slideshow 16 slideshow 1 slideshow 2 slideshow 3 slideshow 4 slideshow 5 slideshow 6 slideshow 7 slideshow 8 slideshow 0 slideshow 9 slideshow 10 slideshow 11 slideshow 12 slideshow 13 slideshow 14 slideshow 15

BLOG: LA CHIMICA E LA SOCIETA'

Syndicate content La Chimica e la Società
Nell’Antropocene, l’epoca geologica attuale fortemente caratterizzata dalle attività dell’uomo, la Chimica ha il compito di custodire il pianeta e aiutare a ridurre le diseguaglianze mediante l’uso delle energie rinnovabili e dell’economia circolare.
Updated: 2 weeks 3 days ago

La rivoluzione culturale: tutti fratelli

13 June, 2022 - 16:37

Vincenzo Balzani

(pubblicato su Bo7 di Avvenire)

Il mondo è malato a causa del cattivo rapporto fra la società umana e il pianeta che la ospita e ancor più a causa delle discordie all’interno della società umana. Stiamo scivolando sempre di più verso l’insostenibilità ecologica e sociale. Lo dicono sia gli scienziati che i filosofi e lo riafferma papa Francesco nella Laudato sì: Le previsioni catastrofiche ormai non si possono più guardare con disprezzo e ironia. Lo stile di vita attuale, essendo insostenibile, può sfociare solo in catastrofi. Ecco allora che, come scrive il papa “E’ necessaria una coraggiosa rivoluzione culturale”.

Da parecchi anni nella società umana domina il mito della crescita continua e permanente. Un mito assurdo che porta a considerare il nostro pianeta soltanto come un fornitore di risorse, senza limiti. Il pianeta, in realtà, è un sistema con risorse limitate, costituite da elementi chimici e loro composti, alcuni relativamente abbondanti, altri scarsi. Per di più, le risorse sono distribuite sul pianeta in modo disomogeneo, per cui è in atto una forte competizione sia fra le persone che fra le nazioni per impadronirsene. Le indagini dell’agenzia internazionale Oxfam attestano che la forbice della disuguaglianza tra i ricchi e i poveri, sia a livello delle persone che delle nazioni, continua ad allargarsi senza freno. Ne deriva che, come ha scritto papa Francesco nella già citata Laudato sì, «Non ci sono due crisi separate, una ambientale e un’altra sociale, bensì una sola e complessa crisi socio-ambientale che va affrontata con una visione unitaria dei problemi ecologici ed economici”.

Nella più recente enciclica Fratelli, tutti papa Francesco spiega che la rivoluzione culturale necessaria per giungere alla sostenibilità ecologica e sociale non può compiersi mediante qualche parziale modifica del rapporto uomo-pianeta o delle relazioni fra le nazioni. Si tratta, invece, di cambiare radicalmente la base su cui poggiano le nostre culture: bisogna accettare e valutare positivamente le diversità, ammettere i propri limiti e riconoscere che siamo tutti figli di Dio, fratelli che nascono, vivono e muoiono nella stessa casa comune, il pianeta Terra. In altre parole, la necessaria rivoluzione culturale richiede che gli uomini e anche le nazioni passino dalla situazione di abitanti nello stesso pianeta, spesso in competizione commerciale o addirittura in guerra fra loro, a quella di fratelli che si amano e si stimano.

Solo così si potrà giungere alla sostenibilità ecologica perché il pianeta verrà custodito e non degradato e le sue risorse verranno condivise nella sobrietà. Si potranno, o meglio si dovranno, anche mettere in atto una saggia politica per ridurre le disuguaglianze mediante lo sviluppo dei servizi comuni (scuola, sanità, trasporti, ecc.) e un’economia basata su tasse e sussidi mirati ad aiutare i più deboli, perché ogni persona vale e non va dimenticata. La consapevolezza che in un mondo globalizzato nessuno è autosufficiente ci permetterà di intraprendere collaborazioni proficue fra le nazioni e di dare forza alla pace.

Nutraceutica

10 June, 2022 - 14:29

Luigi Campanella, già Presidente SCI

La data della nascita ufficiale della nutraceutica è incerta, ma a me piace collocarla negli anni 70 dello scorso secolo quando l’ennesimo controllo sulla qualità delle acque dei fiumi europei (Tamigi Senna, Po, Danubio….) ha dimostrato che in 30 anni i residui di farmaci nelle acque fluviali erano aumentati di quasi 2 ordini di grandezza, sfiorando le condizioni di tossicità. Come conseguenza apparvero le prime raccomandazioni dall’Europa all’uso dei farmaci, non al loro abuso.

Sono gli anni in cui sono partiti i primi progetti, ad es. Repharmwater, dedicati alla rimozione preliminare dei farmaci dalle acque superficiali, tenuto conto anche che i depuratori non erano attrezzati per rimuovere questi inquinanti di nuova generazione. Parallelamente l’analisi statistica dei farmaci consumati dimostrava che in molti casi di trattava di medicinali a base di prodotti naturali, che potevano essere ritrovati in molti alimenti: con una dieta intelligente si poteva così ridurre il consumo di farmaci a favore di nutrienti funzionali.

Da quel momento le guide e le direttive nutraceutiche si sono succedute, con alcuni punti fermi.

 i colori degli alimenti e le loro proprietà ... blog.bimbonaturale.org

Il primo di questi è il cosiddetto arcobaleno degli alimenti: il rosso per proteggere il cuore con la vitamina C, il bianco contro i tumori con la fibra, il viola a favore del sistema cardiovascolare per i pigmenti relativi, il giallo arancione contro lo stress ossidativo, eccesso di radicali liberi non smaltiti, per i carotenoidi antiossidanti presenti, il verde per proteggere il fegato per l’acido folico e la fibra contenuti.

A proposito del bianco mi piace ricordare una esperienza personale. In Cina per una serie di conferenze sono stato gratificato da molti segnali di amicizia e riconoscenza e da un piccolo segreto, la cura dell’Aglio della antica cultura cinese.

L'aglio cinese diventa "dop"anche per l'Unione Europea | Quotidiano.net ...L’80% dell’aglio viene prodotto in Cina

Si tratta di un alimento, ricondotto nell’arcobaleno alimentare al bianco, utilizzato in passato come antibiotico naturale ed impiegato insieme alla cipolla per regolarizzare la pressione e prevenire la formazione di trombi. Incuriosito dalla ricetta fornitami dai colleghi cinesi ho voluto verificare se essa, basata sulla estrazione dalle teste di aglio dei composti preziosi contenuti, potesse essere applicata utilizzando gli innumerevoli prodotti commerciali offerti dal mercato, che soprattutto durante i miei viaggi all’estero mi era capitato di scoprire con numeri continuamente crescenti.

Il risultato di quella ricerca è stato, in parte, sorprendente, in parte atteso: l’aglio deve essere consumato fresco e non trattato, pena la perdita di alcune preziose componenti e proprietà.

Ma oltre ai colori la chimica degli alimenti ci ha insegnato molte altre cose che rendono più efficace e “nutraceutica” l’alimentazione;

-evitare il consumo nello stesso pasto di proteine animali e vegetali che producono insieme un agglomerato difficile da digerire;

-combinare nello stesso pasto fonti di carboidrati, proteine, grassi e fibra;

-combinare carne con alimenti contenenti vitamina C che facilità l’assorbimento del ferro contenuto nella carne.

-Altri abbinamenti giustificati da considerazioni chimiche sono tuorlo di uovo e latticini: il primo contiene vitamina D che facilita l’adsorbmento del calcio contenuto nel secondo;

I legumi forma incompleta di carboidrati e di proteine necessitano di opportune integrazioni

Per chiudere una curiosa osservazione: pizza e birra è una combinazione storica e di gran successo, ma potenzialmente di non facile digestione a causa della presenza di lieviti in tutte e due le sue componenti.

Negazioni insensate e sciocche

8 June, 2022 - 06:59

Mauro Icardi

La Giunta Regionale della Lombardia sulla base del monitoraggio condotto in queste settimane sta per dichiarare lo stato di crisi idrica regionale. Saranno applicate misure finalizzate al contenimento dei prelievi e al risparmio idrico.

In California meridionale Il Metropolitan Water District, che fornisce acqua a circa 19 milioni di persone, ha dichiarato due mesi fa un’emergenza per la carenza d’acqua e ha votato all’unanimità per ridurne l’uso, limitando l’irrigazione all’aperto o con altri mezzi. “Il Metropolitan non ha mai applicato questo tipo di restrizioni, ma stiamo affrontando riduzioni senza precedenti delle nostre forniture e dobbiamo rispondere con misure senza precedenti”, ha affermato Adel Hagekhalil, direttore generale del distretto. “Ci stiamo adattando ai cambiamenti climatici in tempo reale”, ha aggiunto.

Ho voluto mettere in evidenza queste due notizie, perché mi sembrano esemplificative di un problema di cui non vedo purtroppo la soluzione.

Non mi riferisco alle soluzioni tecnologiche; negli anni di collaborazione a questo blog ne ho scritto. Potrei forse suggerirne di nuove, ma in realtà mi sto ponendo altri interrogativi. Anche questi purtroppo non nuovi.

La mia formazione e crescita personale sono state fortemente influenzate non solo dal percorso di formazione scolastica (qui è doveroso un ringraziamento ai docenti che ho avuto), ma anche da una parallela educazione al rispetto delle risorse e alla loro gestione attenta e parsimoniosa, impartitami da mia nonna materna. Ne ho già scritto in un altro articolo; passavo l’estate in una cascina del Monferrato, e avevo l’incarico di attingere acqua dal pozzo con una carrucola. Per diversi anni prima che mio padre e mio zio provvedessero all’installazione di una pompa sommersa, ho capito perfettamente il valore dell’acqua e la necessità di non sprecarne nemmeno una goccia. Nonna mi diceva come provvedere ad innaffiare l’orto. L’acqua piovana era recuperata. Io sono nato nel 1962 e già a due anni ho iniziato a passare le estati in quella cascina. Quindi dal 1964 al 1980 (anno nel quale venne installata l’acqua corrente) ho imparato come si può vivere senza le comodità necessarie e come si possa essere resilienti. La cosa non mi è mai pesata, anzi l’ho vissuta come una necessaria e benedetta iniziazione personale.

In questa foto si può vedere, oltre al sottoscritto, parte del cortile, il mastello per il bucato, si intravede a sinistra l’abbeveratoio per le galline. Il pozzo era situato dietro la scala dove vi era il porticato, chiuso con una porta dotata di un grosso chiavistello. Qualcosa ho imparato, ma spesso penso che avrei dovuto imparare molto di più.

Mi domando se gli abitanti delle metropoli lombarde, o meglio ancora quelli di Los Angeles, San Bernardino e Ventura possano pensare, o stiano pensando di doversi e potersi adattare a vivere qualcosa di simile.

Credo che la stessa parola razionamento possa riuscire ostica, quasi irricevibile. L‘atteggiamento con cui pensiamo all’acqua a volte può essere distorto. Pensiamo all’acqua potabile più per le necessità igieniche, piuttosto che per dissetarci. Secondo i dati Istat, in Italia si consumano in media 215 litri di acqua per abitante al giorno, con forti differenze sul territorio: dal valore minimo di 118 litri per abitante al giorno nella provincia di Enna a quello massimo di 446 nella provincia di Aosta. La maggior parte (39%) è utilizzata per doccia e bagno, generando spesso uno spreco di acqua: solo per lavarsi i denti, se non si chiude il rubinetto, si possono sprecare fino a 30 litri d’acqua al giorno. Da considerare anche il fenomeno della dispersione dell’acqua immessa, ovvero della quantità che si perde a causa del cattivo funzionamento delle reti idriche: la media nazionale è del 40%. Come reagirà un cittadino degli Stati Uniti che secondo l’UNICEF-OMS-Water Report del 2019 consuma quantità enormi di acqua (425 litri al giorno, mentre un abitante del Madagascar si deve accontentare di 10 litri)?

Quando esco di casa, mi sembra di vivere una situazione surreale che coinvolge la popolazione in maniera trasversale. Una negazione ostinata di questi problemi. Non cito più le riposte banali o decisamente singolari che ricevo quando tento di parlare di questi temi. Purtroppo molti scenari che non ritenevamo possibili si stanno verificando.

Cito solo come esempio la risalita del cuneo salino nel delta del Po, che negli ultimi anni ha fatto risalire l’acqua salata di mare di circa 30 km, a causa della diminuita portata del maggiore fiume italiano.

Non mi sembra di vedere una reale e diffusa percezione del problema. Nelle poche trasmissioni radiofoniche o televisive che trattano di questi temi, colgo troppo spesso la sensazione che il problema non sia ben compreso. Solo sulla stampa locale si possono leggere i vari allarmi lanciati dai consorzi di irrigazione e bonifica, praticamente in tutta Italia: difficoltà di irrigazione, scarsità di fertilizzanti e mancato innevamento invernale. Dovrebbero essere gli argomenti più dibattuti.

L‘attuale situazione geopolitica ha forse fatto risuonare un campanello d’allarme. Non sarà facile cambiare le abitudini. Ma credo sia necessario farlo senza nessuna esitazione.

Mi tornano in mente le parole pronunciate da Donella Meadows, co-autrice del “Rapporto sui limiti alla crescita”, che riporto a chiusura di questo articolo. Sono più che mai attuali, e dovrebbero essere meditate.

“Non mi considero in alcun modo migliore di ogni altro essere umano, ma ho vissuto per vent’anni con questi modelli globali e riesco a vedere, a capire istintivamente le conseguenze globali delle mie azioni personali. E conosco il tipo di mondo in cui voglio vivere. Non voglio vivere in un mondo che collassa, non voglio vivere in un mondo che diventa sempre più grigio, in cui non si riesca a mantenere un livello di vita decente. Voglio vivere in un mondo sostenibile, dove non ci siano povertà, fame e uso irrazionale delle risorse.”

Sono parole che dovrebbero essere lette in tutte le istituzioni scolastiche. E che meritano di essere conosciute da più persone possibili. Non c’è più tempo per negazioni insensate e sciocche.

La storia del verde brillante

6 June, 2022 - 07:05

Roberto Poeti

La intensa attività sperimentale di Carl Scheele(1742-1786)  ha abbracciato i campi della chimica organica e di quella inorganica, ottenendo risultati incredibili nella sua breve esistenza ( è morto all’età di quaranta anni), avendo a disposizione come laboratori i  retrobottega delle farmacie in cui ha lavorato. Vi sono scoperte di Scheele che hanno avuto un grande  impatto, come per esempio la scoperta dell’ossigeno sullo sviluppo della chimica, le sue ricerche sul fosforo nell’industria dei fiammiferi svedese, o le sue indagini sulla fotochimica dei sali di argento  sullo sviluppo della  fotografia ecc. Ma c’è un risultato sperimentale di Scheele, non tra i più importanti come rilevanza scientifica , che però  ha avuto più impatto sull’arte, la moda e in generale il costume.  Si tratta della invenzione del  colorante verde che ha preso poi il nome verde di Scheele.  Il legame tra i pigmenti e Scheele è stato  il risultato inaspettato  di ricerche che avevano un fine diverso. Già nel 1770, nel tentativo di ottenere soda direttamente dal sale comune, un campo che è sempre stato allettante per un chimico, Scheele aveva mescolato litargirio (una delle forme naturali dell’ossido di piombo II) in polvere con una soluzione acquosa di cloruro di sodio, e la soluzione di soda caustica formata era stata carbonatata con esposizione all’aria. Nel  procedimento veniva ottenuta una modesta quantità di soda , insieme a ossicloruro di piombo che si presentava di un bel colore giallo. Il pigmento ottenuto venne brevettato nel 1801 in Inghilterra, molti anni dopo la morte di Scheele, da James Turner, un produttore di sostanze chimiche, conosciuto poi come  Giallo di Turner.

Questo pigmento giallo ha lasciato tuttavia scarse tracce nell’arte di quel tempo , la sua sensibilità alla luce e ai fumi di zolfo ne ha limitato l’uso ed è stato sostituito dai pigmenti giallo cromo. Cinque anni  dopo la sintesi del pigmento giallo, Scheele, mentre era intento a sperimentare sui composti dell’arsenico, ottiene un pigmento verde, chiamato in seguito verde di Scheele. È una scoperta che non sembra  essere il frutto anch’essa di un piano preordinato. Ma la sua risonanza sembra questa volta maggiore rispetto al primo pigmento, tanto che l’Accademia Svedese  delle scienze lo invita a pubblicare negli atti della stessa accademia un resoconto della sua scoperta. Scheele lo farà solo dopo tre anni, vincendo la sua proverbiale refrattarietà a pubblicare le sue ricerche. Lo fa con una nota breve rivolgendosi all’accademia  con la  consueta cortesia e modestia.

Memoria di Scheele :

Di seguito è la traduzione integrale della sua memoria dalla lingua svedese. Le unità di misura per pesi e volumi che utilizza  erano quelle in uso nella  Svezia prima dell’introduzione del Sistema Internazionale. Sono state convertite nel S.I.

Traduzione:

Accademia reale svedese delle scienze   1778                          

 Preparazione  di un nuovo colore verde di Carl Wilhelm Scheele 

Che si riesca a malapena a concepire l’aiuto della Chimica nella preparazione dei colori per la pittura, e che con il suo aiuto si scoprano ancora nuovi colori, è una verità della quale nessuno dubita. Per assecondare la richiesta dell’Accademia delle Scienze, e cioè che il colore verde, che ho scoperto nei miei esperimenti con l’arsenico, così come il suo metodo di preparazione, dovessero diventare più familiare al pubblico; ho l’onore di essere dello stesso avviso , ancora di più , perchè  ho scoperto che  il colore non solo è utile, così per  un colore ad olio simile all’acqua, ma anche che ora, dopo tre anni, non è cambiato minimante.

Due skålpund [  1 skålpund = 0,425 kg]  di vitriolo di rame blu [ solfato di rame] vengono sciolte in un bollitore di rame sul fuoco, con 6 kannor di acqua pulita [1 kannor = 2.6 litri] ; quando il vitriolo si è sciolto , il bollitore viene tolto dal fuoco.

Quindi, in un altro bollitore di rame, si sciolgono 2 skålpund di cenere bianca secca e 22 lod [1 lod = 0.013301 kg] di arsenico bianco in polvere * in 2 kannor di acqua pura sul fuoco; quando tutto è disciolto, questa liscivia viene filtrata attraverso il lino in un altro recipiente. Un po’ alla volta questa liscivia arsenicale viene versata nel contenitore  della  soluzione del suddetto vetriolo di rame mescolando continuamente con un cucchiaio di legno. ** Quando tutto è stato aggiunto, la miscela  viene lasciata inalterata per alcune ore, mentre il colore verde si deposita  al fondo; quindi si versa via il liquido limpido [surnatante] e si versano ancora alcune brocche d’acqua calda, che vengono poi ben mescolate; quando la vernice si è depositata di nuovo, l’acqua limpida viene versata via; si prosegue altre due volte allo stesso modo, versando dell’acqua calda. Dopo che la vernice è ben lisciviata,*** tutto viene versato su un panno di lino teso e, quando l’acqua è sgocciolata, la vernice viene stesa in piccoli grumi su carta grigia e asciugata a fuoco leggero. Della quantità specificata si ottiene 1 skålpunde 13 lod [ totale 0.560 Kg ], di bel colore verde.

* È sempre più sicuro polverizzare da soli l’arsenico intero che acquistare lo stesso precedentemente in polvere, perché capita che il supporto sia mescolato con gesso grattugiato. Si può esserne convinti, se ne si mette un pizzico su un fuoco ardente: se poi fuma completamente spoglio, senza che nulla venga lasciato indietro, allora tale arsenico è puro.

** Vista la effervescenza che qui si produce , il bollitore in cui viene contenuta la miscela non dovrebbe essere troppo piccolo, ma dovrebbe poter ospitare 16  kannor [ circa 35 L]

*** Tutta l’acqua con cui è stata lisciviata la vernice contiene un po’ di arsenico; quindi dovrebbe essere portato  in un luogo tale , che dopo  il bestiame non può avervi accesso

Carl Wilhelm Scheele  – 1778

I rapporti ponderali presenti nella memoria:

La formula più rappresentativa possiamo assumere che sia:

Il composto insolubile arsenito acido di rame II non è il solo componete del verde di Scheele, la cui composizione tende a variare a seconda delle modalità della preparazione.

 Alcune puntualizzazioni

Il bellissimo verde smeraldo conquistò l’Europa dell’ottocento. Occorre però fare due precisazioni prima di parlare dell’impiego e delle conseguenze che derivarono dall’uso indiscriminato del pigmento. La prima è legata ad alcune affermazioni che troviamo in alcuni blog circa il ruolo di Scheele nel commercializzare il suo pigmento e trarne profitto. Niente è più lontano dalla verità. Scheele ha condotto una esistenza di scienziato schivo da onori, tutta dedica alla ricerca, rifiutando posizioni remunerative. Egli è morto molto prima che il suo pigmento venisse diffuso. La  seconda precisazione riguarda la tossicità del pigmento di cui egli è consapevole e avverte nelle nota ** che le acque di lavaggio devono essere scaricate in luoghi non accessibili agli animali !

L’esplosione del verde

Nell’ottocento abbiamo una rivalutazione del colore verde. Fu Goethe, per primo, nella sua “Teoria dei colori”, a considerare la tinta verde “rasserenante” e a raccomandarne l’impiego nei locali destinati al riposo e al convivio. La sua diffusione venne favorita migliorando le caratteristiche del verde di Scheele agli inizi  dell’ottocento.  Venne prodotto il verde di Vienna o verde Parigi ( due dei tanti nomi che prenderà il verde di Scheele modificato) che era acetato arsenito di rame(II), Cu(C2H3O2)2·3Cu(AsO2)2, di tonalità simile al pigmento di Scheele, ma più resistente alla luce.  Il nuovo pigmento fu immediatamente commercializzato e adottato praticamente in tutti i rami dell’industria. Il pigmento verde brillò nei vestiti alla moda delle donne, gilet, scarpe, guanti e pantaloni, nelle candele, come vernice nei giocattoli per bambini e perfino nell’industria dolciaria con le bellissime foglie di zucchero verde appoggiate sulle torte glassate e nella carta parati.  

Il verde di Scheele divenne così popolare che poteva essere trovato in tutta la Gran Bretagna e in gran parte del continente per tutto il diciannovesimo secolo. Era così popolare che si diceva che la Gran Bretagna vi fosse immersa. La tossicità dell’arsenico era volutamente ignorata, la raccomandazione di Scheele che accompagnava la preparazione del suo pigmento era stata inutile. Scheele aveva immaginato che il suo colore avrebbe abbellito la tavolozza dei pittori . Non immaginava certo l’uso esteso che ne avrebbe fatto l’Inghilterra vittoriana e a seguire l’Europa e l’America.

Il verde nella pittura

Nella  pittura  l’uso del pigmento verde venne impiegato nelle loro tavolozze da artisti esponenti del movimento romantico agli inizi dell’800 come Georg Friedrich Kersting (1785 –1847) fino a esponenti dell’impressionismo come Monet e Renoir  e del post- impressionismo come Gauguin, Cezanne e Van Gogh.

Ma , come abbiamo visto, il suo uso andò ben oltre il campo della pittura.

Il verde nella carta da parati

 Il quadro precedente di Georg Kersting, Donna che ricama, fotografa efficacemente la moda del tempo: nelle case della borghesia   le pareti dei salotti  e dei  soggiorni erano colorate di verde Scheele. Soprattutto la carta da parati verde divenne molto popolare all’epoca e, quando il movimento romantico iniziò a prendere piede, divenne ancora più di moda addobbare il soggiorno o il salotto con scene di viti di fragole stilizzate e tulipani verdi dalla testa svolazzante. Il fiorente mercato della carta per pareti, dove dominava il verde, era la causa del contatto più diffuso con il pigmento, si stima che nel 1858 ci fossero cento milioni di miglia quadrate di carta da parati verde Scheele nella sola Gran Bretagna.

 I fiori di carta .

Ma , come abbiamo visto, il suo uso andò ben oltre il campo della pittura. Nel fiorente mercato di fiori finti di carta, il pigmento verde divenne quanto mai prezioso. Molti produttori facevano affidamento sul lavoro minorile per arricciare i petali, cucire i fiori e svolgere altri compiti che richiedevano piccole mani abili. Questi lavoratori di fiori si avvelenavano lentamente  a causa del loro contatto con il pigmento verde e per inalazione della polvere, spolverando le foglie artificiali con il verde per farle sembrare più realistiche. Si tratta di una delle più severe malattie professionali che si ricordi nell’800.


MAKING ARTIFICIAL FLOWERS, NEW YORK, 1912

Voci inascoltate

Già nel 1839, il chimico tedesco Leopold Gmelin aveva notato che le stanze umide tappezzate con il colore producevano un acido tossico. Nel 1891, il medico italiano Bartolomeo Gosio confermò che l’umidità delle pareti delle case e le muffe che nascevano nella pasta per carta da parati metabolizzavano l’arsenico per produrre un gas velenoso, poi identificato nel 1933 dal chimico Frederick Challenger che lo riconobbe come trimetilarsina.

La morte di Napoleone e l’arsenico nei suoi capelli

Nel 1961 una analisi condotta su un campione di capelli di Napoleone rinveniva una concentrazione di arsenico molto alta . Il risultato metteva in discussione la morte per cause naturali e si prospettava l’ipotesi dell’avvelenamento. È sorto così un animato dibattito sulle cause della morte di Napoleone. I  risultati di uno  studio interdisciplinare, pubblicato in  Advances in Anatomic Pathology  March 2011, dal titolo The Medical Mystery of Napoleon Bonaparte An Interdisciplinary Expose pone fine alla diatriba. Lo studio si avvale del punto di vista del gastroenterologo, del patologo , e soprattutto la determinazione dell’arsenico nei campioni di capelli di Napoleone e dei suoi familiari, tramite Analisi per attivazione neutronica, NAA. I risultati raggiunti escludono l’avvelenamento per arsenico dell’imperatore .

 Ma allora perché la concentrazione di arsenico nei capelli di Napoleone è in tutti i casi molto più alta rispetto ai valori comuni oggi ? L’imperatore ha condiviso i gusti e le tendenze del suo tempo:  amava il colore verde e i suoi  abiti, le tappezzerie e le pareti dei suoi salotti  sfoggiavano spesso questo colore. Ma questo colore era il verde Scheele a base di arsenico e Napoleone ne ebbe ampia esposizione. Infine, la maggior parte dei cosmetici e delle polveri per capelli a quel tempo contenevano arsenico e Napoleone fece un uso abbondante di polvere per capelli. Pertanto, il potenziale di contaminazione diretto e indiretto dei capelli dell’imperatore era molto alto.

La scarsa coscienza del pericolo

Per tutto il diciannovesimo secolo, ci sono state innumerevoli segnalazioni di malattie e decessi correlati all’uso del pigmento. Le persone deperivano frequentando stanze verdi o quando venivano accese  candele verdi. È difficile immaginare oggi come un uso di composti di arsenico così diffuso non abbia provocato una presa di coscienza del suo pericolo. Possiamo pensare che poiché i sintomi da avvelenamento con verde all’arsenico, che iniziavano con mal di testa, sonnolenza e problemi gastrointestinali, non erano acuti, ma restavano latenti per molto tempo e si manifestavano gradualmente, facevano perdere il nesso causa – effetto. I sintomi più visibili dell’avvelenamento acuto da arsenico – nausea, vomito, diarrea e dolore addominale – potevano essere facilmente confusi con altre malattie comuni dell’epoca (p. es., colera e polmonite).  La polvere del pigmento o il gas  che si sprigionavano dalla carta da parati dei salotti della buona borghesia non si evidenziavano poi concretamente. Nei giovani lavoranti, che venivano impiegati nella lavorazione  dei fiori finti, i sintomi erano più acuti, ma la medicina del lavoro doveva ancora nascere, così come la tutela sindacale.

L’inerzia dell’industria 

 Per ultimo, ma non meno importante, erano sorte tante attività che  impiegavano il pigmento verde e le  alternative non erano pronte. Un caso emblematico è il produttore di stoffe e carta da parati  William Morris (1834 –1896), artista e scrittore britannico che, tra i principali fondatori in Inghilterra del movimento delle Arts and Crafts, è considerato antesignano dei moderni designer ed ebbe una notevole influenza sull’architettura del suo tempo. Continuò a usare sia il verde di Scheele che il verde Parigi nella sua linea  estremamente  popolare di carta da parati, tappeti e tessuti. William Morris  era molto scettico riguardo alle affermazioni secondo cui l’arsenico poteva essere pericoloso.

 Intorno al 1870, Morris si piegò alle pressioni dell’opinione pubblica e iniziò a utilizzare verdi senza arsenico nei suoi laboratori.

Quando i governi europeo, britannico e americano hanno iniziato a regolamentare l’arsenico, la vivida carta da parati verde era già passata di moda.

L’arsenico per essere più belle

Ma c’è un altro motivo che ostacolava  l’associazione dell’arsenico a un pericolo. Insolitamente per un veleno, l’arsenico ha avuto molti altri usi comuni nel corso della storia, dopo la sua scoperta.

 L’arsenico era un trattamento comune per la pelle fino all’inizio del XIX secolo. Nel periodo vittoriano, l’arsenico veniva assunto come integratore per uso interno per migliorare la carnagione con il risultato di una pelle bluastra e traslucida. I medici vittoriani ed edoardiani lo prescrivevano per l’asma, il tifo, la malaria, il dolore mestruale, la sifilide, la nevralgia e come rimedio non specifico. Il manifesto seguente del 1896 pubblicizza cialde e saponi a base di arsenico per la bellezza della pelle !

L’ultimo atto di questa storia

È improbabile che molti dei prodotti verde Scheele o Parigi siano ancora in circolazione. Tuttavia, Victoria Finley scrive in The Brilliant History of Colour in Art, “Ancora nel 1950 l’ambasciatrice degli Stati Uniti in Italia, Clare Boothe Luce, si ammalò di avvelenamento da arsenico. La CIA sospettava dei sovietici e ha inviato una squadra a Roma per indagare. Alla fine hanno scoperto che il soffitto della sua camera da letto era decorato con pigmenti pieni di arsenico. Nella stanza sopra era stata installata una nuova lavatrice. Il suo sussulto aveva rilasciato polvere di arsenico, che lei respirava mentre dormiva”.

Clare Boothe Luce, ambassador to Italy, with husband Henry Luce (1954)

Riferimenti

Scheele C.W. Preparazione di un nuovo colore verde. Kongl. Vetenskaps  Academiens Handlingar 1778 Vol.XXXIX.

https://cameo.mfa.org/wiki/Turner%27s_yellow

The soda process, and proposed improvements. The Chemical News and Journal of Physical Science, Vol. XXVII 1873; 164

https://www.theparisreview.org/blog/2018/05/02/scheeles-green-the-color-of-fake-foliage-and-death/ Green Death | The Art History of Arsenic

Ball P. William Morris made poisonous wallpaper. Nature. 2003

Meharg A.A. Science in culture: The arsenic green. Nature. 2003

https://dirtysexyhistory.com/2017/05/04/a-field-guide-to-historical-poisons/

https://www.focus.it/cultura/curiosita/verde-arsenico-timore-mistero

Forshufvud S, Smith H, Wassen A. Arsenic content of

Napoleon I’s hair probably taken immediately after his death. Nature. 1961;192:103–105.

Lugli A, Clemenza M, e altri. The Medical Mystery of Napoleon Bonaparte.

An Interdisciplinary Expose. Adv Anat Pathol 2011;18:152–158

Colleghi inaspettati.

4 June, 2022 - 07:17

Mauro Icardi

Molto spesso su questo blog abbiamo scritto, e ci siamo decisamente rammaricati, di come la chimica sia, tra le discipline scientifiche quella che troppo spesso viene, in maniera molto superficiale, vista come la causa di molti se non di tutti i mali. Non è sempre facile superare le etichette ed i luoghi comuni, quando diventano patrimonio comune. Credo a questo proposito di saperne qualcosa. Come persona che predilige per i propri spostamenti la bicicletta e i mezzi pubblici spesso mi trovo a dover intavolare discussioni che rischiano di diventare a volte molto faticose.

Eppure la chimica, che ha avuto tra i suoi narratori migliori Primo Levi, è riuscita in qualche modo ad affascinare altri personaggi più o meno famosi a cui possiamo fare ricorso per cercare di combattere questa percezione negativa che si porta dietro, quasi come un fardello.

Sempre Levi quando doveva spiegare come si conciliasse il suo lavoro di chimico con quello di scrittore, si riferiva al linguaggio delle nozioni di chimica come un grande patrimonio di metafore e termini, che si potevano utilizzare anche in altri campi ed ambiti.

Ecco allora che il primo nome che mi viene in mente è quello di Johann Wolfgang von Goethe.

Nel suo quarto romanzo “Le affinità elettive”( 1809) Goethe utilizza gli argomenti dell’affinità chimica (da cui il titolo) come metafora delle relazioni interpersonali, narrando l’attrazione tra quattro personaggi che, non vogliono rinunciare ai loro legami reciproci, pur sentendosi attirati verso altre scelte dal punto di vista sentimentale. Significativo che Goethe utilizzi questo artificio narrativo ispirato dagli studi studi del chimico svedese Torber Olof Bergman che nel 1775 pubblicò “Una dissertazione sulle attrazioni elettive”

Un’altra persona che non è rimasta insensibile al fascino della chimica, anzi ha dichiarato di esserne sempre stato attratto è Jorge Mario Bergoglio ovvero Papa Francesco.

L’attuale Pontefice ha frequentato un istituto tecnico ad indirizzo chimico diplomandosi come perito, ha lavorato in Laboratorio ed ha insegnato chimica per qualche tempo. Nella recente intervista rilasciata nella trasmissione “Che tempo che fa” ha utilizzato per definire la sua passione per lo studio della chimica addirittura il termine seduzione. La chimica affascina quindi, e in qualche modo l’appartenenza del pontefice ad un ordine come quello dei gesuiti forse può aver rafforzato questa passione.

Anche l’ex cancelliera tedesca Angela Merkel che inizialmente consegui la laurea in fisica, successivamente lavorò all’istituto centrale per la chimica fisica dell’accademia delle scienze di Berlino, conseguendo poi il dottorato con una tesi di chimica quantistica.

 Chimica-fisica e chimica quantistica sono il presente ed il futuro della chimica, dal punto di vista teorico e da quello applicativo. Forse è questa la ragione che spinse l’ex politica tedesca ad intraprendere questo tipo di percorso formativo. Per altro in un paese che ha una grande tradizione (nel bene e nel male) nel campo. Basti pensare ai nomi di Fritz Haber e di Carl Bosh. Il primo ricordato per la sintesi dell’ammoniaca, il secondo per quella del metanolo.

  Un altro leader politico molto conosciuto ovvero Margaret Thatcher prima di diventare avvocato si laureò in chimica al Sommerville College dell’università di Oxford, e trovò lavoro come ricercatrice chimica presso la BX plastic. Successivamente si laureò in Giurisprudenza per intraprendere la carriera politica. Ma ebbe una significativa esperienza di lavoro nell’ambito della chimica industriale.

Bud Spencer invece si iscrisse al corso di laurea in chimica alla Sapienza di Roma dopo aver terminato gli studi al liceo, nel 1946. Le vicende legate al lavoro del padre lo costrinsero ad abbandonare gli studi.

Certo rimane una certa curiosità nell’immaginare un uomo con una corporatura imponente come la sua, muoversi agevolmente in un laboratorio chimico.

Rimanendo in ambito cinematografico, anche un famoso regista di origine italiana come Frank Capra, conseguì nel 1918 una laurea in ingegneria chimica presso il Throop Institute (futuro California Institute of Technology).

Sempre in ambito cinematografico un attore conosciuto per il ruolo di Ivan Drago nel film Rocky IV cioè Dolph Lundgren ha conseguito una laurea in chimica presso l’istituto reale di tecnologia di Stoccolma.

La Svezia e le sue istituzioni universitarie, non solo Stoccolma ma anche Uppsala hanno radicate e fiorenti tradizioni accademiche legate alla chimica. Ma anche per questo attore valgono le considerazioni già espresse per Bud Spencer!

 Questo è ovviamente un elenco non esaustivo. Anche altre due personalità dello spettacolo come l’attore Paolo Rossi, (diplomato perito chimico), il cantante Alex Baroni hanno affrontato lo studio della chimica.

Se si riesce a capirne la bellezza, se si è curiosi e attenti la chimica può dare davvero molto. Anche se questi personaggi sono diventati famosi svolgendo altre attività, il richiamo di questa disciplina li ha sicuramente incuriositi. E credo anche in qualche modo aiutati nello svolgere le loro nuove attività in maniera positiva.

Alimentazione per fotosintesi di un microprocessore

1 June, 2022 - 15:55

Rinaldo Cervellati

Un microprocessore è un componente fondamentale dei computer, in cui la logica e il controllo dell’elaborazione dei dati sono inclusi in un singolo circuito integrato o in un loro piccolo numero. Il microprocessore contiene i circuiti aritmetici, logici e di controllo necessari per eseguire le funzioni dell’unità di elaborazione centrale (CPU) di un computer. Il circuito integrato è in grado di interpretare ed eseguire istruzioni di programma ed eseguire operazioni aritmetiche. Il microprocessore è costituito da un circuito integrato digitale multiuso, che accetta dati binari come input, li elabora secondo le istruzioni contenute nella sua memoria e fornisce risultati (anche in forma binaria) come output. I microprocessori contengono sia la logica combinatoria che la logica digitale sequenziale e operano su numeri e simboli rappresentati nel sistema numerico binario.

Secondo una nuova ricerca, i microprocessori possono essere alimentati utilizzando microrganismi fotosintetici alla luce ambientale senza la necessità di una fonte di alimentazione esterna.

Il gruppo internazionale di ricercatori inglesi, italiani e norvegesi, coordinati da Christopher Howe dell’Università di Cambridge (UK), ha introdotto i cianobatteri Synechocystis sp. PCC6803, in una batteria alluminio-aria per creare un dispositivo biofotovoltaico. Il dispositivo ha dimensioni simili a una batteria AA, è realizzato con materiali durevoli e molto riciclabili e non richiede una fonte di luce dedicata per funzionare. È il primo sistema bioelettrochimico segnalato in grado di alimentare continuamente un microprocessore al di fuori delle condizioni controllate di laboratorio [1].

Figura 1. Il sistema testato su un davanzale a Cambridge (UK). Credit: Christopher Howe (UC)

Commenta Paolo Bombelli, angloitaliano, uno dei ricercatori dell’Università di Cambridge: “Abbiamo deciso che non volevamo far funzionare il sistema con una fonte di energia dedicata. Avevamo bisogno di dimostrare che possiamo operare in condizioni di luce ambientale e siamo stati in grado di farlo”.

Il gruppo ha testato la stabilità e la biocompatibilità del substrato di alluminio e ha dimostrato che il sistema può alimentare continuamente un processore Arm Cortex-M0+[2] per sei mesi in diverse condizioni ambientali, entro l’intervallo di temperatura 13,8–30,7°C. Il processore ha eseguito 1,23 ×1011 cicli di 45 minuti di calcolo seguiti da un periodo di standby di 15 minuti. Alimentato interamente dalla cella biofotovoltaica, il processore assorbe una corrente media di 1,4μA con una tensione di 0,72V. Il sistema ha smesso di funzionare solo quando è stato utilizzato un impacco di ghiaccio per abbassare la temperatura a 5°C.

Il gruppo ha lasciato intenzionalmente aperto il sistema biofotovoltaico. Una volta stabilito il sistema, le specie Halomonas e Pseudomonas erano cresciute insieme alla specie iniziale Synechocystis, un battèrio di acqua dolce. Spiega Bombelli: “Abbiamo deliberatamente mantenuto il sistema in condizioni non sterili. Consentendo ai contaminanti di entrare nel sistema, permettiamo l’evoluzione di un bioma. Siamo stati molto lieti di scoprire questo complesso e intricato mix di colture che lavorano insieme, che è uno degli elementi chiave del buon funzionamento del sistema. Queste colture miste danno un bioma stabile e duraturo, ma aiutano anche il processo di trasporto degli elettroni”.

I ricercatori ipotizzano che il sistema biofotovoltaico operi sia in modalità elettrochimica che bioelettrochimica. Nella modalità elettrochimica, i microrganismi forniscono un ambiente favorevole per l’ossidazione elettrochimica dell’alluminio, che emette elettroni. Nella modalità bioelettrochimica, gli elettroni vengono trasferiti direttamente dai batteri, ad esempio dalla membrana cellulare esterna, e trasportati all’alluminio (fig. 2).

Figura 2. Meccanismi proposti per il trasporto degli elettroni all’interno del mix idrossido di alluminio e matrice extracellulare. Credit: Paolo Bombelli (UC)

Marin Sawa, esperta di bioelettronica basata sulla fotosintesi (Università di Newcastle, UK), afferma: “Il dispositivo biofotovoltaico riportato mostra la natura imprevedibile della biologia ma anche il suo lato adattabile e resiliente. L’alimentazione continua senza reintegrare il bioanodo per un massimo di sei mesi è notevole. Sembra essere molto più robusto e adattabile di quanto immaginassi per generare bioelettricità”.

Le applicazioni del sistema potrebbero includere l’alimentazione di piccoli dispositivi elettronici. Esiste un potenziale significativo per l’utilizzo della tecnologia in località remote in cui l’elettricità di rete non è un’opzione e dove l’utilizzo di batterie che richiedono la sostituzione regolare è scomodo.

Kevin Redding, un esperto di conversione di energia fotosintetica dell’Arizona State University (USA), è colpito dalla stabilità del sistema: “Questo studio serve come prova incoraggiante del concetto che una cellula microbica può utilizzare la fotosintesi per la produzione di energia a lungo termine sufficiente per alimentare una CPU. Ciò potrebbe convincere l’industria a prendere questa tecnologia abbastanza seriamente da investire il tempo e le risorse necessarie per trasformarla in una tecnologia utile. L’abbinamento di tali dispositivi di alimentazione con piccole CPU potrebbe spronare i produttori di chip a sviluppare nuovi chip efficienti dal punto di vista energetico progettati per funzionare con le celle biofotovotaiche in futuro”.

Nota. Questo post è stato scritto il 12 maggio. La notizia è stata poi riportata dal quotidiano La Repubblica il 28 maggio nella pagina Green and Blue: https://www.repubblica.it/green-and-blue/2022/05/27/news/batteria_alghe_energia-351167578/?ref=RHVS-VS-I271182744-P3-S3-T1&__vfz=medium%3Dsharebar

Bibliografia

[1] P. Bombelli et al., Powering a microprocessor by photosynthesis., Energy Environ. Sci., 2022, DOI: 10.1039/d2ee00233g

[1] Tradotto e adattato da: Ellis Wilde, Photosynthesis used to power a microprocessor for over six months, Chemistry World, 12 May 2022

[2] ARM Cortex è una famiglia di microprocessori della società High Tech ARM Holdings. Anche ricercatori della Arm Ltd. di Cambridge hanno partecipato alla ricerca.

Pitagora e la farmacogenomica.

30 May, 2022 - 05:31

Claudio Della Volpe

Il “non mangiare le fave” era un comandamento astruso del catechismo pitagorico. Perché Pitagora era contrario alle fave, tanto che si racconta che si lasciò uccidere pur di non attraversarne un campo?

Potrebbe essere che soffrisse di favismo, una malattia genetica che comporta una anemia, ma che, superata la crisi emolitica, comporta nelle forme croniche, recidivanti una nutrita serie di sintomi spiacevolissimi (facile stancabilità, dispnea da sforzo, palpitazioni tachicardia, ronzii auricolari, vertigini, insonnia). Insomma una malattia seria di cui si può tranquillamente morire e che interessa solo nel nostro paese 400mila persone.

Solo nel 1950 il favismo fu attribuito alla deficienza di un importante enzima, la glucosio-6-fosfato deidrogenasi (G6PH), illustrato qui di seguito. L’enzima ha una serie di ruoli importantissimi nel nostro metabolismo cosicché la sua deficienza o la sua relativa efficienza può generare disturbi molto importanti.

Per approfondire il legame fra il favismo e la deficienza di G6PH potete leggere questo articolo di due ricercatori italiani.

I difetti genetici che hanno come conseguenza la mancanza o la scarsa efficienza di enzimi hanno un peso in tutte le reazioni biologiche, comprese quelle che metabolizzano i farmaci.

La farmacogenomica è lo studio del ruolo del genoma nella risposta ai farmaci. Il suo nome (farmaco + genomica) riflette la sua combinazione di farmacologia e genomica. La farmacogenomica analizza come il corredo genetico di un individuo influisce sulla sua risposta ai farmaci. Si occupa dell’influenza della variazione genetica acquisita ed ereditaria sulla risposta al farmaco nei pazienti correlando l’espressione genica o i polimorfismi a singolo nucleotide (ossia le modifiche dell’enzima conseguenti a singoli errori del DNA) con la farmacocinetica (assorbimento, distribuzione, metabolismo ed eliminazione del farmaco) e la farmacodinamica (effetti mediati attraverso i bersagli biologici di un farmaco).

Il termine farmacogenomica è spesso usato in modo intercambiabile con la farmacogenetica. Sebbene entrambi i termini si riferiscano alla risposta ai farmaci basata su influenze genetiche, la farmacogenetica si concentra sulle interazioni singolo farmaco-gene, mentre la farmacogenomica comprende un approccio di associazione più ampio a livello di genoma, incorporando genomica ed epigenetica (caratteri non legati direttamente al DNA ma alla sua espressione e mediati per esempio da modifiche ambientali sul DNA (metilazione) che impediscono la sua espressione tramite i meccanismi che coinvolgono gli istoni, le molecole che impacchettano e spacchettano il DNA) mentre si occupa degli effetti di più geni sulla risposta ai farmaci.

Il tipico approccio della medicina anche moderna è espressa dall’inglese “one-dose-fits-all” ossia le medicine e le loro posologie vanno bene a tutti uomini e donne e qualunque sia la loro capacità metabolica o la loro espressione genica, al massimo si considera il peso e dunque la loro “diluizione” corporea. Ma le cose sono più complicate.

E lo sono perché i geni incidono sull’efficacia dei farmaci che prendiamo, anche i più comuni.

Per esempio nell’8% della popolazione britannica è inefficace l’analgesico oppioide codeina per l’assenza dell’enzima che la metabolizza e la converte in morfina.

Finora gli scienziati hanno individuato circa centoventi coppie di farmaci e geni collegati al loro metabolismo. Secondo Henk-Jan Guchelaar, farmacologo dell’università di Leida, nei Paesi Bassi, in circa metà dei casi è possibile intervenire modificando la dose o sostituendo il farmaco per ottenere risultati migliori. Munir Pirmohamed, farmacologo e genetista dell’università di Liverpool, dice che i britannici con più di settant’anni hanno il 70 per cento di probabilità di assumere almeno un farmaco la cui sicurezza o efficacia è compromessa dai geni.

Tuttavia al momento non vi sono molti metodi diffusi per gestire l’incompatibilità tra farmaci e geni a parte un rischioso meccanismo di tentativo-errore, ossia provare e vedere cosa succede, una cosa che funziona bene in molti casi pratici ma è potenzialmente suscettibile di effetti devastanti.

Nel caso di malattie croniche e dunque di farmaci prescritti per il controllo della pressione o del colesterolo o del glucosio, mentre il medico sperimenta cercando il farmaco giusto possono verificarsi effetti della malattia come ictus, infarti o altri gravi danni agli organi.

Questo è importante non solo per il singolo paziente ma anche per la società nel suo complesso dati i costi enormi dell’assistenza per questi effetti indesiderati.

Rappresentazione della taurochenodeossicolato 6alfa-idrossilasi, o CYP3A4, uno degli enzimi maggiormente coinvolti nella degradazione dei farmaci

Tra le proteine in grado di interferire con il metabolismo dei farmaci vi sono sicuramente gli enzimi appartenenti alla famiglia del citocromo P450 (CYP), una famiglia che comprende 18 famiglie, 44 sottofamiglie e 57 geni, i quali rientrano nella stessa categoria a causa della similarità che accomuna le varie sequenze amminoacidiche. Questo enzima è presente in tutti i domini dei viventi (infatti sono note più di 7.700 distinte macromolecole di tipo CYP), appartiene alla sottoclasse enzimatica delle ossidasi a funzione mista (o monoossigenasi).

I citocromi P450 sono i maggiori attori coinvolti nella detossificazione dell’organismo, essendo in grado di agire su un gran numero di differenti substrati, sia esogeni (farmaci e tossine di origine esterna) sia endogeni (prodotti di scarto dell’organismo). Spesso prendono parte a complessi con funzione di catena di trasporto di elettroni, noti come sistemi contenenti P450.

Le reazioni catalizzate dalle isoforme del citocromo P450 sono svariate. La più comune è una classica reazione da monossigenasi: il trasferimento di un atomo di ossigeno dall’ossigeno molecolare a un substrato organico, con riduzione del secondo atomo di ossigeno ad acqua:

RH + O2 + 2H+ + 2e– → ROH + H2O

Le proteine enzimatiche appartenenti a questa categoria sono i principali responsabili della metabolizzazione farmacologica. Farmaci utilizzati per il trattamento di un’ampia varietà di condizioni patologiche, compresi depressione e altri sintomi psichiatrici, nausea, vomito, cinetosi e malattie cardiache, vengono degradati da queste proteine, e così anche componenti della famiglia degli oppiacei come la morfina e la codeina.

Debrisochina, un farmaco antipertensivo, usabile anche per stabilire la presenza di difetti genetici nel gene CYP2D6.

In particolare, il gene CYP2D6 è correlato al 25-30% dei farmaci assunti. Il gene CYP2D6 codifica per un polipeptide noto come debrisochina idrossilasi, in grado di inattivare tramite idrossilazione il ruolo anti-ipertensivo della debrisochina in soggetti sensibili. CYP2D6 mostra la più grande variabilità fenotipica tra i CYP. Infatti, esistono più di 70 alleli noti di CYP2D6 e a seconda del genotipo possono originarsi (un allele è ciascuna delle sequenze alternative di un gene o di altra sequenza di DNA):

  • metabolizzatori scarsi; deficit di debrisochina idrossilasi.
  • metabolizzatori intermedi; un allele nullo e un allele che codifica una versione difettosa della debrisochina idrossilasi.
  • metabolizzatori completi; un allele pienamente funzionante
  • metabolizzatori ultrarapidi; un numero di copie del gene superiore al normale, come risultato di eventi di duplicazione genica.

Il fenotipo CYP2D6 di un paziente è spesso determinato clinicamente tramite la somministrazione di debrisochina e la successiva analisi della concentrazione plasmatica del metabolita (4-idrossidebrisochina) (il fenotipo corrisponde alla espressione concreta del genotipo, ossia del gene, del DNA, in questo caso alla proteina coinvolta). Il profilo metabolico di un paziente è di importanza cruciale nel determinare il dosaggio appropriato. Infatti, un metabolizzatore scarso presenterà un rischio maggiore di effetti collaterali dannosi o di sovradosaggio, perché l’organismo eliminerà il farmaco in maniera inefficiente, mentre un metabolizzatore ultrarapido avrà probabilmente bisogno di una dose maggiore per ottenere un effetto benefico, a causa della sua aumentata capacità di modificarlo e rimuoverlo.

Un altro esempio di farmacogenomica applicata è evidente nella terapia farmacologica contro HIV, il virus dell’immunodeficienza umana. Un gruppo di ricercatori italiani (https://cattolicanews.it/news-dalle-sedi-giuliodori-dio-ci-chiede-di-non-rimanere-immobili/news-dalle-sedi-hiv-un-test-anti-reazioni-da-abacavir) ha messo a punto un test del DNA che rileva la predisposizione ad una reazione tossica all’uso dell’Abacavir, un importante farmaco antiretrovirale somministrato, insieme ad altri farmaci, durante il trattamento terapeutico contro HIV.

Solitamente l’Abacavir è ben tollerato dalla maggior parte dei pazienti; tuttavia esiste una piccola percentuale di soggetti (5-8%) che, nelle prime sei settimane di trattamento, risulta ipersensibile al farmaco. Essendo questa reazione di ipersensibilità molto pericolosa per la salute, coloro che tendono a svilupparla non potranno assolutamente essere trattati con questo tipo di farmaco. Ad oggi, infatti, la prescrizione dell’Abacavir è consentita solo a quei pazienti che, dopo il test, non risultino soggetti a rischio; da qui l’enorme vantaggio di avere a disposizione un esame che fornisca risposte in tempi brevi (il test in questione sfrutta la real time PCR) e che sia facilmente accessibile da tutti i pazienti. Lo stesso principio è applicato nel trattamento terapeutico contro il cancro; qui i test di farmacogenomica vengono impiegati per identificare quali pazienti risulteranno ipersensibili oppure non risponderanno affatto a farmaci antitumorali comunemente usati nella pratica clinica.

Purtroppo queste ricerche sono solo all’inizio e la farmacogenomica legata a comuni farmaci come l’aspirina poniamo non è ancora ben conosciuta; c’è spazio per molte ricerche di base su questo tema per una medicina di precisione a partire dal ruolo delle modifiche genetiche presenti in maggiore o minore percentuale nelle varie etnie del mondo e fra uomini e donne.

Una lista aggiornata dei farmacogeni, ossia dei geni associati al metabolismo di un certo farmaco è qui. La lista è gestita dalla FDA.

NdA. Alcune parti del testo sono estratte dalle voci corrispondenti di Wikipedia, l’enciclopedia libera.

Ho comunque introdotto alcune definizioni dei termini meno comuni.

La sofferenza del chimico.

28 May, 2022 - 08:25

Luigi Campanella, già Presidente SCI

Da chimico soffro un po’ quando sento parlare di motore elettrico alternativo a quello ad idrogeno, soffro perché si tratta di due motori, elettrici entrambi, essendo diverso solo il serbatoio sostituito in un caso da batterie e in un altro da idrogeno gassoso. E’ questo che poi con una reazione elettrochimica con l’ossigeno dell’aria produce energia ed acqua: questo avviene nelle celle a combustibile.

La differenza quindi tra i due modelli non è nel tipo di motore, elettrico per entrambi, ma nel tipo di alimentazione. Ed allora può sorgere spontanea la domanda: quale delle 2 soluzioni è la migliore? In effetti come sempre nelle due facce di un problema ci sono per entrambe vantaggi e svantaggi. Oggi il mercato è decisamente orientato verso le batterie, ma non credo si possano escludere variazioni nei prossimi 10 anni, quando i vantaggi di una potrebbero divenire svantaggi e tutto l’opposto per l’altra. L’autonomia viene considerata confrontabile, la ricarica è ovviamente a favore dell’idrogeno con semplicità e tempi ridotti: questi sono gli stessi delle macchine a benzina, mentre malgrado i progressi negli accumulatori la ricarica delle batterie richiede circa 10 volte più tempo, addirittura molte ore se ci si serve della rete di casa. Il grande vantaggio del sistema a batterie sta nella difficoltà e negli alti costi per realizzare gli impianti a ricarica di idrogeno: l’elemento va stoccato a 700 atmosfere cosa difficile da fare tanto che in Italia c’è un solo distributore a Bolzano.

Il risultato è che benché macchine ad idrogeno già esistano, da noi non possono essere utilizzate perché non c’è modo di rifornirle. Stanno meglio altri Paesi Europei come Francia e Germania, ma più di tutti hanno scommesso su questi modelli giapponesi e coreani.

https://leganerd.com/2017/06/28/auto-elettriche-vs-auto-idrogeno/

Superato questo gap l’idrogeno potrebbe avere un vantaggio sul piano ambientale: non certo per le emissioni che sono a zero in tutti e due i casi, ma nella produzione e smaltimento in quanto gli accumulatori sono costosi e utilizzano materiali non tutti ecofriendly. Forse nella stessa logica di vantaggi e svantaggi alternativi nel tempo richiesto dall’idrogeno per installare la sua rete, le batterie aumenteranno la loro densità energetica, diverranno meno ingombranti, meno pesanti e meno costose. Il mercato ci dirà quale soluzione sarà più convincente per i cittadini. Oggi già si intravedono orientamenti di scelta: l’idrogeno è più adatto per i veicoli pesanti, le batterie per le vetture che offrono meno spazio disponibile.

Un’altra alternativa è rappresentata dalle hybrid con motore termico ed elettrico e quindi alimentazione a batterie ed idrocarburi. Rappresentano il top innovativo già in uso e rispondono ad una esigenza al tempo stesso ambientale e di resistenza ai cambiamenti bruschi.  Si tratta di una mediazione che riduce l’impatto ambientale ma non lo annulla:  le emissioni di CO2 e di altri gas è solo ridotta.

In effetti ci sono varie forme di ibridizzazione con costi e risultati molto diversi.La guidabilita e l’uso più conveniente sono legati alla velocità ed alle condizioni e caratteristiche della strada.Ci sono ibridi che non hanno alcun collegamento tra il propulsore elettrico e la trasmissione.La parte ibrida sta nello stoccaggio dell’energia poi utilizzata solo dal propulsore elettrico. C’e poi un altro ibrido: idrogeno e batteria su cui si accentuano le attenzioni scientifiche delle case automobilistiche. Sarà la soluzione? Difficile dirlo, ma da chimico mi permetto di trasferire a questo settore quanto vale in qualsiasi processo: quando si può arrivare con una sola reazione la semplicità diventa un elemento di preferenza, la doppia soluzione è sempre elemento di complessità.

Almanacco della Scienza CNR dedicato ai rifiuti.

26 May, 2022 - 15:03

Rinaldo Psaro*

Cari colleghi, vi segnalo che al tema dei rifiuti è dedicato l’Almanacco della Scienza, il magazine dell’Ufficio Stampa del Cnr on line da oggi.

A svilupparlo, come sempre, sono ricercatrici e ricercatori del Consiglio nazionale delle ricerche, chiamati ad indagare i rischi ma anche le opportunità legati al rifiuto, le innovazioni disponibili al riguardo e le molte significazioni di questo termine.

Nel Focus , i danni ambientali determinati dalla pandemia, in seguito all’uso massiccio di dispositivi quali mascherine e guanti monouso che si sono aggiunti alla spazzatura tradizionale, e dalla moda usa e getta o fast fashion: ne parlano rispettivamente Matteo Guidotti dell’Istituto di scienze e tecnologie chimiche e Giampaolo Vitali dell’Istituto di ricerca sulla crescita economica sostenibile. C’è poi sempre il problema della plastica, specialmente micro‐ e nano‐, per la salute (ne parlano Sandra Baldacci, Amalia Gastaldelli e Sara Maio dell’Istituto di fisiologiaclinica), per le spiagge e i mari ( Marco Faimali, Chiara Gambardella e Francesca Garaventa dell’Istituto per lo studio degli impatti antropici e sostenibilità in ambiente marino), tema trattato anche nel video interno all’articolo da SilviaMerlino dell’Istituto di scienze marine e da Marco Paterni dell’Istituto di fisiologia clinica.

Ma le nuove soluzioni non mancano.

Serena Doni dell’Istituto di ricerca sugli ecosistemi terrestri, Carmelo Drago dell’Istituto di chimica biomolecolare e Matteo Panizza dell’Istituto di chimica della materia condensata e di tecnologia per l’energia ricordano rispettivamente l’utilizzo di rifiuti organici come fertilizzanti, il ricorso agli oli di frittura esausti per ottenere biocarburanti e il riuso dei resti delle demolizioni come materiale da costruzione. Ci sono poi gli aspetti legati alla salute Anna Lo Bue dell’Istituto di farmacologia traslazionale parla della disposofobia, un disturbo che impedisce di disfarsi dei propri oggetti, indipendentemente dal loro valore.

Il medico Roberto Volpe dell’Unità prevenzione e protezione, nella nuova rubrica Salute a tavola, illustra i rischi del cibo spazzatura o junk food.

Sul tema è essenziale il ruolo dei media. Protagonista del Faccia a faccia è Licia Colò, la nota conduttrice di programmi ambientali. Mario Tozzi, divulgatore e ricercatore dell’Istituto di geologia ambientale e geoingegneria, in Cinescienza commenta il film d’animazione Wall‐e.

Ma essenziale resta l’impegno civico: in Altra ricerca si ricordano le giornate di volontariato ambientale organizzate da Unicoop Firenze con Legambiente e l’evento promosso dalla campagna nazionale A buon rendere dell’associazione Comuni virtuosi.

Le Recensioni , infine, propongono lo spettacolo teatrale Muttura, incentrato sull’interramento illecito di rifiuti in Salento. E i volumi L’era degli scarti, che il ricercatore Marco Armiero dedica al wasteocene, di cui parla anche in un video, e il Plasticene del biologo Nicola Nurra, collaboratore dell’Istituto di scienze marine del Cnr: gli autori ricorrono a due neologismi ispirati all’antropocene per definire l’era contemporanea, in cui il Pianeta è invaso dagli scarti prodotti dagli esseri umani.

*Rinaldo Psaro è Direttore dell’Istituto CNR per le scienze e le tecnologie molecolari; autore di oltre 160 pubblicazioni e vari brevetti nel campo della chimica organometallica delle superfici, della caratterizzazione dei catalizzatori  e della catalisi eterogenea.

Tensioattivi “biologici” in cosmetica e cura della persona

23 May, 2022 - 16:43

(In base al testo di C. Bettenhausen, Switching to sustainable surfactants., C&EN, May 1, 2022)

Rinaldo Cervellati

Mentre la maggior parte delle industrie punta a zero emissioni entro il 2050, i marchi di prodotti di consumo che producono sapone, shampoo, lozioni e cosmetici fissano i loro obiettivi di sostenibilità al 2030. Questi obiettivi vanno anche oltre alle sole emissioni di anidride carbonica.

Infatti, quando le persone acquistano prodotti per la cura della persona, cercano anche biodegradabilità, basso impatto ambientale e un approvvigionamento sostenibile ed etico.

I tensioattivi sono un ingrediente primario per rendere i prodotti più efficienti. Queste molecole svolgono un ruolo centrale in tutti i tipi di prodotti per la cura della persona, avendo il potere di rimuovere lo sporco e il grasso contenuti nei cosmetici per viso e corpo. Molti tensioattivi aiutano anche a idratare e levigare la pelle e i capelli.

Neil Burns, amministratore delegato di un’azienda produttrice di cosmetici, dice: “È un buon momento per vendere nuovi ingredienti, i marchi per la cura della persona sono più ricettivi di quanto lo fossero un tempo. Grandi nomi aziendali si impegnano per obiettivi piuttosto ambiziosi in materia di sostenibilità. Data la portata degli impegni e data la lista odierna di materie prime prontamente disponibili, hanno bisogno di ingredienti nuovi”.

Ma quali sono le loro opzioni per questi ingredienti e quali sono le migliori per il pianeta? Mentre le aziende produttrici cercano di sostituire i tensioattivi sintetici con alternative più ecologiche e a basse emissioni di carbonio, sono tre le categorie principali tra cui scegliere: biotensioattivi microbici, tensioattivi intrinsecamente biobased[1] e versioni biobased dei tensioattivi convenzionali. Le decisioni che verranno prese potrebbero avere un impatto duraturo sul nostro ambiente.

Biotensioattivi Microbici

Chimicamente parlando, i tensioattivi sono molecole che hanno sezioni sia idrofile che idrofobiche. Il tradizionale sapone ha una testa di acido carbossilico attratta dall’acqua e una lunga coda di idrocarburi attratta dai grassi. Molte altre molecole naturali, sintetiche e semisintetiche possono avere lo stesso effetto con diverse combinazioni di motivi molecolari polari e apolari.

Il termine biotensioattivo si riferisce ai glicolipidi prodotti da alcuni microrganismi. La testa idrosolubile è un gruppo zuccherino e la coda idrosolubile è una lunga catena di idrocarburi per lo più satura. In natura, i microbi utilizzano i glicolipidi per il rilevamento di adesione, lubrificazione e competizione con altri microrganismi.

I due biotensioattivi commercialmente più avanzati sono i ramnolipidi e i soforolipidi, che presentano rispettivamente ramnosio e soforosio nelle loro teste zuccherine (fig.1 e 2). All’interno di ciascuna di queste famiglie, le variazioni strutturali possono alterare le proprietà del tensioattivo.

Figura 1. Struttura di un soforolipide. Classe: Biotensioattivo; Concentrazione tipica in uno shampoo: 0,5–10%; Quantità di schiuma: bassa; Mitezza: molto lieve; Applicazione comune: struccanti in acqua micellare.

La coda idrocarburica dei soforolipidi, ad esempio, può fluttuare liberamente e terminare in un acido carbossilico (fig. 1) o avvolgersi e attaccarsi alla testa dello zucchero, creando un anello di lattone. I biotensioattivi non sono nuovi; i riferimenti nella letteratura chimica risalgono agli anni ’50, tuttavia di recente sono disponibili per il mercato commerciale.

L’indicatore più forte dell’interesse per i biotensioattivi è il ritmo con il quale vengono presi gli accordi. Pochi giorni prima di In-cosmetics Global, la fiera degli ingredienti per la cura della persona tenutasi a Parigi, Holiferm ha firmato un accordo con l’azienda chimica Sasol, che acquisterà la maggior parte dei soforolipidi prodotti nel Regno Unito.

La BASF, concorrente di Sasol, ha pure un accordo con Holiferm e una partecipazione nel produttore giapponese di soforolipide Allied Carbon Solutions.

All’inizio di quest’anno, l’industria specialista della fermentazione dei tensioattivi Locus Performance Ingredients, ha firmato un accordo simile per la fornitura alla ditta Dow di soforolipidi per i mercati della cura della casa e della persona.

E a gennaio, Evonik Industries ha annunciato l’intenzione di costruire un impianto di ramnolipidi in Slovacchia.

Figura 2. Struttura di un ramnolipide. Classe: Biotensioattivo; Concentrazione tipica in uno shampoo: 2–10%; Quantità di schiuma: alta; Mitezza: molto lieve. Applicazione: Detergenti

Holiferm utilizza un ceppo di lievito isolato dal miele, che consuma zucchero e olio di girasole per produrre il tensioattivo bersaglio. Clarke afferma che il processo semicontinuo dell’azienda, che estrae i soforolipidi durante cicli di fermentazione lunghi settimane, la distingue da quelle che utilizzano metodi di produzione in batch.

Oltre ad essere a base biologica, i biotensioattivi hanno un impatto ecologico inferiore rispetto ai tensioattivi convenzionali come il sodio lauriletere solfato (SLES) (fig. 3).

Figura 3. Struttura di sodio lauriletere solfato. Classe: Tensioattivo semisintetico; Concentrazione tipica in uno shampoo: 40%; Quantità di schiuma: alta; Mitezza: Moderata; Applicazione: detergenti

Secondo Dan Derr, un esperto di bioprocessi che ha contribuito a sviluppare la tecnologia dei ramnolipidi, il vantaggio ecologico deriva principalmente dalle condizioni di fermentazione, che viene effettuata a temperatura e pressione ambiente.

Infatti, lo SLES è solitamente prodotto facendo reagire gli alcoli grassi derivati ​​dall’olio di palma con l’ossido di etilene e il triossido di zolfo. Questi passaggi consumano molta energia perché si svolgono a temperature e pressioni elevate. E sebbene la componente grassa sia a base biologica, l’olio di palma è molto preoccupante per la sostenibilità, inclusa la deforestazione necessaria per costruire fattorie di palme e le emissioni di gas serra dalla rimanente materia vegetale legnosa.

I biotensioattivi sono anche più potenti rispetto allo SLES e alla maggior parte delle altre opzioni, rendendo possibile un minor utilizzo in una formulazione finale.

Intrinsecamente biobased

Altri tensioattivi a base biologica, prodotti modificando chimicamente e combinando molecole estratte dalle piante, sono disponibili da anni ma ora stanno riscuotendo un crescente interesse.

La classe più popolare in questa categoria sono gli alchil poliglucosidi o APG (fig. 4).

Figura 4. Struttura di un alchil poliglucoside. Classe: sintetico; Concentrazione in uno shampoo: 15–25%; Quantità di schiuma: moderata; Mitezza: irritante; Applicazioni: creme e gel.

Chimicamente simili ai glicolipidi microbici, gli APG sono prodotti combinando glucosio o altri zuccheri con alcoli grassi derivati ​​da oli vegetali. La reazione è guidata da catalizzatori inorganici o enzimi. Come i biotensioattivi, gli APG sono più delicati e generalmente hanno un impatto di CO2 inferiore rispetto ai tensioattivi convenzionali, però costano fino a tre volte gli SLES e non sono molto schiumogeni. La formazione di schiuma non migliora molto l’efficacia dei detergenti, ma le persone vedono le bolle schiumose come un segno di efficacia.

Sebbene non siano così popolari come lo SLES e i relativi ingredienti etossilati, gli APG sono già diffusi.

Marcelo Lu, vicepresidente senior di BASF per i prodotti chimici per la cura in Nord America, afferma che per fornire tensioattivi biobased a basso contenuto di CO2 nella quantità necessaria per le ambizioni ecologiche delle aziende globali, gli APG sono i più adatti.

Convenzionali, ma biobased

Anche con l’aiuto dei fornitori, la riformulazione degli ingredienti non è banale; per un’azienda è costoso e rischioso cambiare una linea di prodotti che già funziona. Evitare la riformulazione è la proposta che alcune grandi aziende chimiche stanno portando avanti con le versioni biobased dei tensioattivi convenzionali.

Soprattutto nella cura della persona, molti tensioattivi, come lo SLES, sono già parzialmente biobased. Circa la metà degli atomi di carbonio in un tensioattivo a base di olio vegetale etossilato ha origini da biomassa.

Due produttori chimici, Croda International e Clariant, hanno apportato una modifica che ha consentito loro di arrivare al 100% di biobased. Essi stanno ricavando ossido di etilene dalle piante invece che dalle risorse fossili. La chimica utilizzata da entrambi è stata sviluppata principalmente dalla società di ingegneria Scientific Design (New Jersey, USA). Il processo inizia disidratando l’etanolo di origine vegetale in etilene. Le fasi successive dell’ossidazione dell’etilene in ossido di etilene, cioè la sintesi di tensioattivi etossilati, sono le stesse del percorso sintetico, sebbene Scientific Design offra sistemi che integrano tutte e tre le fasi.

Sebbene i consumatori apprezzino le etichette di tali prodotti a base biologica, per i sostenitori dell’ambiente, essere derivati ​​​​dalle piante non è un obiettivo centrale come lo era prima. Gran parte del discorso sulla sostenibilità nell’industria chimica oggi riguarda le emissioni di carbonio e i danni della CO2 e dell’ossido di etilene a base biologica non vengono eliminati.

David Schwalje, responsabile dello sviluppo dei mercati per l’azienda di ingegneria chimica e dei combustibili Axens, afferma che la provenienza della materia prima per l’etanolo fa la differenza quando si tratta di misurare l’intensità di CO2 dei prodotti risultanti. L’ossido di etilene ottenuto da alcol di mais o canna da zucchero coltivato in modo convenzionale, spesso chiamato etanolo di prima generazione, non è affidabile dal punto di vista delle emissioni rispetto all’ossido di etilene prodotto dal petrolio.

Uno sguardo ad alcuni numeri pubblicamente disponibili mostra quanto può variare l’emissione di CO2 per il composto. Le emissioni di carbonio della coltivazione del mais necessarie per produrre un chilogrammo di ossido di etilene a base biologica, anche dalla produzione di fertilizzanti, carburante per trattori e altre fonti di emissioni, erano comprese tra 0,8 e 2,8 kg di CO2, secondo i calcoli basati sulle stime di Argonne National Laboratory e University of Minnesota [1,2], tenendo conto dei numeri sulla produzione di ossido di etilene, il percorso biobased offre una riduzione dell’86% a un aumento del 46% delle emissioni di CO2 rispetto al percorso petrolchimico.

Tuttavia, afferma Schwalje, l’etanolo di seconda generazione ottenuto da rifiuti o cellulosa coltivata in modo sostenibile in cui le apparecchiature di fermentazione e distillazione utilizzano la cattura del carbonio può essere fortemente carbonio-negativo e portare quel vantaggio di CO2 a valle dei prodotti che ne derivano.

Sia Croda che Clariant stanno usando etanolo di prima generazione, almeno per ora. Croda produce i suoi prodotti Eco da etanolo a base di mais in un impianto alimentato da metano catturato da una discarica vicina, riducendo l’impatto di carbonio degli ingredienti prodotti.

L’impianto di Clariant a base di canna da zucchero e mais si trova a Uttarakhand (India), parte di una joint venture con India Glycols. Fabio Caravieri, responsabile del marketing di Clariant, afferma che il solo uso di ossido di etilene a base biologica non renderà uno shampoo o un bagnoschiuma negativo al carbonio, ma offre un miglioramento. Clariant afferma che grazie alla materia prima e alle attrezzature specifiche dello stabilimento in India, un produttore può rivendicare una riduzione dell’impatto del carbonio fino a 2 kg di CO2 per ogni kg di tensioattivo. E l’azienda Clariant è in grado di fare di più. Essa gestisce uno degli unici impianti di etanolo di seconda generazione al mondo, una struttura da 50.000 tonnellate all’anno, in Romania, che ha iniziato a produrre etanolo dalla paglia nel 2021. L’etanolo cellulosico potrebbe diventare una materia prima per i prodotti cura della persona in futuro, se una tale combinazione sarà redditizia una volta che l’azienda avrà acquisito più esperienza.

La via del bilancio di massa

Altre importanti aziende chimiche stanno soddisfacendo la domanda di contenuto di carbonio rinnovabile attraverso un approccio noto come bilancio di massa. Come per gli etossilati a base di etanolo, i tensioattivi ottenuti con questo metodo sono chimicamente identici a quelli già presenti sul mercato. Ma l’approccio del bilancio di massa introduce la biomassa più a monte. Viene miscelata con materie prime di carbonio fossile come la nafta o il gas naturale poiché queste sostanze vengono immesse nei cracker che producono l’etilene e altre sostanze chimiche costitutive.

I metodi di contabilizzazione del bilancio di massa variano, ma l’idea di base è che un operatore ottenga crediti per ogni atomo di carbonio a base biologica immesso nel suo cracker. Può assegnare quei crediti a una parte della produzione dell’impianto contenente lo stesso numero di atomi di carbonio. I clienti che vogliono acquistare dalla parte biobased pagano la tariffa di mercato per la chimica convenzionale più un supplemento per la biomassa, o carbonio rinnovabile.

Nonostante i vantaggi logistici del bilancio di massa, l’approccio non convince tutti gli utenti finali. Le abbreviazioni di certificazione di bilancio di massa come ISCC e REDcert non significano molto per il consumatore. E anche se la contabilità del bilancio di massa è legittima, le emissioni di carbonio nel prodotto finale sono un mix di origine vegetale e fossile, e questo non è ciò che molti acquirenti vogliono.

Ivo Grgic, Global Purchase Category Manager di Henkel per i tensioattivi, riconosce queste preoccupazioni, ma afferma che il bilancio di massa è il passo successivo più veloce che l’azienda può compiere per rendere i suoi prodotti più sostenibili.

Sostiene Grgic: “Siamo un’azienda che produce enormi volumi. Dal nostro punto di vista, dobbiamo avere un impatto e abbiamo deciso che l’equilibrio della biomassa è l’approccio con cui possiamo sostituire il carbonio fossile su larga scala nel modo più veloce. Altre tecnologie, come la cattura della CO2 e i biotensioattivi, seguiranno nei prossimi anni”.

I marchi di prodotti di consumo che cercano di diventare biobased hanno diverse opzioni: nuovi ingredienti come i glicolipidi, uso esteso di ingredienti speciali come gli APG e nuove versioni biobased degli ingredienti a cui sono abituati. Ma le scelte implicano un complesso equilibrio tra sostenibilità, efficacia, disponibilità e, naturalmente, costo. Caravieri afferma che i consumatori ecoconsapevoli sono disposti a tollerare un sovrapprezzo del 25-40%.

La chimica dietro i tensioattivi a base biologica è nota da anni. Il cambiamento verso di loro sta avvenendo ora, perché i consumatori sono più consapevoli di ciò che stanno usando. In numero sempre crescente, vogliono prodotti sostenibili a base biologica.

Aziende come Henkel stanno adottando un approccio completo per soddisfare tale domanda, anche se guardano alla via  per approcci migliori. “I clienti sono alla ricerca della sostenibilità e vogliono provare ad accedervi da tutte le aree possibili”.

Bibliografia

[1] T.M. Smith et al., Subnational mobility and consumption-based environmental accounting of US corn in animal protein and ethanol supply chains., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. Sept 5, 2017, DOI: 10.1073/pnas.1703793114.

[2] U. Lee et al., Retrospective analysis of the U.S. corn ethanol industry for 2005–2019: implications for greenhouse gas emission reductions. Biofuels, Bioprducts & Biorefining, 2021, 15, 1318-1331. DOI: 10.1002/bbb.2225.

[1]  Il termine “biobased” è utilizzato per materiali o prodotti che siano interamente o parzialmente derivati da biomassa

Copyright © 2012 Società Chimica Italiana. All Rights Reserved.