Tutti in gioco nel campo di calcio nanometrico - Inca - Consorzio ...

La rivista per studenti che guardano al futuro
Lo strumento per i prof che pensano al presente
11
Gennaio - Febbraio 2008
La Scienza
al servizio
dell’ Uomo
e
dell’Ambiente
Salk e Sabin, l’antipolio
La “guerra” tra scienziati americani
che ha salvato migliaia di vite umane
Cà Foscari
Primi commenti
al master in
“Diffusione della
cultura scientifica”
Olimpiadi
della
Scienza
Parte il
Concorso
Green
Scuola 2008
Ragazzi,
impegnatevi
in campo
scientifico
E sarete
davvero
al servizio
dell’uomo
Intervista al Presidente
dell’Accademia delle Scienze
Tutti in gioco nel campo di calcio nanometrico
Un giovane ricercatore
proietta le molecole
C1.000.000 e C 60 e C 70:
nanotubi (ne mostra un
modello) e fullereni.
Il C60 e i suoi fratelli
furono scoperti nel 1985.
La meraviglia fu grande e
valse al fullerene il titolo
di molecola dell’anno nel
1991 e agli scienziati che
effettuarono la scoperta,
Robert Curl, Harry Kroto e
Richard Smalley, (sul lucido)
il Premio Nobel
per la Chimica nel 1996.
Giorgio de Chirico, il genio
Una vita, una ricerca: con la metafisica
ha dipinto temi di misteriosa poetica www.green.incaweb.org
Prezzo di un numero euro 3,00 - Periodico mensile d’informazione edito dal Consorzio Interuniversitario Nazionale “La Chimica per l’Ambiente“ (INCA) - Anno III, N. 11, Gennaio - Febbraio 2008

2
I primi dieci numeri
di “Green”
Immagine
di Ornella
Erminio
1 - Novembre 2006
• Ricerca, prodotti, etica. Le sfide della Green Chemistry per un
mondo più pulito.
• Dietro la sigla “PQ7”: che cos’è il Programma Quadro? Così
l’Europa finanzia la ricerca.
• DOSSIER – Sviluppo sostenibile. La rivoluzione energetica che
cambierà la nostra vita.
• La chimica verde conquista la scuola. Il concorso Green-Inca
2 – Dicembre 2006
• Fonti rinnovabili. Bioenergia avanti tutta.
• Quanto è bella la chimica… al di là delle molecole.
• Chimica verde. Due progetti ai raggi X.
• DOSSIER – Le misure della Scienza. Impariamo a conoscere il
Sistema Internazionale delle unità di misura.
3 – Gennaio/Febbraio 2007
• Motori. Elettrico o ibrido purché antismog.
• Nuovi strumenti 1. Tutti in laboratorio (virtuale).
• Nuovi strumenti 2. C’è un NOP per te.
• DOSSIER – Una storia di colori. I pigmenti, un settore in evoluzione
sempre più attento ai problemi di ecocompatibilità, sicurezza
e salute.
• Metodo scientifico. Con gli occhi di Galileo.
• Stage. Una grande occasione per gli studenti.
4 – Marzo 2007
• Energia eolica. La macchina che cattura il vento.
• Problema diossina. Dall’acqua all’uomo tramite le vongole?
• Sottoprodotti. Lo scarto dello scarto ha un valore?
• DOSSIER – Il black-out delle stagioni. Gli scenari a livello globale
nei nuovi rapporti scientifici.
• Scienza e materiali. Un mondo di quarzo, alla scoperta della
silice.
5 – Aprile 2007
• Intervista al Ministro della Pubblica Istruzione, G. Fioroni.
• Dalle scuole 1. Cacciatori di nuvole.
• Dalle scuole 2. Dulcis in… fungo.
• Auto alternative. Sarà la batteria a battere il petrolio?
• DOSSIER – Effetto serra. Le vibrazioni delle molecole. I gas
serra e la loro interazione con la radiazione infrarossa.
• Sottoprodotti. Il glicerolo, un derivato del biodisel.
• I volti della scienza. La lunga storia delle Conferenze Solvay.
6 – Maggio 2007
• Educazione di base. Chimica verde anche nei corsi di laboratorio.
• Reazioni chimiche. Molecole in rotta di collisione.
• Inquinamento urbano. Benzina versus diesel.
• DOSSIER – I segreti dell’ozonosfera. Cerchiamo di capire perché
esporsi troppo al sole può far male.
• Il caso. Vongole inquinate: così è possibile detossificarle.
7 – Giugno/Luglio/Agosto 2007
• Premio Green Scuola. Studenti in festa al Ministero della Pubblica
Istruzione.
• Dalle scuole. Educazione alla salute, “No smoking”.
• DOSSIER – Non solo “Little Boy” e “Fat Man”. Presente e
futuro dell’energia nucleare.
• Dalle scuole. Musica e Chimica, il segreto di Stradivari.
8 – Settembre 2007
• Intervista al Nobel Harold Kroto: “Con il Web aiuto gli insegnanti
a insegnare”.
• Dalle scuole. Radiografia di un territorio con l’aiuto dei licheni.
• DOSSIER – Energie su misura. Calcoliamo quanta energia ci
serve a livello globale nella vita di ogni giorno e quanta ce ne servirà
in futuro.
• Nuove frontiere. Alla ricerca dei solventi verdi.
9 – Ottobre 2007
• DOSSIER – Colori titanici. Quando l’uomo mima la natura.
Come creare in laboratorio un’infinità di tinte, belle come quelle
dei fiori, degli animali, dei minerali o degli spettacoli naturali
come l’arcobaleno.
• Dalle scuole 1. Il sapone naturale? Facciamolo in classe.
• Dalle scuole 2. Plastica bio a tutto campo.
• Nuove frontiere della chimica. Soluzioni senza rischi.
10 – Novembre/Dicembre 2007
“Green”
ha superato
il traguardo dei primi
dieci numeri.
Ecco, numero per
numero,
i servizi
e i dossier pubblicati
• Intervista – Parla il Nobel Sir Roald Hoffmann
• DOSSIER – Rischio contagio nel “villaggio globale”. Cerchiamo
di capire insieme, senza allarmismi, quali sono i veri rischi di
fronte alle nuove malattie. E come difenderci.
• Dalle scuole 1. Chimica e Naturalismo di Caravaggio.
• Dalle scuole 2. I colori della natura.

Voglia di libertà
L’occhio di “Green”, con l’obiettivo di Ornella Erminio, si è posato su uno scorcio di vegetazione delle nostre isole.
Il fico d’India si incunea nella recinzione e va a trovarsi lo spazio con una “pala” (cladodo) che si atteggia a
lingua, come uno sberleffo all’ostacolo aggirato.
Sommario
sommario
L’intervista “Ragazzi, impegnatevi in campo scientifico. E sarete davvero
al servizio dell’uomo”. “Green” incontra
il Presidente dell’Accademia nazionale delle Scienze pag. 4
Olimpiadi della scienza Parte il concorso INCA - Green Scuola 2008 pag. 10
Comunicazione Iniziato all’Università di Venezia Cà Foscari il master in
scientifica “Diffusione della cultura scientifica”. La parola agli allievi
pag. 14
Scienza e Tutti in gioco nel campo di calcio nanometrico pag. 16
Immaginazione
Imitare la natura Quando la luce diventa reagente chimico pag. 28
Progresso Salk e Sabin: la “guerra” tra scienziati che ha salvato
della scienza migliaia di vite pag. 34
Parola di prof. Giorgio de Chirico. Una vita, una ricerca pag. 44
Futuro & Futuribile Notizie dal mondo pag. 47
Progetti & Invenzioni Notizie dall’Italia pag. 50
11
Green
Periodico mensile
La Scienza
al servizio
d’informazione
dell’Uomo
del Consorzio
e dell’Ambiente Interuniversitario
Nazionale
Gennaio
La Chimica
Febbraio
2008
per l’Ambiente
(INCA)
Direzione e redazione: Viale Luigi Pasteur, 33 - 00144 Roma, tel. 06 54 22 07 10 - tel./fax 06 59 26 10 3
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3

Ragazzi, impegnatevi
in campo scientifico.
E sarete davvero
al servizio dell’Uomo
“
di Gino Banterla
L’informazione scientifica nell’era
di Internet, il contributo della ricerca
per il superamento delle disuguaglianze
tra paesi poveri e paesi ricchi,
le nuove frontiere delle innovazioni nel
settore agro-biologico: su questi temi
“Green” ha intervistato Gian Tommaso Scarascia
Mugnozza, presidente dell’Accademia
nazionale delle Scienze detta “dei Quaranta”,
storica istituzione nata nel Settecento
che ha sede a Roma. Gli abbiamo chiesto anche
di dare un consiglio a un ipotetico studente
dell’ultimo anno delle scuole superiori
indeciso nella scelta universitaria tra un corso
di laurea umanistico e uno scientifico.
Professore Scarascia Mugnozza, viviamo
in un momento carico di contraddizioni:
da un lato siamo quotidianamente tempestati
dalle informazioni di ogni tipo, sotto
La storia dell’Accademia «dei Quaranta»
Sette Nobel
tra i suoi soci
Fondata a Verona nel 1782 dal matematico e ingegnere idraulico
Antonio M. Lorgna, la “Società Italiana” – questa era la
denominazione dell’attuale Accademia nazionale delle Scienze –
radunava i 40 più illustri scienziati di ogni parte d’Italia.
Dal numero dei suoi soci, la Società venne correntemente
chiamata “la Società dei Quaranta”.
Nello stesso anno Lorgna pubblicò il primo numero delle
Memorie accademiche nella cui prefazione ribadiva i suoi
concetti patriottici affermando che “lo svantaggio dell’Italia è
l’avere ella le sue forze disunite” e che, per unirle, bisognava
incominciare ad “associare le cognizioni e l’opera di tanti illustri
Italiani separati”.
La Società si affermò rapidamente e venne in pochi anni
considerata come la sola rappresentante della Scienza italiana:
Federico il Grande, re di Prussia, le Accademie straniere, da
quelle francesi alle russe, e più tardi quelle americane, strinsero
rapporti con la Società Italiana che, dopo la morte del Lorgna,
mutò il suo nome in quello di Società Italiana delle Scienze detta
4
la spinta soprattutto dei nuovi media e degli
strumenti telematici; dall’altro la gente
si sente disorientata – e quindi, paradossalmente,
disinformata – proprio quando
le informazioni circolano con intensità come
mai è accaduto nella storia. Come vede
la situazione della comunicazione e dell’informazione
scientifica in Italia?
L’informazione scientifica, soprattutto negli
ultimi anni, ha fortunatamente fatto significativi
passi avanti. La bioinformatica, per
esempio, in quasi tutti i programmi nazionali
e internazionali è indicata come settore da
coltivare e sviluppare all’insegna delle conoscenze
interdisciplinari e nell’interesse
della cosiddetta società civile – dai politici
ai cittadini, dagli intellettuali agli imprenditori
– per far conoscere l’importanza del ruolo
della ricerca e delle innovazioni tecnologiche
che ne derivano. In Italia la necessità
di uno sviluppo corretto dell’informazione
scientifica è particolarmente avvertita e
qualche risultato si sta ottenendo. Non dob-
dei XL. Si trasferì prima a Milano, poi a Modena e infine a
Roma, nel 1875.
Tra i soci dell’Accademia figurano i più grandi cultori della
Scienza italiana: da Alessandro Volta a Guglielmo Marconi,
da Lazzaro Spallanzani a Camillo Golgi, da Antonio Pacinotti a
Enrico Fermi, da Amedeo Avogadro a Giulio Natta, da Orso
Mario Corbino a Edoardo Amaldi. A sette dei suoi soci nazionali
è stato assegnato il Premio Nobel: Marconi, Golgi, Fermi, Natta,
Daniel Bovet, Carlo Rubbia e Rita Levi-Montalcini.
Accanto ai soci italiani, Lorgna aveva previsto una classe di soci
stranieri. Nell’arco di due secoli si sono succeduti ben 172
scienziati di tutto il mondo che rappresentano i nomi più
prestigiosi della scienza mondiale. Attualmente l’Accademia è
composta da 65 soci nazionali e 22 soci stranieri.
Il nucleo tradizionale di attività dell’Accademia è costituito dalla
promozione del progresso scientifico nell'ambito delle scienze
matematiche, fisiche e naturali, con particolare riferimento, negli
ultimi anni, all’astrofisica, alla geologia, alle scienze della vita,
alla chimica e alle biotecnologie, alle diversità biologiche e
culturali e all’ambiente, alle basi matematiche e fisiche,
informatiche e computazionali della biologia e della genetica
molecolare.
A questo scopo l’Accademia assegna premi scientifici, promuove
congressi e seminari su argomenti di alta specializzazione

Intervista
a Gian
Tommaso
Scarascia
Mugnozza,
Presidente
dell’Accademia
Nazionale
delle
Scienze
“
biamo dimenticare le conseguenze negative
di una cattiva informazione, ai livelli sia della
classe politica sia dell’opinione pubblica.
Basti ricordare che cosa è accaduto vent’anni
fa con il referendum sul nucleare. Ma ci
sono parallelismi con l’attualità, per esempio
con quanto si sta verificando a proposito
degli OGM. Sarebbero da approfondire i
motivi per cui una corretta informazione fatica
a farsi strada, salvo forse nel campo della
medicina e della salute dell’uomo.
Che cosa accade nell’informazione riguardante
gli OGM?
Purtroppo per quanto riguarda la genetica
vegetale nella televisione e nei giornali c’è
una tendenza a mettere in risalto soltanto gli
aspetti negativi, se non catastrofici, di problemi
che la scienza cerca di risolvere. Non
c’è infatti un’informazione adeguata sul lavoro
dei ricercatori, impegnati ad elaborare
nuovi metodi di miglioramento genetico con
il trasferimento e l’introduzione di geni at-
scientifica e tecnica, pubblica collane e periodici, intrattiene
rapporti e collaborazioni con altre accademie, enti e istituzioni,
promuove progetti comuni volti all’avanzamento e alla diffusione
della cultura scientifica, presta consulenza per apparati dello
Stato, realizza iniziative di carattere divulgativo (mostre,
pubblicazioni, dibattiti, multimedia) destinate a vari livelli di
pubblico.
L’Accademia ha accumulato, nel corso di più di due secoli di vita,
un prezioso Archivio storico, e ha acquisito anche numerosi fondi
privati di scienziati italiani. Dispone inoltre di un consistente
patrimonio bibliografico.
Accademia Nazionale delle Scienze detta dei Quaranta
Sede centrale: Villino Rosso di Villa Torlonia,
Via Lazzaro Spallanzani 5A - 00161 Roma
telefono 0644250054,
e-mail: segreteria@accademiaxl.it
web: www.accademiaxl.it
Sede della biblioteca: Scuderie Vecchie di Villa Torlonia,
Via L. Spallanzani 1A - 00161 Roma
e-mail: biblioteca@accademiaxl.it
Un mondo
Green
La scienza
e i giovani
tentamente valutati nella loro funzione nel
genoma di piante per migliorarne le prestazioni.
Con tutte le cautele relative alla sicurezza
nei confronti dei cittadini e alla compatibilità
con l’ambiente….
La scienza al servizio dell’uomo e dell’ambiente
è il motto della nostra rivista.
È un dato di fatto e insieme un auspicio,
ma nel passato non sempre ciò si è verificato.
Anzi, si può affermare che la ricerca
spesso sia progredita per scopi bellici. E
oggi?
La ricerca finalizzata alla difesa è pur sempre
attiva, ma fortunatamente non come nel
passato, soprattutto negli anni seguiti alla seconda
guerra mondiale. Pertanto oggi si può
veramente dire che la scienza si pone – sottolineo,
si pone – al servizio dell’uomo e
dell’ambiente. Proprio per questo è auspicabile
che la massa di informazioni disponibili
venga pienamente valorizzata, in modo che
la ricerca venga indirizzata secondo le esi-
Cosa sono gli OGM
Quelli che comunemente sono chiamati OGM
(Organismi geneticamente modificati) sono organismi
con patrimonio genetico modificato dall’uomo attraverso
tecniche di ingegneria genetica. L’introduzione degli OGM
nel settore agroalimentare ha suscitato un vivace dibattito
nell’opinione pubblica e tra la comunità scientifica.
Per saperne di più:
http://it.wikipedia.org/wiki/Organismo_geneticamente_modificato
5

“
6
Summary
“Boys and girls: commit to the
study of sciences. In this way you
will really serve Mankind”
In this issue Green interviewed Gian Tommaso Scarascia
Mugnozza, president of the Accademia Nazionale delle
Scienze (National Scientific Academy). The Accademia is
an historical institution born in the 18th century, seated in
Rome. We discussed with Professor Scarascia Mugnozza
about the scientific information in the Internet era, the
contribution of research to the overcoming of social
inequalities between rich and poor countries, and the new
innovative frontiers in agriculture and biology.
genze dello sviluppo mondiale.
Concretamente, come può essere messo in
pratica questo principio?
Io vedo il campo della ricerca come un ponte:
da un capo ci sono gli scienziati, dall’altro
c’è la società umana. L’importante, oggi,
è favorire un continuo flusso di informazioni
serie, corrette e chiare dall’uno all’altro capo
del ponte. La situazione varia da paese a
paese o da regione a regione, in funzione dei
mezzi finanziari messi a disposizione e delle
condizioni di lavoro degli scienziati. In un
paese dove gli studiosi non sono molti e hanno
vari incarichi di didattica, oltre che di ricerca,
la disponibilità di tempo per partecipare
a programmi di informazione del pubblico
è per forza ridotta. È degno di apprezzamento
il fatto che finalmente una rivista
scientifica come “Green” si dedichi in maniera
così ampia e trasparente alla diffusione
delle conoscenze non solo tra i giovani, ma
anche nell’opinione pubblica in generale. Il
che fa bene sperare per l’avvenire del nostro
Paese e per i provvedimenti che la classe politica
deve adottare, perché il progresso economico
e sociale non può prescindere da una
larga sintonia con il progresso scientifico.
Salute, sicurezza, ambiente: in questi settori
la ricerca e l’innovazione tecnologica
giocano un ruolo di primo piano ma gli atteggiamenti
e le politiche dei vari governi
del mondo sono diversi o addirittura discordanti.
Quali prospettive si aprono secondo
lei di fronte alla globalizzazione che
richiede sforzi congiunti e sinergie?
È un nodo difficile da sciogliere, ma di fronte
alla globalizzazione le soluzioni che si
aprono, a parer mio, sono sull’esempio di
quelle tracciate dall’azione dell’Unione Europea.
È davvero significativo che ben 27
Paesi dell’Europa geografica, sia pure con
tempi lunghi, ma attraverso un vero confronto
democratico e sempre confortati dall’opinione
di esperti, uffici, agenzie, affrontino
Chi è Gian Tommaso Scarascia Mugnozza
Il presidente dell’Accademia nazionale delle Scienze detta
“dei Quaranta”, Gian Tommaso Scarascia Mugnozza, è
nato a Roma il 27 maggio 1925 ed è laureato in Scienze
agrarie all’Università di Bari. Laureato honoris causa in
Biodiversità e Biotecnologie all’Università degli studi di
Napoli, è stato presidente della Società europea per il
miglioramento genetico delle piante agrarie ed è membro
di Accademie scientifiche italiane e straniere. Attualmente
è professore emerito di Genetica vegetale all’Università
della Tuscia, Viterbo.
È inoltre presidente della Commissione scientifica per il
monitoraggio ambientale della tenuta presidenziale di
Castelporziano e membro del Consiglio direttivo del
programma speciale della FAO per la sicurezza
alimentare.
Tra i numerosi incarichi già ricoperti, da segnalare quello
di presidente della CRUI, Conferenza dei Rettori delle
Università italiane, dal 1987 al 1994, quando era rettore
We also asked him to advise students of the last grade of
high-schools who are not sure about picking a humanistic
or a scientific university course. Professor Scarascia
Mugnozza advises: “If you are interested in helping
humanity to solve its problems, today there are several
scientific courses you can choose: agriculture and biology,
astronomy, but also mathematics, physics, chemistry, and
engineering. You just need to pick the one which fits you
best. In this way you will give your actual contribution to
our future in this very difficult moment. You will really feel
you are serving mankind, as you will represent an
important tile in the vaster and vaster mosaic of today’s
knowledge. You will realize you are contributing to preserve
ethical values and to use scientific information for the civil
and economical progress”.
dell’Università della Tuscia.
Autore o coautore di oltre 400 pubblicazioni, di libri di
testo e di atti di conferenze internazionali, il professor
Scarascia Mugnozza – che è anche membro
dell’Accademia nazionale dei Lincei – è esperto in
genetica e mutagenesi delle piante agrarie, in biodiversità
vegetale e biotecnologie nella raccolta, conservazione e
valorizzazione delle risorse genetiche.
Tra i suoi ambiti di interesse scientifico si segnalano
inoltre le innovazioni biotecnologiche per lo sviluppo
agricolo ecocompatibile ed ecosostenibile, per l’aumento
qualiquantitativo e nutrizionalmente sicuro delle
produzioni alimentari, per l’espansione delle bio-industrie,
per la protezione dell’ambiente.
Si è occupato anche di complessità del sistema delle
relazioni di interfaccia tra agricoltura e patrimonio rurale e
di innovazioni biotecnologiche del sistema agricolo per il
progresso dei paesi emergenti.

Intervista
a Gian
Tommaso
Scarascia
Mugnozza
Presidente
dell’Accademia
Nazionale
delle
Scienze
“
insieme i problemi dell’innovazione scientifica
e tecnologica al servizio dell’uomo e
dell’ambiente.
Quale contributo sta dando la ricerca per il
superamento delle grandi disuguaglianze
sociali ed economiche tra il Nord e il Sud
del mondo, tra paesi ricchi e paesi poveri?
Dal punto di vista morale ed etico il problema
drammatico delle ineguaglianze dovrebbe
essere affrontato a livello politico non
tanto con dichiarazioni d’intenti ma con atti
concreti. Sia pure con fatica, si sta delineando
una comune sinergia per garantire a tutti i
popoli e a ciascuna persona, sulla base della
Dichiarazione dei Diritti umani, una soglia
di benessere dignitosa. In primo piano ovviamente
c’è la lotta contro la fame e la povertà;
in fondo sono la dolorosa rappresentanza
di una medesima inumana condizione.
Da vent’anni il numero delle persone
denutrite, come denuncia la FAO, continua
a essere oltre 850 milioni.
Quale è attualmente la situazione della
produzione agroalimentare del pianeta?
In sintesi: nei Paesi avanzati già negli anni
Sessanta del XX secolo l’agricoltura ha garantito
alimentazione abbondante e anche
raffinata per tutti; negli anni Settanta-Ottanta
la rivoluzione verde ha permesso ai grandi
Paesi in via di transizione – alludo a Cina,
India e America del Sud – di migliorare considerevolmente
la produzione agricola, pur
rimanendo difficile alle fasce povere della
popolazione goderne sufficientemente. Rimane
sempre il problema aperto dell’Africa,
continente dimenticato.
E qui il contributo della ricerca scientifica
si rivela fondamentale…
Sì, tanto più che le ineguaglianze attualmente
sono aggravate anche da fenomeni dovuti,
in parte, a cause antropiche quali il riscaldamento
globale del pianeta, i cambiamenti
climatici, la scarsità di acqua sia potabile –
per la quale in pochi anni è raddoppiato il co-
La sede a Roma, nel complesso di Villa Torlonia
Il Villino Rosso fa parte del
complesso della Villa Torlonia e
sorge all’angolo tra via
Spallanzani e via Siracusa.
Fu costruito nel 1920 e destinato a
residenza dell’amministratore del
principe Torlonia.
L’edificio si articola su tre livelli: al
piano terra è possibile accedere sia
dal lato del giardino che dal lato
di via Spallanzani. L’accesso dal
giardino è dato da una rampa che
termina in un ponte, fiancheggiato
da due sfingi che provengono dalle
fontane realizzate da Valadier per
il Palazzo Torlonia. Dal giardino è
anche possibile accedere
direttamente al piano
seminterrato, il cui ingresso è posto
sotto al ponte.
Un mondo
Green
La scienza
e i giovani
7

8
sto – sia per scopi irrigui. In questo contesto
si sta fortunatamente affermando una forte
attenzione al ruolo della produzione vegetale.
La ricerca deve affrontare il problema dell’adattamento
della produzione vegetale e
animale ai cambiamenti climatici, che colpiranno
soprattutto – speriamo non in maniera
drastica – le regioni al di sotto del tropico
del Cancro, area del Mediterraneo e Italia
meridionale comprese.
La ricerca, quindi, come “motore” dello
sviluppo dell’agricoltura?
All’agricoltura viene riconosciuto di nuovo
il ruolo primario che ha sempre avuto nel
corso dei millenni della storia dell’uomo. Essa
deve essere considerata attività primaria
non tanto perché sia la prima attività esercitata
dall’uomo (sappiamo tutti che oggi nei
Paesi sviluppati non è più così) ma perché
fondamentale per la vita dell’uomo. La capacità
degli organismi verdi – dalle piante superiori
quali la sequoia fino ai più piccoli
L’allarme della FAO
Potenzialità e limiti
della produzione energetica
d’origine forestale: si
riducono povertà e gas serra,
ma aumenta il rischio
della deforestazione
L’uso di energia da biomassa forestale può aiutare a ridurre
l’emissione di gas serra e contribuire alla diminuzione della
povertà, ha affermato il 20 novembre scorso la FAO. Ma
l’agenzia ha anche messo in guardia che in assenza di una
gestione sostenibile delle foreste, un tale impiego può anche
avere come effetto la deforestazione e il degrado del patrimonio
forestale.
La legna è il più importante biocombustibile, soprattutto nei paesi
in via di sviluppo. Attualmente la metà della produzione annuale
di tondame (assortimenti legnosi senza corteccia) è usato a fini
energetici, secondo uno studio presentato in occasione
“
quali le microalghe – di utilizzare attraverso
il processo fotosintetico l’energia del sole, e
di trasformarla in sostanze dalle quali, con
processi vari, si possono ottenere tutta una
serie di prodotti biologici necessari alla vita
dell’uomo e idonei a sostituire i prodotti per
sintesi chimica è un fatto che finalmente viene
riconosciuto. Valorizzando anche le conoscenze
nel campo della genetica e della biologia
molecolare possiamo così ottenere una
vastissima gamma di bioprodotti, da quelli
alimentari ai tessuti, dalle bioplastiche al legname
per ricovero e manufatti, dai materiali
biodegradabili ai farmaceutici e ai prodotti
energetici. Insomma, l’agricoltura e l’agrosilvicoltura
basate sulla ricerca, in futuro, garantiranno
sempre di più prodotti essenziali
per la vita dell’uomo utilizzando energia gratuita
come quella solare e bioreattori – anche
cellulari – capaci per le loro intrinseche caratteristiche
di produrre sostanze di origine
biologica, nonché valorizzando bioindustrie
trasformatrici di materie prime.
dell’evento speciale sul tema “Foreste ed Energia”, organizzato
nell’ambito della Conferenza biennale della FAO. Oltre due
miliardi di persone dipendono dal legno per il loro fabbisogno
energetico quotidiano, soprattutto per uso domestico - per
cucinare e per il riscaldamento - e per la piccola produzione
industriale. Nell’Africa sub-sahariana, legna e carbone vegetale
coprono oltre il 70 per cento della domanda nazionale di energia.
L'alto prezzo del petrolio, la necessità di fonti energetiche sicure
e le preoccupazioni relative al cambiamento climatico hanno
portato a un rinnovato interesse per la bioenergia, interesse che
però potrebbe avere effetti sul patrimonio forestale, dal momento
che le foreste occupano superfici che potrebbero essere destinate
alla produzione di biocarburante liquido. Non solo, ma le foreste
e i residui forestali potrebbero diventare molto più importanti per
la conversione diretta in biocombustibili liquidi. Secondo alcuni
esperti, in futuro, il legno rappresenterà la maggiore fonte di
biocarburanti, rimpiazzando le coltivazioni e i residui agricoli.
L’incremento del consumo di energia determinato da fattori
demografici ed economici e il rapido cambiamento del panorama
energetico a livello globale generano al tempo stesso opportunità
e minacce per le foreste, secondo la FAO.
Si prevede un incremento della produzione di energia derivante
dalle foreste esistenti e dalle superfici rimboschite. Potrebbero

Intervista
a Gian
Tommaso
Scarascia
Mugnozza
Presidente
dell’Accademia
Nazionale
delle
Scienze
La produzione crescente di energia da
biomasse a spese dei Paesi poveri ha suscitato
recentemente la preoccupazione
della FAO. È legittimo questo allarme?
Ovviamente è positivo sostituire progressivamente
l’energia da petrolio con quella da
biomasse, ma non dobbiamo in alcun modo
farlo a spese della produzione agroalimentare
dei Paesi in cui sottosviluppo, povertà
e fame sono ancora all’ordine del
giorno. È dunque assolutamente legittima
la preoccupazione della FAO. È uno scandalo
che anche la Chiesa sta cominciando
a denunciare. Ecco perché ho richiamato i
Diritti dell’Uomo e una vita dignitosa per
tutti. Da qui dobbiamo partire….
I giovani sono molto interessati a queste
problematiche. Che consiglio darebbe a
uno studente dell’ultimo anno della
scuola superiore indeciso nella scelta
universitaria tra una facoltà umanistica
e una scientifica?
contemporaneamente aumentare le pratiche non sostenibili e l’uso
di combustibili legnosi. Con l’aumento della domanda di energia
legnosa, potrebbe diminuire l’offerta di legna per altri usi, con il
risultato di un incremento dei prezzi per tutti coloro che la
utilizzano.
I terreni in precedenza destinati a coltivazioni alimentari
potrebbero essere riconvertiti per la produzione di
biocombustibili. Questo potrebbe far aumentare i redditi degli
agricoltori ma anche avere un impatto negativo sulla produzione
alimentare locale.
Le coltivazioni destinate alla produzione di biocombustibili
potrebbero espandersi verso le foreste, generando conflitti per
l’uso della terra e incrementando la deforestazione, con
implicazioni pesanti per la biodiversità, per il cambiamento
climatico e per le risorse idriche.
“Nonostante gli apparenti benefici dei biocarburanti, occorre
cautela quando si concepiscono e si attuano progetti di
produzione di biocarburanti liquidi su larga scala”, ha detto Wulf
Killmann, direttore della Divisione economia e prodotti forestali
della FAO. “I governi dovrebbero assicurarsi che non vi siano
impatti negativi sull’ambiente e sulla società”.
La FAO ha fatto appello ai paesi membri affinché sviluppino il
loro settore di energia d’origine forestale in linea con i principi di
“
Un mondo
Green
La scienza
e i giovani
Sostanzialmente direi questo. Se davvero
sei interessato alla cultura umanistica, alla
storia delle vicende umane, allora coltivale
bene. Ma se ti interessa dare un contributo
per la risoluzione dei problemi dell’uomo
– che sono poi i problemi tuoi e dei tuoi discendenti
– il campo scientifico oggi ti offre
una vastità di indirizzi, da quelli di tipo
agro-biologico fino all’astronomico, dalla
difesa della salute alle scienze della terra,
senza contare discipline quali la matematica,
la fisica, la chimica e l’ingegneria: scegli
l’indirizzo di studio che trovi più congeniale.
Darai un contributo concreto per il futuro
dell’umanità in un momento storico difficile;
e ti sentirai veramente al servizio dell’uomo
nel sempre più differenziato quadro
della conoscenza, dei suoi valori etici e
delle applicazioni per l’ordinato progresso
civile ed economico.
La FAO, Food and Agriculture
Organization of the United Nations
Intervista di Gino Banterla
una gestione sostenibile del patrimonio forestale. Le politiche di
questo settore dovrebbero essere inquadrate nel contesto delle
strategie di riduzione della povertà.
Si deve lavorare al trasferimento del know-how e allo sviluppo di
capacità nell’uso di sistemi sostenibili, efficienti e sicuri.
Dovrebbero evitarsi indebite distorsioni del mercato. Ed infine
dovrebbero essere introdotte misure di salvaguardia nella
produzione di biocarburanti liquidi, al fine di scongiurare
indesiderate conseguenze negative per l’ambiente e per le
popolazioni locali.
Funzione : ha il mandato di sviluppare in tutto il mondo i settori dell’alimentazione
e dell’agricoltura e fornisce assistenza tecnica nella formulazione
di programmi e di politiche per la lotta alla fame. Ne sono membri 189
Paesi più l’Unione Europea.
Sede: dal 1951 è a Roma, in Viale delle Terme di Caracalla.
Info: www.fao.org
9

“Energie alternative
e ambiente
La produzione
sostenibile di energia”
In Europa la produzione e l’uso di
energia (trasporti esclusi) sono
responsabili di più del 50 per cento
delle emissioni di gas serra
(dati European Environmental
Agency, 2006). È quindi facile capire
come la Comunicazione della Commissione
al Consiglio, al Parlamento Europeo, al Comitato
Economico e Sociale Europeo e al
Comitato delle Regioni “Vincere la battaglia
contro i cambiamenti climatici” (COM 35, 9
febbraio 2005), mirata a limitare l’aumento
di temperatura media del pianeta a 2 °C entro
il 2020 (vedi Green n. 4, pagg. 32-33),
identifichi nell’innovazione per la produzione
sostenibile di energia e nella riduzione del
suo consumo il primo degli aspetti politici da
affrontare anche in previsione della scadenza
del disatteso Protocollo di Kyoto (del dicembre
1997). Quest’ultimo prevede la riduzione
graduale dell’emissione di alcuni gas serra
- anidride carbonica, metano, idroclorofluorocarburi,
perfluorocarburi, perossido di
azoto ed esafluoruro di zolfo - da parte dei
Paesi industrializzati e in via di sviluppo entro
il 2008-2012.
Durante la recente conferenza di Bali (Indonesia)
del 3-15 dicembre 2007 sui cambiamenti
climatici organizzata dall’ONU è stata
raggiunta in extremis l’intesa che prevede un
percorso per negoziare un nuovo accordo sui
mutamenti climatici che sostituisca in maniera
più ambiziosa il Protocollo di Kyoto. Il
“Kyoto 2”, sarà negoziato nel 2008-2009 e
Anno scolastico 2007 - 2008
Olimpiadi
della
Scienza
10
firmato a Copenaghen entro il 2009. Il nuovo
trattato avrà effetto a partire dalla fine del
2012 quando scadranno le prescrizioni del
primo Protocollo di Kyoto.
La questione dei cambiamenti climatici
è ormai radicata nell’opinione
pubblica e nella coscienza
collettiva, come dimostra l’assegnazione
del premio Nobel per la pace
2007 all’ex-vicepresidente americano
Al Gore e all’International Panel on Climate
Change dell’ONU, per il loro lavoro sui
cambiamenti climatici. Ma la questione
energetica non è solo un problema di effetto
serra e non è solo un problema socio-politico,
ma anche, e soprattutto, scientifico, tecnico
ed economico.
Purtroppo il petrolio rappresenta ancor oggi
la maggior fonte energetica della nostra società,
il 40% circa di tutta l’energia primaria
mondiale viene dal petrolio e approssimativamente
il 90% di tutta l’energia usata per i
trasporti viene dal petrolio.
Sebbene per il futuro sia ipotizzabile l’uso
degli idrati di metano come combustibili, le
cui riserve mondiali sarebbero pari a 2-10
volte quelle di gas naturale, diverse sono ancora
le difficoltà tecnico-economiche per la
loro estrazione e sfruttamento.
A causa delle condizioni necessarie per la
loro formazione (circa -15 °C e 200 Pa di
pressione), si trovano in zone difficilmente
accessibili, nel sottosuolo delle aree artiche
Parte la IV edizione del
concorso per le Scuole
secondarie di secondo
grado promosso dalla nostra
rivista e dal Consorzio INCA

La Scienza
al servizio
dell’Uomo
e
dell’Ambiente
In
collaborazione
con
Una carrellata
sui vincitori
della passata
edizione del
Premio.
Ragazzi e
insegnanti di
Catania, Chieti,
Pescara e Napoli.
Premio
Green
Scuola
a profondità considerevoli o nei fondali
oceanici. Gli idrati di metano, di origine biologica,
sono costituiti da una molecola di
metano combinata con varie molecole d’acqua
a formare un composto solido cristallino
simile al ghiaccio, ma infiammabile, per
questo vengono chiamati con appellativi curiosi
tipo “ghiaccio di fuoco”.
Dai dati pubblicati annualmente
dall’autorevole British Petrol
(BP) si evidenzia che la quantità
di petrolio utilizzata dal 1965 al
2004 è stata di circa 116 miliardi
di tonnellate, contro i 162 miliardi di
riserve stimate in quell’anno.
Si può quindi calcolare, non contando la
scoperta di futuri nuovi giacimenti, che è già
stato consumato il 42% delle riserve inizialmente
disponibili, in altre parole si avvicina
il momento del raggiungimento del “picco”
dell’estrazione.
Secondo la BP le riserve basteranno per 40
anni o poco meno (altre fonti parlano di riserve
per 40-70 anni o poco più), supponendo
di continuarne l’estrazione al ritmo attuale,
senza tenere conto della continua crescita
della domanda mondiale (circa 2% annuo).
Secondo le previsioni dell’ASPO - Association
for the Study of Peak Oil and Gas - il picco
della produzione mondiale di petrolio si
sarebbe verificato nel 2007. In uno studio simile
del 2006 la data del “picco” è stata fissata
tra il 2003 e il 2009.
Disegno di Francesco Tundo
Un mondo
Green
La scienza
e i giovani
È ancora difficile valutare definitivamente se
il “picco” si sia già verificato a livello mondiale,
sappiamo che negli Stati Uniti ciò è
avvenuto nei primissimi Anni Settanta del
secolo scorso. L’ASPO prevede che il picco
del gas naturale fossile seguirà a breve quello
del petrolio. In tal caso la produzione calerà
nei prossimi anni a fronte di una sempre
maggior richiesta di energia soprattutto nei
paesi a forte sviluppo (Cina, India, ecc.) e,
se non verranno presi provvedimenti immediati,
questo inevitabilmente porterà ad alti
prezzi dei carburanti, alla recessione economica
globale e, probabilmente, all’instabilità
politica e alle guerre per le risorse.
Questa IV edizione del concorso
Olimpiadi della Scienza - Premio
Green Scuola è intitolata “Energie
alternative e ambiente. La produzione
sostenibile di energia”; intende
stimolare studenti e insegnanti alla discussione
sulle tematiche tecnico-scientifiche
e socio-economiche, legate alla produzione
innovativa e sostenibile di energia e al
risparmio energetico.
Purtroppo da un punto di vista tecnicoscientifico
una fonte energetica che possa
sostituire completamente il petrolio in tutti i
suoi usi oggi non esiste. Si tratta quindi di
trovare nell’immediato un portfolio di fonti
energetiche alternative eco-compatibili e
possibilmente rinnovabili, cioè praticamente
inesauribili in quanto ricostituibili in periodi
Possono
partecipare
singoli studenti,
classi
o gruppi
11

Per l’anno scolastico 2007-2008 il Consorzio Interuniversitario Nazionale
“La Chimica per l’Ambiente” e la rivista “Green. La Scienza al Servizio
dell’Uomo e dell’Ambiente”, in collaborazione con il Ministero della Pubblica
Istruzione, indicono le Olimpiadi della Scienza - Premio Green Scuola
IV edizione, intitolato «Energie alternative e ambiente - La produzione
sostenibile di energia».
Ecco come
partecipare
OBIETTIVO
12
comparabili con quelli del loro consumo, che
possano sostituire, almeno parzialmente, nel
loro insieme il petrolio e le altre fonti fossili.
Ciò finché tecnologie di produzione per l’uso
di massa, come la fusione nucleare o la
produzione di idrogeno (vettore energetico)
mediante elettrolisi dell’acqua alimentata da
energia rinnovabile, saranno mature e sostenibili
da un punto di vista socio-economico.
I temi del premio di quest’anno
sono proprio le tecnologie alternative
e innovative per la produzione
sostenibile di energia. Possiamo
citare a titolo esplicativo qualche
esempio come l’energia da fonti rinno-
Scadenza
per l’invio
degli elaborati:
30 aprile 2008
Il concorso si propone di valorizzare le eccellenze degli studenti nei percorsi
di istruzione relativi alle discipline scientifiche, mediante competizioni
per singoli studenti e per gruppi di studenti, a livello regionale, con successiva
selezione nazionale. L’iniziativa è volta a far emergere in particolare
la creatività e l’ingegno degli studenti.
PARTECIPANTI
Il concorso è destinato alla scuola secondaria di 2° grado. Gli studenti possono
partecipare per le seguenti categorie:
- Categoria Singoli Studenti;
- Categoria Gruppi di Studenti (singola classe, gruppo di studenti di una singola
classe, un gruppo di classi, gruppo di studenti di più classi).
CONTENUTI E MODALITA’ DI PARTECIPAZIONE
Gli elaborati potranno avere diversi approcci disciplinari, ma dovranno
comunque essere strettamente correlati al tema del concorso. Il contenuto
dovrà avere un taglio marcatamente scientifico, ovviamente commisurato al
grado d’istruzione dei partecipanti.
Saranno premiati gli elaborati – per le rispettive categorie Singoli Studenti
e Gruppi di Studenti - che evidenzino le interconnessioni tra la produzione
di energia e la tutela dell’ambiente e il legame di queste tematiche con l’insegnamento
della scienza a scuola.
Per quanto concerne la forma del progetto si lascia piena libertà di elaborazione
ai partecipanti. Ad esempio, il progetto potrà consistere in una ricerca
di classe, nella descrizione di un prototipo dimostrativo realizzato a scuola,
in una visita organizzata e commentata a una fabbrica, impresa o università,
in un giornalino con vari articoli, in una sceneggiatura e in altro
ancora.
La realizzazione tecnica può consistere in:
- Componimenti dattiloscritti (max 30 pagine A4; in questo caso è obbligatorio
inviare anche un CD-rom contenente il file in formato Word .doc, .rtf,
o .pdf).
- Componimenti multimediali (durata max 10-15’): filmati o presentazioni
interattive (es. MS Powerpoint) presentati esclusivamente su CD-rom o
DVD.
L’elaborato dovrà essere inviato corredato obbligatoriamente della
“Domanda di partecipazione” debitamente compilata, il cui modello (qui a
lato) è disponibile in rete come file scaricabile al seguente link:
http://www.incaweb.org/green/pgsIVed/domandaIVed.doc
vabili (fotovoltaico e solare termico, eolico,
biocombustibili, biomasse, maree e onde),
l’energia nucleare, l’uso di termovalorizzatori
per la co-produzione di calore ed energia
elettrica mediante combustione controllata
dei rifiuti, la produzione di idrogeno come
vettore energetico.
Certamente per risolvere la questione energetica
non basterà adottare politiche di produzione
sostenibile, serviranno anche politiche
di risparmio energetico basate sull’innovazione
tecnologica e su opportuni comportamenti
del mondo produttivo e del singolo
cittadino. In quest’ottica il ruolo della scuola
è evidentemente fondamentale.
Fulvio Zecchini
AMMISSIBILITÀ DELLE DOMANDE
Saranno ammessi alla valutazione esclusivamente gli elaborati:
• Presentati nell’ambito delle citate Categorie;
• Inviati entro la data di scadenza di seguito indicata.
• Inoltrati con “Domanda di partecipazione” elaborata secondo il modello
scaricabile al link:
http://www.incaweb.org/green/pgsIVed/domandaIVed.doc e debitamente
firmata dai soggetti riportati in calce. Tale domanda, da inoltrare su supporto
cartaceo e su supporto elettronico (Floppy disk o CD-rom), dovrà
essere compilata in ogni sua parte e in ogni caso dovrà recare ogni informazione
relativa a:
- caratteristiche del progetto
- dati e riferimenti dell’Istituto partecipante, del/degli autori, del/degli insegnati
referenti;
- sintesi descrittiva ed introduttiva dell’elaborato di max 2000 caratteri
(spazi inclusi);
- dichiarazioni dei soggetti coinvolti nel progetto, così come formulate nella
suddetta scheda.
La mancata apposizione delle firme è causa di esclusione dal concorso.
VALUTAZIONE DELLE DOMANDE
Gli elaborati verranno valutati da una Commissione mista, costituita da rappresentanti
del Ministero della Pubblica Istruzione e da esperti nominati dal
Consorzio INCA.
La valutazione degli elaborati prevede lo svolgimento di:
1. una selezione regionale;
2. una selezione nazionale.
Preliminarmente la Commissione mista procederà a valutare gli elaborati
pervenuti su base regionale. A conclusione dell’attività valutativa condotta
su base regionale, la Commissione stilerà per ciascuna regione due graduatorie,
rispettivamente per:
A) la Categoria Singoli Studenti;
B) la Categoria Gruppi di Studenti.
Gli elaborati – presentati nell’ambito delle suindicate Categorie – collocatisi
al primo posto della selezione regionale, concorreranno per la seconda
fase che prevede la selezione su base nazionale.
A conclusione dell’attività valutativa su base nazionale, la Commissione stilerà
due graduatorie rispettivamente per:
A) la Categoria Singoli Studenti;
B) la Categoria Gruppi di Studenti.
Gli elaborati saranno valutati in base a criteri di scientificità, di coerenza
con il tema del concorso, di originalità, di innovatività dello strumento di
presentazione prescelto, del contributo del singolo studente allo sviluppo
dell’elaborato stesso.
PREMI
I premi consisteranno in buoni acquisto per materiali didattici, strumenti di
laboratorio o multimediali, viaggi di studio, nonché in riconoscimenti di
istituzioni ed enti.
Ai vincitori, classificatisi ai primi tre posti in graduatoria della selezione
nazionale per la Categoria Singoli Studenti, i premi saranno conferiti dal
Ministero della Pubblica Istruzione.
Ai vincitori, classificatisi ai primi tre posti in graduatoria della selezione

IV edizione del Concorso
per le Scuole secondarie
di 2° grado
di Chimica Verde.
Tema: energie alternative
e ambiente.
La produzione
sostenibile di energia
nazionale per la Categoria Gruppi di Studenti, i premi saranno conferiti dal
Consorzio Interuniversitario Nazionale “La Chimica per l’Ambiente”.
PUBBLICAZIONE E DIFFUSIONE
Legge sulla privacy. L’invio dell’elaborato al Consorzio INCA implica l’accettazione
del trattamento dei dati personali dei referenti ai soli fini del concorso
e di iniziative equiparabili organizzate da parte del Consorzio INCA
e di suoi singoli membri (ex D. Lgs. 196/2003 e succ. modd.).
Condivisione del copyright. Gli elaborati premiati ed altri giudicati
meritevoli potranno essere pubblicati in sintesi o integralmente sul mensile
«Green. La Scienza al servizio dell’uomo e dell’ambiente». Gli elaborati
potranno essere pubblicati anche su altri mass-media e con ogni modalità
dal Consorzio INCA senza preventiva richiesta agli autori.
Restituzione. Gli elaborati pervenuti non saranno restituiti.
Pubblicazione da parte degli autori. In caso di pubblicazione o di diffusione
sui mass-media di elaborati premiati o comunque presentati nell’ambito
del presente concorso, o di articoli e servizi di qualsiasi natura concernenti
il concorso, gli autori si impegnano fin d’ora a citare i riferimenti al concorso
ed all’ente organizzatore e finanziatore (Consorzio INCA).
SCADENZA E MODALITÀ D’INVIO
La scadenza per l’invio degli elaborati è fissata al 30 aprile 2008 (farà fede
il timbro postale). Gli elaborati dovranno pervenire al Consorzio Interuniversitario
Nazionale “La Chimica per l’Ambiente” (INCA) - Via delle Industrie,
21/8 – 30175 Marghera-Venezia e recare sulla busta la dicitura:
“Olimpiadi della Scienza - Premio Green Scuola - IV edizione 2007-2008”
Categoria……….. (riportare la categoria per la quale si intende concorrere:
singoli studenti o gruppi di studenti)
Regione (riportare l’indicazione della regione di appartenenza).
CERIMONIA DI PREMIAZIONE
La cerimonia di premiazione si terrà a Roma nel maggio 2008 presso il
Ministero della Pubblica Istruzione. La data definitiva verrà comunicata in
seguito.
Nell’ambito della cerimonia pubblica di premiazione i vincitori dovranno
esporre i contenuti del loro elaborato e, possibilmente, descrivere in breve
le attività del proprio istituto in merito alla chimica e alla biologia per l’ambiente.
INFORMAZIONI
Consorzio INCA - Via delle Industrie, 21/8
30175 Marghera-Venezia
Tel. 041/234.66.11
Fax 041/234.66.02
E-mail: info_INCA@unive.it
www.incaweb.org
www.green.incaweb.org
Le informazioni concernenti gli elaborati vincitori della 3a edizione possono
essere consultate on-line sull’archivio del sito web della rivista “Green”
(www.green.incaweb.org).
Piero Tundo, Presidente Consorzio INCA
Un mondo
Green
La scienza
e i giovani
FAC-SIMILE
Un momento della premiazione dell’edizione 2007, a Roma
13

Frequento il master
di Cà Foscari perché...
14
Parlano
gli
allievi
Si è aperto l’11 gennaio scorso nell’aula di fomazione
“Andrea Bomben”del Consorzio INCA di Marghera
il master di primo livello dell’Università di Venezia
Cà Foscari in “Diffusione della cultura scientifica.
La scienza al servizio dell’uomo e dell’ambiente”
Svolgo la professione di geologo. Da quattro
anni insegno matematica e scienze nella
scuola secondaria di primo grado. Ho scelto
di seguire il master in quanto lo vedo spendibile,
dal punto di vista culturale:
1) nella professione di geologo poiché spesso
mi ritrovo ad affrontare tematiche e situazioni
dove una maggiore formazione anche nella
stesura di testi scientifici tornerebbe utile;
2) nell'insegnamento in quanto mi rendo conto
che molti ragazzi si interessano sempre meno
al mondo delle scienze e quindi si potrebbe
coinvolgerli in progetti attinenti a tematiche
scientifiche.
Calogero Amato,
laureato in Scienze geologiche, Catania
Frequento il master per avere strumenti che
mi permettano di parlare alla gente della
scienza in modo semplice e chiaro.
Fabiola Bellese,
laureata in Scienze biologiche, Treviso
Mi sono laureata in Chimica e tecnologie farmaceutiche
nel marzo del 2003 presso l’Università
di Padova, lavoro da 4 anni nel laboratorio
di analisi cliniche di un ospedale limitrofo
al mio paese e, mi diverto scrivendo articoli
di carattere medico presso un mensile locale.
L’amore per la scienza e per la scrittura
mi ha condotto qui, al Vega, dove posso fondere
le mie passioni grazie all’unicità di questo
master in “Diffusione della cultura scientifica”.
Tiziana Bernello,
laureata in Chimica e tecnologie
farmaceutiche, Venezia
Ho deciso di frequentare questo master perchè
penso che, nella grande disponibilità
d'informazione di cui godiamo, una buona
informazione scientifica sia importante per
ragionare e comprendere ciò che ci circonda.
Mi piacerebbe imparare a "diffondere" scienza
tra i ragazzi, riuscire a coinvolgerli, stimolando
in loro curiosità e voglia di spingersi oltre
il primo perchè.
Al di là dell'interesse per la scienza, penso
che questo atteggiamento sia un utile bagaglio,
in qualsiasi viaggio di conoscenza si voglia
intraprendere
Nidia Bertazzolo,
laureata in Scienze biologiche,
Padova
Ero alla ricerca di un master che riuscisse a
conciliare gli impegni lavorativi con la necessità
di approfondire le mie competenze nel
settore comunicativo sia pubblico che privato
e orientarle specificatamente verso l'area tecnico-scientifica.
Per questo ho scelto il master
in “Diffusione della cultura scientifica”, oltre
che per l’aderenza al mondo del lavoro degli
insegnamenti proposti e la multidisciplinarietà
dei temi trattati.
Manuela Dazzi,
laureata in Scienze della comunicazione,
Parma
Per collegare la scienza al mondo.
Lorenzo De Angeli,
laureato in Fisica, Milano
Sempre di più si avverte, soprattutto in campo
scientifico, la necessità di un’informazione
chiara e corretta tale da supportare una crescita
culturale e tecnologica adeguata.
Neolaureata in matematica, da sempre interessata
alla scienza e alla tecnologia, vedo in
questo master la possibilità di acquisire capacità
e competenze tali da poter accedere alla
professione di informatore scientifico, approfondendo
al contempo tematiche e argomenti
utili nella vita quotidiana.
Daniela Doremi,
laureata in Matematica, Ascoli Piceno
Ho cominciato da circa una settimana il master
in “Diffusione della cultura scientifica”
organizzato dall’Università Ca’ Foscari di Venezia,
Consorzio INCA e il Parco VEGA, e le
impressioni rilevate nei primi istanti inaugurali
segnano evidentemente un particolare mo-

La presentazione del master nella sede del consorzio Inca, nel complesso Vega a Porto Marghera
mento formativo che mi vede coinvolto in maniera
forte. Credo che ci sia una necessità sociale
di poter coltivare maggiormente i temi
legati all’informazione scientifica, soprattutto
in relazione alle modalità di fruizione delle notizie
che talvolta sono distribuite con sistemi
inadeguati alle aspettative del pubblico italiano.
Per questo motivo l’idea che circola in merito
alla costituzione di un’agenzia di comunicazione
scientifica mi trova entusiasta e favorevole;
pertanto l’interesse che al momento sostiene
la mia partecipazione troverà una giusta
condizione nel tempo futuro che sembra promettere
un coinvolgimento professionale ad
ampio respiro. Ringraziando così i promotori
degli intenti e tutti coloro i quali hanno deciso
di consolidare le proprie energie e risorse a favore
di questa iniziativa già avviata, continuo
il mio impegno nel modo migliore.
Mario Gazzari,
laureato in Discipline delle arti, della musica
e dello spettacolo, Venezia
All’università e nel mondo del lavoro ho appreso
la tecnologia e le scienze applicate; mi
aspetto che il master in “Diffusione della Cultura
scientifica” mi insegni a “parlare” di tecnologia
e di scienze per divulgarle in modo
responsabile e onesto.
Daniela Di Dato,
laureata in Ingegneria meccanica,
Latina
Mi sono iscritta al master in “Diffusione della
cultura scientifica” perché trovo il mondo della
divulgazione scientifica una vera e propria
sfida. Mi appassiona il tentativo di far nascere
negli altri domande, curiosità e desiderio di
sapere, partendo non da nozioni astratte, ma
facendo scoprire la scienza nella vita di ogni
giorno. In particolare, mi piace sostenere e stimolare
la curiosità verso gli argomenti scientifici
nei bambini e nei ragazzi, che rischia
spesso di essere soffocata da approcci metodologici
non idonei. Mi aspetto di acquisire
strumenti, capacità, idee che mi permettano
Un mondo
Green
La scienza
e i giovani
di lavorare in questo campo al meglio e di aumentare
la mia professionalità.
Roberta Mazzoni,
laureata in Scienze biologiche, specializzata
in Chimica e tecnologie alimentari, Parma
Ho scelto di frequentare il master per l’impostazione
etica degli argomenti trattati e l'attenzione
verso l’ambiente e anche per imparare
ad usare un linguaggio non esclusivamente
tecnico per parlare di una materia affascinante
e in evoluzione come la Fisica.
Annalisa Moneta,
laureata in Fisica, Milano
Provengo da una formazione per lo più umanistica
e da delle esperienze professionali nel
mondo della comunicazione.
Ho scelto questo master perché mi permetterà
di integrare il mio percorso curriculare con
degli strumenti disciplinari fortemente attuali
e da spendere in un momento storico in cui la
società ha sempre più il bisogno e il diritto di
ricevere un’informazione scientifica corretta,
chiara e completa.
Elizabeth Reato,
laureata in Lettere, Venezia
Per interesse giornalistico, nella speranza di
vivere un’esperienza di crescita e maturazione;
per il semplice amore verso la cultura,
il conoscere, sapendo che ogni esperienza
arricchisce colui che la sa giustamente
interpretare.
Davide Riva
laureato in Biotecnologie, Milano
Ho scelto questo master perché coglie in
profondità la necessità di comunicare un cambiamento.
Oggi una scienza più attenta alle necessità
dell’uomo e dell’ambiente non solo è possibile,
ma è una necessità per il presente e per il
futuro. Ho deciso di spendere il mio impegno
e le mie competenze per contribuire a comunicare
e diffondere questa rivoluzione.
Filippo Saracino,
laureato in Biotecnolgie industriali, Lecce
15

Scienza & Immaginazione Nuove frontiere d
Sankar Nair,
professore di
chimica
biomolecolare alla
Georgia Tech
School, con
l’assistente
Suchitra Konduri,
mostrano un
modello di
nanotubo di ossidi
metallici a cui
stanno lavorando.
16
Summary
New frontiers of fullerenes
and carbon nanotubes
Come ve la cavate a immaginazione?
Partiamo da una cosa facile e che
rappresenta gli interessi di almeno metà
della popolazione italica: un pallone da
calcio, ma con vertici costituiti da atomi
di carbonio, al posto delle cuciture legami
singoli e doppi e al posto del cuoio una
nuvola di elettroni.
Can you imagine a soccer ball? Well, then you can
figure out the shape of the fullerene molecule, also
named C60, since it contains 60 carbon atoms at its
vertexes. Single and double chemical C-C bonds
represent the ball seams. Can you now imagine of
stretching it in order to get an oval ball like that used in
football? That is the C70, if you stretch it again and
again you end up having a nanotube, a tiny and long
tube with walls made of bonded carbon atoms. Now
transfer all these shapes in a very small world at a
nanoscale level, and welcome to the world of fullerenes
and carbon nanotubes!
In this article we deal with the chemical features of
fullerenes and nonotubes and the chemical
modifications needed to work with these molecules,
which are insoluble in water and in the common
organic solvents. We also discuss about the new
frontiers in the use of these molecules for
pharmaceutical applications (antiviral and antiallergic
drugs) and for experimental cure for cancer.
Ci riuscite?
Ecco a voi il fullerene o C60. Ora spostate l
vostra attenzione su un pallone da rugby
(il C 70) e poi estendete il tutto a formare
tubi lunghi e sottili (i nanotubi).
Ultimo sforzo: cambiate la scala
del vostro immaginario e spostatevi
in un campo di calcio lillipuziano,
anzi nanometrico: benvenuti
nel mondo di fullereni
e nanotubi di carbonio.

a
i fullereni e nanotubi di carbonio
Tutti in gioco
nel campo
di calcio
nanometrico
di Tatiana Da Ros e Maurizio Prato
Questi materiali costituiscono la terza forma allotropica
del carbonio. La grafite e il diamante sono conosciuti da tempo
immemore mentre il C60 e i suoi fratelli furono scoperti nel 1985.
La meraviglia fu grande e valse al [60]fullerene il titolo di molecola
dell’anno nel 1991 e agli scienziati che effettuarono la scoperta,
Robert Curl, Harry Kroto e Richard Smalley, il Premio Nobel per
la Chimica nel 1996. I nanotubi di carbonio invece vennero identificati
nel 1991 da Iijima e, sebbene non abbiano ottenuto gli stessi onori del
fullerene, rappresentano una grandissima sfida per la comunità internazionale.
Dal punto di vista scientifico, però, essi stanno riscontrando un
interesse sempre crescente, tale da offuscare quello prestato al C60,
aprendo la via a un settore di ricerca che viene comunemente indicato
come Nanotecnologie del carbonio, che risponde alla crescente necessità
di aumentare la quantità di informazioni nel minimo spazio possibile,
portando alla miniaturizzazione di molti oggetti, specialmente nel
settore elettronico.
Mentre l’aspetto della miniaturizzazione è stato prevalentemente studiato
dai fisici (approccio top-down), dove, per esempio, la nanolitografia
ha giocato un ruolo importante, i chimici utilizzano la loro arma migliore,
cioè la costruzione di strutture molecolari complesse per arrivare
a un simile livello di complessità (approccio bottom-up).
17

18
Scienza & Immaginazione Nuove frontiere
Fullereni e
nanotubi
di carbonio
nel ruolo di building blocks
per la costruzione
di nanostrutture
Le loro principali caratteristiche
strutturali di interesse risiedono
nella forma geometrica, sferica e
cilindrica rispettivamente, oltre alla
presenza di sistemi estesi π con interessanti
proprietà chimiche e fisiche, ma
queste caratteristiche sono anche la causa di
problemi più difficili da risolvere come quello
della loro manipolazione chimica.
I fullereni e, soprattutto, i nanotubi di carbonio
sono sostanze completamente insolubili
nei solventi organici e in acqua e quindi
difficili da utilizzare come building blocks
nelle potenziali applicazioni nel campo della
scienza dei materiali e nella chimica medicinale.
Come ingabbiare composti utili in diagnostica con fullereni e nanotubi
1 2 3
Sebbene le caratteristiche di reattività di
fullereni e nanotubi siano diverse, gli approcci
utilizzabili per ottenere derivati più
solubili e manipolabili sono in entrambi i
casi l’approccio supramolecolare o la funzionalizzazione
covalente. Un’ulteriore variazione
strutturale può essere ottenuta mediante
l’introduzione di elementi o composti
all’interno delle cavità circoscritte dalle
gabbie carboniose.
Nel caso dei fullereni l’incapsulamento avviene
contestualmente alla loro sintesi,
mentre nel caso dei nanotubi è possibile
“convincere le molecole a entrare” dalle
estremità aperte.
Una volta incapsulati all’interno, questi
elementi vengono difficilmente rilasciati
all’esterno e ciò può essere sfruttato per ingabbiare
composti utili in diagnostica ma
che, se rilasciati dai sistemi di veicolazione
utilizzati, risultano tossici.
Diverse caratteristiche chimico-fisiche, insieme
all’inusuale struttura, fanno sì che ci
sia un particolare interesse per le possibili
applicazioni del fullerene sia nella chimica
dei materiali che nell’ambito farmaceutico,
ma prima di formulare qualsiasi ipotesi di
utilizzo biomedicale di fullereni e nanotubi
è indispensabile stabilire se la loro presenza
sia tollerata da cellule e organismi.
In realtà un discorso generale risulta poco
significativo in quanto le variazioni strutturali
dei diversi composti incidono in modo
determinante nel conferire o meno tossicità
ai derivati fullerenici e dei nanotubi ma
tutti gli studi effettuati a tutt’oggi hanno
evidenziato un ottimo profilo tossicologico
dei composti funzionalizzati in modo
tale da essere solubili in solventi acquosi.
Fra le applicazioni più interessanti si possono
annoverare le interazioni che i fullereni
danno con alcune proteine, tra cui
l’HIV-Proteasi (vedi qui accanto).

di fullereni e nanotubi di carbonio
La proteasi di HIV
ingabbiata
in un nanotubo
Questo enzima è fra quelli
indispensabili alla replicazione
dell’HIV, il virus responsabile
dell’AIDS, e serve a scindere grandi
molecole proteiche in frammenti più
piccoli e attivi. Bloccando l’attività
della proteasi, quindi, si impedisce la
formazione di altre proteine
indispensabili alla formazione e allo
sviluppo di nuovi virus.
La porzione della proteasi in cui si
accomoda la maxiproteina per essere
tagliata è una cavità sferica la cui
superficie interna è idrofobica: il
gruppo di ricerca californiano diretto
dal prof. Wudl ha avuto l’idea che il
fullerene potesse entrare in questa
cavità e starci bene
(come mostra la sequenza qui
sopra).
Se l’affinità del C60 per la proteina
fosse sufficientemente alta, il
fullerene impedirebbe alla
maxiproteina di entrare e, di
conseguenza, di essere scissa.
In effetti questo si verifica e il primo
composto utilizzato per effettuare il primo
studio ha mostrato attività significativa con
una costante di inibizione 5,3 µM
(micromoli). La tasca catalitica
dell’enzima presenta due residui aspartici,
carichi negativamente. La loro presenza
potrebbe essere sfruttata per aumentare
l’affinità dei composti fullerenici verso
l’HIV-proteasi e quindi stabilizzare il
complesso che si viene a formare tra
proteina e C 60. Infatti due cariche positive
sulla superficie della sfera fullerenica, a
un’opportuna distanza l’una dall’altra
permetterebbero la formazione di sali con
i due residui acidi.
Richard Fuller, architetto: ecco da dove viene (per la loro forma) il nome dei Fullereni
Un francobollo degli Stati Uniti
celebra la figura di Richard
Buckminster, il geniale architetto
Fuller nato il 12 luglio 1895 a
Milton, Massachusetts. Fuller è
famoso principalmente per le sue
cupole geodetiche (foto qui a lato),
che sono parte anche delle
moderne stazioni radar, di edifici
civili e tensostrutture. La loro
costruzione si basa sull'estensione
di alcuni principi base dei solidi
semplici, come il tetraedro,
l'ottaedro e solidi con numero di
facce maggiore che possono
considerarsi approssimazione della
sfera. Le strutture così concepite sono
estremamente leggere e stabili.
La cupola geodetica è stata
brevettata nel 1954, ed è stata una
parte fondamentale del processo
creativo di Fuller teso
all'esplorazione della natura per
inventare nuove soluzioni di design.
Questa concezione strutturale ha
dato il nome ai fullereni di cui
trattiamo in questo articolo.
Fuller è morto nel luglio 1983.
Il professor Fred Wudl.
Nella foto qui accanto è con
lo staff dei suoi giovani
collaboratori all’Università della
California, a Los Angeles.
Il composto fullerenico ideale con due ioni
ammonio direttamente legati alla
superficie non è chimicamente realizzabile
ma è stato possibile preparare composti
fullerenici simili, in cui i gruppi carichi
positivamente sono stati legati non
direttamente alla sfera ma sulle porzioni
con cui è stato funzionalizzato il fullerene.
I risultati sono stati molto interessanti,
infatti alcuni di tali composti sono in
grado di inibire l’infezione virale nelle
cellule infettate a concentrazione micromolare
(EC50 = 2 µM), concentrazione
bassa ma ancora troppo lontana da quella
(nanomolare) a cui sono attivi i composti
attualmente utilizzati in terapia.
19

Scienza & Immaginazione Nuove frontiere
20
LE PAROLE DELLA SCIENZA
Effetto citopatico. L’effetto citopatico (EC) rappresenta
una qualche alterazione o danneggiamento delle cellule
che compongono il tappeto (immerso in un terreno di
coltura) su cui i virus vengono coltivati in vitro (colture
cellulari, vedi “Green” n. 10 pag. 23).
L’EC valuta in vitro la capacità di un virus di infettare e
danneggiare le cellule.
Costante d’inibizione (dell’effetto citopatico).
L’attività di un composto capace di inibire l’effetto citopatico,
può essere valutata attraverso il valore EC50 che
C 3
Le specie reattive dell’ossigeno
(anche definite ROS o generalmente
radicali liberi) sono molecole
molto aggressive, caratterizzate dalla
presenza di un elettrone spaiato. Sono
normalmente prodotte dall’organismo in
minime quantità, servono a eliminare i germi
e i batteri e sono coinvolte nei processi di
morte cellulare programmata. L’eccedenza
viene eliminata da sistemi naturali di detossificazione
ma è noto che a seguito dell’inceppamento
di qualche meccanismo cellulare si
può andare incontro a una sovrapproduzione
di ROS che può essere la causa o una delle
cause dell’insorgenza di alcune malattie, soprattutto
a carico del sistema nervoso centrale.
La ricerca di sistemi detossificanti in grado
di spegnere i radicali è quindi importantissima
dal punto di vista medico.
Il fullerene reagisce facilmente con i radicali
liberi e può funzionare come spazzino di
ROS. Gli esperimenti di maggior successo sono
stati condotti con due composti solubili in
solventi acquosi, per semplicità chiamati C3 e
il D3 (negli schemi qui sotto).
D 3
La sovrastimolazione di alcune vie utilizzate
dalle cellule neuronali per comunicare tra loro
porta all’aumento delle concentrazione di
ROS, mentre il trattamento delle cellule con
questi derivati ha evitato o limitato i danni
conseguenti. I risultati sono stati così interessanti
da proseguire sino alla fase clinica. È interessante
notare che i due composti presentano
strutture molto simili ma non identiche e la
loro diversa attività va attribuita alla variata
posizione relativa dei sostituenti.
indica la concentrazione alla quale l’EC viene limitato al
50% delle cellule (e inibito nel restante 50%). Per i due
composti citati nel testo EC50 = 5,3 µM (micromolare) o
EC50 = 2 µM significa che c’è inibizione dell’EC nel 50%
delle cellule a concentrazione dei composti rispettivamente
di 5,3 e 2 micromoli per litro di terreno di coltura (per la
definizione di mole si veda “Green” n. 2, pag. 39).
Mastociti. Sono cellule tondeggianti, ovoidali o fusiformi
con diametro di 20-30 µm dei tessuti connettivi. In base ad
opportuni stimoli/condizioni secernono alcuni mediatori chimici
delle reazioni allergiche (istamina ed eparina).
Fullerene e allergie,
l’effetto “spugna radicalica”
Di recente è stato pubblicato un lavoro che
porta alla luce interessanti potenzialità del
fullerene in qualità di inibitore della risposta
allergica. Il trattamento di cellule del sistema
immunitario come mastociti e basofili con un
derivato fullerenico porta all’inibizione della
degranulazione e la produzione di citochine,
ovvero inibisce la liberazione di composti
mediatori dell’infiammazione che attivano la
risposta allergica. Con l’aiuto di anticorpi
antifullerene è stato possibile accertare che il
C60 entra nelle cellule in questione senza
generare effetti tossici. Anche gli esperimenti in
vivo hanno evidenziato un’inibizione della
risposta anafilattica e la quantificazione proteica
delle cellule trattate con fullerene ha
evidenziato delle forti variazioni nella presenza
di molecole coinvolte nella regolazione dei
livelli di ROS. Questi risultati fanno pensare
che l’azione di spugna radicalica esplicata dalla
sfera fullerenica sia coinvolta in questa azione
inibitoria. A tutt’oggi, però, il ruolo dei radicali
liberi nella risposta allergica di mastociti e
basofili non è stato perfettamente delineato, ma
è noto che i ROS possono regolare in parte la
degranulazione, la produzione di citochine e la
secrezione dei leucotrieni (mediatori chimici
dell’infiammazione). Ne consegue, quindi, che
l’azione anti-scavenger del fullerene potrebbe
avere quale conseguenza l’inibizione della
risposta allergica.

di fullereni e nanotubi di carbonio
Basofili. Sono particolari luecociti (globuli bianchi) del
sangue tondeggianti con diametro di 10 µm contengono
numerosi granuli colorabili con coloranti basici (basofili)
costituiti da mediatori chimici delle reazioni allergiche
che possono essere secreti in base a particolari
stimoli/condizioni.
Citochine. Sono molecole proteiche con funzione ormonale
che una volta emesse da cellule secretorie in risposta
ad uno stimolo esterno, hanno una funzione ormonale,
alterando le funzioni delle cellule stesse che le hanno
secrete o quelle delle cellule circostanti o di altri distretti.
In opportune e specifiche condizioni di irradiazione
a determinate lunghezze d’onda il
fullerene si può eccitare ed è in grado di trasferire
l’energia derivante dalla radiazione luminosa
ad altri composti come l’ossigeno
molecolare o le basi del DNA (in particolare
la guanina). Questo processo può quindi portare
alla produzione di radicali liberi e alla
scissione del DNA.
Questo meccanismo può venire sfruttato nella
terapia fotodinamica, che si basa sulla capacità
di alcune molecole fotosensibili (quali
ad esempio le porfirine) di raccogliere l’energia
luminosa, attivarsi e cederla a biomolecole
procurando danni che inducono la morte
cellulare. Infatti, alcuni esperimenti di fotoirradiazione
di tumori solidi trattati con fullerene
hanno evidenziato una riduzione della
massa neoplastica. Questo meccanismo sembra
poter essere utilizzato con successo anche
per l’inattivazione di virus e batteri.
In realtà, nell’inibizione della crescita batterica
possono entrare in gioco anche fattori diversi.
Alcuni composti infatti hanno evidenziato
attività antibatterica dipendente solo
dall’irradiazione mentre in altri casi l’azione
si esplicava mediante meccanismi completamente
indipendenti. Uno tra quelli più gettonati
ascrive questa attività alla capacità del
fullerene, idrofobico, di penetrare nelle membrane
cellulari, scompaginandole e causandone
una rottura irreparabile.
In alcuni casi l’idrofobicità del
fullerene può essere anche
sfruttata con successo per la veicolazione
di farmaci. Un interessante
esempio è stato realizzato mediante
la coniugazione del C60 opportunamente
funzionalizzato con il paclitaxel. Questo è
un farmaco antitumorale che trova impiego
soprattutto per il trattamento del cancro all’ovaio,
alla mammella e in un tipo di tumore
polmonare. Il composto realizzato dall’unione
di antitumorale e fullerene è stato utilizzato
per preparare un sistema di somministrazione
per via inalatoria con rilascio prolunga-
ROS e scavenger. Le Reacting Oxygen Species (ROS)
sono radicali che si formano spontaneamente nel sangue
per reazioni tra l’ossigeno a vari cationi presenti (es. il
ferro non chelato) e provocano diversi danni cellulari
soprattutto a seguito dell’interazione con i lipidi delle
membrane biologiche.
Il loro effetto nocivo è controllato e limitato dai sistemi
scavenger (letteralmente spazzino) che arrestano le reazioni
radicaliche a catena, sono costituiti da enzimi (superossido
dismutasi, catalasi, glutatione perossidasi) e vitamine
(A, C, E).
to. Qualora questo sistema superasse le successive
prove cliniche e ne venisse approvato
l’utilizzato in terapia, si potrebbe ottenere un
notevole miglioramento dal punto di vista del
paziente che non necessiterebbe più di sgradevoli
somministrazioni endovenose e il lento
rilascio del farmaco permetterebbe anche
di limitare il numero di somministrazioni. È
stato anche possibile veicolare materiale genetico
all’interno delle cellule. Questa azione
non deve essere vista come un’opera diabolica
per la creazione di mutanti, bensì come un
passo avanti per lo sviluppo delle terapie antigene
e antisenso, sistemi che prevedono l’utilizzo
di specifici frammenti di DNA o RNA
per curare alcune malattie.
Questi due approcci si esplicitano
nel blocco della replicazione
o traduzione dell’informazione
contenuta nelle molecole bersaglio
(DNA, RNA). In questo caso, le
molecole risultano selettive per una
specifica sequenza alla quale vanno ad appaiarsi,
inibendo così il flusso dell’informazione
genetica o mediante meccanismi diversi
quali danneggiamento del gene da parte di
enzimi intracellulari o attivazione dell’RNasi
H (un’enzima che degrada l’RNA di doppie
eliche ibride DNA/RNA).
Se la sequenza-bersaglio prescelta è mutata e
specifica per le cellule tumorali, il sito d’azione
risulta estremamente selettivo. Il materiale
genetico esogeno però non è in grado di raggiungere
il citoplasma o il nucleo senza essere
veicolato mediante sistemi che permettano
il superamento di ostacoli quali le membrane
cellulari e nucleari e la presenza di enzimi in
grado di scindere gli acidi nucleici.
L’utilizzo di derivati fullerenici con cariche
positive, in grado di legarsi mediante interazioni
ioniche con i gruppi fosfato delle catene
oligonucleotidi, ha portato a buoni risultati
nella veicolazione di materiale genetico in vitro,
come dimostrato dalla produzione delle
proteine codificate dal gene introdotto nelle
cellule con l’ausilio del C60.
21

Scienza & Immaginazione Nuove frontiere
I nanotubi
di carbonio,
un veicolo
per trasportare composti
22
Concentriamoci ora sui nanotubi
di carbonio (NT). Alcuni utilizzi
biomedici sono correlabili a quelli visti
per i fullereni. Infatti la possibilità
di incapsulare metalli all’interno dei
tubi stessi potrebbe portare allo sviluppo
di derivati analoghi al Gd@C60 (vedi
box a destra), sebbene per il momento
si possano solo riportare i primi approcci
in tal senso.
Attualmente non sono emerse molte applicazioni
biologiche legate intrinsecamente
alle proprietà dei nanotubi, ma la possibilità
di legare composti di diversa natura sulla superficie
attraverso diverse funzioni organiche
presenti sui nanotubi stessi ha portato a
derivati di grande interesse. È anche abbastanza
facile capire che, essendo stati scoperti
piuttosto recentemente e data la difficoltà
di funzionalizzazione, il loro utilizzo
in campo biomedico è molto promettente
ma ancora in fase embrionale e attualmente
moltissimi sforzi sono dedicati allo studio
della distribuzione dei nanotubi a livello cellulare
e di organismo.
È stata evidenziata la capacità
dei NT di attraversare le barriere
cellulari con conseguente
internalizzazione, ma la modalità
con cui questo avviene è ancora
oggetto di dibattito. Una delle teorie
più accreditate ipotizza un meccanismo
di perforazione del doppio strato fosfolipidico
come se si trattasse di nanoaghi,
senza scompaginamento della membrana
stessa che, qualora avesse luogo,
porterebbe a danno cellulare. Questa caratteristica,
quindi, permette di utilizzare i
nanotubi per la veicolazione di composti
da portare all’interno delle cellule. In questo
contesto possiamo citare la coniugazione
con l’amfotericina B, un farmaco
antimicotico potente ma con notevoli effetti
collaterali, che ha permesso di diminuire
la tossicità cellulare del farmaco
stesso ottenendo una risposta positiva anche
da parte di ceppi resistenti all’amfotericina
quando somministrata da sola.
Con i nanotubi
diventa reale il
“proiettile magico”
Anche alcuni farmaci antitumorali
sono oggetto di coniugazione
con i nanotubi di carbonio soprattutto
in considerazione del fatto che la
funzionalizzazione differenziata permette
di legarli contemporaneamente a
molecole diverse, rendendo così possibile
legare un frammento molecolare che porti
selettivamente il complesso alle cellule malate
insieme al farmaco antitumorale, che in
teoria deve essere rilasciato in loco.

di fullereni e nanotubi di carbonio
Composti metallo-fullereni come agenti
di contrasto nella risonanza magnetica
Alcuni ioni metallici, come quello del
gadolinio Gd3+, trovano applicazione
quali agenti di contrasto nella risonanza
magnetica nucleare (NMR) per le loro
caratteristiche paramagnetiche che
permettono di migliorare la definizione
dell’immagine di risonanza che viene
registrata. Il gadolinio deve essere
utilizzato sotto forma complessata con
leganti poliamminocarbossilici, per
La realizzazione di un dispositivo di questo
genere renderebbe quindi reale la “magic
bullet” (proiettile magico) capace di colpire
solo i bersagli desiderati. Al momento un lavoro
con il metotressato ha portato solo a un
derivato ugualmente attivo verso le colture
cellulari mentre la complessazione con la
doxorubicina ha portato a un miglioramento
dell’attività di questo farmaco antitumorale
grazie alla presenza dei nanotubi.
La capacità dei nanotubi di attraversare le
membrane non si limita alle membrane cellulari
ma vale anche per la membrana nucleare
e questo ha permesso di utilizzarli per
veicolare materiale genetico nel nucleo.
Questo esperimento ha avuto ottimi risultati,
infatti si sono riscontrate concentrazioni
del materiale genetico veicolato sino a dieci
volte maggiori rispetto alle concentrazioni
che si ottengono utilizzando il DNA plasmidico
da solo.
I NT sono inoltre candidati interessanti
per la terapia immunologica;
infatti, è stato dimostrato che il
loro utilizzo, se legati a frammenti
peptidici opportunamente scelti, induce
un’ottima risposta anticorpale, molto
migliore rispetto a quella che i peptidi da
soli riescono a dare (foto in basso). Anche
in questo caso il meccanismo non è perfettamente
definito sebbene sia certo che non
sia coinvolta la produzione di anticorpi verso
i nanotubi stessi.
evitare gli effetti tossici che lo ione libero
ha a livello di organismo. Un’interessante
applicazione biologica dei fullereni
riguarda la possibilità di preparare
composti che contengano metalli
all’interno della sfera carboniosa.
Molecole di questo tipo vengono indicate
con la notazione M@C60, dove M è il
simbolo dell’elemento inglobato e @ ne
indica la presenza all’interno della gabbia
Una nuova
fibra tessile
composta da
nanotubi:
cominciano le
prove di
applicazione
industriale.
carboniosa. Il fatto che i metalli siano
confinati nella cavità impedisce
sicuramente il loro rilascio, poiché
l’energia richiesta per la rottura della
struttura sferica è tale da poter escludere
che ciò accada nelle normali condizioni di
somministrazione e trattamento di un
paziente. Si stanno così sviluppando
derivati quali Gd@C60(OH)x e
Gd@C60[C(COOH)2]10, composti
idrosolubili il cui utilizzo migliora
notevolmente il segnale NMR
permettendo così una maggiore precisione
e risoluzione dell’immagine ottenuta ma
garantendo al tempo stesso l’assenza di
tossicità da gadolinio libero.
I NT non funzionalizzati potrebbero portare
a interessanti risultati in qualità di antimicrobici.
È infatti stato pubblicato recentemente
un articolo in cui è riportato l’utilizzo
di filtri ricoperti di SWNT (Single Walled
NanoTubes, vedi più avanti) come substrato
per incubare colture di Escherichia
coli, con un effetto di diminuzione della
crescita batterica di circa il 70% rispetto al
controllo. Pare che il diretto contatto tra la
membrana cellulare dei microbi e i nanotubi
induca un danno irreparabile sull’E. coli.
La crescita di cellule eucariote su substrati
ricoperti di nanotubi invece pare avvenire in
modo pressochè inalterato rispetto al substrato
non ricoperto di NT, senza fenomeni
di tossicità e questa proprietà viene sfruttata
per poter crescere cellule neuronali. Le colture
ottenute su vetrini ricoperti di nanotubi
non funzionalizzati presentano un numero
di segnali elettrici tra cellule molto maggiore
che in condizioni normali.
Questo importante risultato, insieme al fatto
che alcuni nanotubi sono in grado di condurre
la corrente elettrica, ha portato a ipotizzare
l’utilizzo di questa proprietà intrinseca
per costruire dei dispositivi artificiali
che permettano di riconnettere porzioni
neuronali che non sono più in grado di comunicare
a causa di traumi, con l’idea di
realizzare impianti che creino by-pass neuronali
in grado di ripristinare la funzionalità
della spina dorsale danneggiata a seguito di
lesioni paralizzanti.
23

Scienza & Immaginazione Nuove frontiere
La chimica
(anche
artistica)
di fullereni
e nanotubi
E ora, se ne avete voglia, diamo
un’occhiata alla chimica di fullereni e
nanotubi.
La reattività del fullerene è stata studiata a
lungo e sono emerse numerose possibili
funzionalizzazioni che hanno portato alla
preparazione di varie classi di derivati.
Infatti il C60 è alquanto reattivo nei
confronti delle reazioni di addizione
nucleofila e di cicloaddizione grazie
all’energia addizionale che hanno i legami
curvi del fullerene che viene rilasciata a
seguito della reazione di addizione. La
formazione di nuovi legami mediante
attacco nucleofilo (vedi “Green” n. 6, pag.
13) sulla sfera porta a derivati complessi.
Questo tipo di reazione ha portato alla
realizzazione dei fulleroli, una classe di
composti fullerenici poliidrossilati con un
massimo di 36 residui idrossilici la cui
distribuzione sulla superficie della sfera
non è perfettamente definita. Questi
derivati presentano una buona solubilità in
ambiente acquoso e proprio per questo
sono ampiamente utilizzati per studi
biologici, nonostante la non precisa
determinazione strutturale. Un’altra classe
di composti di interesse ottenuta mediante
l’utilizzo dell’addizione nucleofila è stata
perseguita e realizzata dal gruppo del
dottor Roger Taylor. Questo ricercatore,
purtroppo scomparso qualche anno fa, ha
lavorato presso il Dipartimento di Chimica
dell’Università del Sussex e quando
accompagnava gli ospiti a visitare il suo
laboratorio amava mostrare il rotavapor
con cui era stata concentrata la soluzione
di toluene contenente il primo fullerene
isolato e purificato. Rotavapor è il nome
comunemente dato a uno strumento di
laboratorio che concentra liquidi e
soluzioni contenuti in un pallone da
laboratorio legato a un albero rotante
mediante condizioni specifiche di
depressione (pompa da vuoto) e
temperatura (bagno termostatato). Taylor si
specializzò nella sintesi di derivati
fullerenici polifenilati e polifluorurati. In
particolare per quanto riguarda
quest’ultima classe riuscì a ottenere un
composto verde smeraldo (il
C60F15[CBr(CO2Et)2]3 la cui
determinazione strutturale evidenziò la
perdita della struttura sferica con la
formazione di una porzione quasi piatta a
causa della preferenzialità di addizione del
fluoro su un solo emisfero, che risulta così
appiattito.
24
Anche la reazione di Bingel (reazione di
ciclopropanazione con formazione di un
ciclo a tre atomi di carbonio, vedi figura a
pagina 20 in basso), così chiamate dal
nome dell’autore che l’ha proposta per la
prima volta sul fullerene) ha portato alla
creazione di un’importante famiglia di
derivati fullerenici tra i quali possiamo
annoverare il composto più solubile mai
ottenuto sinora, il dendrofullerene (figura
in basso), e i metanofullereni che hanno un
ruolo importante in alcune applicazioni
biologiche.
Mentre nel caso del fluoro il secondo
attacco può avvenire in posizioni diverse
(per esempio in posizione 2 o 4), il
prodotto di ciclopropanazione che si
ottiene è univoco, coinvolgendo due
carboni adiacenti (1, 2).
Un capitolo estremamente ricco nella
chimica del fullerene riguarda anche
l’utilizzo delle reazioni di cicloaddizione
(come la succitata reazione di Bingel), in
cui si ha la formazione di un ciclo. Anche
in questo caso la prima reazione di
cicloaddizione porta a un solo composto,
mentre la faccenda si complica quando
andiamo ad analizzare lo scenario di un
duplice attacco.
Proviamo a fare nuovamente un salto
dimensionale, questa volta verso il mondo
dei giganti e paragoniamo il fullerene alla
terra, così potrebbe essere più facile
identificare due poli opposti e un equatore
che divide la sfera in due calotte
perfettamente identiche, senza prendere in

di fullereni e nanotubi di carbonio
considerazione tropico del Cancro e del
Capricorno (non siate troppo puntigliosi).
Se utilizziamo come riferimento la prima
cicloaddizione e l’identifichiamo quale
polo nord, possiamo poi vedere che la
seconda addizione può essere presente
nell’emisfero boreale e i derivati saranno
definiti cis. Qualora abbia avuto luogo
nell’emisfero australe sarà definita trans.
Da ultimo, se è avvenuta sulla cintura
equatoriale verrà definita equatoriale.
A livello dei due emisferi si possono
comunque identificare posizioni diverse dei
doppi legami reattivi, che vengono numerati
dall’1 al 3 per i cis e dall’1 al 4 per i trans.
(sequenza in alto)
Le reazioni di cicloaddizione possono
proseguire dando molteplici attacchi sulla
sfera, ma il numero dei prodotti che si
vengono a formare dà un po’ alla testa (per
esempio i tris-addotti possibili sono 46).
Considerata quindi la difficoltà di
purificazione e determinazione strutturale
dei poliaddotti, appare chiara la tendenza a
utilizzare soprattutto i monoaddotti per i
vari scopi applicativi, fatto salvo i casi in
cui gli ottimi risultati non giustifichino lo
sforzo sintetico, come per i già citati C3 e D3.
I nanotubi possono essere distinti in due
grandi classi, quelli formati da un solo
cilindro e quelli formati da più cilindri
concentrici che vengono rispettivamente
chiamati Single Walled NanoTubes
(SWNT) e Multi Walled NanoTube
(MWNT). La chimica dei nanotubi ha una
storia più recente e sicuramente un
percorso più complicato a causa
dell’inferiore reattività di questo substrato
rispetto al fullerene e della difficoltà di
utilizzare le tecniche analitiche
comunemente
impiegate in chimica
organica per
l’identificazione dei
prodotti ottenuti.
Anche in questo caso
gli approcci utilizzati
sono due: quello
covalente e quello
supramolecolare.
L’utilizzo di agenti
ossidanti permette di
aprire le estremità, che sono costituite da
semisfere fullereniche, e di ossidare in
modo piuttosto limitato le pareti nei punti
che presentano difetti. A seconda del
potere ossidante utilizzato e del tempo di
reazione è possibile anche erodere
parzialmente le pareti con un conseguente
accorciamento dei
nanotubi. In questo modo
si ottengono derivati
carbossilici dei tubi, che
possono essere
successivamente
coniugati a dare
ammidi (molecole con
una formula come quella a lato dove R, R',
R" sono i vari sostituenti).
È possibile inoltre effettuare reazioni di
cicloaddizione anche sui NT (sia sul
materiale grezzo che sui derivati ossidati).
Sia le reazioni di ossidazione che le
addizioni avvengo più facilmente sulle
punte visto che la curvatura conferisce
maggiore reattività, come è stato possibile
dimostrare mediante l’utilizzo di tecniche
microscopiche sofisticate, che hanno
permesso di evidenziare la formazione di
“cotton fioc” di circa 100 nm di lunghezza.
Le difficoltà da affrontare sono ancora
molte.
È importante riuscire a produrre o quanto
meno separare i nanotubi a seconda delle
loro dimensioni e proprietà di
conducibilità ottenendo derivati omogenei
con costi non troppo elevati, a isolarli dalle
impurezze derivanti dai processi di
produzione, a caratterizzarli in modo
incontrovertibile.
Non sono ancora emerse applicazioni
industriali d’indiscusso interesse, ovvero
non siamo ancora riusciti a segnare il goal
decisivo con le nuove forme allotropiche
del carbonio, ma siamo fiduciosi: in fin dei
conti per la squadra italiana i Mondiali del
2006 non erano certo iniziati sotto i
migliori auspici ma chiedete ai francesi
com’è finita…
25

Nuove spinte alla
chimica dei materiali
26
Scienza & Immaginazione Nuove frontiere
da fullereni
e nanotubi
La chimica dei materiali sicuramente
può trarre nuovi input dall’impiego
di fullereni e nanotubi
di carbonio. Le proprietà di questi
composti infatti possono essere sfruttate
ad esempio per rinforzare materiali
quali polimeri e compositi vari. Piccole
percentuali in peso di nanotubi mescolate a
polimeri epossidici riescono a conferire una
resistenza meccanica e adesività interessantissime,
sfruttabili anche nel settore aeronautico.
Il fullerene e suoi derivati sono studiati intensamente
per le loro caratteristiche fotofisiche,
che li rendono buoni candidati per mimare i
processi fotosintetici e per la creazione di celle
fotovoltaiche, ma anche in questo campo le
elevate aspettative si scontrano con le notevoli
difficoltà.
Il miscelamento di fullereni con polimeri coniugati,
come polifenilvinileni o politiofeni,
ha portato alla preparazione di un innovativo
tipo di cella fotovoltaica (genericamente descritte
in “Green” n. 1, pag. 22) che è stato
chiamato cella solare plastica. Infatti, le proprietà
plastiche dei polimeri utilizzati, accoppiati
con la loro capacità di donare elettroni
nello stato eccitato, rende le miscele con C60
particolarmente interessanti per l’impiego
nella conversione di energia solare. Un gruppo
di Linz, in Austria, ha preparato diversi
prototipi con rese quantiche di conversione lu-
LE PAROLE DELLA SCIENZA
Microonde e loro effetto di riscaldamento. Le
microonde sono radiazioni elettromagnetiche non ionizzanti
le cui lunghezze d’onda si collocano nello spettro
elettromagnetico tra la banda dell’infrarosso e le onde
radio, con frequenze comprese tra 0,3 e 300 GHz. Per evitare
interferenze con le telecomunicazioni e le frequenze
dei telefoni cellulari, la legislazione internazionale prevede
che solo alcune bande possano essere utilizzate per il
riscaldamento. La frequenza di 2,45 (± 0.05) GHz, corrispondente
nel vuoto ad una lunghezza d’onda (λ) di 12,2
cm, è quella utilizzata per applicazioni in campo domesti-
Le
dimensioni
del mondo
nano.
Foto al
microscopio
elettronico a
scansione di un
nanotubo
di carbonio
“multi-walled”
(MWNT).
A destra un
particolare delle
sue strutture
superficiali
multistrato.
Le dimensioni
sono in
nanometri (nm,
miliardesimo di
metro).
Modificato da
un’immagine di
Kristian
Molhave
(Opensource
Handbook of
Nanoscience
and
Nanotechnology,
2006).
ce-elettricità del 4%. Sebbene questo numero
possa sembrare basso, è purtuttavia molto
promettente, data la versatilità di queste celle
innovative.
Le dimensioni nanometriche di questi materiali
permettono di costruire dispositivi miniaturizzati
sempre più piccoli e anche in questo
campo c’è da aspettarsi una grande fortuna
nell’utilizzo di nanotubi per la creazione di sistemi
logici per l’immagazzinamento di informazioni.
Anche l’immagazzinamento di energia
e di idrogeno utilizzando dispositivi a base
di C60 e NT sono argomento di studio molto
intenso. Un corposo capitolo riguarda l’utilizzo
di nanotubi per la costruzione di sensori
di forza e sensori chimici e biologici, ad
esempio per la determinazione della concentrazione
di glucosio in pazienti diabetici o per
il riconoscimento di DNA, generalmente basati
sulle capacità dei nanotubi di assorbire ed
emettere a lunghezze d’onda nel vicino infrarosso.
Recentissimamente è stato pubblicato
da parte di un gruppo di ricerca dell’Università
di Berkeley un lavoro in cui viene presentata
una “nanoradio”, un sistema in cui un nanotubo
è in grado di svolgere contemporaneamente
le funzioni di antenna, filtro, sintonizzatore
amplificatore e demodulatore ad una
determinata frequenza d’onda. Se questa non
è miniaturizzazione…
Tatiana Da Ros e Maurizio Prato
Dipartimento di Scienze Farmaceutiche
Università degli Studi di Trieste
co, scientifico, medico e per molti processi industriali.
Il riscaldamento indotto dalle microonde è il risultato dell’interazione
materia/onda ed è provocato dalla trasformazione
in calore di una parte d’energia, contenuta nell’onda
elettromagnetica.
Per le molecole polari, che possiedono cariche parziali sui
diversi atomi di una molecola come nei dipoli ossigenoidrogeno
dell’acqua, l’effetto termico è una conseguenza
dell’interazione dipolo-dipolo tra le molecole ed il campo
elettromagnetico. È questo il fenomeno della “polarizzazione
dipolare” in cui i dipoli si allineano in modo che le
parziali cariche positive siano contigue a quelle negative
e viceversa.

di fullereni e nanotubi di carbonio
Nanotubi
contro
il cancro
Ci sono ottime possibilità di impiego dei
nanotubi nella terapia antitumorale in
seguito alla capacità di indurre morte
cellulare per ipertermia. Sono stati condotti
esperimenti su diverse linee cellulari
tumorali che sono state dapprima incubate
con nanotubi funzionalizzati con anticorpi
o con l’acido folico che si legano
rispettivamente agli antigeni o ai recettori
Esperimenti
di
laboratorio:
la messa a
fuoco di un
raggio laser.
La polarizzazione
bipolare
In assenza di campo elettrico, i dipoli sono orientati a
caso, nessuna direzione è privilegiata (a).
Sotto l’effetto di un campo elettrico continuo, ciascun
dipolo è sottoposto ad una forza che tende ad orientarlo
nella direzione del campo stesso (b).
espressi sulla superficie delle cellule
tumorali e successivamente sottoposte a
trattamento con luce laser. Questo
trattamento porta al riscaldamento dei
nanotubi e di conseguenza all’aumento
della temperatura delle cellule causandone
la morte per necrosi. L’ipertermia può
anche essere indotta mediante esposizione
a un campo di radiofrequenze.
Recentemente è stato pubblicato un
articolo in cui vengono riportati ottimi
risultati nella terapia tumorale grazie a
questo abbinamento. Una soluzione
acquosa di derivati dei nanotubi solubili è
stata iniettata direttamente nella massa
tumorale e successivamente questa è stata
irradiata con un’opportuna radiazione
elettromagnetica. In maniera simile
all’effetto delle microonde degli omonimi
forni (lunghezza d’onda 12,2 cm) sulle
molecole d’acqua, le radiofrequenze usate
nella succitata terapia sperimentale sono in
grado di essere assorbite specificamente dai
nanotubi presenti nella massa tumorale
risultando in un riscaldamento. Questo
trattamento termico mirato ha provocato la
necrosi dei tessuti irradiati mentre la sola
esposizione alle frequenze radio o il solo
trattamento con i nanotubi lascia le cellule
inalterate. La possibilità quindi di veicolare
in modo mirato i nanotubi e di irradiare
selettivamente le masse tumorali lascia
ipotizzare nuovi scenari nella cura dei
tumori.
a b c
In presenza di un campo elettrico alternato i dipoli cambiano
orientamento ad ogni alternanza; se il campo è ad
alta frequenza (come i 2,45 GHz delle microonde su citate)
questo induce agitazione e frizione intermolecolare (c)
con conseguente riscaldamento.
27

28
ENERGIA RINNOVABILE IMITARE LA NATURA
Quando
la luce
diventa
reagente
chimico
di Angelo Albini

Uno dei problemi principali
che la civiltà moderna
deve affrontare è quello
di avere un’adeguata
disponibilità di energia
che sia sfruttabile
Ma che non comprometta
l’ambiente, in modo
che anche le future
generazioni abbiano a
disposizione le stesse risorse
L’energia disponibile può
essere ottenuta attraverso
processi di conversione
energetica di tipo fisico, come
nel caso dello sfruttamento
dell’energia cinetica delle maree
(dovuta a fenomeni termogravitazionali)
o la trasformazione
dell’energia cinetica di grandi
masse d’acqua in energia
idroelettrica; altrimenti
si possono usare processi
di tipo chimico.
1
2
Foto
di Andrea
Scagni
Il secondo caso include quel tipo
di trasformazione dell’energia solare
che, attraverso una reazione fotochimica,
muta molecole a basso contenuto
di energia in molecole ad alto contenuto
(equazione 1):
Reagente (a bassa energia) + hν ➞ Prodotto (ad alta energia)
dove hν (ν è la lettera greca “ni”) è l’energia
associata alla radiazione luminosa
(vedi Green n. 5, pag. 24)
Questo accade, per esempio, nella nota fotosintesi
clorofilliana: l’assorbimento di quanti
(pacchetti) di luce provoca la formazione di
ossigeno a partire dall’acqua e la trasformazione
di anidride carbonica in carboidrati
(equazione 2):
6 CO2 + 6 H2O + hν ➞ C6H12O6 + 6 O2
in questo modo i vegetali accumulano energia
chimica che può essere consumata dall’uomo
direttamente (ad esempio, combustione del
legno) o in forma metabolizzata (ad esempio,
petrolio e carbone) dopo che gli organismi sono
morti. Quest’ultimo è un modo indiretto di
usare l’energia che il sole ha riversato sul pianeta
moltissimi anni fa (“energia solare fossile”,
come diceva il grande precursore della
chimica verde, Giacomo Ciamician).
Mentre l’energia solare è rinnovabile, nel senso
che non è prevedibile alcuna variazione del
flusso di luce solare che raggiunge la Terra nel
futuro pianificabile, il petrolio non è evidente-
29

30
ENERGIA RINNOVABILE IMITARE LA NATURA
mente rinnovabile e il suo uso massiccio corrisponde
a consumare i risparmi energetici di
ere da lungo tempo passate.
Come si sia evoluta la fotosintesi clorofilliana,
e come sfrutti e converta l’energia solare
in energia chimica comoda e facilmente immagazzinabile,
si potrà discutere in altra occasione.
Al momento, facciamo qualche considerazione
preliminare, che indichi quali sono
i “paletti” entro i quali si deve operare.
Della radiazione solare, infatti, sentiamo
parlar bene in quanto fonte di energia, ma
male quando siamo invitati a proteggerci
dall’esposizione eccessiva, che accelera
l’invecchiamento della pelle e può anche
provocare tumori, o quando si considerano i
danni provocati agli oggetti di plastica usati
all’aperto.
Questa preoccupazione è giustificata perché
associata ai limiti che un sistema di trasformazione
fatalmente incontra.
Summary
Renewable energy. When light
is used as a chemical reagent
The interaction between matter and an electromagnetic
field such as light is mediated by photons which are the
elementary particles composing light.
On the one hand, this interaction proves to be useful,
as in photosynthesis or in renewable energy production
(e.g. photovoltaic and photo-thermal solar energy). On
the other hand, sunlight may be dangerous when it
comes to cancers, premature ageing of the skin or eye
injury due to excessive exposure. Furthermore, sunlight
is harmful to several manmade goods such as plastic
materials or tints which are damaged due to prolonged
irradiation.
In this article we discuss basic theoretical aspects of
taming the energy of sunlight, capturing it as plants do
with their leaves. Several problems must be solved
before we can imitate in a laboratory their
photosynthesis, thus producing molecules with high
energy content using light and low energy molecules
(carbon dioxide and water) as raw materials.
Costruire un
apparato
che assorba la luce
e la trasformi in
energia chimica
In questo articolo cerchiamo di
capire le difficoltà nell’imitare in
laboratorio la fotosintesi delle
piante, costruendo un apparato che assorba
la luce e la trasformi in energia
chimica, cioè sintetizzi molecole ad alta
energia a partire da quelle a bassa (nel
caso della fotosintesi, queste sono acqua e
anidride carbonica) eseguendo la reazione riportata
nell’equazione 2.
Non si può parlare di energia senza tener presente
che l’energia luminosa è quantizzata e
può essere assorbita da una molecola solo in
“pacchetti” che sono appunto i quanti. Solo
così la luce diventa “attiva” e la molecola passa
ad uno stato elettronicamente eccitato.
Senza voler fare troppi richiami alla chimica
teorica, gli elettroni possono essere descritti
da un’opportuna funzione (chiamiamola funzione
d’onda ψ, la lettera greca maiuscola
“psi”) e ad ogni stato ne è associata una ben
precisa (ψ', ψ'' e così via).
Lo stato eccitato di una molecola
In quantomeccanica lo stato eccitato di una molecola
(o di un’altra particella) è qualunque stato
quantico che abbia energia superiore alla minima
possibile (stato fondamentale). In generale uno
stato eccitato tenderà a convertirsi allo stato fondamentale
in un tempo assai breve.
Assemblare degli atomi è possibile solo in
quelle configurazioni geometriche, ossia le
molecole, alle quali corrisponde una certa stabilità.
Lo strumento matematico della funzione d’onda
La funzione d’onda è una funzione matematica che
descrive completamente lo stato fisico di un sistema.
In particolare, per un atomo o una molecola, la
funzione d’onda elettronica ψ descrive completamente
lo stato degli elettroni (tra l’altro fornisce
una descrizione probabilistica di dove si trovino e
che energia abbiano). Per una molecola esisteranno
vari stati, ciascuno descritto da una propria funzione
d’onda. Di questi, quello con la minor energia è lo
stato fondamentale.

Queste situazioni sono molto stabilizzate rispetto
agli atomi liberi. In una molecola gli
atomi sono “legati” e si trovano tra loro a distanze
ben precise, che ci permettono di identificare,
per esempio, legami molto forti, detti
covalenti. Per ogni insieme di atomi esiste
una sola cofigurazione stabile degli elettroni,
detta stato fondamentale (cioè il più basso di
energia), mentre ne esistono diverse, dette stati
eccitati, meno stabili. L’energia di questi
stati è molto superiore a quella dello stato fondamentale,
e la differenza è dello stesso ordine
di grandezza di quella dell’energia associata
a un legame chimico.
L’assorbimento di un fotone (che avviene in
un tempo brevissimo, meno di un milionesimo
di un milionesimo di secondo) cambia le
carte in tavola. Come descritto da Einstein,
l’assorbimento di un fotone di luce (visibile o
ultravioletto) comporta il passaggio a uno stato
eccitato della molecola M:
Il fotone è la particella elementare mediatrice dell’interazione
elettromagnetica. Come spiegato da
Einstein, la luce è quantizzata e i quanti di luce sono
i fotoni. L’assorbimento di luce è dunque quantizzato
e l’assorbimento di un fotone comporta il passaggio
di una molecola dallo stato fondamentale a
uno stato elettronico più energetico, uno stato eccitato
con funzione d’onda ψ'.
3 M(ψ) + hν ➞ M(ψ')
Un sistema che assorbe fotoni di
luce si comporta in maniera ben
diversa da una pentola d’acqua
che viene riscaldata: non si ha, infatti,
una crescita statistica nel movimento
delle molecole che si manifesta
con l’innalzamento della temperatura, bensì
alcune molecole passano allo stato elettronicamente
eccitato, ad energia altissima, mentre
tutte le altre rimangono perfettamente inalterate.
Le molecole eccitate, avendo da spendere
un’energia paragonabile a quella dei legami
chimici, potrebbero per esempio subire
rotture di legami esse stesse, oppure strappare
atomi ad altre molecole. Fortunatamente,
però, questi stati così aggressivi non vivono a
lungo. La molecola può permanere nello stato
eccitato per un tempo brevissimo, al massimo
un milionesimo di secondo, spesso molto
meno. Questo limite è dato dal fatto che gli
stati eccitati ritornano allo stato fondamentale
riemettendo un fotone di luce:
4
M(ψ') ➞ M(ψ) + hν'
Se questo solo avviene, allora abbiamo assorbimento
e poi emissione di fotoni luminosi,
un fenomeno puramente fotofisico: la molecola
si libera dell’enorme eccesso di energia
nella stessa maniera in cui l’ha ricevuto, come
un “pacchetto” di luce, un fenomeno, come
detto, che avviene nella scala di tempo tra il
miliardesimo ed il milionesimo di secondo.
Tuttavia gli stati eccitati, data la loro grande
energia, possono anche far reagire la molecola
a una velocità comparabile o maggiore dell’emissione
di luce, qualcosa di inconcepibile
per le molecole allo stato fondamentale e tipico
invece di particelle non stabili come gli ioni
o i radicali. Infatti, poiché gli stati “eccitati”
contengono (vedi a lato) un eccesso d’energia
rispetto allo stato fondamentale, paragonabile
all’energia di un legame chimico, le molecole
eccitate possono essere considerate simili a
31

5
32
ENERGIA RINNOVABILE IMITARE LA NATURA
molecole “rotte” e dunque paragonabili nella
loro reattività a un “frammento” molecolare
come un radicale o uno ione.
In sostanza, quindi, raccogliere
l’energia luminosa come energia
chimica corrisponde a mettersi in
casa una bomba, di cui si può sfruttare
l’energia canalizzandola, ma che se
esplode in maniera non controllata provoca
gravi danni, distruggendo le molecole
vicine. Il problema da affrontare per
sfruttare l’energia e nel costruire un “apparato”
che funzioni bene e a lungo, consiste dunque
non tanto nel raccoglierla assorbendola
(equazione 3), ma nell’evitare due pericoli
opposti: da una parte che l’energia sfugga tramite
emissione di fotoni senza reazioni chimiche
(equazione 4), e quindi vada persa
(l’apparato di raccolta non viene danneggiato,
ma non raccoglie nulla), dall’altra che le reazioni
fotochimiche distruggano l’apparato
stesso di raccolta dell’energia luminosa (l’apparato
di raccolta si distrugge irrimediabilmente
quando opera, equazione 5):
M(ψ') (e molecole vicine) ➞ prodotti, cioè molecole diverse
Infatti non basta scegliere una molecola che
raccolga bene la luce solare, come la natura
ha fatto con la clorofilla (ci sarebbero qui delle
precisazioni da fare, che per il momento si
trascurano): se si irradia semplicemente la
clorofilla in laboratorio si ha riemissione di
fotoni o reazioni fotochimiche che distruggono
la molecola stessa senza alcun fenomeno
“utile”.
La riemissione di un fotone e la reazione chimica della molecola
eccitata competono col processo desiderato. L’immagazzinamento
dell’energia del fotone come energia chimica.
Le armi cui si ricorre per superare queste limitazioni
sono reazioni così veloci da avvenire
prima dei processi indesiderati. La prima
possibilità è il trasferimento di energia, cioè
quel processo in cui una molecola eccitata
passa l’eccitazione ad un’altra molecola,
7
mentre la prima torna allo stato fondamentale
secondo l’equazione 6:
6
M(ψ') + M'(ψ) ➞ M(ψ) + M'(ψ')
In questo processo non si spostano gli atomi
ma si scambia solo l’energia, e la reazione è
veloce come l’assorbimento (equazione 3) o
quasi altrettanto, e avviene naturalmente se
l’energia dello stato eccitato di M' ha al
massimo energia eguale a quella di M e non
di più: nel complesso l’energia del sistema
deve rimanere inalterata o scendere un poco
(anche qui andrebbero fatte precisazioni che
trascuriamo). Questo può essere un ulteriore
pericolo dal punto di vista dello sfruttamento
dell’energia luminosa, perché se nel sistema
è presente una molecola con lo stato eccitato
basso, questa può sottrarre l’energia.
A parte le molecole organiche, bisogna tener
presente che vi è una molecola che si
trova nell’ambiente che ha un’energia molto
bassa, in pratica più bassa di quasi tutte le
molecole organiche: l’ossigeno. Nell’ambiente
reale, un quinto dell’atmosfera è costituito
da ossigeno, il quale si trova anche
disciolto nei liquidi che sono in equilibrio
con l’atmosfera stessa.
Pertanto, formare uno stato eccitato fatalmente
porta a formare ossigeno eccitato come
conseguenza. E questo è di nuovo un
problema, perché l’ossigeno eccitato è chimicamente
molto aggressivo e decompone
molte molecole organiche.
La seconda possibilità da considerare va
cercata sempre tra i processi più veloci, che
saranno quelli in cui non bisogna operare
variazioni geometriche troppo importanti e
che sarebbero inevitabilmente lente. Questa
possibilità consiste nello spostare un elettrone,
cioè far avvenire una reazione di ossidoriduzione
(per esempio una molecola eccitata
che possiede n elettroni ne cede uno ad
un’altra molecola, come indicato nell’equazione
7). Questo non è un processo comune
tra le molecole organiche, ma avviene:
M(n elettroni) + M’(m elettroni) ➞ M(n-1 elettroni) + M’(m+1 elettroni)

Queste sono le vie
sfruttate dalla
fotosintesi
clorofilliana
Una molecola di clorofilla che assorbe
la luce è attorniata da altre
molecole uguali. L’energia assorbita
passa dall’una all’altra attraverso il rapidissimo
trasferimento di energia (vedi
equazione 6, rapidissimo perché le molecole
sono a contatto tra di loro), per cui
l’una o l’altra delle molecole di clorofilla è allo
stato eccitato e non ha il tempo di emettere
un fotone. In questa maniera si evita il primo
pericolo, ossia che l’energia luminosa venga
persa per riemissione, mentre piuttosto viene
indirizzata verso molecole di clorofilla che sono
situate accanto, pronte ad accettare di elettrone.
A questo punto l’energia assorbita è stata trasformata
in una separazione di cariche (vedi
equazione 7), la più semplice delle reazioni
chimiche, che poi, attraverso successivi sistemi,
viene sfruttata per produrre molecole organiche
(dal lato in cui si accumulano elettroni)
e liberare ossigeno (vedi equazione 2, dal
lato da cui vengono prelevati elettroni). In sostanza
la pericolosità degli stati eccitati viene
evitata perché questi si formano solo in un sistema
localizzato che è perfettamente attrezzato
perché siano rapidamente degradati a stati
fondamentali.
C’è naturalmente sempre la possibilità che vi
sia un errore e una molecola allo stato eccitato
sfugga. Inoltre, per i motivi visti prima, l’apparecchio
deputato a sfruttare l’energia luminosa
deve comprendere anche molecole in
grado di spegnere l’ossigeno eccitato prendendone
l’energia di eccitazione (e naturalmente
passando esse stesse allo stato eccitato,
che però in questo caso non è reattivo).
In sostanza, assorbire un fotone può tradursi
nel creare una specie ad alta energia che subisce
una qualche reazione chimica e quindi
certamente non adatta a un sistema che trasformi
l’energia solare in energia chimica rimanendo
intatto. L’atteggiamento, se così si
può dire, della natura verso la luce solare è di
guardinga cautela: per esempio, la nostra pelle
è ben organizzata per minimizzare la penetrazione
della luce entro lo strato di cellule più
esterne e per “spegnere” gli stati eccitati. Oltre
alla protezione naturale, siamo abituati ad
aggiungere l’ulteriore protezione delle creme
solari, dato che l’eccessiva esposizione alla
luce solare provoca fastidiosi eritemi o anche
conseguenze ben peggiori. Lo stesso, come si
accennava sopra, vale per prodotti artificiali:
la luce scolora e degrada i materiali polimerici,
che devono essere protetti opportunamente
quando usati in sistemi all’aperto. Gli stati eccitati
sono dunque essenzialmente i “cattivi”
della situazione. D’altra parte l’unica forma
di energia rinnovabile che abbiamo a disposizione
è la luce solare, che si può “incassare”
solo nei grossi quanti che formano questi stati
eccitati. Costruire un sistema che li sfrutti senza
subire dei danni è evidentemente non semplice
e la complessità del sistema naturale non
è certo derivante da un amore per la complicazione.
Questo non significa che non si possano
trovare alternative artificiali, magari più
semplici, come è vero per tutta la chimica artificiale,
che riguarda processi alternativi molto
meno complicati di quelli biochimici, e avvengono
in condizioni diverse.
Significa solo che nel progettare sistemi artificiali
bisogna tener conto di tutto quello che
stiamo lentamente imparando sulla natura degli
stati elettronicamente eccitati.
Angelo Albini
Dipartimento di Chimica Organica
Università degli Studi di Pavia
33

34
Salk e Sabin
Nel numero 10 di Green abbiamo
parlato diffusamente di malattie
infettive, batteri e virus e di come nel
“villaggio globale” la poliomielite sia oggi
da ritenersi ancora una minaccia a
livello mondiale. Purtroppo il tentativo
di emulare quanto fatto col vaiolo,
dichiarato malattia estinta nel 1979
grazie alle campagne vaccinali di massa
promosse dell’Organizzazione mondiale
della sanità (Oms), non è ancora
riuscito. Se però in futuro si riuscirà a
eradicare questa malattia certo dovremo
il successo ad alcuni scienziati del
passato, tra cui storicamente spiccano le
figure di Jonas Salk e Albert Sabin,
ideatori dei due tipi di vaccino che
hanno salvato centinaia di migliaia di
vite umane a metà del XX secolo.
di Fulvio Zecchini
Gli scienziati non sono nuovi a rivalità, invidie,
dissapori e diatribe per i brevetti, spesso
alimentati anche dal campanilismo dei
paesi d’origine. Sebbene in alcuni casi il loro comportamento
sia stato talvolta discutibile, l’umanità deve
comunque a loro un meritato grazie, visto che hanno
contribuito al progresso e al miglioramento della vita di
tutti noi. Possiamo citare per esempio l’invenzione del telefono,
disputata tra Italia e USA, tra Antonio Meucci e lo
statunitense Alexander Graham Bell che si contendevano
il brevetto attorno al 1870; una contesa che durò fino al
2002 quando il Congresso degli Stati Uniti riconobbe ufficialmente
a Meucci la paternità dell’invenzione.
Ancora, il brevetto della lampadina a incandescenza
(USA, 1879) attribuito a Thomas Alva Edison che non la
inventò affatto, ma ottimizzò le realizzazioni di diversi
scienziati tra cui Joseph Swan (co-autore del brevetto),
Henry Woodward, Mathew Evans, James Bowman Lindsay,
William Sawyer e Heinrich Goebel.
Infine, la controversa invenzione della radio il cui primo
brevetto commerciale appartiene a Guglielmo Marconi
(1896), ma fu contestato da vari scienziati tra cui il grande
Nikola Tesla.
Quella tra Sabin e Salk è stata però una rivalità
diversa. Essi non inventarono un apparecchio destinato
al miglioramento del nostro benessere, ma trovarono
la soluzione ad un vero e proprio flagello degli
inizi del XX secolo. Seppure ancora non debellata,
certo la poliomielite è ora assai meno frequente: grazie
alle campagne internazionali di vaccinazione i 350.000
casi del 1988 si sono ridotti ai 2.000 del 2006.
Per capire i perché della rivalità tra Salk e Sabin dobbiamo
inquadrare l’aspetto storico e sociale della poliomielite negli
Stati Uniti del secolo scorso ed esaminare attentamente
il funzionamento dei due diversi tipi di vaccino.
Albert Sabin
(a sinistra)
e Jonas Salk
(al centro)
ad un incontro
con Basil
O’Connor,
tra gli
organizzatori
della “Marcia dei
dieci Centesimi”
nel 1961.
La “guerra”
tra scienziati
che ha salvato
migliaia di vite
Una protesi terribile, fortunatamente resa inutile dall’impegno della
ricerca, dallo sforzo dei medici e dei biologi.

due medici che sconfissero la poliomielite
Il Presidente Roosevelt
e la polio negli USA della
prima metà del Novecento
Nel 1921 le epidemie di poliomielite
flagellavano gli Stati
Uniti. In quell’estate un giovane politico
chiamato Franklin Delano Roosevelt
(1882-1945), poi divenuto il
trentaduesimo presidente degli Stati
Uniti dal 1933 al 1945, era in vacanza nella
residenza estiva di famiglia dell’Isola di
Campobello (Canada), appena a Nord del
confine con gli Stati Uniti, costa orientale.
Un giorno, dopo aver duramente combattuto
contro un incendio nella proprietà,
aveva fatto una nuotata ristoratrice in mare,
ma l’acqua era fredda e, dopo aver cenato
col costume da bagno umido addosso,
andò a letto cominciando a sentire i sintomi
di quello che pensava essere un banale
raffreddore. Non ci volle molto per capire
che aveva contratto una forma grave di poliomielite.
Roosevelt fu tra i pochi sfortunati che contraggono
la forma spinale del male (0,1-1
per cento dei casi) a seguito dell’infezione
da poliovirus. Da quel momento fu costretto
sulla sedia a rotelle per la paralisi alle
gambe. Determinato a non darla vinta al
male, continuò la carriera politica fino a
conquistare la massima carica di Presiden-
Summary
Salk and Sabin.
A “war” between scientists that
saved thousands of human lives.
In the XXI century poliomyelitis is still a global threat
according to Who (we discussed the reasons for this in the
article “Risk of Contagion in the Global Village” appeared
in Green no. 10). Herein we intend to tell about the race
between Jonas Salk and Albert Sabin to develop the antipolio
vaccine, and their different way of action.
In the beginning of the XX century many “developed
countries” were affected by outbreaks of polio. Ironically,
the spread of such a disease was a side effect of social
progress: Usa, Europe, and Asia were severely plagued.
The US President Franklin Delano Roosevelt felt ill at 39
in 1921, he was among the few unlucky ones to get the
paralytic spinal form of the disease: since then he was
forced into a wheelchair. He soon begun his fight against
polio promoting public awareness and supporting research.
He was among the founders of the National Foundation
for Infantile Paralysis (today’s March of Dimes).
In the 1950s Salk and Sabin were respectively studying an
inactivated intramuscular polio vaccine and an attenuated
oral one, based on different medical/biological theories.
Initially, the Nfip financed both studies of Salk and Sabin,
but then its president chose to support solely Salk, because
he found his results more promising. Probably, this was the
spark of the rivalry between the two scientists and forced
Sabin to go to East Europe and Asia to purse his
experimentation in a period of cold war. Nonetheless, this
sometimes harsh competition resulted in two well-working
vaccines which saved thousands of human lives and
prevented many people from living in a wheelchair.
35

36
te degli Stati Uniti. In tale veste avviò un
sistematico piano di lotta contro la polio,
muovendosi su due fronti: sensibilizzando
l’opinione pubblica e promuovendo la ricerca
scientifica.
Anche se la poliomielite era meno
letale della peste e della pandemia
d’influenza (la “spagnola” del
1918-1920; vedi “Green” n.10 pag.
32), si rivelava comunque spaventosa
perché anch’essa altamente contagiosa;
si riproponeva ogni anno con la primavera e
colpiva indistintamente poveri e ricchi nonostante
i progressi della medicina e il miglioramento
delle condizioni igienico-sanitarie
e socio-economiche, che negli USA
della prima metà del Novecento furono
straordinari.
Mentre gli americani si attendevano una vita
sana e vedevano la malattia associata alla
vecchiaia o ad una condizione sfortunata, la
polio attaccava ancora, inesorabile, colpendo
soprattutto i bambini. Si registrarono numerosi
episodi di isteria collettiva: infermieri
e poliziotti si aggiravano per le strade alla
ricerca di bambini zoppi o storpi, probabili
malati da isolare; inquietanti auto nere pattugliavano
i quartieri, trasportando medici
che bussavano alle case alla ricerca di infetti,
strappando alle madri i bambini paraliti-
Il presidente
Roosevelt, col
bastone per
sorreggersi,
parla alla
radio per
propagandare
la vaccinazione
antipolio.
A destra, come
è scritto
nell’articolo,
tristi manifesti
con bambini
in stampelle.
Salk e Sabin
ci. Ma la quarantena di questi ragazzi nel
tentativo di arginare la malattia si dimostrò
poco utile, in quanto la malattia si trasmette
principalmente mediante acqua e cibo contaminati.
Tristi manifesti di bambini con le
stampelle, sulla sedia a rotelle o, peggio, nel
polmone d’acciaio a seguito della contrazione
della forma bulbare della malattia,
informavano la popolazione della piaga che
affliggeva gli Stati Uniti. Non c’erano allora
- e non ci sono oggi - medicine efficaci
contro i poliovirus, l’unica speranza in quegli
anni era quella di sviluppare un vaccino.
La poliomielite:
un effetto collaterale
del progresso
La polio è una malattia nota da
epoche remote che si contrae
con il consumo di acqua o alimenti
contaminati, e meno frequentemente
per contagio interumano, la cui comparsa
era però naturalmente limitata prima
delle epidemie del ’900 particolarmente
gravi negli Stati Uniti. Si tratta, paradossalmente,
di un effetto collaterale del progresso.
Infatti, prima di quegli anni, le condizioni
igienico-sanitarie erano decisamente peggiori,
i trattamenti dell’acqua potabile e reflua
erano, se esistenti, decisamente meno efficaci
degli odierni, il concetto di igiene delle produzioni
alimentari in pratica inesistente, al
pari del vaccino contro la malattia. I poliovirus
erano ampiamente diffusi tra la popolazione.
I bambini si infettavano in tenerissima
età, ma fino ai sei mesi di vita erano protetti
dagli anticorpi passati loro dalla madre attraverso
l’allattamento al seno. Le frequenti
reinfezioni non facevano altro che agire da
vaccinazione naturale, fungendo da ripetuti
richiami.
Così i bambini sviluppavano i propri anticorpi,
evitando la malattia o almeno la paralisi
nella stragrande maggioranza dei casi.

Proprio a seguito del miglioramento
delle condizioni igienicosanitarie
della prima metà del Novecento,
negli USA come in Europa,
il poliovirus divenne meno diffuso;
i bambini erano a rischio di contrarre
l’infezione in età più avanzata o da
adulti e, non essendo più protetti dagli anticorpi
materni, contraevano la malattia. Era
necessario lo sviluppo di un vaccino, ma
per farlo servivano soldi per la ricerca: bisognava
capire la natura della malattia e del
virus che la causava. Infatti la mancanza di
conoscenza aveva fatto fallire i primi tentativi
di messa a punto del vaccino conseguenti
all’isolamento del virus (1906).
La ricerca fu dura e affannosa, finanziata in
massima parte dalla March of Dimes (“marcia
dei decini”), un’organizzazione volontaria
fondata con l’aiuto del Presidente Roosevelt.
Fu infatti la March of Dimes (il nome ufficiale
era allora National Foundation for Infantile
Paralysis, diretta da Daniel Basin
O’Connor, amico intimo di Roosevelt) ad
imprimere una svolta nella rincorsa alla
produzione del vaccino. Dapprima la Nfip
finanziò generosamente sia le ricerche di
Salk che quelle di Sabin, ma ad un certo
punto O’Connor si convinse fermamente
che il lavoro di Salk era più promettente, e
concentrò su di lui tutti i finanziamenti e il
sostegno alla sperimentazione. Forse l’idea
di Sabin di somministrare un virus vivo spaventava
gli americani che non ne comprendevano
i diversi vantaggi. Forse giocava un
ruolo anche l’elemento campanilistico:
Salk, seppur di famiglia polacca, era nato
negli States, mentre Sabin era un polacco
emigrato naturalizzato americano.
Salk contro Sabin,
due metodi (e due vaccini)
a confronto
North Carolina
(Usa)1944:
un cartello
avvisa di non
entrare
nel recinto del
campeggio per
evitare il
pericolo di
contagio.
A destra il virus
che provoca la
malattia, visto
al microscopio
elettronico.
I I
50 nm
Jonas Edward Salk (New York,
1914 – La Jolla, California, 1995)
è stato il medico e scienziato
statunitense, batteriologo e virologo,
che ha realizzato il primo
vaccino commerciale contro la
poliomielite. Si laureò a New York nel
1939 e quindi si specializzò in epidemiologia
all’Università del Michigan (1947), sebbene
da bambino non avesse alcun interesse
nelle scienze e nella medicina. Si stabilì poi
all’Università di Pittsburgh (Pennsylvania)
dove dal 1947 al 1959 ricoprì i ruoli di professore
aggiunto di batteriologia e direttore
del laboratorio di ricerche virologiche e batteriologice
e quindi di professore di medicina
preventiva.
Prima delle ricerche di Salk si pensava che
l’immunità verso una data patologia si potesse
ottenere solo naturalmente a seguito di
guarigione da un’infezione per lo sviluppo
di anticorpi contro l’agente eziologico (microrganismo
estraneo).
Salk invece dimostrò che era possibile scatenare
una reazione anticorpale anche con
poliovirus inattivati con formolo, una soluzione
acquosa di formaldeide (un’aldeide
con formula bruta CH2O); infatti gli antigeni
così ottenuti che egli iniettava erano capaci
di indurre la produzione di anticorpi efficaci
anche contro i poliovirus “vivi”.
Purtroppo inizialmente gli studi
sul poliovirus poterono essere
condotti solo sulle scimmie, sulle
quali venne in primis testato il
vaccino di Salk, poiché non era pos-
37

38
sibile coltivare i poliovirus in vitro (e lo fu
solo dal 1948 in poi), oltre all’uomo, essi
infettano solo i primati. La sperimentazione
iniziale continuò sui pazienti di un ospedale
pediatrico e in seguito su volontari tra cui
lui stesso, i suoi assistenti, la moglie e i figli.
Nel 1952 partì la sperimentazione di
massa: il vaccino venne iniettato in più di
400 mila bambini, mentre in altrettanti soggetti
si inoculò solo un innocuo placebo come
controllo. Il vaccino si dimostrò efficace
nel proteggere i bambini vaccinati, ma non si
rivelò sicuro al 100 per cento. Furono riscontrati
circa 260 casi di poliomielite da vaccino
dovuti probabilmente ad un’imperfetta inattivazione
del virus in un lotto di vaccino che
fu prontamente rintracciato ed eliminato. Le
procedure d’inattivazione furono presto perfezionate
e nel 1955, dopo una sperimentazione
che coinvolse in tutto un milione e 800
mila bambini, fu annunciato pubblicamente
che la commercializzazione del vaccino di
Salk era stata autorizzata dalle autorità sanitarie.
L’anno seguente, già 75 milioni di persone
avevano ricevuto il vaccino.
A poco più di 450 chilometri di distanza da
Pittsburg, a Cincinnati (Ohio), quasi in contemporanea,
il pediatra e virologo Albert
Bruce Sabin (1906-1993) stava preparando il
vaccino antipolio realizzato con virus attenuati.
Come vedremo questo procedimento
induce immunità in maniera alquanto diversa
da quella di Salk.
Sabin era nato a Bialystok, in Polonia, ed
emigrò in America nel 1921 con la sua famiglia.
Studente di medicina all’Università di
New York, sviluppò l’interesse per la ricerca
medica, in modo particolare nel campo delle
malattie infettive.
Dal 1946 fu a capo della ricerca pediatrica
all’Università di Cincinnati.
Malati di ogni
età sulla
veranda di un
ospedale
americano.
Le cure prestate
soprattutto ai
piccoli colpiti
dal terribile
male: il cartone
animato
proiettato sul
soffitto e il
pranzo con
alimenti
energetici
specificatamente
studiati.
Salk e Sabin
Nel biennio 1954-1955 Sabin riuscì
ad ottenere un vaccino contenente
virus vivi realizzando dei
ceppi vaccinali mutanti di poliovirus
mediante ripetuti passaggi su
culture cellulari in vitro. Oggi ben
conosciamo i tre sierotipi di poliovirus. Si
tratta di virus appartenenti alla famiglia Picornaviridae;
nudi, con capside icosaedrico,
dimensioni di 20-30 nm e genoma ad RNA
a singola catena con polarità positiva (gruppo
IV di Baltimore). Il loro genoma è stato
completamente sequenziato ed è composto
di 7441 nucleotidi; codifica per una poliproteina
- prodotta mediante i ribosomi e il resto
della macchina proteica della cellula
ospite - che viene poi tagliata da un enzima
di origine virale a formare le varie proteine
strutturali ed enzimatiche del virus.
Il sequenziamento degli acidi nucleici è attualmente
una tecnica di routine e ci ha permesso
di verificare che il poliovirus vaccinale
tipo 1 di Sabin ha una modifica di 21

aminoacidi nella poliproteina. Ogni aminoacido
secondo il codice genetico universale
è codificato da una sequenza di tre nucleotidi
dell’mRNA, l’RNA messaggero
che porta l’informazione genetica ai ribosomi
per tradurla in proteine. Il mutante tipo 2
ha una sola sostituzione di aminoacidi, il tipo
3 ne ha quattro (N.H. De Jesus, Virology
Journal 2007, 4: 70). Queste mutazioni sebbene
non molto estese permettono di ottenere
la perdita della virulenza e la protezione
crociata tra ceppi vaccinali e i ceppi selvaggi.
Esiste però una probabilità, seppur
bassa che i ceppi vaccinali retromutino alla
forma patogena, portando a rarissimi casi di
poliomielite da vaccino.
La sperimentazione di Sabin cominciò
nel 1953 quando egli presentò
alla Commissione per l’immuniz-
zazione della Nfip i risultati delle esperienze
condotte all’inizio su 10 mila scimmie e
160 scimpanzé e, poi, su 242 persone (tra
cui lui stesso, i due assistenti e le sue due figlie).
Ma l’Nfip aveva già fatto la sua scelta:
il vaccino di Salk, già in fase di sperimentazione
avanzata, sarebbe stato da lì a poco
quello ufficialmente in commercio negli
Stati Uniti (1955).
Sabin decise allora di rivolgersi al blocco
sovietico per la sperimentazione di massa;
la sua mossa fece non poco scalpore in pieno
periodo di guerra fredda. Sabin non volle
mai brevettare la sua invenzione, rinunciando
allo sfruttamento commerciale, per garantire
una più vasta e rapida diffusione della
cura. Mise a disposizione il suo vaccino
ad un prezzo molto basso, immunizzando
dapprima circa 200.000 bambini a Singapore.
Nel 1957 cominciò la commercializzazione,
prima in Cecoslovacchia, poi in Polonia,
Unione Sovietica e Germania Orientale.
Dal 1959 al 1961 furono vaccinati circa
80 milioni di bambini dei paesi dell’Europa
Grandi e
piccini nella
“palestra” per la
rieducazione
agli arti offesi,
nel 1960.
A sinistra
iniezioni
lombari con le
medicine allora
disponibili.
Orientale e dell’Asia.
Al pari di quello di Salk, il vaccino di Sabin
si dimostrò efficace, ma, contrariamente alla
campagna sperimentale di vaccinazione
di massa del rivale, in quei paesi non si verificò
alcun caso di poliomielite da vaccino.
Dorothy Horstmann, un’inviata dell’OMS,
fu incaricata dal Governo americano di recarsi
in loco per verificare l’efficacia delle
campagne di vaccinazione sovietiche. A seguito
del suo rapporto tecnico assai favorevole,
nel 1961 gli USA autorizzarono anche
la commercializzazione del vaccino di Sabin
che presto sostituì quello di Salk nell’uso
di routine.
Un servizio della televisione canadese CBC
del 1977, quando i due erano ancora in vita,
racconta della rivalità tra Salk e Sabin. La
realizzazione dei vaccini divenne una specie
di rincorsa allo sviluppo del vaccino. Il trattamento
da celebrità che Salk riceveva dall’opinione
pubblica gli alienò presto il favore
dei suoi colleghi scienziati. La sua ossessione
di arrivare primo e la velocità nello
sperimentare, unitamente all’incondizionato
sostegno da parte della Nfip, fecero nascere
un profondo risentimento nel mondo scientifico.
Salk era un treno lanciato; pare che
per poter arrivare primo nella sua corsa non
avesse sottoposto la ricerca alla verifica degli
arbitri internazionali designati dalle riviste
scientifiche, prassi già comune a quei
tempi. Ciò forse contribuì alla comparsa dei
casi di poliomielite da vaccino verificatisi
durante la sperimentazione di massa a causa
della mancata inattivazione del virus.
Sabin chiamò Salk “chimico da
cucina” per la sua mancanza di
idee originali. Si riferiva al fatto che
in realtà alcune fasi fondamentali della
ricerca furono compiute dal suo collega
John Enders, che nel 1948 assieme a
Thomas Weller e Frederick Robbins scoprì
come replicare il poliovirus in vitro su colture
cellulari di rene di scimmia, fornendo
così una via per produrre virus per il vaccino
in grandi quantità senza l’uso di animali
da laboratorio. Nel 1955 durante l’annuncio
ufficiale che il suo vaccino poteva essere
commercializzato, Salk ringraziò tutti coloro
che l’avevano aiutato all’infuori del suo
gruppo di ricerca, che da quel momento ov-
39

Thomas Weller,
Frederick
Robbins e John
Enders ricevono
il premio
Nobel a
Stoccolma nel
1954.
40
viamente provò risentimento nei suoi confronti.
In realtà la scoperta di Enders, Weller
e Robbins fu un fondamentale aiuto per entrambi
i contendenti, fornendo loro il modo
di ottenere idonee quantità di virus per la ricerca
e la realizzazione dei vaccini. Molti
scienziati vedono in Enders e soci i veri
“eroi” che sconfissero la polio, tanto che ai
tre fu attribuito il Nobel per le loro ricerche
nel 1954, mentre Salk e Sabin non lo ricevettero
mai.
Con Salk e Sabin si scontravano due correnti
di pensiero scientifico medico-biologico
di allora. Alcuni pensavano che era impossibile
ottenere un’immunità duratura con vaccini
inattivati tipo quelli di Salk. I sostenitori
di quest’ultimo obiettavano che ciò era
“
Salk e Sabin
possibile e che tale vaccino era assolutamente
sicuro, al contrario di quello vivo attenuato
di Sabin, che poteva presentare virulenza
a causa di retromutazioni. Noi sappiamo
che entrambe le cose sono vere. I
vaccini inattivati causano generalmente
un’immunità meno duratura e solo sistemica;
la mancanza di anticorpi locali non evita
le reinfezioni pur bloccando la malattia. I
vaccini vivi ottenuti con mutanti, invece,
possono, seppur raramente, retromutare alla
forma selvaggia patogena.
Ai suoi obiettori Salk rispondeva con i suoi
scritti scientifici. In uno studio pubblicato
nel 1957 sull’American Journal of Public
Health (vol. 47, 1957), Salk tratta la durata
dell’immunità del suo vaccino e la sicurezza
della sua produzione e delle procedure d’inattivazione.
Scrive nelle sue conclusioni:
La questione del grado e della durata dell’efficacia
del vaccino è stata considerata focalizzando
l’attenzione sui meccanismi dell’immunità
verso la poliomielite paralitica e sui fattori
che sono importanti nella preparazione di un vaccino efficace
e nel suo utilizzo. Sembra che l’immunità verso la paralisi
sia mediata sia da anticorpi circolanti nel sangue (subito
dopo la vaccinazione, N.d.T.), che da una rapida ricomparsa
di anticorpi scatenata dall’esposizione al virus
di un sistema immunitario iper-reattivo (a seguito di reinfezione
o richiamo della vaccinazione, N.d.T.). ...
In relazione all’efficacia del vaccino è stato suggerito che il
raggiungimento di un livello di potenza tale da ottenere
l’effetto desiderato possa essere ottenuto con la somministrazione
di due dosi successive. ... è comunque opportuno
procedere alla somministrazione di una terza dose al fine di
ottenere un margine extra di protezione che possa bilanciare
la variazione individuale nella risposta al vaccino. I mezzi
tecnici con cui questo si può ottenere sono qui suggeriti e
sono state discusse modifiche tecniche che faciliteranno la
produzione del vaccino e i relativi test di sicurezza. Assai
significativa sarebbe l’eliminazione della necessità dell’uso
delle scimmie per la produzione del vaccino e i relativi
test di sicurezza.
Non c’è bisogno di dire molto sul fatto che i risultati del
presente studio indicano chiaramente che nel 1957 ci sarebbero
ben pochi casi di poliomielite (forse nessuno) negli
Stati Uniti se tutti coloro i quali sono potenzialmente suscettibili
fossero trattati col vaccino che è ora disponibile.
Il manifesto
invita a
contribuire
all’acquisto di
un polmone
d’acciaio: lo
slogan, detto da
un soldato, dice:
“Questa è una
tua battaglia”.
Era in pieno
svolgimento la
seconda guerra
mondiale.
Anche Sabin aveva i suoi detrattori
scientifici. La maggior contestazione
come abbiamo già detto
riguarda la potenziale neurovirulenza
e neurotropismo (“Green”
n.10, pag. 36) del suo vaccino a causa
di retromutazione, di cui si sospettava a seguito
di alcuni studi sul passaggio ripetuto
di ceppi vaccinali nelle scimmie. Tratta questo
e altri aspetti, tra cui un attacco duro e
diretto all’efficacia del vaccino di Salk, nelle
conclusioni di uno studio del 1959 pubblicato
sul British Medical Journal:

“
Le ragioni per cui non si può parlare di un ritorno
della virulenza nei poliovirus, basandosi semplicemente
sul fatto che elevati dosi di poliovirus
inoculate intracerebralmente producano paralisi
in proporzioni variabili nelle scimmie, sono qui analizzate
e discusse.
...
Sebbene i migliori ceppi attenuati ottenuti finora ancora
presentino un limitato neurotropismo residuo per i neuroni
spinali motori delle scimmie, essi non producono paralisi
negli scimpanzé se propriamente inoculati nella corda spinale.
...
Dati additivi sul neurotropismo dei poliovirus escreti con le
feci dopo l’ingestione dei migliori ceppi attenuati attualmente
disponibili indicano: (a) che una certa proporzione
della popolazione virale (in maggior parte del tipo 3 rispetto
ai tipi 1 e 2) è meno attenuata rispetto ai ceppi ingeriti,
questa porzione può essere individuata mediante opportuno
inoculo nel sistema nervoso delle scimmie; (b) che il virus
meno attenuato non si replica in maniera selettiva nel
tratto alimentare umano, come è evidente dalla scomparsa
di questi virus dopo prolungata moltiplicazione nell’intestino
delle persone vaccinate.
...
Si è dimostrato che la risposta anticorpale all’ingestione di
poliovirus vivo attenuato dipende dalla dose, dal ceppo utilizzato,
e dal grado di replicazione nel tratto gastrointestinale.
La persistenza di anticorpi rilevabili non dipende dal titolo
(concentrazione nel sangue, N.d.T.) da essi raggiunto a seguito
della vaccinazione, e la resistenza a livello di tratto
Come “ricevuta”
per le piccole
donazioni che
arrivavano da
tutti gli strati
sociali della
popolazione
americana
venivano
distribuiti
milioni
di “gadget”
particolarmente
toccanti.
Confezioni in caratteri cirillici e uno stemma dell’ex
Unione Sovietica appoggiati su un’immagine di Sabin
con l’allora ministro della Sanità russo Victor
Zhdanov in un fotomontaggio del 1958.
In basso: il presidente Franklin Delano Roosevelt
e il direttore della Fondazione per la ricerca sulla polio,
Basil O’Connor preparano la conta dei decini
raccolti con le Marce.
alimentare è presente anche in assenza di anticorpi dimostrabili.
Dosi multiple del vaccino di Salk attualmente in commercio
negli USA spesso falliscono nel creare un’adeguata risposta
anticorpale e la persistenza degli anticorpi dipende
dal titolo da essi raggiunto dopo la vaccinazione. Anche alti
titoli di anticorpi indotti a seguito della somministrazione
di quattro dosi del vaccino di Salk hanno fallito nell’inibire
in alcun modo la replicazione del poliovirus nel tratto grastrointestinale
a seguito di reinfezione, sebbene pare essere
inibita la replicazione a livello della gola. Ad ogni modo le
prove disponibili indicano che la presenza dei virus in gola
sembra essere ininfluente nella trasmissione della malattia.
Non si è trovata alcuna evidenza che una precedente immunizzazione
con il vaccino di Salk risulti in una risposta anticorpale
accelerata alla moltiplicazione di poliovirus som-
41

ministrati per via orale. Non c’è quindi alcuna base teorica
per attendersi una lunga durata dell’immunità del vaccino
inattivato con formolo, dopo che gli anticorpi inizialmente
prodotti saranno scomparsi.
Studi del dicembre 1956 sull’immunizzazione di un numero
crescente di bambini con grandi lotti del miglior vaccino
attenuato disponibile di ognuno dei tre sierotipi non ha finora
prodotto reazioni collaterali indesiderate nei vaccinati
e nei loro contatti. La diffusione del ceppo vaccinale alle
persone vicine ai vaccinati è un fatto accettato nella vaccinazione
con poliovirus vivi e questo problema non viene
qui evitato, ma si sta opportunamente studiando la questione
in ricerche dedicate. Alcuni di questi test – qualcuno già
completato, altri attualmente in corso, altri ancora previsti
per il 1959 – condotti su centinaia di migliaia di bambini e
realizzati secondo le indicazioni del Comitato di esperti sulla
Poliomelite dell’Organizzazione mondiale della sanità ci
forniranno nel prossimo futuro le indicazioni necessarie
per valutare il ruolo del vaccino orale vivo attenuato nella
prevenzione ed eradicazione della poliomielite.
42
”
Nelle loro formulazioni odierne i
vaccini di Salk e Sabin sono entrambi
trivalenti (proteggono contro
tutti e tre i sierotipi di poliovirus)
e sicuri, sebbene a seguito delle
loro diverse caratteristiche sarebbe opportuno
scegliere l’uno o l’altro a seconda
delle condizioni epidemiologiche e ambientali.
In caso di virus selvaggio circolante o di
epidemie si dovrebbe preferire l’uso di
massa del vaccino di Sabin. Infatti esso è
meno costoso e si somministra semplicemente
per via orale (in origine e fino a qualche
decennio fa era assorbito su una zolletta
di zucchero) e non per iniezione, come
quello di Salk.
Ma soprattutto il vaccino di Sabin evita di
contrarre l’infezione, in quanto stimola la
produzione di anticorpi (IgA) a livello di
mucosa gastrica. Impedisce così l’ulteriore
diffusione del ceppo selvaggio, evitando la
Ecco una foto
simbolica: il
piccolo Randall
Kerr si avvia a
prendere la
prima
“puntura” alla
scuola
elementare
Franklin
Sherman in
Virginia.
Albert Sabin
pratica
l’iniezione al
“pioniere” :
è il 1954.
Salk e Sabin
formazione di serbatoi latenti. Infatti il vaccino
di Salk stimola la sola produzione di
anticorpi circolanti (IgM, IgG) e non dando
immunità locale non impedisce l’infezione,
pur impedendo la comparsa dei sintomi e
determinando in breve la risoluzione dell’infezione
stessa.
Sebbene il vaccino di Sabin conferisca
un’immunità di maggior durata, il vaccino
di Salk è consigliabile nei soggetti immunodepressi,
per i quali i ceppi vaccinali potrebbero
comunque presentare patogenicità.
Inoltre esso è consigliato quando il virus ormai
non sia diffuso in ambiente. Questo perché
coloro i quali sono vaccinati col vaccino
vivo ovviamente eliminano i ceppi vaccinali
con le feci.
Se da un lato questo causa una vaccinazione
inapparente della popolazione con allargamento
della protezione utile in zone dove il
virus selvaggio è diffuso, dall’altro comporta
un remota possibilità di retromutazione
alla forma virulenta. Assieme ad una casuale
mancata copertura immunitaria, ciò potrebbe
causare casi di poliomielite da vaccino.
Un rischio pur basso, ma che si può evitare
dove il virus selvaggio non circola. Un
ulteriore vantaggio del vaccino di Salk è la
modalità di conservazione degli stock a
temperatura ambiente rispetto a quella del
vaccino di Sabin che deve essere conservato
a temperature di refrigerazione (4 °C).
Il protocollo vaccinale varia a seconda
dei paesi. In Italia dal 1966 al
2002 prevedeva prima la somministrazione
di due dosi di IPV (Intramuscular
Polio Vaccine, il vaccino da iniettare per
via intramuscolare di Salk) e poi una di
OPV (Oral Polio Vaccine, il vaccino orale di
Sabin). Un accordo fra Regioni e Ministero
Vaccinazione in
India: siamo ai
giorni nostri...
Nella foto a
destra:
una marcia di
scolari nepalesi
per promuovere
una “Giornata
nazionale
dell’immunizzazione
dalla
Polio” in Nepal.

della Salute prevede dal 2002 la somministrazione
del solo IPV in quattro dosi successive.
Questo protocollo è valido se vale l’assunzione
che l’Italia sia un paese polio-free, dove
il poliovirus non circoli in ambiente, se
non in casi sporadici.
Però, se ricordiamo quanto detto su “Green”
n. 10 in merito all’effetto “villaggio globale”
e sui ritrovamenti di poliovirus in Italia,
andrebbero fatte delle riconsiderazioni. La
presenza di poliovirus 1 e 2 riscontrata recentemente
nelle acque dei canali di Venezia
(Rose et al., Water Research, vol. 40,
2006) potrebbe riguardare ceppi vaccinali
pur essendo effettuato su campioni posterio-
I berretti che
contraddistinguono
gli operatori
nelle vaccinazioni
nei paesi del
Terzo mondo.
In fila in India
per la
somministrazione
del vaccino.
ri al 2002, quindi dopo l’entrata in vigore
del protocollo vaccinale col solo IPV in Italia.
Visto che è difficile pensare che un virus rimanga
attivo per anni in acqua salmastre, si
è portati a pensare che questo possa essere
un caso di poliovirus importati, vista anche
la massa di turisti che affolla la città da ogni
parte del mondo.
Purtroppo non sappiamo se tali ceppi siano
selvaggi o vaccinali, in quanto la frazione
del genoma sequenziata dai ricercatori non
comprende la sequenza mutata nei ceppi attenuati.
Se venisse verificata la natura di
questi poliovirus e se altri studi confermassero
la loro presenza, bisognerebbe forse ripensare
alla politica vaccinale del nostro
paese in un’ottica di villaggio globale.
Nell’immaginario collettivo Salk è
rappresentato come un personaggio
pubblico, quasi un divo dei
suoi tempi, idolatrato dalla popolazione
americana.
Sabin invece è un’icona della cultura
progressista europea, anche a seguito
della sua rinuncia al brevetto (e al denaro!)
per accelerare i tempi della vaccinazione
di massa.
Entrambe le visioni sono probabilmente falsate,
ma i due, nonostante le loro controversie,
sono stati senz’altro grandi scienziati.
Assieme ad Enders, Wellers e Robbins hanno
avuto un ruolo fondamentale nel ridurre
drasticamente i casi di polio, salvare centinaia
di migliaia di vite, forse milioni, e risparmiare
a molte più persone la condizione
di disabilità sulla sedia a rotelle.
Fulvio Zecchini
Microbiologo e virologo
43

44
Scambio di idee
con Piero Tundo
Cari ragazzi,vi chiederete cosa ha in comune un
pittore come Giorgio de Chirico con la scienza. La
risposta è che egli è stato un ricercatore per tutta la
vita, e ha scelto di esserlo sin dalla sua adolescenza.
Quello che è particolarmente caratteristico in lui infatti è
l’inestinguibile sete di progresso che sempre lo
accompagna. La sua avventura umana e artistica guarda
sempre oltre: senza limiti, senza mète prefissate, senza
facili ammiccamenti.
Scriverà nelle Memorie: “Io sono proprio il contrario di
quello che sono quasi tutti gli artisti e non solo gli artisti
di oggi i quali, come si può constatare, non avanzano
nemmeno di un millimetro ogni dieci anni. … il
cambiamento riguarda solo il soggetto di quello che fa e
lo scopo che vuole raggiungere non è per nulla uno scopo
ideale e non ha nulla a che vedere con la vera arte”.
Questo unisce gli uomini che cercano una
giustificazione all’esistenza, siano essi artisti,
scienziati, religiosi, artigiani, filosofi, architetti,
comuni mortali: essi si guardano intorno a cercare
l’ispirazione, l’intuizione, scoprono come interpretare
quello che accade, scelgono con quale spirito e occhi
guardare la realtà, cercando così di essere presenti nella
vita.
Tutto ciò che de Chirico creerà, dai disegni ai quadri ai
libri, sarà legato alle immagini, alle suggestioni e alle
visioni della sua adolescenza, alla sua memoria classica
fertile e sorprendente. Infatti la migliore produzione
pittorica di de Chirico è avvenuta tra il 1909 e il 1919, nel
periodo della invenzione della pittura metafisica: i quadri
di questo periodo sono memorabili per le pose e per gli
atteggiamenti evocati dalle nitide immagini. Nel 1910 a
22 anni dipinge il primo quadro metafisico, Enigma di un
pomeriggio d’autunno. È proprio in uno scritto giovanile
e poi nelle Memorie che de Chirico descrive come nacque
l’idea del suo dipinto ispirato a un pomeriggio d’autunno:
“Certo non era la prima volta che vedevo questa piazza.
Ero appena uscito da una dolorosa malattia... e mi
trovavo in uno stato di sensibilità quasi morbosa…”.
Da questo momento inizia una delle più emozionanti
scoperte intellettuali del Novecento e l’impatto
della metafisica di de Chirico segnerà in modo
fondamentale la cultura internazionale. A partire da un
semplice e comune pomeriggio d’autunno de Chirico
inventa ed elabora con straordinaria fantasia temi di
misteriosa poetica: visioni architettoniche, piazze d’ltalia,
statue solitarie, oggetti e manichini assurdi.
Parola di Prof
1930
Giorgio
de Chirico

1940
Giorgio de Chirico
(Volos, 10 luglio
1888 – Roma,
20 novembre
1978) è stato un
pittore e scenografo
italiano,
principale
esponente della
corrente artistica
della pittura
metafisica.
“Enigma di un
pomeriggio
d’autuno” è stato
dipinto nel 1910.
Una vita,
una ricerca
De Chirico nasce a in Grecia nel 1888. Dopo gli studi di
disegno e pittura al Politecnico di Atene e dopo la morte
del padre Evaristo avvenuta quando aveva solo 17 anni,
Giorgio de Chirico nel 1906 si trasferì in Italia con la
madre Gemma Cervetto e il fratello Alberto. Nel 1907 si
iscrisse all’Accademia di belle arti di Monaco di
Baviera.
Equindi nel 1909 rientrò in Italia per visitare la
Biennale di Venezia e raggiunse la famiglia che nel
frattempo si era trasferita a Milano, fu a Roma e a
Firenze dove si stabilì con il fratello nel 1910. Una
fanciullezza non comune, un’adolescenza travagliata, una
realtà variegata che suscitarono in lui una risposta
personale che condusse ad una interpretazione originale e
insieme reale assolutamente nuova.
Gli anni della giovinezza sono il sedimento culturale di
de Chirico: il momento nel quale diviene chiaro che la
comprensione del mistero e della bellezza è una cosa
infinitamente più occulta e più difficile da capire che non
il lato poetico e metafisico di un’opera d’arte.
Guardando i suoi quadri sono sempre sbalordito e
insieme affascinato: l’apparente calma e staticità mette in
moto, attraverso una operativa introspezione, qualcosa di
poetico, di non sperimentato e di sorprendente. C’è quel
senso di mistero che de Chirico riesce a comunicarci e
che egli riassumeva in una sola parola: enigma.
Se de Chirico non ci fosse stato, o se semplicemente
non avesse cercato e trovato il modo di guardare la
natura in modo differente, nessuno se ne sarebbe
accorto: come si fa a percepire la mancanza di qualcosa
che non c’è e che non si conosce? Ma ora che de Chirico
1970
45

46
Giorgio de Chirico. Una vita, una ricerca
è esistito e c’è, ha arricchito - dapprima lui stesso e
quindi noi tutti - di una percezione e di una qualità che fa
parte della nostra storia e della nostra cultura, la cui
assenza sentiremmo come privazione: infatti la pittura di
de Chirico sarà ispiratrice di architetture reali realizzate
nelle Città di fondazione di epoca fascista, dove il
razionalismo italiano, accanto a strutture razionaliste
lavorerà anche su forme, spazi e particolari architettonici
metafisici. L’architettura dell’EUR a Roma è forse la sua
più nota ricaduta artistica.
Ragazzi, cercate l’intuizione e l’ispirazione, guardatevi
intorno, utilizzate le vostre peculiarità e singolarità,
cercate un approccio nuovo, una nuova e personale
visione nella vasta realtà che la vita ci offre.
Quando ero giovane, ero seriamente preoccupato di
non trovare spazio, poiché tutti i campi e le
ricerche in cui volevo impegnarmi mi sembravano
già sviluppati e occupati da altri. Da adulto, la mia
visione è del tutto cambiata: al contrario, ora mi manca il
tempo per seguire tutto quello che potrei o vorrei fare.
Non lasciatevi perciò intimorire dalle difficoltà e dalla
complessità: c’è veramente spazio per tutti e per le
particolarità di ciascuno.
Come per de Chirico, se non produciamo nulla di nuovo,
se non cerchiamo di impostare personalmente e
indipendentemente il nostro pensiero e il modo di vedere
le cose, nessuno se ne potrà accorgere; ma se lo facciamo
(in un qualunque campo) questo produrrà dei frutti e sarà
importante, per noi dapprima e quindi per tutti.
Piero Tundo
L’aspetto metafisico delle cose
Pigliamo un esempio: io entro in una stanza,
vedo pendere una gabbia con dentro un
canarino, sul muro scorgo dei quadri, in una
biblioteca dei libri; tutto ciò non mi colpisce, non mi
stupisce poiché la collana dei ricordi che si
allacciano l'un l’altro mi spiega la logica di ciò che
vedo; ma ammettiamo che per un momento e per
cause inspiegabili ed indipendenti dalla mia volontà
si spezzi il filo della collana, chissà come vedrei
l’uomo seduto, la gabbia, i quadri, la biblioteca;
chissà allora quale stupore, quale terrore e forse
anche quale dolcezza e quale consolazione proverei
io mirando quella scena. La scena però non sarebbe
cambiata, sono io che la vedrei sott’un altro angolo.
Eccoci all’aspetto metafisico delle cose. Deducendo
si può concludere che ogni cosa abbia due aspetti:
uno corrente, quello che vediamo quasi sempre e che
vedono gli uomini in generale, l’altro lo spettrale o
metafisico che non possono vedere che rari individui
in momenti di chiaroveggenza e di astrazione
metafisica, così come certi corpi occultati da
materia impenetrabile ai raggi solari non possono
apparire che sotto la potenza di luci artificiali quali
sarebbero i raggi X, per esempio».
(Giorgio de Chirico, Sull’arte metafisica, 1919)
Il quadro qui sopra di Giorgio de
Chirico, “piazza Italia”, è degli anni
venti. Pochi anni più tardi, con i
progetti dell’architetto Marcello
Piacentini vennero gettate le basi a
Roma del quartiere dell’Eur,
di cui il palazzo più imponente
è quello della “Civiltà del lavoro”.
Progettato dagli architetti Guerrini,
La Padula e Romano, fu costruito
tra il 1938 e il 1943.
Se durante la visita a un museo di scultura antica
entriamo in una sala deserta, ci capita spesso che
le statue ci appaiono sotto un aspetto nuovo. La
statua eretta su di un palazzo o un tempio, ovvero al
centro di un giardino o di una pubblica piazza, ci si
presenta sotto diversi aspetti metafisici. Nel caso del
palazzo, dove si staglia contro il cielo meridionale, essa
ha qualcosa di omerico, un piacere severo e distaccato,
con una punta di malinconia. Sulla piazza ha sempre un
aspetto eccezionale, soprattutto se poggia su un
piedestallo basso, in modo che sembri confondersi con
la folla dei passanti, coinvolta nel ritmo della vita
cittadina di tutti i giorni. Nel museo assume un aspetto
ancora differente: ci colpisce per quel che ha di irreale.
I mobili sottratti all’atmosfera che regna nelle nostre
case ed esposti all’aperto suscitano in noi un’emozione
che ci fa vedere anche la strada sotto una luce nuova.
Una profonda impressione ci possono suscitare anche
dei mobili disposti in un paesaggio deserto.
Immaginiamoci una poltrona, un divano, delle seggiole,
radunate in una piana della Grecia, deserta e ricoperta
di rovine, oppure nelle prateria anonime della lontana
America. Per contrasto anche l’ambiente naturale
tutt’intorno assume un aspetto prima sconosciuto.
Giorgio de Chirico, Statues, meubles et généraux, 1927

PER APPROFONDIMENTI
PER APPROFONDIMENTI
www.cern.ch
notizie
dal mondo)
Futuro &
futuribile
In collaborazione con la Rete Informativa Scienza e Tecnologia (RISeT) del Ministero degli Affari Esteri
Svizzera.
L’acceleratore
di particelle
che studia
il mondo
subatomico
e l’universo
È la macchina più grande
mai costruita dal genere
umano, il Large Hadron
Collider (LHC) del Cern
(Consiglio europeo per la
ricerca nucleare) di Ginevra ,
vale a dire l’acceleratore di
particelle che potrebbe essere
destinato a cambiare
radicalmente la nostra
comprensione dei meccanismi
che regolano il mondo
subatomico così come le
vastità dell’Universo.
SVEZIA
Quando, nel maggio 2008,
questo gigantesco strumento
scientifico entrerà in funzione,
due fasci di particelle subatomiche
chiamate “adroni”
(protoni e ioni di
piombo nel caso di LHC) si
scontreranno frontalmente
dopo aver acquisito
energie mai raggiunte
fino ad ora in
un acceleratore di
particelle (14 TeV
nel caso dei protoni;
1 TeV=1012
elettronvolt).
Tra le particelle
prodotte dalla collisione
e analizzate
dagli esperimenti
scientifici potrebbero
esserne rivelate
alcune la cui esistenza
è attesa da
I vecchi jeans diventano biocarburante
Alcuni ricercatori svedesi hanno compiuto un nuovo passo nella
produzione di nuove forme di energia ecosostenibile, poiché
hanno scoperto che la miscela di jeans e lievito di birra crea biocarburante.
Il cotone è infatti una fibra in massima parte costituita da cellulosa
che con opportuni accorgimenti può essere degradata a zuccheri
più semplici e quindi fermentata dai lieviti. In questo modo, si
può arrivare a guidare anche per due o tre chilometri con un paio
di vecchi pantaloni trasformati in bioetanolo, secondo il professor
Mohammad Taherzadeh, esperto di biocarburante all’Università
svedese di Borås, che ha trovato il modo di convertire un chilo di
tessuto di jeans in mezzo chilo di etanolo.
L’idea è nata nel deposito di rifiuti di Sobacken (Svezia), che riceve
circa 17.000 tonnellate di scarti tessili ogni anno. I vestiti vengono
di solito inceneriti per produrre riscaldamento, ma adesso
l’impianto è stato convertito in generatore di biocarburante.
Monica Pavese
tempo dalla comunità scientifica
internazionale: il bosone
di Higgs, previsto dal
modello standard della fisica
delle particelle, o le particelle
“supersimmetriche”
(denominate SUSY), ritenute
potenziali costituenti del-
STATI UNITI
Eco-energia dalle termiti
la materia oscura (ovvero
quella componente di materia
dell’universo che manifesta
i propri effetti gravitazionali,
tuttavia è di natura
diversa dalla materia visibile).
Lorenzo De Angeli
Potrebbe essere nel minuscolo stomaco delle termiti
il segreto di un’efficiente produzione di biocarburanti:
questo quanto emerge da un importante
studio pubblicato sulla prestigiosa rivista scientifica
Nature da ricercatori del Genome Institute
del Dipartimento di Energia americano (DOE). Lo
studio getta nuova luce sul processo di trasformazione
del legno in zucchero che avviene in questo
piccolo ed efficiente bioreattore che è lo stomaco
delle termiti e indica come “estrarne” gli enzimi
più importanti. “Le termiti sono una macchina
straordinaria - spiega Raymond Orbach del DOE -
per digerire il legno usano una popolazione di batteri
altamente specializzati presente nel loro stomaco.
Ora finalmente conosciamo la loro struttura
genetica, e possiamo capire quindi quali sono gli
enzimi che utilizzano”. L.DA.
www.nature.com/nature/journal/v450/n7169/abs/nature06269.html
47

Australia:
un impianto
pilota per
la cattura
del carbonio
Delta Electricity e CSIRO
hanno iniziato un progetto
dal valore di 5 milioni di
dollari australiani per la
costruzione di un impianto
pilota nel New South Wales
(NSW) per la cattura
dell’anidride carbonica.
L’impianto (Post Combustion
Capture) sarà adibito
alla cattura di emissioni gassose
che causano l’effetto
serra da parte della Munmorah
Power Station che usa
tecnologie a base di ammo-
48
Regno Unito:
alla scoperta
della nuova
“Isola
del Tesoro”
Se un giovane Stevenson dei
nostri tempi dovesse scrivere
un nuovo Isola del Tesoro,
probabilmente non parlerebbe
più di imprese piratesche e di
mappe su pergamena o carta
sgualcita; con uno scenario
globale in cui il fabbisogno
energetico è in continuo
aumento, l’agognata isola dei
tempi moderni sarebbe più
simile a Energy Island.
PER APPROFONDIMENTI
Questo nuovo progetto di
isola energetica galleggiante,
scaturito dalla mente dell’architetto
inglese Alex Michaelis,
potrebbe risolvere
parzialmente i problemi
energetici globali e contribuire
a limitare la minaccia
del surriscaldamento globale.
I protagonisti non sarebbero
più misteriosi pirati, ma
ingegneri ed architetti - capitanati
proprio da Alex Michaelis
e da suo padre Dominic,
ingegnere e direttore
della società Energy Island -
che vedono nella struttura
modulare di queste isole
energetiche la possibilità di
adattamento a climi, località
e strutture differenti. L’avveniristico
disegno prevede
www.soton.ac.uk/~trevor/ei/index.php
www.otecnews.org/whatisotec.html
niaca per l’assorbimento
della CO2; l’impianto sarà
operativo dalla metà del
2008. Questa è la prima volta
che tale tecnologia verrà
utilizzata in Australia.
La speranza è che il progetto
dia buoni risultati, in modo
tale da poter iniziare un
progetto su ampia scala nel
NSW del valore complessivo
di 150 milioni di dollari
turbine in grado di produrre
energia grazie al moto delle
correnti marine e alle onde
oceaniche (vedi “Green”
n.1, pp. 25-29); tuttavia, la
maggior resa energetica verrebbe
dalla conversione in
energia della differenza di
temperatura tra le acque
“calde” di superficie (scaldate
dalla radiazione solare)
notizie
dal mondo)
Futuro &
futuribile
In collaborazione con la Rete Informativa Scienza e Tecnologia (RISeT) del Ministero degli Affari Esteri
australiani. L’obiettivo è riuscire
a ridurre le emissioni di
CO2 per un totale di 50 mila
tonnellate l’anno.
Tali impianti non si limiteranno
alla cattura delle emissioni
di CO2, ma provvederanno
anche al pompaggio
dello stesso nel sottosuolo
per eliminare permanentemente
tali scorie dei processi
industriali. Nicola Sasanelli
e quelle “fredde”
delle profondità
oceaniche (il processo
fisico è denominato
OTEC:
Ocean thermal
energy conversion):
nel momento
in cui il calore
viene trasferito
dall’acqua
calda all’acqua fredda, parte
di esso viene convertito in
energia elettrica. Ma non è
tutto: uno dei prodotti “di
scarto” dell’Otec sarebbe
acqua dolce a basse temperature,
utilizzabile per sistemi
di refrigerazione o per
soddisfare il crescente bisogno
di acqua potabile. L.DA.
In arrivo
(nel 2010)
il telefonino
… ad acqua
Bisognerà attendere il 2010
per vedere la comparsa sul
mercato del telefono cellulare
alimentato ad acqua,
secondo quanto annunciato
da Samsung Electro-
Mechanics, responsabile dello
sviluppo di questa tecnologia
che unisce un generatore di
idrogeno, alimentato ad
acqua, con una micro-cella a
combustibile. Tale cella è in
grado di generare 3 W di
potenza e di assicurare una
durata delle batterie doppia
rispetto a quelle in uso sui
cellulari attuali.

STATI UNITI
SVEZIA
Con la pellicola isolante
risparmi energia
Una pellicola di plastica da applicare ai vetri per renderli
più o meno isolanti al passaggio della luce e del calore:
questa la semplice ma efficace idea della società svedese
Chromogenics finalizzata al risparmio di energia
elettrica.
La pellicola si compone di due strati, uno di ossidi di
nichel e uno di ossidi di tungsteno; a seconda della polarità
della tensione applicata, si favorisce o inibisce un
flusso di ioni dal nichel al tungsteno, responsabile di un
“oscuramento” degli strati.
L’applicazione di questa pellicola ai vetri ridurrebbe la
necessità di termoregolare gli ambienti interni, consentendo
un risparmio energetico che può arrivare fino al
50%. La tecnica, purtroppo, presenta alti costi se applicata
al vetro e attende quindi di essere sperimentata sulle
plastiche.
PER APPROFONDIMENTI
www.chromogenics.se/index_eng.htm
“Quando il telefono si
accende - spiega Oh Yongsoo,
vice presidente del centro
di ricerca della Samsung
Electro-Mechanics - il catalizzatore
metallico e l’acqua
nella batteria reagiscono e
producono idrogeno. Il gas
passa poi alla cella a combustibile,
dove reagisce con
l’ossigeno nell'aria per
generare elettricità” (vedi
“Green” n.1, pp. 16-17). A
differenza delle altre tecno-
La lettiera dei polli
si trasforma in biodiesel
Accontenta gli uomini, che ne traggono energia, e accontenta
anche i polli, a cui viene cambiata la lettiera,
l’idea di Foster Agblevor, un ingegnere dell'Università
di Virginia Tech che ha presentato al congresso dell'American
Chemical Society una macchina portatile che
converte il giaciglio dei volatili in biodiesel.
La macchina di Agblevor vaporizza feci di polli, segatura
e trucioli di legno tramite pirolisi, per poi utilizzare
il gas direttamente o condensarlo in biodiesel, impiegando
la frazione della lettiera che non si riesce a
vaporizzare come fertilizzante.
“Il vantaggio di questa macchina è che può essere usata
direttamente negli allevamenti - spiega Agblevor- e
oltre a produrre biocarburante elimina i microrganismi
della lettiera che possono causare malattie”. A
detta di Agblevor, la resa in biodiesel potrebbe raggiungere
il 62%, in funzione del contenuto di legno
della lettiera. L.DA.
PER APPROFONDIMENTI
www.vtnews.vt.edu/news_print/index.php?relye
ar=2007&itemno=447
logie per elettronica miniaturizzata
basate sulle celle a
combustibile, questa non
utilizza metanolo ma semplicemente
acqua per produrre
idrogeno; i prototipi
per ora sviluppati, tuttavia,
non sono ancora ricaricabili
mediante semplice aggiunta
di acqua, ma necessitano
della sostituzione della cartuccia,
che dura mediamente
soltanto cinque giorni.
L.DA.
www.incaweb.org/green/abbonamenti/index.htm
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speciale di 15 euro
www.incaweb.org/green/abbonamenti/index.htm
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Viale Pasteur, 33
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telefono:
06 54 22 07 10
(ore 9.00 – 17.30
lunedì-venerdì)
fax: 06 59 26 10 3
Una mano
allo sviluppo
con un occhio
alla natura
La Scienza
al servizio
dell’Uomo
e
dell’Ambiente
www.incaweb.org/green/abbonamenti/index.htm
Immagine di Ornella Erminio
49

FONTI:
CNR, BUR,ANSA,AGI
50
A Napoli
la chimica
viaggia
in rete
L’Università di Napoli
Federico II ha dato vita ad
un sito web dedicato alla
chimica. Digitando
l’indirizzo
http://www.whatischemistry.
unina.it/it/home.html si
potrà scoprire come la
chimica sia parte importante
per la nostra vita e quanto
sia legata a problemi che ci
toccano quotidianamente e
non sia solo, come spesso
viene identificata
nell’immaginario collettivo,
un insieme di formule
incomprensibili riservate agli
addetti ai lavori.
Troppo spesso si parla di
chimica in modo improprio.
Persone che ignorano questa
disciplina forniscono
notizie distorte attribuendo-
&
Progetti
invenzioni
le una valenza negativa ingiustificata.
Certo, i rischi
della chimica non sono affatto
da sottovalutare ed è
indispensabile una buona
cultura scientifica per valutarli
realisticamente e senza
pregiudizi ideologici, per
trovare i rimedi adeguati.
Fra gli argomenti trattati ci
sono le grandi idee che
danno alla chimica un ruolo
centrale nelle scienze: la
natura dell’acqua, la teoria
atomica e la forma delle
molecole; l’importanza della
chimica per l'industria e
la produzione dei beni che
COMO
Strade più sicure
con i rivestimenti antismog
Il Comune di Como utilizzerà una nuova pittura antismog
come rivestimento stradale per ridurre l’inquinamento
atmosferico. L’asfalto manterrà le sue caratteristiche
estetiche con un aumento della sicurezza stradale
grazie al maggiore attrito dei pneumatici in caso di frenata.
Si tratta di un’applicazione dei sistemi di chemiluminescenza,
certificati dal CNR attraverso un protocollo
scientifico redatto dall’ARPA Lombardia e già impiegati
con successo a Milano.
Questo nuovo prodotto antismog utilizza sostanze fotocatalitiche.
In presenza di luce questi composti, tra cui il
biossido di titanio, fungono da catalizzatori permettendo
la fotodecomposizione degli inquinanti atmosferici.
Questo nuovo prodotto, sperimentato dalla Global Engineering,
verrà applicato anche su pareti, volte e marciapiedi.
fanno la qualità della vita:
coloranti, plastica, metalli,
farmaci; il ruolo della chimica
come chiave per comprendere
i fenomeni della
vita, comprese le moderne
tecniche di biotecnologie e
genetica; la relazione della
chimica con l'ambiente, nel
duplice aspetto dei gravi
problemi che pone e delle
soluzioni che essa sola può
fornire. Addentrandosi tra
le pagine web il lettore potrà
passare dall’arcobaleno
e la luce dell'alba che sono
bellezze della natura con
una base chimica a proble-
notizie
dall’Italia)
di Chiara Palmieri
mi più concreti e immediati
come ad esempio cosa si
può fare per riciclare la plastica
e limitare l'inquinamento.
L’obiettivo del sito non è la
didattica, ma vuole essere
solo un’occasione per parlare
di chimica in maniera
obiettiva e corretta. L’alta
qualificazione scientifica
degli autori, docenti di chimica
dell’Università di Napoli
Federico II, garantisce
l'assoluto rigore scientifico
di quanto scritto, mediante
un linguaggio semplice e
adatto a ogni lettore.
MACERATA 144 pannelli solari
sul tetto della Provincia
La Provincia di Macerata ha installato, sul tetto della
propria sede, 144 pannelli solari per la produzione di
energia elettrica. L’edificio ospita gli assessorati all’Ambiente,
all’Urbanistica, ai Servizi Sociali e Sport, nonché
la Polizia provinciale e la sala convegni dotata di moderne
attrezzature multimediali.
Per ogni anno di funzionamento l'impianto produce oltre
23 mila kWh, coprendo circa il 30% del fabbisogno dell'intero
stabile. Il progetto, che è stato finanziato dalla
stessa Provincia con un proprio stanziamento di 100
mila euro, si inserisce nell’ambito delle azioni dell'Ente
a favore dell’uso delle fonti alternative di energia.
Un intervento simile è stato realizzato in precedenza,
anche sul tetto dell’Istituto tecnico per geometri “Bramante”
di Macerata, un altro edificio di proprietà della
Provincia di Macerata.

QUALITÀ DELLA VITA
Una schiuma speciale aumenta
l’isolamento termo-acustico
Hypucem, acronimo inglese che in italiano
significa cemento poliuretano ibrido, è una schiuma
in grado di aumentare l’isolamento termo-acustico
rispettando al tempo stesso l’ambiente.
Combustibile
e vetro
dai rifiuti
con THOR
Il CNR ha recentemente
presentato THOR (Total
house waste recycling -
riciclaggio completo dei
rifiuti domestici), sviluppato
insieme alla Società Assing
SpA di Roma.
Si tratta di un sistema che
permette di recuperare e
raffinare tutti i rifiuti, trasformandoli
in materiali da
riutilizzare o in combustibi-
le dall’elevato potere calorico,
senza dover utilizzare
i cassonetti separati della
raccolta differenziata.
THOR è una tecnologia
ideata e sviluppata interamente
in Italia, basata su
un processo di raffinazione
meccanica (meccano-raffinazione)
dei materiali di
scarto, i quali vengono trattati
in modo da separare
tutte le componenti utili
dalle sostanze dannose o
inservibili.
L’impianto THOR trasforma
i rifiuti in materia omogenea,
composta da particelle
di dimensioni micro-
scopiche (inferiori a dieci
millesimi di millimetro),
purificata dalle parti dannose
e dal contenuto calorifico,
utilizzabile come
combustibile e paragonabile
a un carbone di buona
qualità. Le caratteristiche
chimiche di questo prodotto
sono del tutto analoghe a
quelle delle biomasse, ma
rispetto a queste sono povere
in zolfo ed esenti da
idrocarburi policiclici. In
questo modo si ottiene un
combustibile che può essere
utilizzato con qualunque
tipo di sistema termico: dai
motori funzionanti a biodiesel,
alle caldaie a vapo-
È stata realizzata da alcuni ricercatori campani del CNR e
dell’Università di Napoli Federico II che si sono aggiudicati
la prima edizione di Polymerchallenge, un premio internazionale
messo in palio dall’Imast, il distretto tecnologico
campano. Il premio consiste in un assegno di 300 mila
euro finalizzati a far nascere nuove imprese nel settore
dei materiali polimerici e compositi in Campania. La speciale
schiuma può essere spruzzata sulle pareti esterne o
sui solai degli immobili per evitare la dispersione del calore
e per isolarli dal rumore. Il prodotto ha un basso impatto
ambientale visto l’utilizzo di materie prime rinnovabili.
re, ai sistemi di riscaldamento
centralizzati e agli
impianti di termovalorizzazione
delle biomasse. Inoltre,
è possibile utilizzare il
prodotto come combustibile
solido o pellettizzato oppure
produrre bio-olio per
motori diesel attraverso la
pirolisi, un processo di decomposizionetermochimica
di materiali organici, ottenuto
mediante l’applicazione
di calore e in completa
assenza di un agente ossidante.
Occorre anche sottolineare
che l’impianto è
completamente autonomo
alimentandosi con parte
dell’energia che produce e
cedendo il resto all’esterno.
Il primo impianto THOR è
stato installato in Sicilia ed
è già in funzione e riesce a
trattare fino a otto tonnellate
di rifiuti l’ora. Molteplici
sono i vantaggi di questo
sistema: l’impianto non necessita
di un’area di stoccaggio
in attesa del trattamento
(quindi è limitato il
problema del cattivo odore
dei rifiuti) ed è completamente
meccanico e non termico
(di conseguenza non
è necessario tenerlo sempre
in funzione, ma può essere
acceso solo al momento del
bisogno). Inoltre, è stato
progettato anche come impianto
mobile, utile per
contrastare le emergenze e
adatto ad essere utilizzato
in tutte le situazioni dove è
necessario trattare i rifiuti
velocemente, senza scorie
e senza impegnare spazi di
grandi dimensioni, con un
costo contenuto.
Un esempio concreto delle
sue possibilità? Un’area urbana
di 5 mila abitanti produce
circa 50 tonnellate al
giorno di rifiuti solidi. Attraverso
queste THOR permette
di ricavare una media
giornaliera di 30 tonnellate
di combustibile, 3 tonnellate
di vetro, 2 tonnellate tra
metalli ferrosi e non ferrosi
e 1 tonnellata di inerti, nei
quali è compresa anche la
frazione ricca di cloro dei
rifiuti, che viene separata
per non inquinare il combustibile.
Il resto dei rifiuti
è acqua, che viene espulsa
sotto forma di vapore durante
il processo di micronizzazione.
Il prodotto che
esce da THOR è sterilizzato
perché le pressioni che si
generano nel mulino, dalle
8 mila alle 15 mila atmosfere,
determinano la completa
distruzione delle flore
batteriche e non produce
odori da fermentazione in
quanto resta inerte dal punto
di vista biologico.
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“
L’umiltà in tutte le scienze e in tutte le arti è la base del vero sapere, come al contrario
è un segno evidentissimo di una pretta ignoranza il pensar troppo di sé medesimo,
il credere di non restar mai ingannato, e che nulla di vantaggioso possa sapersi e scoprirsi.
Giandomeico Tiepolo, L’altalena dei Pulcinella (1791-1793) - Affresco, Cà Rezzonico, Venezia
“
Antonio Vallisneri,
medico e naturalista.
Trassilico (Lucca)
3 maggio 1661 –
Padova
18 gennaio
1730.