BLOG: LA CHIMICA E LA SOCIETA'

Mauro Icardi

“La chimica è l’arte di separare, pesare e distinguere: sono tre esercizi utili anche a chi si accinge a descrivere fatti o a dare corpo alla propria fantasia. C’è poi un patrimonio immenso di metafore che lo scrittore può ricavare dalla chimica di oggi e di ieri, e che chi non abbia frequentato il laboratorio o la fabbrica conosce solo approssimativamente”*

Rileggendo questo aforisma di Primo Levi, mi rendo conto della sua attualità. Oggi non si separa, non si pesa e non si distingue praticamente più. Si tende a dare importanza alle proprie opinioni personali, e quel che è peggio a disprezzare non solo il pensiero scientifico, ma anche l’utilità dello studio e della conoscenza.

Non è un fenomeno nuovo, purtroppo va avanti da troppo tempo ed è colpevolmente ignorato e sottovalutato.

La chimica modesta che ho praticato per più di trent’anni è stata un insegnamento continuo, un misurarsi non solo con la gestione di un impianto di trattamento delle acque, ma anche con me stesso. Per cercare di trovare una dimensione di consapevolezza e maturità, personale e professionale. Cosa che mi porto dietro anche oggi che svolgo un lavoro del tutto diverso.

“Occorre diffidare del quasi uguale (il sodio è quasi uguale al potassio: ma col potassio non sarebbe successo nulla), del paranoicamente identico, del pressappoco, dell’oppure, di tutti i surrogati e di tutti i rappezzi”.

Vedi nota in fondo

Fatico a ritrovarmi in questa società odierna dove rappezzi, surrogati, e superficialità si sono trasformati in valori, non per convinzione ma per pigrizia, o peggio ancora per una sorta di vezzo modaiolo.

Avere un minimo di alfabetizzazione termodinamica, per capire come governa ogni processo chimico e fisico nel nostro ambiente. Per non essere affascinati da idee che tornano a galla ogni tanto come un fiume carsico, come ad esempio l’automobile ad aria compressa, che nel sentire comune qualche anno addietro poteva essere l’ancora di salvezza dell’industria automobilistica italiana.

Alfabetizzazione sulla chimica di base, per leggere un’etichetta sulla bottiglia di acqua minerale, o di qualsiasi altro prodotto alimentare. Utilizzando testi scolastici o divulgativi, non i consigli di nonna Pina.

Servirebbe anche un bel ripasso di grammatica di base, troppo spesso mi capita di leggere testi che somigliano alla famosa lettera che Totò e Peppino scrivono alla malafemmina.

Nel nostro paese il 35% della popolazione adulta tra i 16 e i 65 anni è considerata analfabeta funzionale. Una percentuale enorme, un problema sottovalutato colpevolmente.

Se manca una “cassetta degli attrezzi” di conoscenze di base non si può pensare di avere una democrazia solida, una pubblica opinione che sappia discriminare e non cadere negli inganni delle notizie false, che ha coscienza dei propri diritti, e non sottovaluta le regole della convivenza civile.

L’immagine che correda il post è il ricordo dell’edizione delle avventure di Pinocchio che avevo ricevuto in regalo da bambino. Non sono affatto convinto che gli asini siano la rappresentazione corretta degli analfabeti odierni.

Nota: L’immagine mostra la celebre scena tratta dal Capitolo XXXII del romanzo Le avventure di Pinocchio di Carlo Collodi, magnificamente illustrata dal maestro Libico Maraja. Nello specifico, l’illustrazione rappresenta il momento esatto in cui Pinocchio si sveglia e scopre con disperazione che gli sono cresciute le orecchie d’asino. Al suo fianco c’è una Marmottina (la sua vicina del piano di sopra) che gli tasta il polso e gli diagnostica con rassegnazione la “febbre del somaro”, spiegandogli che è la punizione che spetta a tutti i ragazzi svogliati che preferiscono i balocchi alla scuola

• *La frase di Primo Levi è tratta dalla raccolta di saggi L’altrui mestiere (pubblicata nel 1985), all’interno del saggio intitolato Ex chimico.

Claudio Della Volpe

Oggi vi parlo di un documento pubblicato da una associazione internazionale di scienziati la Alliance of World Scientists (AWS) che ha promosso la pubblicazione del documento “World Scientists’ Warning to Humanity: A Third Notice” . Si tratta della terza iniziativa di questo genere dal 1992.

L’alleanza (AWS) è diretta e coordinata dal biologo ed ecologo statunitense William J. Ripple (professore alla Oregon State University), che ha rilanciato questo movimento globale di scienziati. Il filone storico dei “Warning to Humanity” nacque originariamente nel 1992 su iniziativa del fisico premio Nobel Henry Way Kendall insieme alla storica Union of Concerned Scientists.

Lo scienziato svedese Johan Rockström (noto per aver teorizzato i confini planetari o Planetary Boundaries) non è il fondatore della AWS, ma è uno dei primissimi co-autori e firmatari principali di questa Third Notice. Il documento si basa ampiamente proprio sulle sue ricerche relative al superamento dei limiti di sicurezza del sistema Terra.

Nel documento Third Notice pubblicato dall’Alliance of World Scientists, gli autori evidenziano che sette dei nove confini planetari sono stati superati e delineano sei macro-trasformazioni fondamentali per evitare il collasso ecologico. Tali interventi comprendono la transizione energetica, la riduzione degli inquinanti a vita breve, la protezione degli ecosistemi, la riforma dei sistemi alimentari, l’adozione di un’economia ecologica e la stabilizzazione della popolazione.

Per consultare il documento originale, leggete il Third Notice che potete sottoscrivere in remoto.

Alla fine della raccolta di firme il documento, che ha al momento oltre 9000 firme validate da 130 paesi, sarà pubblicato insieme alle firme su Bioscience e presentato al segretario generale dell’ONU.

Il documento World Scientists’ Warning to Humanity: A Third Notice integra la dimensione ecologica con fondamentali trasformazioni sociali, sottolineando che la crisi planetaria non può essere risolta senza promuovere la giustizia sociale ed ecologica. Tra le aree di intervento figurano la redistribuzione equa delle risorse per proteggere le popolazioni vulnerabili, il rafforzamento dei diritti umani e dell’istruzione e la transizione verso un modello economico orientato al benessere umano anziché alla crescita infinita.

Si tratta dello stesso tema e delle medesime motivazioni che sono alla base di questo blog. Ecco perché vi invitiamo a leggere e sottoscrivere il documento.

Personalmente vorrei anche aggiungere che trovo un certo parallelismo tra il Third Notice della Alliance of World Scientists e il saggio di Albert Einstein Perché il socialismo?; si evidenzia una continuità critica nei confronti dell’anarchia economica del sistema capitalistico e dell’iper-competizione. Entrambi i contributi sottolineano l’esigenza di superare l’imperativo del profitto a breve termine a favore di una responsabilità etica ed educativa orientata alla collettività e alla sopravvivenza ecologica.

Ovviamente oggi dopo quasi 77 anni dalla pubblicazione di Einstein i problemi legati ad uno sviluppo incontrollato del sistema produttivo e sociale del capitalismo con i suoi rischi di guerra e di distruzione, con il superamento di ben 7 dei 9 limiti ecologici fondamentali la richiesta di cambiare direzione è ancora più pressante e necessaria.

Diego Tesauro

Domenica 26 settembre 1976, alle 10.00 circa del mattino, a 78 giorni dal disastro di Seveso, all’interno del polo petrolchimico dell’ANIC del gruppo ENI nel territorio di Monte S.Angelo, ma adiacente al comune di Manfredonia in provincia di Foggia, avvenne l’esplosione della colonna di lavaggio Giammarco-Vetrocoke del diossido di carbonio dell’impianto di sintesi dell’ammoniaca nell’Isola 5 dello stabilimento (Figura 1).

Figura 1 La colonna di lavaggio della CO2 decapitata dopo il cedimento del 26 settembre 2026

Nell’impianto si sintetizzava l’ammoniaca e l’urea per produrre fertilizzanti di cui l’agricoltura intensiva che si andava diffondendo nell’Italia degli anni ‘60 e ‘70 aveva sempre più bisogno. Come è noto la sintesi dell’ammoniaca ha come reagenti l’azoto e l’idrogeno in presenza di un catalizzatore, il famoso processo messo per la prima volta a punto da Haber e Bosch.

Figura 2 Schema di sintesi dell’ammoniaca da azoto ed idrogeno generato dal metano con il processo Steam reforming

L’idrogeno ancora oggi è in larga parte prodotto industrialmente dal metano. La reazione del metano con l’acqua produce il syngas costituito da monossido, diossido di carbonio e l’idrogeno. Gli ossidi di carbonio devono essere rimossi prima di immettere l’idrogeno nel reattore. La purificazione del syngas è necessaria per evitare l’avvelenamento del catalizzatore di ferro ed utilizzare il diossido di carbonio nella successiva reazione dell’ammoniaca per produrre l’urea, che si ottiene a seguito della reazione dell’ammoniaca con la CO2 e formazione del carbammato, da cui successivamente a caldo si isola l’urea.

Figura 3 Il processo di sintesi dell’urea avviene in due fasi: 1) Formazione del carbammato di ammonio: Questa reazione avviene in un reattore ad alta pressione (circa 150-250 bar) e a una temperatura elevata (circa 180-200°C). 2) Decomposizione del carbammato di ammonio: il carbammato di ammonio viene decomposto in urea e acqua attraverso una reazione endotermica. Questa reazione avviene ad una pressione più bassa (circa 15-25 bar) e a temperature simili alla prima fase.

La colonna cadde all’interno dello stabilimento, che essendo domenica, non prevedeva la presenza di operai delle ditte manutentrici. Se quindi non si ebbero vittime al momento dell’incidente, si produsse una catastrofe ambientale in quando nella colonna era presente del triossido di arsenico. Il composto cadde sullo stabilimento e sul vicino quartiere di Monticchio in una quantità mai definita con precisione che va dalle 10-12 tonnellate, ma secondo altre fonti potrebbe aver raggiunto le 30.  Il triossido di arsenico era presente per aumentare la velocità di assorbimento e desorbimento della CO2, per ridurre il calore in gioco, nello stadio di rigenerazione e allo stesso tempo, la purezza del gas lavato fino a livelli che non potrebbero essere raggiunti utilizzando il solo carbonato di potassio a caldo. Inoltre riduceva drasticamente i fenomeni di corrosione legati alle soluzioni alcaline calde. Oggi questa tecnologia è stata abbandonata per la tossicità dell’arsenico sostituendolo con la glicina attivata da ammine come promotori che catalizzano la decomposizione del carbammato di glicina che si forma a seguito dell’assorbimento della CO2, di cui ne aumenta la capacità di assorbimento favorita ad elevate temperature, del diossido di carbonio. Anche all’epoca esistevano delle colonne alternative che non prevedevano l’uso dell’arsenico, ma la SNAM, società costruttrice sempre del gruppo ENI, lo utilizzò in previsione di altri impianti simili che avrebbe dovuto costruire in Asia. Le conseguenze che comportò l’incidente, a seguito di omissioni e negligenze, sono state ben riportate in un post di una decina di anni fa. Più recentemente è possibile aggiungere che un paio di anni fa uno studio effettuato sugli operai venuti a contatto nelle opere di bonifica immediatamente dopo l’incidente, e la popolazione esposta ha evidenziato e confermato un aumento dei tumori al polmone in corrispondenza di periodi di latenza di 20 anni [1]. Questi dati sono una conferma della cancerogenicità dell’arsenico in linea con le risultanze dallo IARC del 2012, che classifica l’arsenico e i composti inorganici dell’arsenico come cancerogeni per l’uomo seppure con meccanismi di attivazioni plurimi dall’aumento dello stress ossidativo, sul ruolo del danno e della riparazione del DNA nella genotossicità, sulle modificazioni epigenetiche e sulle modalità con cui l’arsenico interagisce con le proteine.

 Ma per quanto riguarda le aree dismesse, diventate sito di interesse nazionale (SIN) da bonificare dal 1993, anno in cui il petrolchimico è stato dismesso definitivamente; in quale stato si trovano?  Il SIN di Manfredonia e Monte Sant’Angelo, si estende per 216 ettari ed è in parte ricompreso nella Zona Economica Speciale (ZES) dell’Adriatico Meridionale. La proprietà è di Eni Rewind [2], società del gruppo Eni a cui, a seguito della chiusura dell’Enichem, sono state affidate le aree da bonificare. La società afferma che le aree dello stabilimento ex ANIC, pari a circa 96 ettari, distribuite in 17 isole, di questi 94,6 ettari sono disponibili al riutilizzo, in quanto già bonificate o non interessate da contaminazione per una spesa dichiarata pari a 378 milioni di euro al 31 dicembre 2025. Fig. 4

Figura 4 Mappa della zona. Si nota l’adiacenza del sito di interesse nazionale all’abitato di Manfredonia. Le aree segnate in rosso sono le aree SIN , in giallo le aree oggetto di intervento ambientale

Ma sono ancora in corso interventi sui terreni profondi dell’isola 16, che interessano un totale di circa 1,4 ettari, per la presenza di una contaminazione residuale, dovuti agli scarti di caprolattame che veniva prodotto oltre l’urea ed il solfato d’ammonio, non rimovibile attraverso interventi di scavo.  Inoltre resta ancora insoluto il problema di inquinamento della falda. La soluzione approvata nel 2003 per la bonifica della falda consiste nel lavaggio in continuo delle acque sotterranee. Questo avviene attraverso la diluizione idrica dei vari inquinanti e il recupero dai pozzi di emungimento, dei reflui, verso un depuratore dove vengono trattati, con un sistema di pompaggio e una “barriera idraulica” costituita da una sessantina di pozzi, per evitare l’inquinamento marino.

Ora, al di là delle responsabilità puntuali, purtroppo non riconosciute dai tribunali dopo oltre 40 anni, occorre fare una riflessione sul modello di sviluppo imposto al mezzogiorno nel secondo dopoguerra che poi ha generato le condizioni per cui si è verificato il disastro ambientale di Manfredonia. Nel secondo dopoguerra si voleva ridurre la distanza economica fra il nord ed il sud del paese. Partendo da questa esigenza fu fondata nel 1950 la Cassa del Mezzogiorno. Questo strumento oltre a finanziare opere infrastrutturali, di cui il meridione aveva assoluto bisogno, adottò come strumento di pianificazione per la finalizzazione degli interventi industriali un piano per la creazione di aree di sviluppo industriale (ASI). In queste aree bisognava creare dei poli di sviluppo come teorizzati dall’economista francese Perroux.

Secondo queste teorie, per la mancanza di capitali nel sud, le aziende di stato (ENI, IRI) dovevano costruire impianti che dovevano, attraverso le ricadute occupazionali e l’indotto, fungere da fattore moltiplicativo economico. Pur animato a volte dalle migliori intenzioni questo modello presto si è rilevato fallimentare. Furono costruiti impianti nell’ambito della siderurgia e della chimica che hanno richiesto ingenti risorse finanziarie. L’enorme esborso ha portato un basso valore occupazionale in confronto all’investimento, ma soprattutto non ci sono state le ricadute previste in quanto producevano materie semilavorate necessarie per le industrie del nord dove andava a prodursi poi il valore aggiunto.

Sono quindi, fra la fine degli anni cinquanta e gli anni sessanta, sorte le cosiddette “cattedrali nel deserto”, corpi estranei al territorio, dove non era presente neppure un substrato culturale che le poteva accogliere, per cui molte delle competenze necessarie per il funzionamento degli impianti proveniva da altre zone del paese. Queste cattedrali erano funzionali alla produzione di materie semilavorate in Italia, ma era difficile costruirle in altre zone del paese. Invece il mezzogiorno con la fame di posti di lavoro le avrebbe accettate e la classe politica locale non solo non si oppose, ma ne auspicò la realizzazione senza valutarne le conseguenze.  Essendo infatti delle produzioni ad elevato impatto ambientale, i territori ne sono risultati devastati. Le produzioni oltre ad avere basso valore aggiunto avevano per una mancanza legislativa, ma soprattutto culturale, una mancanza di tutela della salute dei lavoratori (il primo decreto legislativo organico con l’obbligo della valutazione dei rischi sul lavoro da parte del datore di lavoro è ben posteriore e risale al 1994).

Inoltre non esisteva nessun piano di smaltimento delle scorie prodotte che restavano in loco avvelenando falde e suolo, anche in questo caso per una mancanza di una legislazione di classificazione di rifiuti. Naturalmente il destino di queste cattedrali era già scritto nel loro DNA. Alle prime problematiche legate all’approvvigionamento delle materie prime lavorate, cominciate con la crisi petrolifera del 1973, sono andate fuori mercato ed è cominciata la loro lunga agonia che ha portato nella maggior parte dei casi alla loro chiusura. Nell’arco quindi di un paio di decenni è scomparso anche quel minimo beneficio apportato in termini occupazionali lasciando una tragica scia di morti precoci ed avvelenamento ambientale. E’ in questa ottica che bisogna quindi leggere il disastro di Manfredonia che ha avuto il suo apice nel 1976, ma che poi è proseguito fino alla chiusura del 1993, causata proprio dalla mancanza di piani per lo smaltimento delle scorie del caprolattame, i sali sodici generati dalla basificazione della soluzione acida per acido solforico necessario per la trasposizione di Beckmann che trasforma la cicloesanossima in caprolattame.Fig. 5

 Figura 5 La sintesi del caprolattame parte dal cicloesanone a sua volta prodotto a partire dal fenolo per idrogenazione parziale oppure per ossidazione del cicloesano catalizzata da cobalto. Il cicloesanone è trattato con idrossilammina e la successiva cicloesanossima in caprolattame in ambiente acido per acido solforico attraverso la trasposizione di Beckmann  

Fino ad allora erano stati smaltititi in mare (!) e la popolazione, ormai stanca di promesse non mantenute e conscia dei veleni prodotti dalla fabbrica, non intendeva che si smaltissero nell’impianto. Ma la storia di Manfredonia non è isolata; tutt’altro, è paradigmatica di un sistema e si è ripetuta in altre forme in altre località del sud e ha come appendice i casi del petrolchimico di Brindisi e delle acciaierie di Taranto che stiamo vivendo proprio in questi giorni.

Riferimenti:

[1] R. Di Staso et al. Mortality risk associated to arsenic exposure after a major disaster. Results from the Manfredonia occupational cohort study 1976–2021 International Journal of Hygiene and Environmental Health 2024, 261, 114428

[2] www.enirewind.com/it-IT/progetti/manfredonia.html

Claudio Della Volpe

In un recente romanzo, Noi non abbiamo colpa, di Marta Zura-Puntaroni, dedicato al confronto di tre generazioni di donne in un paesino delle Marche (dove l’autrice è effettivamente nata) si introduce esattamente la molecola di cui parliamo oggi, il 2-nonenale.

L’autrice, che lavora da remoto, torna a casa per aiutare la mamma nel gestire la nonna Carlantonia che si è ammalata di Alzheimer; descrive nel dettaglio come l’odore della nonna che lei ricorda, il tipico profumo di mughetto, venga progressivamente sostituito da quello della vecchiaia introducendo la spiegazione chimica del fenomeno. Nel romanzo, questo dettaglio clinico e olfattivo serve a Marta, l’autrice, per raccontare in modo crudo, preciso e privo di retorica il decadimento fisico della persona amata.

In effetti la molecola ha trovato gli onori della cronaca molto prima, nel 2001 con questo lavoro giapponese pubblicato su JID:

E questo dipende dal fatto che nella cultura giapponese c’è perfino una parola che descrive quello che questa molecola fa; è la principale responsabile di quello che in Giappone viene chiamato kareishū (l’odore della mezza età o degli anziani).

Il kareishū non dipende, come si potrebbe pensare, da scarsa igiene, ma è proprio un risultato dell’invecchiamento.

Sebbene la descrizione dell’odore della sostanza chimica pura contenga componenti raffinati come l’iris e freschi come il cetriolo, la combinazione con la nota grassa e la sua concentrazione sulla pelle lo rendono un odore tipicamente descritto come “di chiuso”, ceroso o nostalgico.

Come vedremo il 2-nonenale è una molecola volatile prodotta dalla degradazione dei lipidi cutanei.

Con gli anni il corpo combatte meno lo stress ossidativo e una dieta ricca di grassi o spezie e l’uso di tessuti sintetici possono accentuarlo. Con l’età inoltre si riduce l’olfatto e la persona potrebbe non accorgersi del problema.

Gli autori giapponesi hanno usato un rivelatore specifico della perossidazione dei grassi il TBA, acido tiobarbiturico che reagisce in modo selettivo ed è usato come indicatore colorimetrico del processo.

Esiste addirittura un numero di TBA usato per valutare la rancidità, ossia il livello di ossidazione dei grassi nei cibi e prodotti vari e come indicatore del cosiddetto stress ossidativo. La tecnica valuta la variazione dell’assorbimento di un prodotto specifico della degradazione dei grassi, in particolare la malondialdeide (MDA). L’acido 2-tiobarbiturico reagisce con la malondialdeide formando un complesso colorato di rosa-rosso. L’intensità del colore viene misurata con uno spettrofotometro a una lunghezza d’onda vicina a 532–535 nm

Il 2-nonenale è un’aldeide insatura prodotta dal corpo umano quando gli acidi grassi omega-7 del sebo si ossidano a contatto con l’aria. Dopo i 40 anni, la pelle produce più acidi grassi e diminuiscono le difese antiossidanti naturali dell’organismo. Una possibile sequenza di reazioni è quella illustrata qui sotto.

L’ossidazione dei comuni lipidi genera dunque il 2-nonenale, un odore descritto come erbaceo, ceroso o simile al grasso stantio.

C’è da fare una riflessione più tecnica; come potete vedere esistono due molecole diverse di 2-nonenale a causa del doppio legame, la cis e la trans. E non sono equivalenti.

Il cis-2-nonenale ((Z)-2-nonenale), ha una struttura molecolare “ripiegata” ed è percepito dal naso umano in modo differente. Di norma, in chimica dei profumi e degli aromi, gli isomeri cis delle aldeidi insature tendono ad avere note più pungenti, penetranti o chimiche, e hanno soglie di percezione olfattiva (la quantità minima per sentirne l’odore) diverse rispetto alla loro controparte trans.

La responsabile del nostro problema è il trans-2-nonenale.

Il trans-2-nonenale ((E)-2-nonenale) è l’isomero più comune perché più stabile, noto in ambito biologico e dermatologico. Questo è il vero responsabile dell’odore di anziano.

Essendo una molecola oleosa che si forma in profondità negli strati lipidici della cute, non può essere eliminata lavandosi più spesso o mascherata con i normali profumi.

Come ridurlo o prevenirlo non è semplice.

• Igiene mirata: Usare detergenti specifici in grado di rimuovere i lipidi ossidati (le normali saponette a volte non bastano a eliminare il 2-nonenale). Si può usare un sapone al kaki, come i saponi al kaki giapponese (Kakishibu), molto diffusi nella cosmesi asiatica, e formulati appositamente per questo scopo. Non usate saponi “forti” a pH alto che possono danneggiare lo strato protettivo della pelle. Al contrario i tannini specifici del kaki e del suo sapone legano e neutralizzano chimicamente il 2-nonenale; quindi oltre alla reazione diretta c’è anche un effetto di ingabbiamento legata alla struttura complessa dei tannini.
• Idratazione: Bere molta acqua aiuta a depurare l’organismo e a mantenere la pelle idratata.
• Alimentazione: Limitare cibi molto speziati, aglio, cipolla e alcolici.
• Vestiti: Scegliere indumenti in fibre naturali come cotone o lana per favorire la traspirazione

Non riesco tuttavia ad indicarvi un lavoro specifico sull’effetto del kaki e dunque mi rimane un dubbio sulla efficacia risolutrice del carissimo prodotto giapponese.

Questo mi ha anche indotto a cercare conferme in letteratura e devo dire che non ci sono molti lavori sul tema che confermino i risultati giapponesi del 2001, per di più ottenuti in laboratori di ricerca industriale e non universitari. Dunque è legittimo chiedersi se ci sia stato un potenziale conflitto di interessi.

Lavori più recenti pur concludendo che esistono differenze con l’età non trovano nette risultanze relative al 2-nonenale, ma confermano che una differenza ci sia; per esempio

e soprattutto questo che però conclude addirittura che ad un gruppo di controllo l’odore degli anziani appare più accettabile di quello delle persone di mezza età o dei giovani.

https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3364187

Insomma c’è ancora da capire se effettivamente il 2-nonenale sia così chiaramente il solo responsabile della differenza.

Ma il dato rimane; noi anziani (ho ormai 76 anni) molto probabilmente siamo influenzati da questa riduzione della nostra capacità di gestire l’ossidazione dei grassi.

Ma non facciamocene un cruccio. La vita cambia odore, ma rimane bella lo stesso.

https://www.ilpost.it/2015/06/19/perche-anziani-odorano-vecchio

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11286617

Il punto interrogativo è di obbligo in quanto non si vuole ingenerare nuove paure, ma la scienza deve prendere in considerazione una nuova problematica che per adesso è stata trascurata. Dallo Sputnik nel 1957 in poi il numero di missioni spaziali e satelliti messi in orbita è a dir poco cresciuto esponenzialmente.

L’ESA segnala che lo sviluppo continuo di estese infrastrutture spaziali, come le costellazioni di satelliti, dovrebbe ancora triplicare il numero di oggetti monitorati in orbita terrestre bassa (LEO)

Figura 1  In orbita attorno alla Terra ci sono circa 14.500 satelliti attivi su un totale di circa 46.000, fra satelliti dismessi, stadi di razzi e detriti delle dimensioni di più di 10 cm

L’aumento del numero di satelliti e veicoli di lancio che rimangono in orbita terrestre porta alla necessità di smaltimento dei vettori e dei satelliti post-missione per evitare la presenza sulle orbite basse dei “rifiuti” spaziali. Le linee guida internazionali raccomandano che il rientro avvenga entro 25 anni dalla fine della missione, mentre la Federal Communications Commission (FCC) attualmente applica un obbligo di dismissione entro 5 anni per limitare l’affollamento orbitale. A questo punto bisogna tenere conto dei potenziali impatti ambientali causati dal grande numero di oggetti che rientrano dalla LEO. I veicoli spaziali bruciano durante il rientro atmosferico, perdendo in media dal 51% al 95% della loro massa costituita principalmente da alluminio che viene dispersa. Quale destino subisce l’alluminio al suo rientro nell’atmosfera? Ad alta temperatura reagisce con l’ossigeno generando ossidi di alluminio. Già da molti decenni è noto che gli ossidi di alluminio possono interferire con la chimica dell’ozono stratosferico. Fra le reazioni la loro superficie catalizza la reazione di attivazione del cloro dell’acido cloridrico presente nei gas di scarico dei motori a razzo a combustibile solido, con una probabilità di reazione del 2% che aumenta l’assottigliamento dell’ozono [1].

Recentemente un articolo presenta la prima simulazione su scala atomica del processo di ossidazione dell’alluminio per un piccolo satellite durante il rientro atmosferico che subisce ablazione termica nella parte alta della mesosfera.

Figura 2 Gli strati dell’atmosfera. I satelliti orbitano su un orbita terrestre bassa (in lingua inglese low Earth orbit, in sigla LEO) attorno alla Terra di altitudine compresa tra 200 e 2000 km.

La simulazione determina l’accumulo di cluster di ossido di alluminio e cluster di alluminio man mano che la reazione avviene in un ambiente povero di ossigeno nel rientro nella mesosfera. Il tempo necessario è stimato fino a 30 anni per scendere dalla parte alta della mesosfera fino allo strato di ozono stratosferico. Raggiunta un’altitudine di circa 40 km, gli ossidi di alluminio catalizzano l’attivazione del cloro. Questo dato suggerisce che le concentrazioni di composti di ossido di alluminio potrebbero iniziare ad aumentare nella mesosfera molto prima di raggiungere lo strato di ozono stratosferico. Ciò introdurrebbe un ritardo evidente tra l’inizio del processo di immissione quando i satelliti vengono dismessi e le eventuali conseguenze sulla distruzione dell’ozono nella stratosfera. La stima è che 41,7 tonnellate metriche di alluminio siano rientrate nell’atmosfera nel 2022, superando il livello naturale proveniente dai micrometeoriti, che nelle loro 60 tonnellate giornaliere contengono solo un 1% di alluminio, di circa il 30%. Ma guardando al futuro e applicando le previsioni di rientro, considerando il dispiegamento delle mega-costellazioni, come Starlink, una rete di 40.000 oggetti, il rapporto di eccesso di alluminio nella parte superiore della mesosfera può raggiungere un eccesso annuale superiore al 640% rispetto ai livelli naturali. Inoltre bisogna tener conto che il modello MD non prende in considerazione tutte le specie chimiche presenti nelle leghe di alluminio e nella miscela d’aria per la mancanza di potenziali interatomici tra tali specie. Quindi anche in questo caso stiamo alterando il ciclo naturale degli elementi. Per non trovarci di fronte ad un problema conclamato, come sta accadendo oggi per molte molecole immesse nell’ambiente senza tenere conto del loro impatto sugli ecosistemi, è fondamentale esplorare ulteriormente le problematiche evidenziate in questo studio e non trascurare gli effetti del rientro dei satelliti nell’atmosfera.

Riferimenti

1.Hanning‐Lee, M.  Ozone decomposition on alumina: Implications for solid rocket motor exhaust. Geophysical Research Letters 1996, 23(15), 1961–1964. https://doi.org/10.1029/96GL01808.

2. Ferreira, J. P. et al. Potential ozone depletion from satellite demise during atmospheric reentry in the era of mega‐constellations. Geophysical Research Letters, 2024, 51, e2024GL109280. https://doi.org/10.1029/2024GL109280.