltre, permette a studenti e insegnanti di non insistere per avere un insegnamento pratico in laboratorio evitando le difficoltà di preparare da un lato e valutare dall’altro esercitazioni di laboratorio. Sicuramente, taglia i costi della scuola. Ma a quale prezzo? A costo di non sapere come funziona la scienza. E continua:

È stato detto che l’educazione è ciò che si ricorda dopo che tutto ciò che si è imparato è stato dimenticato. Quindi, come sono educati i nostri studenti di chimica? Che cosa ricordano dopo che tutto quello che gli è stato detto sugli orbitali è stato dimenticato? Che la chimica è un mistero, da memorizzare? Il problema non è lì. Gli orbitali sono il paradigma attuale. Il problema è come ci si arriva. Il gioco degli orbitali, per parafrasare Pauli, non è nemmeno sbagliato. È un gioco, tutto lì. Ma non è il gioco della scienza. La regola suprema, la regola generale, la regola del gioco, è assente.[4, p. 421].

Questa regola o Regola della Restrizione e stata enunciata da Lavoisier[3]:

Nel cominciare lo studio [o la presentazione] di una scienza fisica, ha scritto Lavoisier, non dobbiamo formulare [o anticipare] nessuna idea, ma quali sono le conseguenze e gli effetti immediati di un esperimento o una osservazione [5].

La regola di restrizione di Lavoisier è il regno sovrano della scienza. È la regola del buon senso di non saltare a conclusioni prima di conoscere i fatti. È stato solo attenendosi a questa regola che sono state formulate la teoria della termodinamica, della relatività di Einstein, della meccanica quantistica di Heisenberg, dell’operativismo di Bridgman.

Ma, prosegue Bent, la regola di Lavoisier è una regola difficile da giocare. La scienza (e l’insegnamento scientifico) non sono affatto facili.

Purtroppo la popolarità della volgarizzazione degli orbitali nel corso di chimica nei licei dipende anche dai contenuti del syllabus e dei test previsti dagli Advanced Placement Exams il cui superamento è richiesto da molti College e Università. Scrive Bent:

Il gioco di raccontare e ripetere piace tanto a insegnanti e studenti perché permette di ottenere voti alti agli esami. Il punteggio di quattro o cinque negli esami AP può essere dovuto all’esposizione delle regole per la formazione di orbitali, purtroppo nella mente di molti studenti questo può essere il loro uso principale. Insiste Bent:

L’adesione rigorosa alla Regola di Lavoisier richiede che i fatti siano esposti in modo induttivo, per catturare le idee, non di formulare ipotesi in modo meramente deduttivo.

Per esempio, c’è un solo isomero con formula molecolare CH2C12, da questo fatto i chimici hanno supposto che l’atomo di carbonio ha una struttura tetraedrica. Questa supposizione, basata sui fatti, ha dato luogo alla branca della stereochimica.

Solo molto più tardi fu riportato da Pauling e Slater, che la più semplice descrizione delle valenze tetraedricamente dirette dell’atomo di carbonio in termini di armoniche sferiche centrate su esso potevano essere interpretate da orbitali ibridi sp3. L’ibridazione è conseguente ai fatti, non i fatti dall’ibridazione.[4, p. 422]

Dopo altri esempi, Bent conclude:

È un fatto che gli studenti arrivano al college con una scarsa conoscenza della chimica descrittiva. Con riluttanza, il Comitato per la Formazione Professionale (CPT) dell’American Chemical Society ha raccomandato una maggior flessibilità nei programmi dei corsi di chimica di base valorizzando gli argomenti di chimica descrittiva, istituendo eventualmente corsi avanzati per approfondimenti.

Se la raccomandazione fosse accolta, dice Bent, ci sarebbero meno ripetizioni. Infatti, tutto il discorso sui moderni “orbitali molecolari” (e anche sulla termodinamica formale), viene generalmente ripetuto all’università. [4, 422]

Non mi sembra che la raccomandazione del CPT e le considerazioni di Bent siano state recepite, voi che ne dite?

Bibliografia

[1]”Pitt professor proved chemistry can be fun”, nel titolo del necrologio sulla scomparsa di Bent pubblicato dalla Pittsburg Post-Gazette l’11 gennaio 2015 a firma Jill Harkins.

http://www.post-gazette.com/news/obituaries/2015/01/11/Pitt-professor-proved-that-science-can-be-fun/stories/201501080119

[2] H.A. Bent, Flames: A Demonstration Lecture for Young Students and General Audiences, J. Chem. Educ., 1986, 63, 151-155

[3] H.A. Bent, Should Orbitals be X-Rated in Beginning Chemistry Courses?, J. Chem. Educ., 1984, 61, 421-423

[4] L. Pauling, Throwing the Book at Elementary Chemistry, The Science Teacher, 1983, 50, 25-29

[5] A.L. Lavoisier, Traité Elémentaire de Chimie, Couchet, Paris, 1789, pp.vi e viii, scaricabile da

http://www.labirintoermetico.com/01Alchimia/Lavoisier_A_L_de_Traite_elementaire_de_chimie(1789).pdf

[1] L’articolo è basato su una conferenza dimostrativa tenuta alla Gonzaga University Spokane, Washington, 7 marzo 1985.

[2] L’osservazione e la descrizione della fiamma di candela è un fenomeno molto utilizzato nelle dimostrazioni. Per molti anni Faraday ha tenuto una serie di Christmas Lectures per un pubblico giovane su “La storia chimica di una candela” [2, p.151].

[3] In realtà Lavoisier non ha mai chiamato Regola il suo pensiero espresso nella citazione [5] che invece, più argomentato, si trova precisamente dove l’ha trovato Bent nella traduzione inglese del famoso Traité Elémentaire de Chimie (Elements of Chemistry, Dover, 1965).

Luigi Campanella, ex Presidente SCI

La sempre maggiore diffusione nell´acquisto di lenti a contatto (lc) in sostituzione degli occhiali, ha fatto si che l´industria del settore impiegasse maggiore attenzione alla ricerca di nuovi polimeri con particolari caratteristiche chimico fisiche, tali da risultare più funzionali ed efficaci per la visione e per la prevenzione di possibili danni all´occhio procurati dall´uso delle lc.

L´ossigeno è essenziale per la sopravvivenza e il buon funzionamento delle cellule aerobiche come quelle che costituiscono l´occhio. Il consumo corneale di O2 può essere stimato in 3 microlitri/ora/cm2. Dal film lacrimale l´ossigeno passa all´interno delle cellule corneali attraverso tre differenti meccanismi:

-sciolto nella fase acquosa che attraversa le membrane cellulari;

-per trasporto attivo;

-a causa del gradiente di pressione.

L´entrata di ossigeno fa sì che le normali reazioni metaboliche possano assicurare alle cellule la fonte energetica necessaria al trasporto attivo degli ioni; questa operazione è d´importanza fondamentale per la trasparenza corneale verso l´esterno. Una carenza d´ossigeno fa rallentare l´attività metabolica, e quindi diminuisce la riserva d´energia disponibile per il funzionamento della pompa ionica e la quantità di H2O che può venire trasportata; di conseguenza la cornea va rapidamente incontro ad accumulo di acqua ed al pericolo di edema. Visto il ruolo ricoperto dall´ossigeno nella dinamica delle cellule corneali diventa subito evidente l´importanza della presenza in quantità sufficiente di questo elemento.

Ne consegue che fra le caratteristiche di una buona lente a contatto c´è il grado di permeabilità della stessa all´ossigeno che è importante per l´integrità delle cellule aerobiche come quelle che costituiscono l´occhio; quindi più la permeabilità è elevata e migliore è la lente. In questo tipo di valutazione, però, si trascura di verificare se, all’aumentare della permeabilità all’ossigeno, non aumenti anche quella a sostanze potenzialmente dannose.

La chimica ed in particolare la sensoristica è venuta incontro anche alla soluzione di questo problema.E’stato messo a punto un metodo per misurare la permeabilità di varie tipologie di lc sia all´ossigeno e sia ad alcuni comuni inquinanti presenti nell´aria (benzene, anidride solforosa). Il metodo per determinare le permeabilità consiste nell’utilizzare il materiale costituente le lc come membrana di un elettrodo di Clark.

Sensore di Clark: elettrodi di Pt (A) e Ag/AgCl (B) soluzione di KCl (C) membrana (D) anello di gomma (E) potenziostato (F) galvanometro (G)

E’ questo un sensore dell’ossigeno che, passando attraverso la membrana posta alla sua base, produce una corrente riducendosi al catodo di Pt, mentre all’anodo di Ag /AgCl si ossida l’Ag. La corrente diviene quindi l’indicatore della permeabilità all’ossigeno del materiale studiato. Introducendo poi fra membrana permeabile ed elettrodo una seconda membrana che immobilizza cellule di lievito aerobiche queste attraverso la loro attività respiratoria inibita o meno individuano possibili permeabilità a sostanze nocive testate. Sostanzialmente ripetendo l’esperienza in presenza ed in assenza della specie di cui si vuole essere certi non ci sia passaggio dall’esterno verso l’interno dell’occhio a causa della permeabilità ad essa del materiale testato si rileva se ci sia differenza nella corrente misurata: ove non ci sia permeabilità alla sostanza testata, come si auspica i lieviti consumano l’ossigeno che passa e la corrente si abbassa;in presenza di un tossico che permea insieme all’ossigeno la capacità respiratoria si riduce e l’intensità della corrente aumenta.

Claudio Della Volpe

Forse vi scandalizzerò, ma il mio primo approccio con la termodinamica è stato di delusione. Delusione per non tener fede al suo nome: termodinamica; dinamica del calore; ma dove è la dinamica in una situazione in cui l’oggetto dello studio sono gli equilibri, anzi l’equilibrio, una situazione fisica del tutto ipotetica e che si realizza solo parzialmente in particolari condizioni. E la dinamica che fine ha fatto? Questo mi sono chiesto per un po’.

E badate non sono il solo ad essersi posto questo problema apparentemente metafisico; me ne sono reso conto mentre studiavo per l’esame di Chimica Fisica. Nella Napoli del 1971, studente del terzo anno, avevo come insegnante il mitico Vincenzo Vitagliano (con cui ho poi collaborato per qualche anno da ricercatore); Vincenzo è un ricercatore in gamba, ma consentitemi di confessare che come insegnante era difficile da seguire. Io preferivo leggere i libri da solo e spulciando spulciando mi ero guardato il testo consigliato da lui “Lewis e Randall”(Lewis and Randall, Thermodynamics, nella revisione di Pitzer e Brewer ed. Wiley 1970), un testo ormai datato, ampio, classico, discorsivo che spesso sui punti chiave mi sembrava nicchiasse. Bello ampio, pieno di informazioni, ma dispersivo, e a volte anche vago, non mi era piaciuto. C’erano molti esercizi, questo si, ma mi sembrava fosse sfuggente in certe cose; so che non tutti saranno d’accordo.

Ho già trattato il tema dell’insegnamento della termodinamica. In particolare in un precedente gruppo di post (cercate nel blog “quanto è chimico il potenziale chimico” *) ho affrontato il tema di come presentare il potenziale chimico. Il potenziale chimico insieme con l’entropia si presenta come il concetto più astratto e difficile da presentare a tutti i livelli.

L’entropia è un classico dell’astrazione e della difficoltà formale; allo studente universitario che ha da poco superato l’apprendimento del calcolo differenziale ed integrale si apre uno scenario ancora più complesso con l’introduzione dei differenziali incompleti o non esatti, le famigerate (ma come vedremo non troppo) grandezze di processo, calore e lavoro; nella maggior parte dei casi questo concetto rimarrà un punto oscuro.

Ma è necessario un così astratto trattamento dell’entropia?

Ci sono varie soluzioni al problema:

1) l’approccio di Callen; è un approccio ancora molto formale, ma nel quale almeno la parte matematica viene chiarita e formalmente strutturata; le proprietà matematiche delle funzioni vengono introdotte usando essenzialmente il calcolo differenziale tradizionale; alcuni aspetti, come l’importanza della proprietà di omogeneità del primo ordine** (in pratica il modo matematico di introdurre le grandezze estensive (omogenee del primo ordine) e di differenziarle da quelle intensive (omogenee di ordine zero)) che non sono assolutamente presenti nel trattamento storico vengono introdotti e ben fondati, così come la relazione formale fra le varie funzioni (le funzioni tradizionali, entalpia, energia libera, etc. introdotte come trasformate di Legendre dell’energia o dell’entropia, dunque sostituendo ad una o più variabili estensive alcune variabili intensive, come hamiltoniano e laplaciano in meccanica). Il libro è molto ben scritto, anche se denso e compatto, analizza le questioni della stabilità dei sistemi e nella sua seconda edizione si estende alle proprietà di simmetria, al teorema di Noether perfino, ma anche per esempio ad argomenti tabù in certi settori di ricerca come il criterio endoreversibile per le macchine termiche, un approccio che tenta di superare ancora una volta l’astrattezza del teorema di Carnot sull’efficienza usando una geniale idea: la irreversibilità nei processi termomeccanici è essenzialmente concentrata nei salti termici, non nel dispositivo meccanico che, specie quando usato alla massima potenza, può essere assimilato ad un dispositivo ideale. In questo modo ed applicando un semplice criterio di linearità nello scambio di calore fra sorgente e macchina termica, i valori effettivi di efficienza delle macchine termiche diventano calcolabili senza modellazioni sofisticate e complesse. In fisica tecnica la cosa non ha avuto successo, ma non me ne meraviglio, gli ingegneri sono (in genere) sostanzialmente conservatori, più attenti alle applicazioni che ai principi. Herbert Callen, Termodinamica, pubblicato negli anni 60 è diventato con lenta sicurezza un classico.

Il libro aveva un sottotitolo: “an introduction to the physical theories of equilibrium thermostatics and irreversible thermodynamics”.

Questa cosa mi predispose bene; era un libro scritto da uno che si era posto il mio stesso problema!

(un breve riassunto del Callen lo trovate in J. Non-Newtonian Fluid Mech. 96 (2001) 5–17 Equilibrium thermodynamics — Callen’s postulational approach Robert J.J. Jongschaap, Hans Christian Öttinger)

2) l’approccio di Prigogine; qua si va verso lo scandalo; Prigogine introduce il tempo fin dall’inizio, non ci sono grandezze di stato e di processo, i differenziali sono tutti esatti; il calore o il lavoro corrispondono semplicemente all’energia termica o meccanica trasferita nell’unità di tempo; e dunque la legge del trasferimento termico o la potenza meccanica vengono usate per esprimere queste grandezze; la differenza fra reversibilità ed irreversibilità è chiarita secondo me in modo trasparente; il libro originale di Prigogine e Kondepudi (MODERN THERMODYNAMICS From Heat Engines to Dissipative Structures, Wiley 1988)e anche la seconda edizione (INTRODUCTION TO MODERN THERMODYNAMICS, Kondepudi, 2008 ed Wiley) scritta dal solo Kondepudi (che è l’autore fra l’altro di un bel lavoro sulla rottura di simmetria nei sistemi chimici, con l’esempio di come la semplice agitazione in un sistema sovrasaturo di clorato di sodio può catalizzare la formazione di cristalli di un solo tipo chirale, Kondepudi, D. K., Kaufman, R. J. & Singh, N. (1990). “Chiral Symmetry Breaking in Sodium Chlorate Crystallization”. Science 250: 975-976), tuttavia presentano un elevato numero di errori di stampa che ne indeboliscono e rendono difficoltoso l’uso (i segni sbagliati possono essere micidiali) ; ma se corretti (e spero lo siano stati nelle ristampe successive) comunque questi libri sono molto utili nel superare la assurda dicotomia fra processi di equilibrio e di non equilibrio.

3)La terza soluzione è la più recente e per me anche la più stimolante; si tratta della scuola tedesca, Hermann e Fuchs in particolare; teniamo presente che i tedeschi hanno conservato una tradizione incredibile nella quale la didattica della fisica è non solo studiata come disciplina a parte, ma è basata su centri di eccellenza e gruppi di ricerca che ne fanno una disciplina viva; i fisici hanno questa tradizione in tutto il mondo, ma in certi paesi più che in altri; noi chimici dovremmo imparare da loro e non considerare chi studia la didattica uno studioso di serie b: al contrario insegnare bene le cose necessita non solo di averle ben capite ma anche di riuscire a comprendere come insegnarle: scienza e pedagogia. Nel caso della termodinamica stiamo parlando di libri come quello recente di Hans U. Fuchs. The dynamics of heat (sottotitolo: A unified approach to thermodynamics and heat transfer) ed. Springer, 2010.

Qua si parte dall’idea di dare una visione unificata della meccanica, dell’elettricità e della termodinamica basata sulle “grandezze che fluiscono”, la quantità di moto, la carica, il calore; si dimostra che da questo punto di vista le varie discipline fisiche usano il medesimo approccio concettuale e arrivano perfino a scrivere le stesse relazioni matematiche.

La scuola tedesca in questo caso arriva ad una conclusione importante: la entropia di oggi non è altro che il calorico di due secoli fa.

Mentre il libro di Fuchs è massiccio, quasi 700 pagine, vi consiglio, se volete entrare in questo punto di vista un articoletto tutto sommato datato (G. Falk, Entropy, a resurrection of caloric, Eur. J. Phys (1985)108-115).

L’idea che il vecchio calorico fosse in realtà una concezione sbagliata del calore ma una molto precisa dell’entropia non è nuova.

Nel 1911 H.L. Callendar (padre del Guy Callendar che per primo rese quantitativa l’dea del ruolo serra del diossido di carbonio antropogenico e di altri gas) nella cerimonia con cui accettava la prestigiosa carica di presidente della società inglese di Fisica (Proc. Phys. Soc London, 23, 153-189) arrivò essenzialmente alla medesima conclusione, che Carnot cioè avesse sviluppato in realtà sulla base del calorico una visione moderna ed aggiornata, solo che stava chiamando calorico l’entropia. Analogamente K. Schreber, che tradusse in tedesco nel 1926 il lavoro di Clapeyron del 1834 con cui illustrava per la prima volta i risultati del defunto Carnot (Clapeyron E. 1834, J. de l’Ecole polytechnique 14) scriveva (Ostwalds Klassiker 216, 41) che gli sarebbe sembrato meglio usare il termine entropia invece che calorico nella presentazione del lavoro di Carnot e che questo avrebbe ridotto le differenze fra le idee di Carnot e quelle moderne nell’analisi dei processi termici.

Occorre sostituire il calore non con un differenziale inesatto, ma con il corrispondente flusso entropico.

Carnot non aveva l’idea dell’energia; non a caso il suo libro più famoso si chiama: Riflessioni sulla potenza motrice del fuoco, il termine energia non compare nelle sue riflessioni. Fu solo dopo il 1840 che la scoperta di Mayers e Joule della conservazione dell’energia cambiò le cose. Il calorico non si conservava se non a metà, poteva essere prodotto ma non poteva essere distrutto, solo scambiato. Lavorando in condizioni adiabatiche si può dimostrare che esso viene prodotto, ma non può essere distrutto. Gli esperimenti a riguardo sono suggestivi e quella linea di ricerca è stata poi completamente cambiata dall’uso del concetto di energia. Chi ricorda più oggi il tentativo di Davy (On Heat, Light and Combinations of Light,” 1799) di dimostrare che strisciando due pezzi di ghiaccio fra di loro a zero gradi si ottiene fusione del ghiaccio? Chi ricorda più la lampada pneumatica? Ossia la accensione di un pezzo di stoffa ottenuto in un cilindro trasparente di vetro tramite la compressione dell’aria contenuta con un pistone scorrevole? Si tenga infine presente che il calorico era a sua volta diviso in due tipologie: libero, legato alla temperatura e legato, connesso ad altre transizioni.

La questione fondamentale può esser posta così: nell’approccio di Carnot il calorico è una forma di energia?

Noi oggi diciamo che la variazione di energia interna di un corpo è data dalla somma di calore più lavoro; e dunque anche se lo consideriamo una grandezza di processo diamo al calore le stesse unità di misura dell’energia.

Ma ragioniamo con un approccio da calorico, consideriamo questo fluido immaginario, ma non più della carica elettrica o della quantità di moto.

Paragoniamo tre processi: accelerare una pietra, caricarla elettricamente e riscaldarla; nel primo cediamo quantità di moto alla pietra ed essa viene accelerata; nel secondo ancora più chiaramente se carichiamo elettricamente la pietra, la sua energia aumenta ma noi le abbiamo introdotto della carica elettrica che ovviamente non è energia.

Se cediamo calorico alla pietra essa si riscalda; in tutti i casi la sua energia aumenta, ma nel primo abbiamo ceduto momento e nel secondo carica, nel terzo calorico e come il momento o la carica elettrica non sono energia così non lo è il calorico.

Un altro modo di comprendere la cosa è paragonare il flusso di massa in un salto di potenziale e quello di calorico nel produrre energia; nel primo caso l’energia è proporzionale al potenziale gravitazionale gh secondo la massa, W= m(gh1-gh2); nel caso del calorico il fluido o la grandezza estensiva è il calorico stesso e il potenziale la differenza di temperatura: W=q*(T1-T2); ma questa equazione equivale a considerare che le dimensioni del calorico q* siano q/T, ossia un’entropia (si veda anche Eur. J. Phys. 30 (2009) 713–728 -Carnot to Clausius: caloric to entropy, Ronald Newburgh).

Il fluido che Carnot avrebbe immaginato di cedere alla pietra è nient’altro che l’odierna entropia.

Insomma una unica intuizione, una unica descrizione concettuale per proprietà meccaniche, termiche od elettriche aiuta a meglio comprendere il comportamento dei sistemi e chiarisce che il vecchio calorico non era un modello sbagliato di calore ma un modello, sia pur primitivo, e certamente originale ed avanzato per i suoi tempi, di entropia.

Qualcuno oggi tenta di riutilizzare a scopo didattico questo modello concettuale. Pensiamoci.

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* https://ilblogdellasci.wordpress.com/2013/10/10/quanto-e-chimico-il-potenziale-chimico-1-parte/

https://ilblogdellasci.wordpress.com/2013/10/17/quanto-e-chimico-il-potenziale-chimico-2-parte/

https://ilblogdellasci.wordpress.com/2013/10/25/quanto-e-chimico-il-potenziale-chimico-3-parte/

https://ilblogdellasci.wordpress.com/2014/04/28/quanto-e-chimico-il-potenziale-chimico-iv/

https://ilblogdellasci.wordpress.com/2014/06/17/quanto-e-chimico-il-potenziale-chimico-v/

**omogeneità del primo ordine equivale a dire che se in una funzione U(S,V,N) moltiplico per una costante a ciascuna variabile indipendente allora tutta la funzione U viene moltiplicata per la medesima variabile, a1; aU= U(aS,aV,aN), U è estensiva; il primo ordine è l’esponente della a; ordine zero vuol dire che se faccio lo stesso per una funzione poniamo T(S,V,N), allora la funzione rimane moltiplicata per a0 e dunque non cambia valore, T è intensiva. T=T(aS,aV,aN).

Mauro Icardi

L’idea del titolo mi è venuta facendo una riflessione sulla vicenda della diffusione ambientale dei PFAS.

Il problema della diffusione nell’ambiente e della concentrazione nell’organismo umano, e particolarmente nel sangue dei composti perfluoroalchilici è attualmente uno dei problemi ambientali più gravi. Grave perché ,sia in Italia e particolarmente in Veneto, ma anche in vaste zone degli Stati Uniti questo tipo di composti , massicciamente e capillarmente diffusi nell’ambiente hanno contaminato le falde acquifere da cui si prelevano acque destinate all’uso idropotabile.

Nella zona di Vicenza si è ipotizzato che la responsabilità sia da attribuire ad una azienda che utilizza questo tipo di composti organici, e che non ha gestito correttamente il ciclo di depurazione dei propri reflui.

Per quanto riguarda gli Stati Uniti, ed in particolare nella zona di Portsmouth nel New Hampshire la concentrazione di questi composti nell’acqua potabile sembra sia invece dovuta alle esercitazioni antincendio che venivano effettuate in una base dell’aeronautica militare degli Stati Uniti. Nell’area di questa base venivano dati alle fiamme vecchi aerei per esercitazione. Gli addetti della base provvedevano a spegnere gli incendi così provocati con estintori nei quali questo tipo di composti erano presenti. Le schiume percolavano nel terreno, e da qui hanno raggiunto le falde acquifere. Nessuno si è mai preoccupato delle conseguenze di questo tipo di attività, francamente piuttosto discutibile e gestita con una incredibile superficialità.

Se si può pensare che non fossero ancora note le caratteristiche di tossicità di questi composti, e anche vero che negli Stati Uniti venne pubblicato fin dal 1962 un bestseller dell’ambientalismo : “Primavera silenziosa” di Rachel Carson. In questo libro si parlava dell’uso indiscriminato di DDT e pesticidi.Ma in ogni caso si metteva già in luce il meccanismo di accumulo di composti tossici principalmente nelle zone adipose del corpo umano, e anche nel latte materno. Questo avrebbe dovuto essere uno spunto per l’adozione di un principio di precauzione. La capacità dell’essere umano di ragionare in prospettiva e di andare oltre ai presunti benefici immediati, e di pensare a limitare il proprio impatto sull’ambiente, sembra essere un insormontabile limite ancestrale. Quasi che molte nostre azioni siano legate al cervello arcaico, quello che ci impedisce ogni attività pensata, pianificata e guidata dalla razionalità.

Tornando ai PFAS si stanno cominciando a prendere le contromisure del caso, si stanno cercando di identificare dei limiti adeguati. Gli studi sono condotti dall’EPA (Enviromental Protection Agency) e dall’OMS. Si sa che nel caso di questi composti l’accumulo avviene principalmente a livello del sangue. Così come si è riusciti a capire che i composti a lunga catena di carbonio (in generale da otto atomi di carbonio e oltre) sono quelli che tramite il meccanismo di riassorbimento nei tubuli renali transitano nei reni e sono eliminati solo parzialmente attraverso l’eliminazione urinaria.

I composti a catena di carbonio più corta invece riescono ad essere espulsi dal corpo umano nel giro di pochi giorni. Per questa ragione i principali produttori di PFAS negli Staiti Uniti, Europa e Giappone hanno aderito ad un accordo volontario per eliminare i composti a lunga catena di carbonio quali l’acido perfluoroottanoico (PFOA) e il perfluoroottanosulfonato (PFOS). Ma le aziende che non hanno aderito a questo accordo volontario continuano a produrre, importare o usare questo tipo di composti a lunga catena di carbonio. Circa 500 tonnellate/anno sono ancora prodotte dalle industrie cinesi.

I dati sulla tossicità di questi composti sono ancora oggetto di studio, ma l’accordo ha permesso di conseguire qualche risultato che da qualche speranza. Se all’inizio dei controlli sistematici la concentrazione di PFAS nel sangue dei cittadini americani era pari a circa 5 ng/lt, nel 2012 questa concentrazione è risultata all’incirca dimezzata. Composti di questo tipo, usati per realizzare tessuti impermeabili all’acqua, in particolare per uso sportivo, nella schiuma per estintori, e nei rivestimenti d i cartoni per alimenti sono come si può intuire inquinanti persistenti ed ubiqui. Oltre all’ingestione di acqua contaminata vengono molto spesso assorbiti attraverso il consumo di pesce contaminato.

La produzione di composti a catena corta che non subiscono accumulo persistente nell’organismo è una vittoria solo parziale. Perché sposta il problema a livello ambientale. Nel corso degli anni sono stati prodotti ed immessi sul mercato almeno 3000 tipologie di molecole di questo tipo. Molecole costruite sulla base del legame carbonio-fluoro, dalla grande stabilità strutturale ma praticamente impossibili a degradarsi per via naturale dalle comunità di microrganismi. L’unica possibilità attuale è la diluizione e la dispersione, che come si può ben intuire è la peggiore delle soluzioni.

A questo punto la sfida che l’industria chimica dovrebbe affrontare è quella di un nuovo modo di costruire le molecole. Pensando a renderle meno stabili, meno indistruttibili alla fine del ciclo di vita. Questa è a mio parere forse la sfida più grande che la chimica industriale deve affrontare. Ma che non può più essere rimandata per molto tempo ancora. Affrontare questo impegno avrebbe il duplice effetto di diminuire una tendenza alla cronicizzazione di effetti tossici ancora non provati, ma che potrebbero essere responsabili di gravi patologie, quali tumori, problemi ormonali e diabete. La seconda quella di cambiare l’immagine della chimica, che sconta comunque sempre in maniera non corretta una specie di peccato originale. La chimica industriale negli anni ha raccolto ed esaudito le istanze che venivano anche dai consumatori. Le belle catene di molecole che sembravano i mattoncini delle costruzioni devono essere smontate e ricomposte in altro modo. Qualcosa di simile a quanto avvenuto con la linearizzazione delle molecole dei tensioattivi. Ora che ci siamo resi conto che i rischi sono superiori, o non proporzionali ai benefici, anche i semplici cittadini possono e devono orientare le scelte delle aziende. Con le loro scelte personali. In fin dei conti nel passato ci si riparava dalle piogge con la tela cerata.

Gli ultimi attori di questo cambiamento devono essere gli esponenti della classe politica. Ritrovando l’essenza del concetto di polis, di arte del governo devono destinare fondi alla ricerca. Perché non ci sono solo i PFAS che si concentrano nell’ambiente. Anzi potrebbero essere solo la punta dell’iceberg.