P R O J E C T. Pur considerando le logiche economiche che la condizionano, la moderna

Transcript

1 F E B B R A I O A n n o V, N u m e r o 1 R I V I S T A D I D I V U L G A Z I O N E S C I E N T I F I C A D E I R A G A Z Z I P E R I R A G A Z Z I E D I T O R I A L E di Paola Petrillo, docente 2011, obiettivo ChimiCivica Un grande industriale giapponese ebbe una volta ad affermare che non vi è vero progresso umano se non è per tutti. Parafrasando, la chimica è patrimonio dell umanità nella misura in cui fa bene agli uomini. Rileggendo tutti gli articoli dei nostri giovani redattori sulle molteplici applicazioni della chimica moderna e sul binomio chimica artificiale e chimica naturale, si giunge alla conclusione che sopra ogni cosa è fondamentale, anche in campo chimico, l adozione di un etica progettuale, fatta non solo di competenza professionale, ma anche e soprattutto di rispetto della vita, valutazione dei rischi, salvaguardia degli ambienti. Pochi settori dell ingegno umano sono potenzialmente ubiquitari come la moderna chimica industriale. La pervasività e la versatilità delle sostanze chimiche, migliaia di nuove molecole ogni anno, sono virtualmente senza limiti, per cui sarebbe veramente indispensabile che per ogni nuova sostanza brevettata la scienza disponesse di una via di riutilizzo, smaltimento o riciclo dei residui. Solo a queste condizioni diventerebbe davvero irrilevante ogni distinguo fra chimica naturale e artificiale, perché ciò che separa la chimica spontanea del pianeta dalle straordinarie produzioni dell intelletto umano è, sino ad ora, proprio la via di uscita disponibile per ogni residuo di ciclo produttivo, organico o inorganico, del mondo, quando a selezionarlo è la Natura. L omeostasi, il feed back negativo, è dunque uno dei massimi segreti di ogni buon habitat, perché consente a tutte le sue parti, viventi o meno, di esistere e produrre senza ledere alcun altro tassello del mosaico, perché assicura al sistema un equilibrio intrinseco e costante molto stabile, dentro un modello fisico che, sulla Terra, è virtualmente chiuso. Pur considerando le logiche economiche che la condizionano, la moderna industria farmaceutica è probabilmente l esempio migliore in questo campo: essendo il prodotto destinato ad uso direttamente umano, le fasi progettuali puntano, per obbligo di legge, a un immissione sul mercato di quelli compatibili con vie di smaltimento già esistenti nella biochimica umana del paziente, con dosi e tempi previsti e preannunciati, rischi e avvertenze certi ed effetti chiari. Guardando ai guasti prodotti sul pianeta da un uso incontrollato di sostanze, se ogni prodotto chimico del mondo fosse considerato proprio come un farmaco e il pianeta non un contenitore di elementi, ma un essere che vive e che è malato, la chimica vivrebbe il suo apogeo, il suo Rinascimento intellettuale, perché l impegno scientifico, se è etico, diviene esattamente impegno civico. E dirlo ai giovani è il primo passo chiaro! Sommario L A L L E A T A D I I N D I A - N A J O N E S I L T R U C C O N E L P I A T - T O T I S A R Ò A M I C A P E R S E M P R E I L R E G A L O D I P R O - M E T E O N O N D I A M O C E L A D A B E R E I N P R I N C I P I O E R A L A C Q U A N U C L E A R E S Ì O N O? 8 Q U A N D O L A C H I M I C A D I V E N T A B I O S C I E N Z A A L S E R V I - Z I O D E L L A M O R T E C A R T A E U R O P E A D E L - L A C Q U A L A F O R M U L A N E L P I A T T O M A R T E A T U T T O G A S 1 4 I L V E C C H I O E I L M A - R E 1 5

2 Pagina 2 L A L L E A T A D I I N D I A N A J O N E S La chimica al servizio dell archeologia e dell arte, per studiare materiali e tecniche, fissare datazioni, conservare nel tempo L archeologo è come un cacciatore che va in cerca delle tracce della sua preda, che spesso si nasconde; e la chimica è un alleato prezioso per ricercare queste tracce, fornendo tutta una serie di strumenti prima impensabili, spesso decisivi, per una ricostruzione sempre più oggettiva e completa del passato. E dunque, malgrado la chimica venga spesso associata all industria e a qualcosa di pericoloso, di nocivo o di sgradevole, essa ha trovato applicazioni, molto utili e molto meno note, anche in altri ambiti, come l archeologia e l arte, rendendo possibili indagini strumentali sui materiali utilizzati, capaci di fornire nuove risposte alle domande dei ricercatori. I reperti archeologici e le opere d arte necessitano di uno studio integrato ed organico che richiede il lavoro di archeologi e di chimici in sinergia con altri scienziati. Questa collaborazione sta dando ottimi risultati, grazie all introduzione di tecnologie all avanguardia e soprattutto grazie alla loro applicazione diretta negli scavi. L archeologia è oggi una scienza che guarda al futuro più che al passato: la chimica le ha fornito nuovi occhi e l unione di queste discipline è come un ponte che unisce il passato e il futuro. In primo luogo, la chimica permette una più corretta datazione di un reperto archeologico o di un manufatto artistico, attraverso il metodo del Carbonio 14, ideato e messo a punto tra il 1945 e il 1955 dal chimico statunitense Willard Frank Libby, che per questa scoperta vinse il Premio Nobel nel Tutti gli organismi viventi, che fanno parte del ciclo del carbonio, scambiano continuamente carbonio con l'atmosfera attraverso processi di respirazione (animali e vegetali) o fotosintesi (vegetali), oppure lo assimilano nutrendosi di altri esseri viventi o sostanze organiche. Di conseguenza, finché un organismo è vivo, il rapporto tra la sua concentrazione di Carbonio 14 e quella degli altri due isotopi stabili del carbonio si mantiene costante e uguale a quella che si riscontra nell'atmosfera. Dopo la morte, però, questi processi terminano e per effetto del decadimento, la concentrazione di Carbonio 14 diminuisce in modo regolare secondo la formula: Dove C0 è la concentrazione di Carbonio 14 nell'atmosfera, t il tempo trascorso dalla morte dell'organismo, τ la vita media del Carbonio 14 (pari al tempo di dimezzamento diviso per il logaritmo naturale di 2: 5730/ln 2 = 8267 anni). Misurando, dunque, la quantità di Carbonio 14 presente nei resti organici, se ne ricava l'età applicando la seguente formula: In secondo luogo, la chimica permette non solo di scoprire i materiali o le sostanze utilizzate nell antichità per costruire determinati oggetti, ma anche le tecniche di costruzione. Le analisi chimiche, effettuate nel cantiere delle navi antiche di Pisa ( hanno permesso di acquisire informazioni utili alla valutazione dello stato di conservazione dei singoli reperti, e anche di individuarne materiali e sostanze compositive e tecniche di costruzione. Queste analisi prevedono il prelievo di campioni esaminati preventivamente al microscopio, il ricorso a metodi analitici e strumentali che comprendono, tra gli altri, la microanalisi a dispersione di energia collegata al SEM, per la determinazione chimica quali-quantitativa elementare, e la gascromatografia-spettrometria di massa per la determinazione delle componenti organiche. Inoltre la chimica permette una più corretta progettazione dei metodi di restauro di un reperto archeologico o di un manufatto artistico, in quanto l'analisi chimica delle opere d arte, che si effettua soprattutto sui materiali inorganici (pigmenti d'origine minerale, sali inquinanti ecc.), consiste nel verificare la presenza o meno di un determinato elemento caratterizzante in un campione di cui si è già ipotizzata la composizione. Ciò permette di ottenere numerosi dati analitici sulla composizione di ogni singolo strato, sulla loro successione, su ogni alterazione o modifica ad essi intercorsa, contribuendo all'elaborazione di metodi capaci di arrestare eventuali processi di degrado, all'individuazione di aggiunte o rifacimenti, nonché a chiarire alcuni aspetti dei materiali costitutivi. La possibilità di applicare le tecniche chimiche direttamente nel luogo in cui sono stati trovati i reperti o i manufatti artistici permette un netto guadagno in termini di affidabilità dei risultati, in quanto queste analisi impediscono la contaminazione del campione durante il trasporto in laboratorio. Infine, la chimica ha permesso una più corretta progettazione dei metodi di conservazione e di musealizzazione del patrimonio, che consistono in una serie di tecniche che garantiscono la sopravvivenza dei beni culturali. L esposizione del manufatto deve rispecchiare, nel miglior modo possibile l ambiente del ritrovamento, lo stesso ambiente che ne ha permesso la salvaguardia fino ai giorni del ritrovamento. Grazie all analisi chimicofisica di un opera d arte o di un reperto, è possibile progettare le corrette modalità di conservazione per evitare che i materiali costruttivi si deteriorino. Le grotte di Lascaux, dopo la loro scoperta e successiva apertura al pubblico, furono danneggiate dall anidride carbonica emessa dai 1200 visitatori che, ogni giorno, entravano nelle grotte. Dal 1998, infestazioni fungine hanno invaso ampie parti del complesso richiedendo interventi straordinari di manutenzione; dal 2008, a seguito del peggioramento della situazione, per una nuova infestazione avviatasi nel 2007, e delle difficoltà di rimuoverne le tracce, le grotte sono state completamente chiuse al pubblico. È stato attivato inoltre un comitato scientifico internazionale, finalizzato a studiare le migliori modalità di tutela e di ripristino ambientale del complesso. Angelica Fiorini V A Liceo Scientifico Biologico Salute Mondin Verona

3 Pagina 3 I L T R U C C O N E L P I A T T O Gli additivi alimentari: utili per conserva- re, ma anche per imbellettare i cibi. In Italia ne consumiamo 5 kg pro capite l'anno. Ma faranno male? L utilizzo di additivi riveste un ruolo fondamentale nella complessa catena della moderna industria alimentare e nonostante sia severamente regolato sia a livello europeo che a livello internazionale, è tuttora un argomento assai controverso e motivo di preoccupazione per molti consumatori. Ciò si accompagna a una scarsa informazione a riguardo. Per additivo alimentare si intende "qualsiasi sostanza normalmente non consumata come alimento in quanto tale e non utilizzata come ingrediente tipico degli alimenti, indipendentemente dal fatto di avere un valore nutritivo, che aggiunta intenzionalmente ai prodotti alimentari per un fine tecnologico nelle fasi di produzione, trasformazione, preparazione, trattamento, imballaggio, trasporto o immagazzinamento degli alimenti, si possa ragionevolmente presumere che diventi, essa stessa o i suoi derivati, un componente di tali alimenti, direttamente o indirettamente" (Direttiva del Consiglio 89/107/CEE). Il principale organismo europeo di valutazione della sicurezza degli additivi alimentari è il Comitato Scientifico dell Alimentazione Umana della Commissione Europea (SCF - Scientific Committee for Food). Gli additivi autorizzati dal SCF sono identificati da un codice numerico preceduto dalla lettera E. A livello internazionale esiste invece il Comitato congiunto di esperti sugli additivi alimentari (JECFA - Joint Expert Committee on Food Additives) dell Organizzazione per l Alimentazione e l Agricoltura (FAO) e dell Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS). Circa il 75% della dieta dei paesi occidentali è costituita da prodotti industriali che contengono additivi. E stato calcolato che l 80% degli additivi usati negli alimenti ha funzioni puramente estetiche, cioè serve unicamente a rendere maggiormente gradevole l aspetto dei prodotti ( l SCF afferma tuttavia che, per poter essere impiegati, questi ultimi devono avere una comprovata utilità ). Negli Stati Uniti e in Gran Bretagna il consumo annuo di additivi si stima sia di circa 8-9 kg procapite, in Italia può essere attestato sui 5 kg/procapite. Gli additivi sono classificati in base alla loro funzione. Si possono individuare tre grandi gruppi : - additivi che aiutano a preservare la freschezza degli alimenti: conservanti (E200- E299), che rallentano la crescita di microbi, antiossidanti e regolatori di acidità (E300-E399), che prevengono i fenomeni di irrancidimento; - additivi che migliorano le caratteristiche sensoriali degli alimenti: coloranti (E100- E199), addensanti, stabilizzanti ed emulsionanti (E400-E499), dolcificanti (E950- E969), esaltatori di sapidità (E600-E699); - additivi tecnologici, usati per facilitare la lavorazione degli alimenti ma che non hanno una specifica funzione nel prodotto finale (definiti anche adiuvanti): agenti anti-schiuma, anti-agglomeranti, ecc. L SCF assicura che i rischi ad essi connessi sono assolutamente trascurabili e che soltanto in rari casi è stato dimostrato che tali sostanze provocano una vera risposta allergica (immunologica). Assicurano inoltre che anche quando provochino effetti negativi, sembra che gli additivi alimentari accentuino una condizione preesistente Origine vegetale addensanti,estratti da semi, frutta e alghe coloranti, isolati da semi, frutta e vegetali acidificanti, estratti dalla frutta Ottenuti per sintesi o biosintesi (identici a quelli naturali) antiossidanti, come l acido ascorbico contenuto nella frutta e i tocoferoli contenuti negli oli vegetali coloranti, come i carotenoidi che danno la colorazione a molti frutti e vegetali acidificanti, come l acido citrico presente negli agrumi E100-E199 (coloranti) E200-E299 (conservanti) E300-E399 (antiossidanti e regolatori di acidità) E400-E499 (addensanti, stabilizzanti e emulsionanti) E500-E599 (regolatori di acidità e anti-agglomeranti) E600-E699 (esaltatori di sapidità) E900-E999 (vari) E1000-E1999 piuttosto che scatenarla. Rimane tuttavia diffusa l opinione secondo cui la lista degli additivi autorizzati contiene ancora sostanze sospette o inutili oppure ammette dosi troppo elevate. Pare, infatti, che i dossier tossicologici (che servono come base per l autorizzazione degli additivi) siano, a volte, superati o insufficienti e non tengano conto dell evoluzione delle tecniche di fabbricazione e di conservazione. Inoltre sono state sollevate alcune critiche agli studi preliminari sulla tossicità, per esempio per il fatto che non si occupano affatto degli effetti combinati di diversi additivi simultaneamente. L SCF d altra parte ribatte che accurate indagini dimostrano che tali convinzioni sulla nocività degli additivi alimentari si basano più spesso su equivoci che su reazioni negative effettivamente identificabili. Francesca Benettollo - V AI Liceo Scientifico Statale Quadri - Vicenza Gli additivi elencati vengono prodotti in modi diversi e possono essere suddivisi anche in base alla loro origine e alle tecniche con le quali sono stati ottenuti: Ottenuti dalla modificazione di sostanze naturali emulsionanti, derivati di oli alimentari e da acidi organici addensanti, come gli amidi modificati e le cellulose modificate edulcoranti sfusi, come il sorbitolo e il maltitolo Artificiali antiossidanti, come il butilidrossianisolo (BHA) coloranti, come l indigotina e il giallo di chinolina edulcoranti, come la saccarina Classificazione degli additivi in base al numero

4 Pagina 4 T I S A R Ò A M I C A P E R S E M P R E La plastica: pratica e resistente compagna della nostra vita quotidiana ma anche inquinante e solo parzialmente riciclabile. Una storia della plastica La storia della plastica inizia quasi due secoli fa. Tutto cominciò tra il 1831 e il 1845 quando Alexander Parkes, dopo aver dedicato alcuni anni alla lavorazione della gomma naturale e alla ricerca di una sostanza con simili caratteristiche e simili impieghi a livello industriale, ottenne un nuovo materiale studiando il nitrato di cellulosa scoperto da Schoenbein a Basilea. Questo particolare materiale poteva essere usato allo stato solido, plastico o fluido; presentava caratteristiche specifiche come rigidità, opacità, flessibilità, resistenza all acqua, capacità tintoriale, duttilità alla lavorazione con utensili e lastre: tutte proprietà simili, per certi a- spetti, all avorio, per altri ai metalli. Così Parkes descriveva la Parkesine, in altre parole un tipo di celluloide, brevettata nel 1861 ed esposta nel 1862 in occasione dell Esposizione Internazionale di Londra. La grande famiglia delle materie plastiche è cresciuta da allora, fino a contare, oggi, centinaia di componenti diversi. Nel 1870 fu brevettata, invece, la Celluloide. Un simpatico aneddoto ne caratterizza la nascita: il giovane tipografo John Wesley York venne a conoscenza di un bando di concorso promosso dalla ditta Phelan and Collander", produttrice di palle da biliardo, che prometteva un premio di diecimila dollari a chi avesse sviluppato un materiale capace di sostituire l avorio nella fabbricazione delle palle da biliardo, poiché la materia prima stava scarseggiando. Il giovane elaborò un composto a base di nitrato di cellulosa in modo simile a Parkes pochi anni prima. Nello stesso anno fu fondata la Albany Dental Plate Company, prima fabbrica della nuova materia plastica, il cui particolare nome riflette il fatto che la celluloide era stata utilizzata inizialmente dai dentisti, che la sostituirono alla gomma vulcanizzata, allora molto costosa, nella produzione delle protesi dentarie dei pazienti. Dopo due anni la Dental Plate Company si trasformò in Celluloid Manufacturing Company, con uno stabilimento nel New Jersey. Gli anni a seguire sono stati ricchi di intensi studi e nuove scoperte da parte di famosi scienziati come Giulio Natta e Karl Ziegler i quali, dopo un duro lavoro sulla polimerizzazione dell etilene, riuscirono a produrre il polipropilene, un materiale diventato subito di portata mondiale: basti pensare che Italia, USA, Gran Bretagna e Giappone ne richiedevano quantità tanto ingenti che la sua produzione ammontava intorno agli anni 60 a 15 milioni di tonnellate. Anche la scoperta di un altro importante materiale quale il cloruro polivinile (PVC) ha subito movimentato le grandi industrie del settore a livello mondiale. L industria della plastica si è via via sbizzarrita, nel tempo, a creare nuovi tipi di materiali con prestazioni e caratteristiche sempre migliori, chiamati tecnopolimeri o addirittura superpolimeri tra i quali ricordiamo il policarbonato, il polimetilpentene, le resine acetaliche, il polifenilene ossido, i polisolfoni, le poliammidi, il polifenilene solfuro, il polibutilenterato, il polimetilpentene o TPX, un composto individuato e polimerizzato da Giulio Natta ma sviluppato solo successivamente dalle inglesi Industrie Chimiche Imperiali. Le materie plastiche si ricavano dal petrolio attraverso processi di polimerizzazione di unità base dette monomeri che vengono unite per formare lunghe catene polimeriche. I diversi tipi di monomeri conferiscono proprietà chimico-fisiche diverse ad ogni polimero. Gli scienziati suddividono infatti le materie plastiche in tre classi principali: materie termoplastiche, che acquistano malleabilità sotto l azione del calore; materie termoindurenti, le quali dopo essere state riscaldate con conseguente rammollimento, induriscono per effetto della reticolazione tridimensionale e, se vengono poi di nuovo riscaldate, non rammolliscono ma si carbonizzano; infine gli elastomeri che hanno la caratteristica di essere deformabili ed elastici e possono essere sia termoplastici che termoindurenti. La plastica presenta molti aspetti favorevoli rispetto ai materiali metallici e non metallici come la facilità di lavorazione, l'economicità, la colorabilità, l'isolamento acustico, termico, elettrico e meccanico, la resistenza alla corrosione e l'inerzia chimica, nonché l'idrorepellenza e l'inattaccabilità da parte di muffe, funghi e batteri. Sono i legami interni a determinare queste proprietà: così come le ragnatele del ragno sono formate da scleroproteine che le rendono elastiche, allo stesso modo i legami tra i monomeri della plastica le permettono di resistere alle tensioni e alle pressioni esterne e permettono all uomo di sfruttarle con le migliori prestazioni. La plastica, però, è solo parzialmente riciclabile ed inquina. Essendo la plastica non biodegradabile, è necessario smaltirla attraverso lo stoccaggio in discariche o bruciandola negli inceneritori. Tale processo, tuttavia, può generare le molecole tossiche diossine, nel caso di composti che contengono cloro, come ad esempio il PVC. Per questo, si stanno cercando dei metodi atti a recuperare e riutilizzare i materiali plastici. Il riutilizzo non richiede modifiche del manufatto ma solo procedure atte a consentirgli di tornare a svolgere la stessa funzione. Il riciclo meccanico e quello chimico sono invece volti al recupero di materia che verrà impiegata per realizzare oggetti diversi dagli originari, oppure monomeri o altre materie prime per l'industria petrolchimica. Per produrre manufatti che possano competere con quelli ottenuti da materiali non riciclati, è necessario un trattamento che garantisca un'elevata purezza. Il riciclo chimico può essere applicato anche a miscele eterogenee di rifiuti plastici contaminati attraverso un processo di degradazione che rompe le catene dei polimeri eliminando le impurità. In pochi casi specifici, quando si parte da raccolte molto pure e omogenee, è possibile addirittura disfare del tutto le catene, cioè tornare ai monomeri di partenza. Per ora, questa via è praticata con successo per il polimetilmetacrilato, con una resa superiore al 98%. Il recupero di energia mira, infine, a trasformare i rifiuti in combustibili da usarsi sul posto o altrove. Molte plastiche hanno un elevato potere calorifico: un chilo di polietilene, per esempio, arriva a produrre per combustione kj, cioè il 2% in più della stessa quantità di petrolio. La strategia di gestione dei rifiuti dovrebbe combinare opportunamente i metodi di riutilizzo, riciclo meccanico e chimico e recupero di energia. Mettendo insieme circa il 15% di recupero energetico, l'8% meccanico e il 2% di riciclo chimico, nel 1997 l'europa ha recuperato un quarto dei suoi 17,5 milioni di tonnellate di materiali plastici scartati dopo l'uso. La sfida del futuro sta proprio nella gestione, sempre più efficace e proficua, dei rifiuti plastici, soprattutto per la salute del nostro pianeta. Andrea Braga III A Liceo Scientifico Biologico Mondin Verona

5 F E B B R A I O A N N O V, N U M E R O 1 Pagina 5 I L R E G A L O D I P R O M E T E O Il fuoco, fenomeno chimico e fisico dalla inesauribile forza simbolica È da circa anni che il fuoco affascina l uomo! Da quando ci siamo liberati dal mito di Prometeo e per la prima volta fummo in grado di capire che la caduta di un fulmine o una colata lavica portano allo stesso magnetico, fondamentale fenomeno. Ma nel nostro immaginario è rimasto un segno del divino, da essere nel contempo un simbolo, un principio elementare, un enigma. La scienza moderna, però, ci insegna che quello che noi chiamiamo fuoco non è né una sostanza né un miscuglio di sostanze, ma piuttosto un insieme di fenomeni fisici distinti riconducibili a una reazione chimica, la combustione. La combustione, o ossidazione, fa parte di una famiglia di un gruppo di reazioni dette ossidoriduzioni, in cui un ossidante (spesso l ossigeno) acquista elettroni a scapito del composto ossidato (o riducente). Di questo gruppo di reazioni fa parte, ad esempio, anche l ossidazione del ferro, che produce la ruggine. Nel nostro caso la reazione può essere descritta così: 2O H O + CO 2 + CH 4 2 Due molecole di ossigeno, l ossidante, si combinano con una di metano (o con un altro composto a base di carbonio, come la cellulosa nel legno), il riducente, formandone due di acqua e una di anidride carbonica. In realtà l ossidazione può avvenire anche con composti non a base di carbonio (vedi ad esempio il ferro), o addirittura senza ossigeno, ma sono casi molto rari nella vita di tutti i giorni. La combustione è una reazioni esotermica (cioè che sviluppa energia), ma non è sempre avvertibile. Un gas puro, ad esempio il metano, in condizioni di forte abbondanza di ossigeno (con un fornello perfettamente pulito o con un becco Bunsen da laboratorio) produce una fiamma assolutamente inodore, incolore, immobile e silenziosa. Da cosa derivano allora le caratteristiche sensoriali che noi percepiamo del fuoco? 2 2 A livello visivo, notiamo che il colore della fiamma al centro e lungo i bordi è diverso. Il colore dipende, infatti, dalle proporzioni tra ossigeno e combustibile. Se all interno del fuoco scarseggia l ossidante (perché magari è già stato bruciato), il riducente non si trasforma completamente in anidride carbonica, ma si scompone i composti intermedi, detti radicali del carbonio. Questi essendo molto instabili, si caricano dell energia generata dalla combustione, e la rilasciano sotto forma di luce. Il livello di ossigeno determina il tipo di radicale prodotto, e questo a sua volta la frequenza della luce emessa, ossia il colore della fiamma. A mano a mano che queste molecole viaggiano sotto forma gassosa verso l esterno, dove la presenza di ossigeno è maggiore, si ossidano ulteriormente, producendo altri tipi di radicali e quindi altri colori, fino a trasformarsi in anidride carbonica. Se neanche all esterno la concentrazione di ossigeno è tale da completare il processo (ad esempio per un insufficiente tiraggio di un camino), il rischio è che invece di CO2 si formi CO (monossido di carbonio), estremamente pericoloso per l uomo perché, senza che ce ne si accorga, si lega ai globuli rossi impedendo loro di trasportare l ossigeno. Nella foto fiamme in ambienti a varie concentrazioni di ossigeno, da quella con minore concentrazione (sinistra) a quella con concentrazione maggiore (destra). Un altro fattore che determina il colore della fiamma è la presenza (anche modesta) di altri elementi chimici quali sodio, potassio o calce nel combustibile (che sia legna, paglia, carbone o torba). Questi si comportano esattamente come i radicali del carbonio, emettendo luce a frequenze caratteristiche. Bruciati, i tre elementi sopra citati conferiranno alla fiamma un colore giallo, violetto o rosso mattone. Negli spettacoli pirotecnici vengono usati anche litio (rosso carminio), rame (verde-azzurro) e stronzio (rosso scarlatto). Questa proprietà è utilizzata anche in laboratorio: passando un elemento su una fiamma e osservando il colore se ne può scoprire l identità. Il crepitio caratteristico di un caminetto acceso, invece, deriva da tutt - altro fenomeno. L acqua contenuta nei combustibili vegetali, scaldata, diventando vapore si espande e rompe le micro-celle in cui è rinchiusa. Queste mini esplosioni causano il classico scoppiettio, e provocano le piccole scintille che si possono vedere allontanarsi dal corpo in combustione. L odore che si sente provenire da un fuoco, però, è la nostra interpretazione olfattiva delle sostanze volatili disperse dal calore nell ambiente prima che possano raggiungere temperature tali da bruciare. In altri casi, invece, le particelle volatili sono il risultato della parziale ossidazione di una sostanza presente nel combustibile. Tali molecole, più piccole e quindi più facilmente trasportabili dall aria, risultano a volte anche più odorose. Questo è ad esempio il caso della resina. Il fuoco, quindi, è un fenomeno molto complesso, che può manifestarsi in maniera diversa in base al tipo di combustibile (composizione e struttura fisica) o alla modalità di combustione (rapporto di massa tra ossigeno e combustibile). Non è dissimile, comunque, dai processi che avvengono nel nostro corpo (sebbene questi siano a temperature inferiori e con enzimi che ottimizzano la resa energetica) durante la respirazione cellulare. Invece di bruciare legna bruciamo gli zuccheri ricavati dalla digestione, che però sono sempre a base di carbonio. In questo senso, dopotutto, non possiamo dare torto a quei filosofi che avevano individuato nel fuoco il principio vitale, né fare a meno di pensare che ancora oggi scrutiamo le fiamme affascinati come anni fa. Federico Ceretta V AI Liceo Scientifico Statale Quadri - Vicenza

6 Pagina 6 N O N D I A M O C E L A D A B E R E Acqua in bottiglia o del rubinetto? L'importante è la qualità L'Italia è il maggior consumatore al mondo di acqua minerale: ogni anno ne vengono utilizzati circa 12 miliardi di litri. Un italiano su due beve esclusivamente acqua minerale imbottigliata e la considera più pura dell'acqua del rubinetto, oltre 87% della popolazione dichiara di farne uso. Siamo sicuri però di sapere veramente cosa consumiamo? Davvero l'acqua in bottiglia è migliore di quella del rubinetto? L'acqua minerale naturale ha origine da una falda o da un giacimento sotterraneo. Le sue proprietà dipendono dalla quantità e qualità dei sali contenuti, costituiti dal "residuo fisso a 180 " (sali rimanenti dopo aver fatto evaporare l'acqua alla temperatura di 180 ). Si possono così identificare in realtà tre tipi di acque minerali: acque oligominerali: hanno una concentrazione di sali non superiore a 200 mg/lt, e sono le più adatte al consumo quotidiano; acque minerali propriamente dette: hanno una concentrazione minerale superiore a 1000 mg/lt; acque ricche di sali: hanno una concentrazione superiore a 1500 mg/lt, non sono per un consumo quotidiano, ma da bersi a solo scopo curativo. Per molto tempo, la presenza di elementi in traccia nelle acque potabili è stata considerata ininfluente sulla salute umana: tuttavia, prove farmacologiche e cliniche ne hanno ormai documentato gli effetti. Infatti, la presenza di alluminio nell'acqua, ad esempio, è un fattore di rischio per l'insorgere e la progressione del morbo di Alzheimer. Per legge, il contenuto massimo di alluminio nelle acque potabili è 200 mg/lt. Sorprendentemente però, questo limite non coinvolge le acque minerali imbottigliate. Per quanto riguarda il berillio, se un bacino acquifero dovesse contenerne una concentrazione superiore ai 4 mg/lt, per legge si renderebbe necessario un intervento di bonifica delle acque, anche se non destinate al consumo umano. Nonostante questo, non è previsto un controllo sulla concentrazione del berillio per le acque minerali imbottigliate. L'assunzione di acque potabili contenenti alti livelli di solfati determina effetti gastrointestinali: le direttive nazionali ed europee stabiliscono un valore soglia di 250 mg/lt. Dall'analisi di acque minerali imbottigliate, di marche normalmente reperibili nei supermercati, è risultato che il 5% di esse supera questo limite. Inoltre i neonati possono manifestare patologie qualora assumano in quantità acqua con alte concentrazioni di nitrati. Nell organismo, infatti, la trasformazione dei nitrati a nitriti causa l'ossidazione dell'emoglobina a metaemoglobina, sostanza che, a differenza della prima, è incapace di legare l ossigeno e quindi di trasportarlo ad organi e tessuti. In genere, le acque minerali imbottigliate rispettano il limite imposto, ma il 10% di esse supera il valore stabilito per il consumo da parte dei bambini. Le acque minerali imbottigliate, provenienti da fonti italiane, sono in generale di buona qualità, sebbene non siano sempre sottoposte agli stessi controlli delle acque potabili di consumo domestico. E da sfatare la credenza popolare secondo cui l acqua di sorgente imbottigliata sia assolutamente pura : molti elementi tossici, infatti, sono naturalmente presenti nelle acque minerali. Sarebbe invece necessario realizzare campagne di informazione sui requisiti delle acque minerali e sulle modalità di scelta delle stesse da parte dei consumatori. Matteo Bertozzo V AI Liceo Scientifico Statale Quadri - Vicenza Si può fare... alcune indicazioni per una scelta responsabile Evitare gli sprechi d acqua Avere una corretta manutenzione degli impianti idrici pubblici e privati contribuisce sia alla qualità sia alla riduzione delle dispersioni Preferire l acqua potabile del rubinetto limitando l utilizzo delle acque minerali in funzione delle loro caratteristiche chimiche ( es. uso medico, termale) Privilegiare l imbottigliamento a basso impatto ambientale (vetro); occorrono 1,5 milioni tonnellate di plastica per i circa 89 miliardi di litri richiesti di acqua Recuperare l acqua piovana per coprire i fabbisogni domestici non legati all alimentazione Evitare la contaminazione di falde freatiche e lo sversamento di prodotti tossici in corsi d acqua Usare elettrodomestici a basso consumo d acqua.

7 F E B B R A I O A N N O V, N U M E R O 1 Pagina 7 I N P R I N C I P I O E R A L A C Q U A Elemento prezioso per la vita, carico di forti significati simbolici, che ha affa- scinato da sempre filosofi e scienziati Scienza e religione sono materie contrastanti? La prima descrive la realtà attraverso l osservazione lucida e razionale, la seconda spiega la formazione del mondo e i fenomeni naturali, introducendo il concetto di Dio. Ma esiste un elemento prezioso, che crea un significativo legame tra le due discipline e inoltre accomuna le più svariate religioni: l acqua. Fin dall antichità l acqua ha assunto un valore anche spirituale: preziosa per la vita e venerata come fonte di vita, elemento indispensabile per riti purificatori, spesso praticati negli stessi fiumi considerati sacri come il Tigri, l Eufrate, il Gange (nato secondo gli indiani dai capelli di Sciva ), il Nilo, il Giordano Nell Ebraismo viene praticata l immersione nel mikvè, piscina d acqua piovana, da parte dei credenti e di coloro che vogliono convertirsi, nell Islam prima di ogni preghiera è previsto un lavaggio rituale; nella religione cristiana l acqua viene utilizzata nel battesimo (dal greco bapteinbaptzein,immergere) per purificare dal peccato originale Molte civiltà hanno maturato l idea che la terra stessa sia nata da questa molecola. Gli egizi della scuola di Eliopoli raccontavano che dall Oceano Primordiale (Nun) si generò una collina, su cui sorse il sole che diede vita all aria e all umidità: insieme esse generarono la terra(geb) e il cielo(nut) che poi contribuirono alla nascita degli dei Osiride,Iside, Seth e Nefti. Nel Kojiki giapponese si afferma che la terra galleggiante come olio sia stata estratta dall acqua dagli dei Izanagi-Izanami che formarono la prima isola, Ogonoro. In Cina l acqua è simbolo del Caos da cui poi si generò l intero mondo. I Romani credevano che Venere, la dea fecondatrice della natura, fosse nata dalla spuma dell acqua( nell onde del greco mar Foscolo - A Zacinto), come lo stesso Botticelli rappresenta in uno dei suoi quadri più belli. Ma nella storia l acqua ha rivestito anche un connotato negativo come fonte di morte per i suoi aspetti distruttivi come le piogge torrenziali, le piene dei fiumi o i maremoti. In particolar modo l acqua era un elemento temuto poiché era circondata da un alone di mistero: non si conosceva infatti cosa si trovasse al di sotto della superficie di mari e laghi e spesso il pensiero ricorreva a mostri marini come l Idra e Scilla e Carridi, le spaventose creature che ostacolarono la navigazione di Ulisse. Nella Bibbia se da una parte l acqua del Giordano dove Cristo viene battezzato è fonte di vita e di bene, dall altra l acqua del Diluvio Universale e del Mar Rosso castiga gli empi e premia i giusti. L acqua ha rappresentato una delle risposte date dai filosofi alle domande dell uomo Chi siamo? E da dove veniamo? Talete, filosofo di Mileto, affermava che principio (archè) di tutte le cose è l acqua. Eraclito in concordanza con la sua filosofia del divenire sosteneva che l acqua non è mai una cosa sola, è fiume,è mare, è lago,stagno è cambiamento ed immutabilità principio e fine. Per Empedocle quattro son le radici di tutte le cose:zeus splendente e Era avvivatrice e Idoneo e Nesti che di lacrime distilla la sorgente mortale. Allegoricamente Zeus è fuoco, Era è l aria, Idoneo è la terra e Nesti è l acqua. Fin dall antichità dunque l uomo ha intuito, pur non avendo le conoscenze scientifiche, l importanza chimicofisica e biologica dell acqua, molecola dalle mille proprietà che la rendono essenziale alla sopravvivenza. Facciamo qualche esempio. Da un punto di vista chimico i legami idrogeno spiegano il comportamento particolare dell acqua quando congela: invece di aumentare,la densità del ghiaccio risulta essere minore perché al punto di congelamento le molecole d acqua formano una struttura cristallina dalla simmetria esagonale e di conseguenza il volume aumenta rispetto alla pari quantità d acqua (densità=massa/volume). Questa proprietà è fondamentale perché fa sì che il ghiaccio rimanga in superficie, altrimenti i laghi e i mari ghiaccierebbero totalmente, causando la morte di tutte le forme di vita presenti. Da un punto di vista biologico l acqua costituisce la componente principale del corpo umano (circa il 70 %) ed è ciò da cui l uomo stesso nasce (dal liquido amniotico che protegge il feto durante la gravidanza). L elemento acqua è, a causa della sua polarità, un importantissimo solvente che consente lo svolgimento delle complesse reazioni chimiche alla base della vita come quelle che avvengono nel citoplasma delle cellule. E inoltre necessaria per il trasporto dei nutrienti, l assorbimento delle sostanze nutritive e la regolazione della temperatura corporea attraverso il processo di sudorazione. Risulta quindi facile capire che il culto dell acqua e l insieme di riti connessi ad essa non sono casuali e irrazionali, ma sono derivati dalla capacità dell uomo di comprenderne la funzione per la sopravivenza Se non c e acqua non c è vita e se non c è vita non c è l uomo. Isabella Cabianca V AI Liceo Scientifico Statale Quadri - Vicenza

8 F E B B R A I O A N N O V, N U M E R O 1 Pagina 8 N U C L E A R E S Ì O N O? Il dibattito continua, tra dubbi e speranze. Alla ricerca di un'energia ad alto rendimento e basso costo, anche ambientale I combustibili fossili rappresentano ad oggi la principale fonte da cui dipende il fabbisogno energetico della maggior parte dei paesi di tutto il mondo. Tuttavia sono stati dimostrati i grandi limiti di carbone, petrolio e gas: l emissione di CO2 derivante dalla loro combustione è a livelli altissimi (con tutte le conseguenze per l ambiente e per la salute che ciò porta con sé) e le scorte si stanno progressivamente esaurendo. Si cercano quindi energie alternative, meno inquinanti e più disponibili, per far fronte a questa crisi energetica. Tra le possibili soluzioni, il nucleare. Su questo argomento sono in corso aspri dibattiti; l Italia rappresenta un caso emblematico, rispecchiando perfettamente i dubbi e le speranze sul nucleare, come dimostra la nascita del Forum Nucleare Italiano, soprattutto a causa di un possibile (e da alcune fazioni auspicato) ritorno italiano all atomo. Pro-nucleare L Italia è l unico paese del G8 che non produce energia nucleare. Il nucleare rappresenterebbe l occasione per limitare (se non cessare del tutto) la dipendenza del Bel Paese da altri stati produttori di energia. A mordere il freno è l Italia delle imprese e della scienza. Il vantaggio principale è che l energia prodotta è quantitativamente molto alta, anche in confronto a quella ricavata dai combustibili fossili: e questo è ottimale per un paese energicamente dipendente. Inoltre si calcola che farebbe abbassare almeno del 30% la bolletta dei cittadini italiani, oltre che favorire le comunità circostanti la centrale (fino a 20km) con notevoli entrate provenienti dall impresa che costruisce e gestisce il reattore. Esemplare è il caso del paese di Flamanville, in Francia: l impianto nucleare porta ai comuni della zona fondi annuali per 14 milioni di euro, garantendo a ciascun cittadino quasi duemila euro l anno sotto forma di servizi, scuole, palestre e campi sportivi. Dal punto di vista ambientale, il nucleare (con emissioni zero di CO2 o di altri fumi inquinanti) si presenta come soluzione al problema dei cambiamenti climatici ed ecologici: il governo Obama l ha inserito nella green economy, perché la centrale di per sé non è inquinante. Inoltre con le Epr (i reattori di terza generazione, quelli cioè in costruzione ora in Francia e voluti in Italia) il fabbisogno di uranio diminuisce rispetto alle centrali di seconda generazione di almeno il 15%, e la produzione di scorie del 30%. Questi impianti promettono di essere ancora più sicuri, grazie al doppio involucro di protezione (con quello interno di cemento armato precompresso) e al quadruplo backup di tutti i sistemi di controllo (prima ci si limitava a due apparati che lavorano in parallelo). Tutti mezzi che rendono virtualmente impossibile l impatto sull ambiente e sulle popolazioni circostanti di un ipotetico guasto, errore, incidente o attentato, giurano gli scienziati e i costruttori. L astrofisica di fama mondiale Margherita Hack afferma: Basta tabù antiscientifici, la sicurezza è ormai elevata. Con il paradosso che i paesi confinanti con l Italia, Francia, Svizzera, Slovenia investono sul nucleare. Se, per assurdo, in questi territori si verificasse una catastrofe pagheremmo le conseguenze senza averne benefici. I depositi per le scorie sono un problema serio, tuttavia si possono trovare soluzioni interrando le scorie in luoghi assolutamente sicuri. Ma al nucleare non si può rinunciare: le energie rinnovabili non bastano a salvarci dalla dipendenza dalle fonti tradizionali. Contro il nucleare I tre fronti caldi sono la sicurezza, i costi e i tempi. I costruttori garantiscono che le Epr sono a prova di errore e di attentato. Ma esistono costruzioni a prova di imprevedibile? Francamente non si può mai escludere un incidente nelle attività umane, specie se così complesse. Senza contare che nel caso di incidente nucleare le conseguenze su uomini e ambiente sono gravissime (basti pensare a Chernobyl). Il principale limite strutturale di una centrale nucleare è la scarsa modulabilità della produzione elettrica, con l obbligo di mantenere a pieno regime l impianto sia nelle ore di massima richiesta sia in quelle scariche. Problema superato con il sistema a barre dell Epr,che permette una modulazione altrimenti impossibile; tuttavia questa elevata elasticità (soprattutto se abusata) è accompagnata al pericolo di creare scompensi e tensioni, fino all esplosione del reattore. Ogni centrale di terza generazione costa minimo 5 miliardi di euro e sono necessari 5 anni per costruirla, nelle visioni più ottimistiche. Inoltre un reattore ha una vita breve (mediamente anni massimo) e i costi di dismissione sono altissimi: questi fattori di costo non giustificherebbero un investimento che per giunta è basato su una risorsa esauribile. Per non parlare di un costo nascosto del nucleare: il prezzo ambientale pagato dall Africa all estrazione dell uranio. La denuncia è contenuta in un rapporto di Greenpeace: nelle città minerarie di Arlit e Akokan, in Niger (dove opera l Areva, l azienda francese che gestisce le estrazioni e con cui il governo italiano ha stretto un accordo) i tassi di mortalità legati a problemi respiratori, leucemia e cancro sono il doppio rispetto al resto del Niger. Le falde acquifere inquinate, polveri sottili e metalli radioattivi venduti ai mercati locali sono i danni ambientali maggiori: le modalità gestionali delle aree minerarie appaiono come un vero e proprio sfruttamento incondizionato e indiscriminato delle risorse del Quarto Mondo. Infine, un grave problema, non ancora risolto, sono le scorie radioattive, che rimangono tali per migliaia di anni (oltre al fatto che lo stoccaggio richiede spazi da destinare per sempre e enormi costi di manutenzione, come il deposito di Yucca Mountain in Nevada). Se si assistesse a un massiccio ritorno al nucleare, dove finiranno le scorie (che aumenteranno sempre di più) quando i deserti o le zone desolate saranno zeppi? Qui non si tratta solo di noi. Abbiamo delle responsabilità, nei confronti del nostro pianeta e di come lo consegneremo fra un po di anni ai nostri figli. Possibile che non esista un alternativa a tutto questo? Beatrice Accordini V A Liceo Scientifico Biologico Salute L. Mondin Verona

9 Pagina 9 Q U A N D O L A C H I M I C A D I V E N T A B I O Ecoplastiche senza petrolio, ecotessuti senza vegetali e senza animali: nuove e interessanti soluzioni contro l'inquinamento del pianeta Dalla moda ai trasporti alla tecnologia, è comune oggi osservare come le materie plastiche ricoprano un ruolo di estrema importanza nei campi più diversi. A partire dalla realizzazione nel 1907, da parte di Bakeland, della Bakelite, il primo materiale plastico completamente artificiale, e successivamente grazie al chimico italiano Giulio Natta che, nel 1954, diede una svolta al mondo della scienza con il suo polipropilene, la plastica, per merito delle sue caratteristiche, è divenuta in breve tempo uno dei materiali più utilizzati e apprezzati in tutto il mondo. I vantaggi che offre sono molteplici a partire dall'economicità, dalla facilità di lavorazione e di colorazione e, soprattutto, dalla resistenza meccanica e chimica alla degradazione. Tuttavia si sentono spesso critiche, alcune anche aspre e feroci, da parte degli ecologisti verso questi materiali. Essi, infatti, sono polimeri di sostanze derivate dal petrolio, il quale per essere estratto richiede enormi quantità di energia che portano inevitabilmente alla produzione di anidride carbonica, preoccupazione incombente dei nostri tempi. Inoltre, dopo l'estrazione, al fine di ottenere il polimero, è necessaria ulteriore energia per la lavorazione del prodotto e per la purificazione, la quale produce dei materiali di scarto altamente inquinati. Una volta prodotte, le plastiche non sono biodegradabili e l'unico modo per eliminarle sembra essere la bruciatura negli inceneritori. Negli ultimi anni molti di noi avranno sentito parlare di bioplastiche e delle soluzioni ecologiche rispetto ai danni che la plastica tradizionale reca al nostro pianeta. Il concetto di biopolimero è già presente e diffuso in natura, ad esempio la cellulosa è un polimero naturale già utilizzato dall'uomo da moltissimo tempo. Gli obiettivi principali che l uomo si propone rispetto a questi materiali sono quelli di ottenere strutture analoghe alle plastiche tradizionali ma non derivate dal petrolio, che la loro produzione sintetizzi la minor quantità di anidride carbonica possibile e che siano degradabili o compostabili. Attualmente ci sono già degli esempi utilizzati, quelli più promettenti sono detti biopoliesteri, tra cui bisogna sottolineare i poliidrossialcanoati (PHA), tra i quali i poliidrossibutirrati (PHB), i poliidrossivalerati(phv) e i poliidrossiesanoati (PHH). Tra questi sta avanzando, in maniera piuttosto repentina, la produzione del PHB, in particolare il poli 3- idrossibutirrato, poliestere naturale prodotto da alcuni batteri a partire dall'amido o dal glucosio: ha le caratteristiche fisiche analoghe a quelle del polipropilene e se viene portato a 180 gradi produce una plastica trasparente sottilissima simile al cellofan ed è completamente biodegradabile senza residui. Questo materiale è talmente promettente che una azienda di zucchero americana lo sta producendo su scala industriale. L'acido polilattico (PLA) è una plastica trasparente con le proprietà fisiche del polietilene e viene utilizzato soprattutto in medicina per produrre mezzi di sintesi riassorbibili nella chirurgia pediatrica. E interessante osservare che il tradizionale polietilene viene prodotto a partire dal petrolio con un processo altamente inquinante mente il polietilene bioderivato viene sintetizzato a partire dalle biomasse le quali, lasciate fermentare, inducono i batteri a produrre etanolo, che, a sua volta, viene trasformato chimicamente in etilene e successivamente in polietilene. Tale processo chimico assorbe CO2 anziché produrla. La Braskem (azienda petrolchimica brasiliana) sostiene che per produrre una tonnellata di polietilene in maniera convenzionale, vengono prodotte 3,5 tonnellate di anidride carbonica mentre, per produrne una di biopolietilene, ne vengono rimosse 2,5. Sicuramente le bioplastiche rappresentano una via d'uscita al dannoso effetto che le plastiche e i polimeri tradizionali hanno sull'ambiente. Tuttavia rimangono dei problemi da risolvere, problemi che derivano soprattutto dalla difficile lavorazione di questi materiali; le caratteristiche fisiche sono soddisfacenti ma è ancora difficile ottenere con facilità delle forme complesse. Un altro argomento, che si sta facendo strada tra le discussioni inerenti all'ecologia, è rappresentato dalla generazione e dalla colorazione dei tessuti; è risaputo che, per la produzione convenzionale di tessuti di origine vegetale, è necessario l'impiego di molte coltivazioni. Questo, in relazione alle quantità di tessuti che al giorno d'oggi vengono prodotte, implica un uso esponenziale di coltivazioni che stanno sottraendo sempre più spazio alle foreste. Tutto ciò è strettamente legato al problema dell'anidride carbonica poiché gli alberi contribuiscono a diminuirne sensibilmente la quantità grazie alla fotosistesi; essi infatti utilizzano l'energia del sole e la CO2 per produrre l'energia chimica necessaria a svolgere le loro funzioni. In sostanza eliminando molti alberi vengono eliminati altrettanti "aspiratori" di anidride carbonica. Per quanto riguarda invece le fibre di origine animale coma la lana e l'alpache il problema sta negli animali da cui queste vengono ricavate: il loro tipo digestione sintetizza gas serra come il gas metano e, di conseguenza, aumentando l'allevamento del bestiame, aumenta anche la produzione di gas altamente dannosi. La preoccupazione maggiore tuttavia è rivolta verso la lavorazione dei vari tessuti perché questo processo implica un alto valore inquinante a causa dei reflui di tintura ossia le sostanze di scarto che vengono prodotte dopo la colorazione delle fibre. Così, anche per i tessuti si è cercata una soluzione ecologica per ovviare ai numerosi inconvenienti provocati dalla produzione convenzionale. Per i biotes- suti la ricerca si svolge su tre settori come dimostra il progetto Biotex: il primo è presentato dai processi biocatalitici (utilizzare enzimi anzichè sostanze chimiche per effettuare la preparazione dei tessuti) come il biofinishing (rifinitura e nobilitazione dei tessuti) inoltre la fissazione della colorazione è naturale. Con i processi biocatalitici si sta tentando di migliorare le caratteristiche fisiche, chimiche, meccaniche, biologiche ed estetiche di tali fibre; in più, questo tipo di lavorazione, al contrario di quella chimica consente di risparmiare acqua, energia e prodotti chimici. Per esempio, l'enzima pectinasi, insieme all'enzima cutinasi è in grado di ottenere lo stesso effetto di purificazione che si ottiene tradizionalmente con alte temperature e soluzioni di NaOH ad alte concentrazioni. I tessili bioattivi costituiscono il secondo settore di ricerca che consiste nel trattamento di tessuti già esistenti al fine di ottenere funzioni particolari ad esempio matrici tessili con proprietà antivegetative (reti da pesca). Infine il terzo punto a cui gli scienziati stanno lavorando consiste nel trattamento dei reflui di tintura con l'utilizzo di biomasse fungine disattivate che effettuano il bioassorbimento eliminando le sostanze tossiche inquinanti. La ricerca verso una tecnologia più pulita apre le porte ad un mondo dove scienza, progresso ed etica si incontrano e diventano parte della stessa filosofia. Salbego Colletti Arianna II A Liceo Scientifico Biologico L. Mondin - Verona

10 F E B B R A I O A N N O V, N U M E R O 1 Pagina 10 S C I E N Z A A L S E R V I Z I O D E L L A M O R T E Dalle frecce avvelenate ai gas nervini: come si sono affinate le armi chimiche come mezzo di distruzione di massa Sebbene gli uomini abbiano usato per millenni strumenti di guerra chimica (come, per esempio, le frecce avvelenate), il loro primo vero impiego su vasta scala si fa risalire alla battaglia di Ypern del 1915, quando un reparto tedesco utilizzò il gas cloro contro i francesi, provocando morti e soprattutto intossicati. L anno successivo si cominciò, poi, ad utilizzare il fosgene, un gas estremamente tossico sintetizzato con lo scopo di uccidere. Da allora l ascesa delle armi chimiche come armi di annientamento indiscriminato divenne inarrestabile. La firma, nel 1925, da parte delle maggiori potenze mondiali, del Protocollo di Ginevra, che vietava l uso delle armi chimiche come mezzo di aggressione, è una dimostrazione, seppur molto debole, dei tentativi di fermare questa corsa. Tuttavia, nel ventennio compreso tra le due guerre mondiali, molti Paesi, ignorando completamente tale Protocollo, fecero utilizzo di armi chimiche contro i nemici. La storia delle armi chimiche fu rivoluzionata, nel 1937, dalla scoperta accidentale da parte del chimico tedesco Schrader (che stava studiando nuovi tipi di pesticidi) del Tabun, un gas nervino. Dopo la Seconda Guerra Mondiale e in seguito alla scoperta di immense riserve di gas tossico conservate in Germania, le maggiori potenze mondiali si adoperarono in due direzioni contraddittorie nei confronti di queste armi: da una parte si concentrarono sulla ricerca di soluzioni per contrastarle, dall altra potenziarono il loro arsenale con composti sempre più avanzati e pericolosi. I gas nervini cominciarono ad avere un'importanza sempre maggiore in questo panorama, ma non furono gli unici: altri agenti vennero impiegati durante gli anni della Guerra Fredda, come l'agent Orange, un defogliante usato in Vietnam dall'esercito americano e che si scoprì essere altamente cancerogeno. Comunque, con la comparsa di armi atomiche sempre più efficaci, con il finire della Guerra Fredda, e, forse, anche con una presa di coscienza da parte delle grandi potenze mondiali, nel 1993, a Parigi, venne finalmente sottoscritta la CWC (Chemical Weapons Convention), con la quale si confermava la volontà di distruzione di tutte le armi chimiche già presenti e il controllo di tutte quelle industrie che sarebbero state in grado di produrne di nuove. Purtroppo la Russia, ovvero una delle nazioni che possedeva uno dei quantitativi più elevati di queste sostanze, si è detta subito incapace di affrontare da sola un'impresa del genere. Gli Stati Uniti sono quindi intervenuti, offrendo il proprio sostegno economico (avrebbero coperto più della metà delle spese totali) per lo smantellamento delle armi tossiche. L'operazione non è comunque andata a buon fine, data l assenza di aiuti provenienti da altri Paesi e la mancanza, pressoché totale, di finanziamenti russi. Comunque, le armi chimiche non scomparvero dalla circolazione dopo la CWC, anzi, con l'affacciarsi sulla scena dei primi gruppi terroristici, divennero uno strumento perfetto per incutere timore nei confronti dell'opinione pubblica. Esempio lampante del loro utilizzo con questo fine è stato l'attacco alla metropolitana di Tokyo nel 1995, quando dei fanatici religiosi fecero utilizzo del Sarin, un altro potente gas nervino, nei vagoni. Vennero uccise 12 persone e diverse migliaia rimasero intossicate. Ma perché le armi chimiche sono così distruttive? Il cloro usato durante la Prima Guerra Mondiale veniva semplicemente lanciato, all'interno di speciali contenitori, verso i nemici, i quali morivano soffocati dall'esalazione della sostanza, o recavano comunque pesanti danni alle vie respiratorie. Questo tipo di attacco poteva comunque facilmente essere prevenuto con l utilizzo di maschere antigas. Fu per questo che i tedeschi introdussero successivamente altri tipi di gas, in grado di aggirare questo limite e attaccare il tessuto cutaneo, procurando gravi ustioni alla vittima. I gas nervini, agiscono, invece, in modo diverso: sono potenti neurotossine, poichè la loro azione blocca rapidamente le sinapsi colinergiche. In tali sinapsi, in cui l acetilcolina funge da neurotrasmettitore, le tossine inattivano permanentemente l enzima acetilcolinesterasi, che catalizza l idrolisi dell acetilcolina, la quale quindi si accumula nelle giunzioni neuro-muscolari, prevenendo la trasmissione degli impulsi nervosi, fino al sopraggiungere della morte per soffocamento. Gli antidoti che possono mitigare gli effetti dei gas nervini sono costituiti da alcuni ossidi che aiutano a rimuovere gli agenti nervini dall enzima così da riattivarlo, oppure dall'atropina, un alcaloide della belladonna che, bloccando i recettori dell acetilcolina non più idrolizzata dall enzima inibito, riduce l effetto dell acetilcolina stessa. L Agent Orange, poi, l erbicida utilizzato ufficialmente durante la guerra in Vietnam come mezzo per privare i Vietcong della copertura offerta loro dalla foresta, si scoprì presto avere come sottoprodotti delle diossine altamente tossiche, essere cancerogeno e teratogeno. Oltre che al loro enorme potenziale distruttivo, la pericolosità delle armi chimiche è dovuta anche alla loro capacità di colpire chiunque indiscriminatamente e di poter persistere per lungo tempo sul territorio, con conseguenze gravissime per gli abitanti della zona colpita. E' probabilmente per questo che la comunità internazionale si è rivelata favorevole al loro "pensionamento", ma il problema che si pone sempre durante operazioni di questo tipo è la mancanza dei fondi necessari, come dimostra l esempio della Russia riportato prima. In quel caso, perché gli Stati Uniti hanno insistito così tanto per poter aiutare economicamente la Russia? È solamente per spirito di solidarietà? Oppure vi potrebbe essere anche un secondo fine, come il controllo di parte dell'arsenale russo? Indipendentemente da altre considerazioni, l'idea da parte di tutti gli stati di smantellare non solo il proprio arsenale, ma di contribuire anche allo smantellamento di quello dei Paesi che non sono in grado di farlo da soli, resta ammirevole, vista l'enorme capacità di uccidere di queste armi. Andrea Pilotelli III A Liceo Scientifico Biologico L. Mondin Verona Quando la scienza e la ragione non ci possono aiutare, solo una cosa può salvarci: la nostra coscienza. Perciò abbiamo bisogno di un'ecologia dell'anima. (Mikhail Gorbachev)

11 F E B B R A I O A N N O V, N U M E R O 1 Pagina 11 C A R T A E U R O P E A D E L L ' A C Q U A (promulgata a Strasburgo il 6 Maggio 1968 dal Consiglio d'europa) 1) Non c'è vita senza acqua. L'acqua è un bene prezioso, indispensabile, a tutte le attività umane. 2) Le disponibilità di acqua dolce non sono inesauribili. E' indispensabile preservarle, controllarle e, se possibile, accrescerle. 3) Alterare la qualità dell'acqua significa nuocere alla vita dell'uomo e degli altri esseri viventi che da lui dipendono. 4) La qualità dell'acqua deve essere tale da soddisfare tutte le esigenze delle utilizzazioni previste, ma deve sopratutto soddisfare le esigenze della salute pubblica. 5) Quando l'acqua, dopo essere stata utilizzata, è restituita, al suo ambiente naturale, essa non deve compromettere i possibili usi, tanto pubblici che privati che in questo ambiente potranno essere fatti. 6) La conservazione di una copertura vegetale appropriata, di preferenza forestale, è essenziale per la conservazione delle risorse idriche. 7) Le risorse idriche devono formare oggetto di inventario. 8) La buona gestione dell'acqua deve formare oggetto di un piano stabilito dalle autorità competenti. 9) La salvaguardia dell'acqua implica uno sforzo importante di ricerca scientifica, di formazione di specialisti e di informazione pubblica. 22 marzo 2011 : Giornata Mondiale del- l'acqua. Le Nazioni Unite invitano le nazioni a dedicare questo giorno a promuovere attività concrete all'interno dei loro Paesi a favore del patrimonio Idrico della Terra. In aggiunta agli stati membri, una serie di associazioni non governative hanno utilizzato il giorno internazionale per l'acqua per sensibilizzare i popoli sulla questione dell'acqua nella nostra era, con particolare attenzione all'accesso all'acqua dolce e alla sostenibilità degli habitat acquatici. 10) L'acqua è un patrimonio comune, il cui valore deve essere riconosciuto da tutti. 11) La gestione delle risorse idriche dovrebbe essere inquadrata nel bacino naturale piuttosto che entro frontiere amministrative e politiche. 12) L'acqua non ha frontiere. Essa ha una risorsa comune, che necessita di una cooperazione internazionale. L acqua è uno di quei diritti, come l aria, che non si toccano. Sui pali dell alta tensione si può leggere un cartello che avverte Attenzione chi tocca muore Così dovremmo scrivere pure sull acqua e sull aria. Dovremmo avere la coscienza che chi tocca questi beni, per interessi privati e individuali, muore, perché tocca il cuore dell uomo e dell umanità. (padre Alex Zanotelli)

12 Pagina 12 L A F O R M U L A N E L P I A T T O Salare la pasta, rosolare un arrosto, cuocere un soufflé: gesti quotidiani che rendono la cucina un vero "laboratorio" chi- mico Quando saliamo l acqua della pasta, zuccheriamo il caffè oppure prepariamo un dolce lievitato, tutti noi quotidianamente usiamo composti chimici quali il cloruro di sodio, il saccarosio e il carbonato di ammonio. L atto stesso del cucinare è impiegare la chimica in cucina, visto che con la cottura e il condimento provochiamo trasformazioni chimico-fisiche negli ingredienti usati. Filtrare, riscaldare, raffreddare, mescolare, portare a ebollizione, diluire, aggiungere ghiaccio sono gesti di tutti i giorni in un qualsiasi laboratorio chimico, ma sono le stesse operazioni che chiunque fa in cucina. Non a caso i chimici in laboratorio parlano scherzosamente di «ricette» quando seguono elaborate procedure per sintetizzare una molecola. Come fanno gusti e profumi a svilupparsi nei cibi durante la cottura e in che modo potremmo fare per modificare o correggere il gusto o la consistenza di un piatto? La maionese impazzisce, il soufflé non gonfia, le verdure anneriscono. A tutto c'è una spiegazione scientifica; si può insomma concludere che tutta la cucina non è altro che un insieme di reazioni e di processi chimici e fisici e che la conoscenza delle due branche (reazione di Maillard, passaggi di stato, osmosi, conducibilità termica, ecc. ecc.) non può che aiutare ognuno di noi, a capire cosa succede. Voglio segnalarvi due libri: Pentole & Provette di H. This (chimico-fisico appassionato di gastronomia che lavora all'institut National de la Recherche Agronomique a Parigi e tiene da anni una rubrica di "scienze in cucina" per Pour la Science, edizione francese di Scientific American) e Cucina e Scienza di S. Colonna e F. Guatteri (rispettivamente professore universitario di chimica organica e noto e- sperto gastronomo). In essi ci vengono suggeriti i trucchi per risolvere piccoli e grandi problemi ai fornelli, su basi rigorosamente scientifiche, come ad esempio evitare la formazione di grumi nella preparazione di marmellate e besciamella; ci vengono spiegati, tra gli altri, i motivi per cui gamberi e aragoste diventano rosse in acqua bollente (il processo si chiama cardinalizzazione) e la bistecca fresca da scarlatta diventa poi grigiastra; veniamo avvertiti di fare attenzione a certe sostanze, come il nitrito di sodio, che favorisce lo sviluppo dell'aroma agendo selettivamente nei confronti dei microorganismi che determinano la stagionatura dei salumi e li mantiene di un appetitoso colore rosso, ma che in ambiente acido (soprattutto nello stomaco) si trasforma in acido nitroso, che a sua volta legandosi alle ammine dà origine alle nitrosammine, composti dimostratisi cancerogeni. E pensare che, paradossalmente, il consumatore vuole acquistare proprio salumi cotti di colore rosa e rosso, i colori della carne cotta addizionata con nitriti!!! Meglio comunque sapere che talvolta ci vengono dette delle sciocchezze, come ad esempio che mettere il sale nell acqua dei fagiolini non li mantiene verdi, solo l acidità e il contenuto di calcio influenzano il colore dei vegetali lessati. Si può quindi aggiungere bicarbonato di sodio all acqua di cottura e il risultato estetico è garantito, ma vengono anche favorite l ossidazione della vitamina C e la sua distruzione. Comunque un qualsiasi piatto della nostra tradizione culinaria può essere realizzato, tenendo ben presente la composizione chimica degli ingredienti, come le molecole che compongono un cibo possono trasformarsi sotto l effetto del riscaldamento, come cambia il loro modo di reagire in funzione della modalità di cottura, come si originano alcune molecole portatrici di aromi indesiderati e quindi come possiamo evitarne la formazione e così via. La reazione chimica più importante di tutta la cucina è la reazione di Maillard (dal nome di un medico che la individuò nel 191-2), responsabile del colore bruno della carne cotta, del suo sapore e del suo profumo caratteristico; questa reazione avviene ad alte temperature, tra i 140 C e i 180 C, tra le proteine e i carboidrati, che vengono degradati in aminoacidi e zuccheri e reagiscono tra loro per produrre nuove molecole volatili e profumate. La carne di manzo contiene zuccheri a sufficienza per far avvenire la reazione, altre carni invece sono più povere di zuccheri e quindi a volte si aggiungono direttamente oppure usando una marinata: il vino ed il succo di limone infatti contengono zucchero. Non tutti gli zuccheri però reagiscono con gli aminoacidi: solamente quelli che in chimica si chiamano riducenti (una sostanza riducente è l opposto chimico di una sostanza ossidante). Purtroppo il comune zucchero, il saccarosio, non fa parte di questa categoria. In presenza di acidi però (e una marinata è sempre acida) il saccarosio si scinde nei suoi due componenti: il glucosio e il fruttosio (chiamati anche destrosio e levulosio). Questi zuccheri, a differenza del saccarosio, possono reagire nella reazione di Maillard. In cucina questa reazione è estremamente importante per creare, ad esempio, il tipico sapore di carne arrosto. Le molecole responsabili del sapore di una buona fiorentina cotta alla perfezione non esistono nella carne prima della cottura. È proprio la reazione di Maillard che forma diverse centinaia di piccole molecole odorose. Bis (2-metil metil-3- furil) disolfuro Una molecola in particolare tra queste è associata al gusto di carne arrostita: il bis (2-metil-3- furil)-disolfuro. Essa è una sostanza molto usata anche nell industria alimentare per creare artificialmente il gusto di carne. Una condizione assolutamente necessaria perchè avvenga la reazione di Maillard è che la temperatura raggiunga almeno i 140 C. Questo significa che l imbrunimento può avvenire solo sulla superficie della carne: internamente è sempre presente dell acqua che le impedisce di superare i 100 C. Un pezzo di carne cotta unicamente ad una bassa temperatura avrebbe infatti un colore grigiastro ed un sapore insoddisfacente. E necessario prestare attenzione però anche alle cotture di temperatura superiore ai 200 C: si può incrementare la probabilità che si creino ammine eterocicliche (HCA), molecole cancerogene pericolose per stomaco e colon.

13 Pagina 13 A questo punto è opportuno parlare della cucina molecolare, che considera sia gli ingredienti sia il piatto finito per quello che effettivamente sono: miscele complesse di sostanze chimiche organizzate in comparti strutturati, di natura biologica quali appunto tessuti animali e vegetali, a loro volta costituiti da cellule. La cucina molecolare diventa quindi una disciplina scientifica che, partendo dall - osservazione del comportamento molecolare dei cibi durante la preparazione, tanto nel crudo quanto nel corso dei processi di cottura, utilizza in cucina tecniche e meccanismi basati sulle reazioni chimiche che trasformano gli alimenti, senza l'utilizzo di additivi o sostanze chimiche estranee dagli ingredienti stessi già utilizzati in cucina o nel settore alimentare in genere. In sintesi, sfrutta la trasformazione degli ingredienti grazie ad alterazioni fisicochimiche ed alle interazioni reciproche, un po' come avviene per il pane, dove la fermentazione dei lieviti trasforma la farina e l acqua generando appunto l alimento. Cardine della cucina molecolare è la revisione dei classici metodi di cottura: la cottura avviene spesso senza fiamma, si prospettano gelati istantanei preparati in azoto liquido e uova cotte a freddo (l alcol ha il potere di coagulare le proteine dell uovo senza alterarne il sapore, si può così ottenere un uovo solido come se fosse cotto mantenendo la leggerezza ed il sentore del crudo), per le fritture di pesce si può utilizzare una miscela di zuccheri fusi anziché l olio e scoprire che il nuovo "liquido di frittura" dimezza i tempi di cottura, mantiene una temperatura stabile e la sua densità e viscosità permette di trattenere l umidità all interno del pesce. Per ottenere pietanze sempre più innovative e gustose, anche aggirando le limitazioni della natura, i cuochi molecolari utilizzano una buona dose di attrezzature scientifiche e industriali quali, ad esempio, centrifughe, anti-griddle (un anti-piastra che mantiene i - 30 F (= - 34,44 C) per congelare quasi istantaneamente salse, puree e qualsiasi liquido), bagni di azoto liquido, autoclavi, elettroforesi del gel (metodo che separa le macromolecole quali gli acidi nucleici o le proteine) e bagni a precipitazione. La creazione di nuovi sapori diventa quindi un'impresa da laboratorio che, eccetto rare eccezioni, produce piatti appetitosi e dai sapori esotici. Ed ecco quindi per noi anatra all'autoclave, uova nitro-strapazzate, pancetta caramellata, conserva di tonno olio-aria, foie-gras filato, gelati criogenici, torte frattali e Martini fumanti. Ecco un risvolto inaspettato dello studiare chimica, fisica e biologia... potremmo scoprire anche noi il modo di migliorare ulteriormente la qualità di un piatto noto, aggiungendo un ingrediente insospettabile in più, modificando alcune dosi rispetto alla ricetta tradizionale o cambiando l ordine di aggiunta dei soliti ingredienti. Maria Francesca Spoto IV AST Liceo Scientifico Statale Quadri - Vicenza La cucina è chimica, per quanto a molti cuochi italiani questa cosa non piaccia sentirsela ripetere, e preferiscano essere accomunati a degli artisti invece che a degli scienziati, come se fosse una cosa disdicevole. (Dario Bressanini, ricercatore chimico all Università dell Insubria e curatore della rubrica Pentole & Provette del mensile Le Scienze ) Anche per desinare bisogna saper far uso dei principi della scienza. (Petronio)

14 Pagina 14 M A R T E A T U T T O G A S Le possibili origini del metano sul Piane- ta Rosso e le suggestioni sulla presenza di vita Tra il 2003 e il 2004, tre istituti di ricerca indipendenti hanno scoperto quasi contemporaneamente nell atmosfera di Marte la presenza di rilevanti quantità di metano che, per quanto sia la 40 milionesima parte di quella terrestre, necessita comunque di una spiegazione. A partire da 60 chilometri al di sopra della superficie marziana la radiazione solare ultravioletta disgrega il metano, mentre al di sotto gli atomi di ossigeno e i radicali ossidrile (OH), che si formano per scissione delle molecole d acqua ad opera dei fotoni ultravioletti, ossidano il metano. Perciò deve esistere una fonte in grado di produrne continuamente e che impedisca al metano di sparire gradualmente dall atmosfera. Proprio la necessità di cercare una fonte costante esclude i contributi extraplanetari come impatti cometari (in media uno ogni 60 milioni di anni) e la polvere micro meteoritica, ma anche i vulcani, sulla superficie spenti da centinaia di milioni di anni. A questo punto si prospettano due ipotesi: la prima è la vita su Marte, la seconda l esistenza di grande masse d acqua nel sottosuolo marziano insieme a livelli inattesi di attività geochimica. La prima strada nasce dal confronto con la realtà terrestre: sulla terra il 90-95% del metano ha origine biologica mentre quello di origine vulcanica (0,2%) e abiotica (processi industriali) è poco rilevante. Sono quindi gli ungulati erbivori (come bovini, ovini e yak), che, producendo un quinto dell emissione annuale, insieme ad altre fonti significative come le termiti, le risaie, le paludi, le piante foto sintetizzanti, ed altre immissioni nell atmosfera di gas naturale, derivato a sua volta da altri organismi, a produrre la maggior parte del metano. Ecco perché la scoperta di metano su di un corpo celeste simile per tanti aspetti alla terra fa subito pensare ad una eventuale presenza di vita. Altrettanto possibile è l ipotesi idrogeochimica che consiste in una reazione, chiamata serpentinizzazione, tra rocce ed acqua che produce idrogeno. Sul nostro pianeta avviene nelle bocche idrotermali sul fondo oceanico. A sua volta l idrogeno, reagendo con granuli di carbonio, monossido e diossido di carbonio o minerali carbonacei, dà origine al metano. Questa seconda ipotesi presuppone però l esistenza di acqua allo stato liquido nel sottosuolo marziano. Una tale possibilità è avvalorata, da una parte, dalla presenza nel suolo del pianeta di argilla che viene associata all azione dell acqua, in accordo a quanto accade sulla Terra; dall altra dalla morfologia fluviale del pianeta (evidenti sono le strutture a reticolo, i meandri e le linee di scorrimento sul fondo del canale) che fa pensare a grandi masse d acqua che potrebbero essere finite nel sottosuolo. In entrambi i casi avrebbero un ruolo fondamentale gli acquiferi, che sarebbero sia un habitat favorevole per gli organismi viventi, sia un sito adatto alla produzione idrogeochimica di metano. In assenza di ulteriori dati, l ipotesi biologica e quella geologica appaiono egualmente probabili. Luca Morelli Il processo di una V H Liceo Scientifico Statale Fracastoro - Verona scoperta scientifica è, in effetti, un continuo conflitto di meraviglie. (Albert Einstein)

15 F E B B R A I O A N N O V, N U M E R O 1 Pagina 15 I L V E C C H I O E I L M A R E PER APPROFONDIRE... Fu un oceano, ma anche l'intelligenza attivata dalla necessità, a salvare la spe- cie umana. Molto prima di quanto crede la storia E a tutti noto che il mare sia stato il primo ambiente in cui si sia sviluppata la Vita sulla Terra. Qualcuno è consapevole che la diversità genetica delle varie etnie dell Homo sapiens è misteriosamente troppo bassa a confronto con la sua capillare diffusione sul pianeta. Pochi infine sanno che la nostra specie, fra e anni fa, rischiò pesantemente l estinzione e fu tenuta in vita da un oceano. Esiste una ragione unificante per questi tre elementi scollegati; e la stessa ragione è la causale per il presente numero di Project, dedicato alla chimica ed all acqua. Come i frattali, oggetti matematici con proprietà di autosomiglianza, tutti questi elementi si collegano fra loro, giungendo a scrivere una storia un po diversa di quella nota sull Homo sapiens sapiens. Esiste una regione della Terra, detta regione floristica del Capo, larga novantamila chilometri quadrati, che ancora oggi contiene 9000 specie di piante, di cui il 64% esclusiva di quella zona. Ai due gruppi di piante più comuni, arbusti chiamati fymbos e renosterveld, gli uomini di Cro-Magnon dovettero la maggiore riserva di geofite, come tuberi, bulbi e cormi, con contenuti di fibre così bassi da essere tanto ben digeribili dai piccoli che resistenti ad Ere siccitose. Tali preziose riserve di alimenti non sarebbero però state sufficienti, né si sarebbero serbate molto a lungo, se non fossero state dislocate lungo la costa australe del South Africa. Questi due accadimenti accidentali consentirono ai nostri paleolitici antenati di sopravvivere in pochissimi esemplari - alcune centinaia, a quanto pare - alla morsa in cui una glaciazione tra e anni fa (stadio glaciale 6) strinse tutto il pianeta, congelandolo. Mentre nel resto dell Africa i Cro-Magnon sparivano per freddo e siccità, a Pinnacle Point, a Città del Capo, un unico avamposto resisteva, serbando nei suoi geni tutti noi. Le geofite sepolte, ricche di quantità di carboidrati, non erano a disposizione di chiunque, perché invisibili sulla superficie. La costa sud dell Africa, in quel punto, grazie all urto dell acqua fredda della corrente del Benguela contro le più tiepide masse della corrente Agulhas, provoca vortici liquidi alternati, ora caldi, ora freddi, sulla costa: un habitat ideale per molluschi, ricchi di proteine e omega-3. Ma se i molluschi con un maggior freddo sembrano diventare più abbondanti, per potere cibarsene bisognava raggiungerli in dei banchi che, a causa di insidiosissime maree, variavano da immersi ad accessibili solo per chi già fosse a conoscenza delle fasi lunari e un calendario. Attesa e osservazione, tecnica e fame: la grotta PP13B, quella 5-6 di Pinnacle Point e altre caverne, a picco sulle coste del South Africa, mostrano chiari segni di noi uomini, svelando assai di più di teschi o cenere. (GROTTA PP13B in South Africa) I metodi di scavo dei geofiti, le tecniche a cesello del quarzite magistralmente cotto nella cenere per ottenere scaglie affilatissime per l apertura di valve di molluschi, richiedono ben più dei rozzi gesti degli uomini di Neanderthal od Erectus. Eppure i siti sembrano più antichi di anni di quei sparuti 400 secoli attribuiti all Uomo di Cro-Magnon. Ecco dunque che tre tasselli (il mare, il clima e il tempo) coincidono con altri due tasselli (le nuove tracce dell Homo Cro-Magnon e una genetica omogenea degli uomini a fronte di esplosioni demografiche) per dimostrare che i nostri primi avi furono assai più antichi del previsto, subito intelligenti e così uniti fra di loro e con il mare da sviluppare tecnologie capaci di legarli l uno all altro oltre le storie future di conflitti, oltre il tempo e lo spazio, oltre le razze.. Dott. Luigi Damasco Non si conosce a fondo una scienza finché non se ne conosce la storia. (Isidore Auguste Comte)

16 Per questo numero sono stati consultati siti internet, autori, testi e riviste tra cui: In principio era l acqua di Alessandra Agosti da ECOENERGIA (mensile maggio 2007); Frammenti di Empedocle da Le stelle di Talete volume 1; La molecola delle meraviglie di Roberta Binotto da ECOENER- GIA (maggio 2007); Le Scienze (mensile), Al di là di ogni ragionevole dubbio ed. Codice; D Krogh, Viaggio nella biologia, Le Monnier, MI 2007; L. Alberghina, F. Tonini, Biologia, ed. Mondadori; H. Curtis, N. Barnes, Invito alla biologia, ed. Zanichelli; In principio era l acqua di Alessandra Agosti da ECOENERGIA ( maggio 2007); Frammenti di Empedocle da Le stelle di Talete volume 1; La molecola delle meraviglie di Roberta Binotto da ECOENERGIA (maggio 2007); C.W.Marean Quando il mare salvò l umanità, Le Scienze, ottobre 2010,55-61; swashzone.blogspot.com; Le scienze novembre 2004; Gastronomia, la chimica svela i segreti degli chef Repubblica, 7 gennaio 2009; Tonno olio-aria, torte frattali. E la gastronomia molecolare Repubblica, 15 dicembre 2008; e tecnologie del barbecue, 23/07/2009; ; le Scienze n 468, agosto Bosellini-Cavattoni, Corso di Scienze del Cielo e della Terra, ed. BOVOLENTA; Nel prossimo numero continuera il tema: 2011 Anno Internazionale della Chimica PROJECT - Rivista di divulgazione scientifica Reg. Trib. di Verona n 1789 del 20/02/2008 Direttore Responsabile: dott.ssa Daniela Bruna Adami Direttore Scientifico: prof.ssa Paola Petrillo Coordinatori redazionali: proff. Dorina Artuso, Francesco Gaspari, prof. M. Gabriella De Guio - Liceo Scientifico L. Mondin (VR) - Liceo Scientifico Statale Quadri (VI) Redazione: B. Accordini, M. Bertozzo, F. Benettollo, A. Braga, I Cabianca, F. Ceretta, A. Fiorini, L. Morelli, A. Pilotelli, A. Salbego Colletti, M. F. Spoto Disegni: A. Vaccaro Collaboratori esterni: dott. Luigi Damasco Si ringraziano per la collaborazione a questo numero: Dirigenti Scolastici: proff. E. Adorno (Liceo Scientifico Statale Quadri - VI), M. Schiavo (Liceo Scientifico Statale Fracastoro - VR), F. Zampieri (Liceo Scientifico L. Mondin - VR) Alunni delle classi: II A, III A e V A Liceo Scientifico L. Mondin (VR); IV AST e V AI Liceo Scientifico Statale Quadri - (VI); V H Liceo Scientifico Statale Fracastoro - (VR) Editore: Istituto Sorelle della Misericordia - Verona Tutti i diritti sono riservati