Un chimico in birreria.

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Mauro Icardi

Avere la possibilità di visitare il birrificio Angelo Poretti è una di quelle opportunità che vanno colte al volo. E in effetti tutte le volte che l’azienda apre le porte al il pubblico, i posti disponibili si esauriscono nel giro di poche ore. La fabbrica di birra che si trova nel territorio di Induno Olona all’ingresso della Valganna, territorio che si estende a pochissimi chilometri da Varese, rappresenta un esempio di imprenditoria illuminata. Ricorda un modo diverso di concepire il lavoro, e racconta di visioni di lungo periodo. Ho approfittato di uno degli open day che si svolgono quattro volte all’anno per visitarla. Con l’intenzione di scrivere della visita ad uno stabilimento storico, e dei legami che la produzione della birra (bevanda millenaria) ha con la chimica che potrei definire ancestrale o primordiale. La chimica che i nostri progenitori praticavano empiricamente, senza averla ancora codificata in regole o leggi scientifiche.

Ma prima di arrivare a parlare di questo bisogna raccontare la storia che ci parla di Angelo Poretti classe 1829 che da Vedano Olona in provincia di Varese, parte per andare in Boemia. Dove troverà lavoro farà fortuna occupandosi di appalti ferroviari, e ritornerà in Italia con una moglie boema Franziska Peterzilka. E con l’idea di mettersi a produrre birra in un Italia da poco unificata, e che ancora non ha una propria tradizione birraria.

Dalla Boemia importerà i macchinari e il luppolo per produrre la birra, in Valganna troverà l’altro ingrediente indispensabile: l’acqua. Un’acqua con la giusta concentrazione di sali minerali adatta a produrre birre sia chiare che scure. L’acqua di questa fontana è rinomata per la sua salubrità. Ed è così descritta dall’Ingegner Mazzocchi del Consorzio del fiume olona, che censisce le fonti tributarie del fiume.

FONTANA DEGLI AMMALATI

Sgorga dalla roccia in sponda destra d’Olona, ramo di Valganna. E’ una rinomata sorgente perenne nota per la salubrità delle sue acque. Lo scarico di questa sorgente è sufficiente a muovere un rodigino, anche nei periodi di siccità.

Di proprietà del Consorzio d’Olona venne ceduta nel 1877 alla Birreria Poretti.

Il 26 dicembre 1877 viene prodotta la prima cotta della prima pilsner tutta italiana, che comincia a mietere fin da subito un importante successo di vendite, consolidato dal vero e proprio exploit che birra e birrificio ottennero a Milano nel 1881, l’anno dell’Esposizione Universale. Successo che portò Angelo Poretti, oltre ad essere un imprenditore di successo, a diventare anche nel 1884 presidente del Comitato Permanente dell’Associazione dei Birrai.

In seguito alla morte del fondatore avvenuta nel 1901 la birreria, ormai ben avviata, viene ceduta per lascito testamentario dello stesso Poretti , che non ha avuto figli dal suo matrimonio agli eredi, i nipoti Angelo e Tranquillo Magnani, Francesco Bianchi ed Edoardo Chiesa.

E saranno proprio loro a rinnovare lo stabilimento incaricando lo studio di architettura tedesco Bihl e Woltz, che rinnoverà ed amplierà lo stabilimento nel caratteristico stile Jugendstil che altro non è che lo stile liberty germanico. Il risultato sarà il perfetto connubio tra tecnologia industriale e arte che ancora oggi si può ammirare. I lavori iniziati nel 1905 e terminati nel 1912 consegnano il rinnovato stabilimento ad una Varese che in quegli anni si guadagna il nome di città giardino, e vive uno dei momenti più brillanti della sua storia. Lanciata verso il futuro e capace di attrarre centinaia di turisti.

La storia della fabbrica di birra prosegue poi con la cessione nel 1939 ai conti Bassetti di Gallarate che già proprietari della fabbrica di birra di Chiavenna rilanciano l’azienda nel dopoguerra acquisendo il marchio Splugen da quest’ultimo.

A questo punto entra in scena il quarto attore protagonista di questa storia, la Carlsberg (che allora si chiamava ancora United Breweries Copenhagen). Nel 1975 la famiglia Bassetti sigla un primo accordo con i danesi della Carlsberg per la produzione e la commercializzazione dei marchi Tuborg e Carlsberg in Italia. Nel 2002 la multinazionale danese acquista il restante 25% del capitale sociale, ottenendone la piena proprietà.

Ma una nuova strategia di marketing aziendale ripropone il marchio storico Birrificio Angelo Poretti e l’idea rafforza il legame con il lavoro del fondatore e con il territorio.

Proprietà danese, ma spirito varesino e forte legame con la Valganna fin dal 26 Dicembre 1877, giorno della prima cotta della birra di Angelo Poretti.

Questa è la prima parte di quello che viene raccontato durante la visita alla birreria. Con competenza e passione dai lavoratori. E questo si percepisce immediatamente.

La seconda parte della visita che si svolge all’interno della storica sala di cottura del 1908, che ha ripreso dopo alcune modifiche ad essere utilizzata per la produzione della birra. La sala di cottura con il quadro sinottico è un vero e proprio monumento al liberty industriale.

In questo locale viene spiegato il processo di produzione di un prodotto antico. Millenaria la birra. Ma solo centenario l’utilizzo del luppolo come amaricante ed antibatterico.

Ma qui le parole risvegliano le mie fibre di chimico curioso. Le parole sono quelle che sempre mi rendono attento e curioso. La germinazione dell’orzo per produrre il malto. L’orzo “ingannato” (sono queste le parole che pronuncia la persona che ci sta spiegando il processo produttivo). L’orzo che messo a bagno in acqua svilupperà enzimi che permetteranno di trasformare l’amido in esso contenuto in zuccheri solubili in acqua. Lo si mette a bagno, lo si estrae e lo si rimette a bagno. Poi lasciato a riposo per circa una settimana perché possa germinare. È in questa fase che gli amidi si trasformano in maltosio (destinato nel prosieguo della fermentazione a diventare alcol e anidride carbonica) e destrine, il cui compito è quello di completare il sapore della futura birra. Quando i germogli misurano tre quarti della lunghezza del chicco, si effettua il blocco della germinazione, per far sì gli zuccheri appena creati, indispensabili per la trasformazione in alcol, non vadano dispersi. Il malto verde così ottenuto viene essiccato in appositi forni per due giorni: le diverse modalità con cui può essere effettuato questo processo danno origine a vari tipi di malto di diverso colore, in grado di conferire un carattere particolare al prodotto finito. Quello più scuro, infatti, avrà delle nette note tostate, mentre il più chiaro offrirà una gamma di sapori freschi e vegetali.

I chicchi essiccati sono ora il malto d’orzo. Mescolato con acqua calda. Questa fase, denominata amilasi, avviene a una temperatura di 63 °C, dura circa trenta minuti e trasforma l’amido in destrine e maltosio: le prime danno alla birra il tipico gusto “pieno”, mentre il secondo fermenta. Il mosto viene poi filtrato e separato dalle trebbie, ovvero dalle scorze del malto d’orzo, che vengono riciclate come alimento per il bestiame. Successivamente seguirà la luppolatura. All’interno della sala di cottura si può ammirare una “luppoloteca”, dove ci si può sbizzarrire a vedere le tante varietà di luppolo, e percepirne i diversi sapori e profumi.

La luppolatura è la fase successiva, ed è l’operazione che caratterizza una birra. Nella caldaia di cottura avviene l’ultima fase della lavorazione del mosto, che vede entrare in gioco l’elemento amaricante, ovvero il luppolo. Oltre a donargli il caratteristico aroma, il luppolo chiarifica la birra, rallenta la riproduzione dei batteri (per una conservazione ottimale) e migliora la stabilità della spuma. In questa fase della lavorazione ulteriori accorgimenti daranno alla futura bevanda i suoi caratteri identificativi: chiara o scura, forte o leggera, dolce o amara, pastosa o secca.

Usciti dalla sala di cottura la visita prosegue fino alla villa che il fondatore Angelo Poretti non vedrà mai terminata. Villa Magnani si trova sulla collina che sovrasta la fabbrica di birra. Per arrivarci si attraversano anche le tracce di quello che era la linea tranviaria che collegava Varese con Luino, ed attraversava la birreria. Altro esempio di archeologia industriale. Il vecchio tram che trasportava i turisti di allora a degustare la birra di Valganna.

A villa Magnani riceviamo il giusto premio per la nostra attenzione e per combattere la giornata soleggiata e calda. La degustazione della birra!

La visita durata circa un’ora e mezza mi lascia completamente soddisfatto. Conoscevo già la fabbrica, ma la visita è stata interessante ed utile. E non è casuale che questa visita sia inserita nella proposta turistica “Varese Liberty Tour” un viaggio nell’art noveau varesina, un tuffo negli anni della belle epoque.

Ma rimangono ancora delle cose da dire. Sulla birra e la sua produzione. Sulla chimica ancestrale ed inconsapevole dei Sumeri e degli Egizi. Sull’epoca delle birre prodotte dai religiosi medioevali. E altre cose interessanti.

 

 

Il mio legame con la chimica.

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Mauro Icardi

E’ da qualche giorno che sto riflettendo sul mio legame con la chimica. Alla chimica devo il fatto di avere un lavoro che svolgo ormai da quasi trent’anni. E che mi permette di esercitare uno dei primi doveri dell’uomo, cioè provvedere a sé stesso e alla famiglia. In tutto questo tempo sono riuscito a resistere a lusinghe di vario genere. Lusinghe che mi avrebbero dirottato dietro ad una scrivania ed un computer, ed alle quali ho opposto sempre dei cortesi ma risoluti dinieghi.

Ancora adesso provo un certo piacere sottile nell’entrare in Laboratorio, verificare se tutto è in ordine, se gli strumenti che hanno funzionato durante la notte hanno terminato le loro determinazioni e se tutto è in ordine. Operazioni abituali, ma che allenano all’osservazione e a capire al volo se ci sono problemi e come risolverli.

Mi occupo di acqua ed i campioni che analizzo non sono di matrice particolarmente complessa, come potrebbero essere rifiuti e fanghi, ma un campione di ingresso di un’acqua di un depuratore presuppone una certa capacità di gestione. L’acqua reflua solitamente ha una propria carta d’identità precisa in termini di colore, odore, pH . Bisogna cercare di evitare grossolani errori nel trattamento preliminare, errori che potrebbero falsare il risultato dell’analisi. Capire subito se il campione per esempio necessita di una diluizione, se deve essere filtrato e in che modo.

Sono accorgimenti pratici che trovano la loro ragione di essere nella chimica di un tempo. La chimica degli albori, quella che non aveva ancora incontrato e stabilito legami con la fisica e la meccanica quantistica. La chimica studiata sui mai archiviati testi di analisi quantitativa, e in particolare sulle tecniche di gravimetria.

Quella che ritengo personalmente la base di preparazione indispensabile, o almeno difficilmente sostituibile di chi in laboratorio ci lavora.

Oggi lavoriamo con strumentazione sofisticata ed in parte la nostra formazione ed i nostri studi si sono ovviamente modificati. Dobbiamo alle scoperte della fisica se nei laboratori utilizziamo tutte le conosciute e affermate tecniche analitiche e gli strumenti indispensabili, dallo spettrofotometro, fino al gas massa.

Ci aiutano ad essere produttivi e, perdonatemi il mio essere “chimicocentrico” ormai fanno parte del nostro bagaglio di esperienze. Approfondiamo le basi della tecnica, seguiamo corsi di formazione sulle nuove tecniche. Ma alla fine un campione pretrattato o diluito, una retta di taratura preparata correttamente è cosa da chimici, ed affonda le radici in tempi lontani.

Lavorare nel settore idrico mi ha portato a stabilire curiosità ed interesse per la biologia. Almeno per quanto riguarda l’esecuzione delle analisi microbiologiche. Nella lettura delle piastre la mia formazione mi porta sempre ad utilizzare i modi di esprimersi del chimico. La diluzione di un campione d’ingresso di acque reflue su cui fare la semina dei coli totali è sempre 1/1000. Sarebbe più elegante esprimerlo come 10-3 ed in effetti così lo esprimo scrivendolo sulle piastre. Sembrano piccoli dettagli, ma forse non lo sono.

Mi aiutano nel lavoro le nozioni di chimica industriale e di chimica fisica, da applicare nei trattamenti di depurazione.

Ma non sono solamente queste le riflessioni di questi giorni. Rifletto sull’evoluzione, anzi visto che si parla di chimica, sulla trasformazione della chimica e dei chimici. Da sempre conviviamo con una pessima reputazione. Eppure molti di noi sono impegnati a pieno titolo nel settore ambientale. Altri certamente nel trovare nuove vie per far sì che la chimica si rinnovi. La buona parte dello studio della chimica organica nel passato consisteva nello studio dei composti del petrolio. Sul petrolio si è costruito il nostro benessere e buona parte delle nostre conoscenze di chimici. Non mi sembra fuori luogo pensare che su queste basi possiamo essere utili a capire come potremo diventare parsimoniosi nell’utilizzarlo. Come lo sostituiremo e come sostituiremo le migliaia di prodotti che da esso abbiamo ottenuto.

La chimica sposa l’aggettivo “verde”. Cerca di riabilitarsi, ma in realtà è la visione che la maggior parte delle persone ne ha, che deve cambiare, anche se mi rendo conto che è molto difficile.

Oggi ho acquistato l’ultimo numero de “Le Scienze” e per coincidenza, mentre lo sfogliavo ho aperto subito la rivista su un articolo che parla di inquinamento da Pfas nelle acque potabili negli Stati Uniti. Qualcosa si rimette in moto. Curiosità che divora. La sensazione che mi porta a pensare che anche solo impegnandomi nel mio lavoro giornaliero possa contribuire a qualcosa. Questi composti, come altri organici e persistenti si stanno diffondendo nell’ambiente, entrano nel sangue delle persone, sono accusati di produrre (ma non è ancora nota la correlazione secondo l’autore) problemi al sistema immunitario e ingrossamenti del fegato.

Verranno certamente normati, si stabilirà il limite ammissibile, e dovremo determinarli. Solo pochi giorni fa ne ho parlato con altri colleghi che lavorano in aziende del settore idrico.

Mi sento davvero a volte un “chimico militante” come scriveva Primo Levi. Sono un tecnico e non un ricercatore. Sconto il paradosso di avere sviluppato l’interesse per la chimica proprio negli anni in cui è diventata lo spauracchio di molti. Gli anni degli allarmi sui coloranti alimentari, di Seveso.

Eppure sono ancora totalmente rapito da questo mestiere. Mi piace riflettere e mi piace riaprire i libri di testo, i libri di divulgazione chimica. Non mi sono mai spiegato razionalmente il perché. Ma ci sento una familiarità. Mi fa star bene aprire un libro di chimica. Un piacere che è simile a quello di un giro in bicicletta.

“Ma guardate l’idrogeno tacere nel mare
guardate l’ossigeno al suo fianco dormire:
soltanto una legge che io riesco a capire
ha potuto sposarli senza farli scoppiare.
Soltanto la legge che io riesco a capire.”

Fabrizio de Andrè   “Un chimico”

Nonostante la cattiva fama io credo e spero in un futuro per la chimica. Una chimica trasformata, che dialoga con le altre discipline scientifiche. E che finalmente supera una reputazione negativa, che fondamentalmente non merita. Che ha molto da dire. Che aiuta ad avere un atteggiamento mentale pratico e concreto.

Ma a mio parere la chimica non risolve solo problemi pratici e materiali, perché se la si conosce meglio ci si trovano metafore ed analogie che aiutano a costruire un filosofia spicciola per la vita quotidiana.

 

Due parole su chi controlla le acque potabili.

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Mauro Icardi

La scorsa settimana una delle “Pillole di Mercalli”, filmati che il noto climatologo dedica ai temi ambientali e che vanno in onda su Rai News, è stata dedicata all’eccessivo consumo di acqua in bottiglia da parte degli Italiani.

Terzi a livello mondiale dopo Messico e Tailandia.

Ho visionato il filmato sul sito della Rai e ho voluto vedere qualche commento a proposito. A parte il solito schierarsi a favore o contro il consumo di acqua in bottiglia per ragioni diverse (sostenibilità ambientale su tutte, ma anche abitudini e gusti personali), ho potuto notare come al solito il proliferare di luoghi comuni decisamente banali.

Si sa che in generale le persone si lamentano dell’odore di cloro dell’acqua potabile (problema che è risolvibilissimo con il semplice utilizzo di una caraffa dove far riposare l’acqua per circa trenta minuti).

Molti sono addirittura convinti che l’acqua potabile sia nociva per la salute. E non è semplice far capire che un gestore di acquedotto ricorre alla disinfezione per consegnare l’acqua completamente esente da microorganismi potenzialmente patogeni.

Devo dire che ormai mi sono quasi rassegnato a questo tipo di commenti. Ma non ho resistito a dover rispondere ad un commento che in maniera superficiale e direi offensiva, sosteneva che la fiducia nell’acqua in bottiglia risiedesse nel fatto che le aziende imbottigliatrici “fanno i controlli”, e che conseguentemente i controlli effettuati dai gestori del ciclo idrico fossero insufficienti, o addirittura mancanti.

Ho risposto al commentatore, scrivendo che, se era così sicuro che gli addetti al controllo delle acque potabili della sua zona adottassero comportamenti omissivi nello svolgimento delle analisi , non gli restava che presentare una circostanziata denuncia alla Procura della Repubblica.

Assumendosi l’onere e la responsabilità di quanto affermava. Inutile dire che non ho ricevuto nessuna risposta a questo mio commento.

Forse avrei dovuto ignorare questo commento, come molti altri. Commenti che riguardano gli argomenti più diversi. Sulla possibilità che il web amplifichi quelle che un tempo erano le chiacchiere da bar si espresse già Umberto Eco. E sulla propagazione di bufale e leggende per meccanismi di conferma che si sviluppano per esempio tra chi crede alle scie chimiche, e sulla facilità con cui queste possono prendere piede ci sono già molti studi, e molti interessanti articoli. Uno molto interessante a firma di Walter Quattrociocchi è uscito sul numero 570 de “Le scienze” nel Febbraio 2016.

Ma su una cosa di questa importanza, non ho voluto far finta di niente. Mi sono sentito chiamato in causa in prima persona, ed ho pensato anche a tutte le persone che conosco negli incontri di lavoro, e che si occupano di qualità dell’acqua potabile.

Le società di gestione e conseguentemente gli addetti sono tenuti a rispettare quanto disposto dal Dlgs 31 che regola i controlli sulle acque destinate al consumo umano.

I controlli sono sia interni, cioè svolti dall’azienda di gestione dell’acquedotto, che esterni cioè effettuati dalle aziende sanitarie locali. I gestori sono soggetti ad un numero definito di analisi in funzione del volume di acqua erogata.

Questo il link del Dlgs 31.

https://www.arpal.gov.it/images/stories/testi_normative/DLgs_31-2001.pdf

Mi chiedo come si possa pensare che le aziende sanitarie, i gestori di acquedotto possano mettere in pratica comportamenti omissivi.

Siamo tenuti a conservare i risultati delle analisi per cinque anni, a pubblicare i rapporti di prova sul sito della nostra azienda per ottemperare a criteri di qualità e di trasparenza.

Ma soprattutto siamo coscienti di fornire un servizio. Come addetti al laboratorio poi siamo impegnati in un lavoro continuo di aggiornamento sia normativo che analitico. Le aziende acquedottistiche dovranno nel futuro sviluppare un proprio “Water Safety Plan” , cioè monitorare i fattori di rischio non solo a livello analitico, ma territoriale e di rete.

Siamo consapevoli dell’importanza della risorsa acqua.

Io ho come hobby il ciclismo. E ogni volta che faccio uscite in bicicletta rivolgo sempre un ringraziamento ai colleghi di altre aziende, quando sosto presso una fontanella o ad una casa dell’acqua. Al loro lavoro che mi permette di combattere sete e caldo, soprattutto in questi giorni.

Ma vorrei dire un’ultima parola a chi crede che non si facciano i controlli. Come chimici, come biologi, come tecnici di rete siamo vincolati ad un importante valore. Sappiamo di svolgere un servizio e conosciamo cosa significa una parola: etica. La conosco personalmente come chimico che in qualche caso ha rinunciato a ferie o permessi per terminare un’analisi urgente o la lettura di una piastra di microbiologia.

La conoscono i colleghi che a qualunque ora del giorno e della notte sono chiamati ad intervenire per ripristinare la fornitura dell’acqua. Lo sostengo da sempre. Non è con la demagogia o il sensazionalismo che si possono affrontare questi problemi. E questa cosa vale non solo per la mia azienda.

Riflettere un attimo prima di dire cose insensate è una virtù ormai scomparsa.

Un tema emergente: depuratori come bioraffinerie.

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Mauro Icardi

Con una certa ricorrente periodicità si leggono sui giornali notizie che parlano in maniera molto generica del potenziale energetico della FORSU, ovverosia della frazione umida dei rifiuti solidi urbani, e più in generale dei reflui fognari. Ho seguito, a livello di esperienze in scala di laboratorio questo tipo di sperimentazioni, e posso dire che funzionano. Ma occorre fare immediatamente alcune considerazioni e sgombrare il campo da possibili obiezioni o fraintendimenti. Questo tipo di tecnica, cioè la codigestione di frazione umida dei rifiuti, o di diverse tipologie di residui di origine organica, di sottoprodotti di lavorazioni agroindustriali insieme ai fanghi originati dalla depurazione a fanghi attivi tradizionale, non è da confondersi con la produzione di biogas da biomasse eventualmente coltivate o importate esclusivamente a questo scopo.

Si tratta di una possibilità diversa. La digestione anaerobica è circondata troppo spesso dalla solita confusione che si fa quando si parla di questioni tecniche. I fanghi di risulta dei depuratori vengono mandati al trattamento di digestione anaerobica sostanzialmente per ridurne il potenziale di putrescibilità e per essere parzialmente igienizzati. La riduzione della percentuale di sostanza organica permette successivamente un trattamento più agevole dei fanghi destinati ad essere resi palabili e smaltibili con un trattamento di disidratazione meccanica.

La possibilità di trattare insieme ai fanghi la frazione umida dei rifiuti solidi aumenta considerevolmente la produzione di metano. Il principio della codigestione si adatta al trattamento anaerobico della FORSU; infatti, la combinazione di biomasse eterogenee permette di ottenere una matrice da digerire che risponda meglio alle caratteristiche chimico-fisiche desiderate. Ad esempio, una corretta ed attenta miscelazione di matrici differenti può aiutare a risolvere problemi relativi al pH e al corretto rapporto acidi volatili/alcalinità.

La codigestione è pratica standard in diversi paesi europei, quali Francia e Norvegia.

Le matrici attualmente più utilizzate nella codigestione sono gli effluenti zootecnici, gli scarti organici agroindustriali e le colture energetiche. Gli scarti organici da utilizzare come co-substrati provengono dalle più svariate fonti e possiedono quindi forti differenze nella composizione chimica e nella biodegradibiltà. Alcune sostanze (quali percolati, acque reflue, fanghi, oli, grassi e siero) sono facilmente degradabili mediante digestione anaerobica senza richiedere particolari pretrattamenti, mentre altre (scarti di macellazione e altre biomasse ad elevato tenore proteico) necessitano di essere fortemente diluite con il substrato base, in quanto possono formare metaboliti inibitori del processo (ad esempio l’ammoniaca). Una vasta gamma di matrici richiede step vari di pretrattamento quali, ad esempio, il rifiuto organico da raccolta differenziata, gli alimenti avanzati e/o scaduti, gli scarti mercatali, i residui agricoli e gli scarti di macellazione. La codigestione, se gestita correttamente, è una buona pratica per migliorare la gestione e le rese di un impianto di digestione anaerobica.

Le modifiche impiantistiche dei digestori esistenti potrebbero riguardare la realizzazione di agitatori interni al comparto di digestione, e nel caso del trattamento di frazioni organiche solide di trituratori e coclee per il caricamento dei reflui nel comparto di digestione.

Oltre a problemi di tipo impiantistico e di gestione di processo occorre anche citare problemi di carattere autorizzativo e burocratico. Che permettano di agevolare l’eventuale uso di residui che da rifiuti si trasformino in materie prime secondarie.

Un ultima considerazione. Mediamente la produzione specifica di biogas dai soli fanghi di depurazione desunta da dati di letteratura e sperimentali è di circa sui 10 m3/t. Quella della FORSU raggiunge i 140 m3/t.

La sinergia è quindi ampiamente auspicabile.

Questo filmato mostra una prova di infiammabilità eseguita insieme a studenti dell’Università di Varese durante una delle sperimentazioni lab scale di codigestione.

Una piccola dedica ed un ricordo di anni proficui sia professionalmente che umanamente. Una piccola dedica ai ragazzi che ho seguito con affetto e passione.

Fatta questa lunga premessa, in questi giorni ho notato che la pubblicità di una nota industria petrolifera parla di sperimentazioni volte ad ottenere “tramite lo studio della decomposizione anaerobica dei primi organismi viventi” lo sviluppo di un processo che permette “di ottenere un bio olio da impiegare direttamente come combustibile o da inviare successivamente ad un secondo stadio di raffinazione per ottenere biocarburante da usare nelle nostre automobili”.

Questa affermazione mi lascia sinceramente perplesso. Il tema dell’ottenimento di petrolio dai rifiuti ricorda la vicenda ormai nota della Petrol Dragon.

E’ noto che per convertire sostanza organica in idrocarburi si debba lavorare ad alte pressioni e temperature. Uno studio sperimentale per convertire alghe in biocarburante identifica i parametri di processo in una temperatura di 350°C e pressione di 3000 psi.

Questo il link dello studio.

http://www.smithsonianmag.com/innovation/scientists-turn-algae-into-crude-oil-in-less-than-an-hour-180948282/?no-ist

Questo processo convertirebbe dal 50 al 70% della mistura di acqua e alghe in “una specie di petrolio greggio in meno di un’ora” .

Da quel che si deduce fino ad ora lo studio è fermo alla fase di realizzazione in scala impianto pilota.

Allo stesso modo un processo che volesse ottenere combustibili liquidi utilizzando come materia prima la FORSU e che dovrebbe subire lo stesso tipo di trattamento, da adito a diverse perplessità, vista l’eterogeneità del materiale di partenza.

La FORSU che sappiamo essere facilmente gassificabile dovrebbe produrre biogas che si dovrebbe convertire in gas di sintesi, se la quantità di metano fosse sufficientemente elevata, e successivamente tramite reazioni quali quella di Fischer Trops in carburante sintetico. Probabilmente troppi passaggi. E visto il prezzo ancora relativamente basso del petrolio probabilmente anche antieconomico.

Molecole come gioielli.

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Mauro Icardi.

Una delle ultime scoperte personali che ho fatto mentre curiosavo in vari mercatini insieme alla famiglia, è quella delle collane che hanno come ciondoli la rappresentazione di molecole.

Cercando sul web e sui cataloghi sono definite come le collane delle molecole della dipendenza.

Caffeina, teobromina, saccarosio sono le rappresentazioni più frequenti. Ma si trova in commercio anche la molecola della ketamina e quelle della serotonina e dell’ossitocina.

Devo dire che la mia prima reazione è stata di stupore. Ma dopo qualche riflessione ho cominciato a pensare al fatto che le molecole , e specialmente quelle dei composti organici hanno indubbiamente una loro eleganza strutturale. Una loro estetica definita che abbiamo imparato ad apprezzare. In special modo i chimici.

Ma mi domando che cosa significhi questo per chi non è un chimico. Alcune persone possono sfoggiare la molecola della caffeina per mostrare agli altri di essere incalliti consumatori di caffè, oppure incapaci di sfuggire alla tentazione di un pezzetto di cioccolato. Oppure più semplicemente questo genere di oggetti piacciono esclusivamente come oggetti di moda. In effetti li ho visti su bancarelle che sfoggiavano diverse tipologie di ciondoli con simboli di diverso tipo. Dal simbolo taoista dello yin e dello yang, fino a disegni di elfi o draghi che appartengono all’immaginario delle saghe fantasy.

Quando mi sono qualificato come chimico ai venditori sono rimasti lievemente spiazzati. Loro vendevano questi ciondoli enfatizzando alcune proprietà delle molecole stesse, tipo quelle della serotonina come molecola della felicità. Io ero invece tentato di acquistarle per spirito di appartenenza alla categoria.

In fin dei conti potrebbe non esserci nulla di male in questo, cioè nel fare una sorta di “marketing molecolare”. Qualcuno potrebbe usare questi monili per fare colpo sul ragazzo o la ragazza studenti di Chimica verso per il quale prova attrazione Ma sarebbe una cosa decisamente positiva se questa moda risvegliasse una curiosità più profonda.

Una curiosità che spinga le persone non solo a sapere quali sono le proprietà della molecola rappresentata sul ciondolo che hanno deciso di acquistare (cosa per altro positiva), ma anche di approfondire qualche nozione di chimica studiata in passato. Magari ricordarsi il principio di Avogadro. E volendo anche come lo stesso principio che più o meno tutti hanno studiato o enunciato : “Volumi uguali di gas diversi nelle stesse condizioni di temperatura e di pressione contengono lo stesso numero di molecole.”

Le molecole rappresentate mi hanno ricordato anche quanto scrive Primo Levi in “Azoto” il racconto del sistema periodico. Quello della mancata sintesi dell’allossana come colorante per le labbra.

Levi ne parla così “ Eccone il ritratto: dove O è l’ossigeno, C il carbonio, H l’idrogeno (Hydrogenium) ed N l’azoto (Nitrogenium). E una struttura graziosa non è vero? “

E su questa sua affermazione si può essere completamente d’accordo. Chimici o non chimici.

Per concludere questo articolo devo doverosamente citare due colleghi della redazione. Margherita Venturi e Vincenzo Balzani. Sul loro libro “Chimica! Leggere e scrivere il libro della natura” ci fanno conoscere le opere di uno scultore ungherese Vizi Bela che prende spunto dalle molecole per le sue opere.

Bela è ingegnere chimico oltre che scultore.

A breve accompagnerò mia figlia ad una mostra mercato di fumetti ed oggettistica dove so che posso trovare ciondoli di questo tipo. Non so se riuscirò a resistere alla tentazione di acquistarne uno. E oltre alle ragioni che ho provato a spiegare, credo ce ne sia una che le supera tutte. Il primo soprannome che mi venne dato quando avevo all’incirca sette anni, dai ragazzi più grandi del corso di minibasket che frequentavo fu proprio questo: molecola. Non ho mai capito il perché, forse perché ero piccolo di età e di costituzione fisica. Ma non posso negare che sia stato un soprannome in qualche modo profetico.

Per l’aiuto nello studio della chimica i modelli molecolari sono di grande aiuto. Perché non pensare che in qualche modo possano servire anche queste collane?

Le molecole sono gioielli non solo quando le acquistiamo in gioielleria o nei mercatini. Sono gioielli della natura e del nostro percorso di conoscenza.

 

Inquinamento da PFAS in Veneto. Riflessioni.

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Mauro Icardi

La vicenda è venuta alla ribalta nel 2013. Durante l’effettuazione di ricerche sperimentali da parte del Ministero dell’Ambiente sui nuovi inquinanti “emergenti” è stata verificata la presenza di PFAS (Perfluoroalchili) in acque superficiali, sotterranee e potabili in Veneto. La zona interessata dall’inquinamento da PFAS comprendeva il territorio della bassa Valle dell’Agno (VI), e alcuni ambiti delle province di Padova e Verona .

E’ stata attivata una commissione tecnica regionale che ha provveduto ad emanare dei limiti di concentrazione ammissibili. Tali limiti non sono previsti nel D.lgs. 31/2001, che attua la direttiva 98/83/CE.

Non tutti i parametri sono presenti nelle tabelle del decreto, e questo per ovvi motivi. Il numero di sostanze che sono presenti e normate deriva dalle conoscenze scientifiche disponibili. Per queste sostanze viene fissato un valore di parametro che generalmente raccoglie gli orientamenti indicati dall’OMS (Organizzazione Mondiale della Sanità).

Per altri tipi di composti non normati si può applicare il principio generale presente nel Decreto 31 cioè che: “Le acque destinate al consumo umano non devono contenere microrganismi e parassiti, né altre sostanze, in quantità o concentrazioni tali da rappresentare un potenziale pericolo per la salute umana

La regione Veneto dopo aver riscontrato la presenza di questi inquinanti ha richiesto il supporto tecnico -scientifico del Ministero dell’ambiente e fissato dei limiti provvisori per il PFOA (Acido perfluorottanoico) pari a 0,5 microgrammi/litro, e di 0,03 microgrammi/litro per il PFOS (Acido perfluoroottansolfonico).

Oltre a questo si sono definite misure di emergenza per i gestori del ciclo idrico che hanno installato filtri specifici a carbone attivo per la rimozione di questi inquinanti.

E’ stato attivato un sistema di sorveglianza analitica, formazione per il personale sanitario e tecnico, un regolamento per l’utilizzo dei pozzi privati ad uso potabile. I cittadini che utilizzano pozzi, sia per uso potabile che per preparazione di alimenti devono ricercare la presenza di PFAS nelle acque prelevate allo scopo.

E’ stato attuato anche il biomonitoraggio della popolazione residente che si è concluso a fine 2016 mostrando livelli significativi di PFAS nel sangue di circa 60.000 persone.

L’ARPA del Veneto ha effettuato misurazioni che hanno riguardato falde ed acque superficiali per definire l’area interessata dal problema di inquinamento e definirne la provenienza.

Individuando come la contaminazione prevalente fosse dovuta agli scarichi di uno stabilimento chimico situato a Trissino in provincia di Vicenza.

Questo il preambolo generale. Ma ci sono alcune riflessioni da fare. A distanza di decenni lascia quantomeno sgomenti verificare che ancora oggi un problema di inquinamento ambientale sia dovuto ad una gestione scorretta dei reflui di lavorazione di un’industria.

Non è accettabile questo, perché negli anni abbiamo già dovuto assistere ad altri casi emblematici, casi che ormai sono parte della letteratura. Seveso, Priolo, Marghera, Casale Monferrato, Brescia. E ne dimentico certamente altri. Questo del Veneto sarà l’ennesimo caso. Occorre trovare l’equilibrio. La riconversione dei processi produttivi nell’industria chimica è ormai un’esigenza non rimandabile ulteriormente. Allo stesso tempo non è alla chimica come scienza che si deve imputare tout court il verificarsi di questi episodi, bensì ad una visione alterata di quelli che sono i nostri bisogni reali. L’azienda ritenuta responsabile dell’inquinamento sta affrontando il processo di riconversione. E questo come è probabile comporterà un percorso probabilmente lungo e tormentato. Non sempre le esigenze di occupazione e tutela ambientale seguono gli stessi percorsi.

Questo episodio deve fare riflettere anche per quanto riguarda la gestione del ciclo idrico. L’Italia deve investire e formare tecnici. Occorre dare una forma ad una gestione che al momento è ancora decisamente troppo frammentata e dispersa. Questo non significa, come spesso molti temono, innescare un processo contrario alla volontà espressa nel referendum del 2011. Ma mettere in grado le varie realtà territoriali di gestire emergenze che (purtroppo) potrebbero anche ripetersi.

Sono necessarie sinergie tra tutti i soggetti coinvolti (ISS, ARPA, Gestori del ciclo idrico).

L’ultima riflessione è molto personale, ma la ritengo ugualmente importante. Niente di tutto questo potrà prescindere da una più capillare educazione scientifica ed ambientale. Che riguardi non solo chi sta seguendo un corso di studi, ma in generale la pubblica opinione. Un cittadino compiutamente e doverosamente informato è un cittadino che può operare scelte più consapevoli. La spinta al cambiamento, alla riconversione dei processi produttivi parte anche da questo.

Approfondimenti.http://areeweb.polito.it/strutture/cemed/sistemaperiodico/s14/e14_1_01.html

https://sian.ulss20.verona.it/iweb/521/categorie.html

http://www.arpa.veneto.it/arpav/pagine-generiche/allegati-pagine-generiche/pfas-relazioni-attivita-arpav/Contaminazione_da_PFAS_Azioni_ARPAV_Riassunto_attivita_giu2013_gen2017.pdf

Nota del post master. Si stima che nel periodo 1970-2002 siano state utilizzate nel mondo 96.000 tonnellate di POSF (perfluorooctanesulphonyl fluoride) con emissioni globali di POSF tra 650 e 2.600 ton e di 6.5-130 ton di PFOS. La maggior parte del rilascio avviene in acqua (98%) e il rimanente in aria. Non sono biodegradabili in impianti a fanghi attivi.

Ciclo idrico integrato: la situazione della depurazione.

In evidenza

Mauro Icardi

In questi anni il cambiamento climatico, logiche di sfruttamento intensivo delle risorse idriche e scarsa attenzione all’ecosistema stanno determinando condizioni di vera e propria crisi globale dell’acqua.
L’Italia per altro è in emergenza nel settore fognatura e depurazione dal 2005, e rischia forti multe dopo aver subito già due condanne dalla Corte di Giustizia Europea per depurazione incompleta o non sufficiente a raggiungere standard qualitativi adeguati. La tendenza negli anni è quella di ottenere acque reflue che raggiungano standard di qualità sempre maggiori, e per questa ragione gradualmente si rendono più restrittivi i limiti tabellari per alcuni inquinanti. Questo anche in funzione di un possibile riuso per utilizzo irriguo delle stesse.
Per ottemperare a tali obblighi che per quanto riguarda gli impianti con potenzialità superiori a 100.000 ae (abitanti equivalenti) diventano molto restrittivi sarà necessario intervenire sugli impianti esistenti .
Peraltro, un impianto in condizioni normali di funzionamento riesce a garantire il rispetto dei limiti su BOD, COD e solidi sospesi senza particolari difficoltà. Diverso è invece il caso dei nutrienti per scarichi in aree sensibili. Le quali non rappresentano più solo i laghi, ma per esempio anche l’area del bacino del Po e che quindi vanno ad interessare impianti che precedentemente non sottostavano a limiti così riduttivi (per esempio per quanto riguarda il fosforo totale).
In generale, quindi, si prospetta la necessità di intervenire su un gran numero di impianti di depurazione per far fronte a due ordini di esigenze: incrementarne la potenzialità (come carico trattabile) migliorare le rese depurative (abbattimento in particolare dei nutrienti).

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Nel caso in cui le caratteristiche del liquame influente non rappresentino un fattore inibente (ad esempio in termini di pH, rapporto BOD/TKN (TKN=total Kjeldahl nitrogen), presenza di sostanze tossiche, ecc.), le condizioni richieste, per conseguire la nitrificazione, sono essenzialmente un adeguato contenuto di ossigeno nel comparto di ossidazione e un’età del fango sufficientemente elevata anche in relazione alla temperatura del liquame.
Gli interventi che possono essere attuati a livello dei pretrattamenti e trattamenti primari hanno l’obiettivo di ridurre il carico in ingresso al reattore biologico e/o il rapporto Carbonio/Azoto, così da favorire la nitrificazione.
Anche l’aggiunta di un sistema di coltura a biomassa adesa permette di migliorare la fase di nitrificazione.
Vi sono due distinte possibilità: un sistema ibrido che viene inserito nel preesistente bacino di ossidazione a fanghi attivi, ed un sistema separato che viene di solito inserito a valle della fase di sedimentazione finale per incrementare le rese di nitrificazione e quindi di abbattimento dell’ammonio.
Si tratta in pratica di fissare la biomassa nitrificante su supporti fissi aventi elevata superfice specifica (per esempio supporti in polietilene o in matrici di gel).

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In questo modo viene fatto passare attraverso questo stadio di trattamento un liquame caratterizzato da un rapporto BOD/TKN molto basso, favorevole allo sviluppo di una biomassa nitrificante, in quanto la maggior parte della sostanza organica è stata rimossa nella fase precedente del trattamento.
La separazione del processo biologico in queste due fasi permette maggiori rese singole nei due comparti (ossidazione biologica della sostanza organica e nitrificazione) risolvendo anche problemi gestionali e di conduzione.
Una semplice operazione che può migliorare la resa di nitrificazione è quella di realizzare un bacino di riaerazione della corrente di ricircolo dei fanghi prima del rilancio nel bacino di ossidazione biologica.
Altro problema che si può presentare è dovuto al sovraccarico della fase di ossidazione biologica con un maggior contributo di azoto derivante dal ricircolo dei surnatanti che può variare dal 5 al 25% rispetto all’azoto proveniente dalle acque reflue in ingresso impianto. I sovraccarichi però possono anche raggiungere il 65% dell’azoto entrante, dal momento che i ricircoli sono discontinui nel tempo. Un primo provvedimento da adottare può quindi essere quello di distribuire nell’arco delle 24 ore (eventualmente equalizzandoli) i carichi derivanti dai surnatanti delle fasi di trattamento fanghi, o, meglio ancora, rinviarli all’impianto durante le ore notturne, a basso carico. L’azoto presente nei surnatanti (prevalentemente in forma disciolta) è ammoniacale, nel caso degli ispessitori e dei digestori anerobici, nitroso o nitrico nel caso della stabilizzazione aerobica.

STSTW_GasMixingTypeDigestionTank

Per quanto riguarda la sezione di denitrificazione una possibilità per gli impianti che ricevono reflui speciali, consiste nel dosaggio di rifiuti caratterizzati da elevata concentrazione di carbonio velocemente biodegradabile e trascurabile contenuto di nutrienti, come substrato organico per incrementare le velocità di denitrificazione negli appositi comparti. Occorre però preventivamente verificare ed escludere la presenza di fattori inibenti.
Questi sono alcuni esempi di possibilità di diversa conduzione di impianti, o di modifiche strutturali che non richiedano il completo rifacimento di un impianto non più adeguato a conseguire standard di abbattimento elevati.
Per inquadrare il problema anche dal punto di vista economico credo valga la pena di ricordare che per la riconversione dell’impianto di depurazione di Santa Margherita Ligure, ubicato nel territorio del Parco Naturale Regionale di Portofino, che originariamente era dotato solo di un trattamento primario, è stato dotato di trattamento terziario con filtri a membrana che permettono l’utilizzo dell’acqua depurata come acqua di riuso. Data la particolare ubicazione dell’impianto, adiacente ad un territorio che, pur inserito in un area protetta vede la presenza di stabilimenti balneari e di alberghi, lo si è collocato all’interno di una parete rocciosa per mimetizzarlo e si e costruita una tubazione di 1200 metri che convoglia le acque depurate al largo della costa. Un impianto decisamente all’avanguardia il cui rifacimento è costato venti milioni di euro ed ha una potenzialità tutto sommato media, visto che tratta reflui pari a 36000 abitanti equivalenti, sia pure con le oscillazioni di portata e di carico legate alla fluttuazione stagionale tra stagione turistica estiva e stagione invernale.
Ultima considerazione legata al settore depurazione è quella legata alla necessità di strutturare adeguati laboratori analitici. La normativa vigente (dlgs 152/2006) prevede che il gestore si serva di laboratori interni, o che in alternativa stabilisca convenzioni con altri gestori che ne siano dotati.
E’ prevedibile che in futuro la necessità di ricerca di nuovi parametri (inquinanti emergenti di varia natura) preveda non solo l’utilizzo di nuove tecniche analitiche in maniera generalizzata (spettrometria di massa a plasma con accoppiamento induttivo e gascromatografia-spettrometria di massa), ma che richieda come prescrizione normativa l’accreditamento dei laboratori dei gestori del ciclo idrico. Questa per lo meno è la tendenza che sembra ispirare le scelte in Regione Lombardia.