L’acqua, un indicatore di sostenibilità.

In evidenza

Luigi Campanella, ex Presidente SCI

Acqua, cultura, pace: un triangolo molto significativo. Pace vuol dire messa in comune di ricchezze e di risorse: il nostro Pianeta è nato senza barriere, senza confini. Le risorse del pianeta appartengono a tutte le Nazioni. Il pianeta Terra non conosce né le Nazioni, né i confini di proprietà degli Uomini. Esso cela, conserva ed elargisce i beni primari perché i Regni di Natura più evoluti ne possano trarre sostentamento.

E’ in questo spirito che l’Umanità deve operare con scambievole collaborazione, utilizzando le materie prime secondo il principio di equità. Fra queste risorse l’acqua è di certo la più necessaria per il nostro corpo: si può sopravvivere alla fame non alla sete.

L’acqua è una risorsa essenziale per la vita dell’uomo.Essa è fondamentale non solo per la sopravvivenza stessa, ma anche per attività quali agricoltura ed industria. Senza di essa non vi può essere sviluppo ed il mantenimento delle risorse idriche è problema molto importante. Le riserve idriche sono infatti soggette ad un deterioramento dovuto a molti fattori, tra i quali gli scarichi industriali, l’utilizzo di pesticidi in agricoltura, l’inquinamento atmosferico, riportato al suolo dalle piogge acide.

La ricchezza d’acqua non sempre significa disponibilità: in un terreno agricolo ad esempio si possono creare a seguito di ripetuti interventi sbagliati da parte dell’uomo delle condizioni assai negative a fini della trasferibilità e del trasporto dell’acqua. Sono stati messi a punto test idonei propri e finalizzati a misurare non la quantità di acqua presente, ma il grado di disponibilità.

Anche l’aspetto energetico sembra oggi cambiare. L’era dell’idrogeno, la nuova forma pulita di accumulo dell’energia ci obbliga a considerare l’acqua anche da questo punto di vista: risorsa preziosa di idrogeno. Se poi gli aspetti economici di bilancio non saranno soddisfatti, questo nulla toglie ad un’ennesima preziosità dell’acqua, essere un abbondante potenziale contenitore di idrogeno. Tra l’altro l’impiego della luce solare (in presenza di un catalizzatore) come energia estrattiva apre ulteriori spazi da percorrere.

Lo stesso ruolo che l’acqua esercita per il nostro corpo, la cultura esercita per la nostra anima e la nostra mente che sono alimentate dalla cultura, intesa in senso formativo e stimolante, conoscitivo e sociale. Traduzioni, religioni, arti di un popolo ne rappresentano la ricchezza comune, ma anche quella di ogni singolo cittadino. Queste risorse, acqua e cultura, contribuiscono alla crescita sociale ed economica, alla qualità, della vita, alla salute dei popoli ma esse stesse, se distribuite in modo iniquo, diventano strumenti di discriminazione, di dominio e di potere. La pace ne risulta compromessa.

A chi vengono tolte acqua e cultura vengono sottratte risorse di vita. Ne risulta un quadro internazionale di paesi troppo ricchi e paesi troppo poveri: allora la globalizzazione che potrebbe in senso positivo essere interpretata come messa a comune di risorse, trasferimento di tecnologie, condivisione di progresso, caduta di barriere diviene invece occasione per discriminazioni, compressioni, prepotenze.

La comunità culturale è certamente più sensibile alle discriminazioni e all’equa ripartizione delle risorse di quanto non lo sia la comunità dell’acqua, intesa come espressione della comunità economica. La pace che da questo viene spesso compromessa può essere salvata da quella: in questo senso convegni, incontri, appelli delle comunità scientifiche e culturali rappresentano preziosi strumenti in difesa della pace, dell’equilibrio sociale,del diritto alla vita ed alle sue indispensabili risorse.

 

Il colore giallo.

In evidenza

Luigi Campanella, ex Presidente SCI.

Colori a base di sostanze minerali sono stati utilizzati sin dalla preistoria: gesso, ocra, nelle varie gradazioni dal rosso chiaro al giallo chiaro; neri ricavati da biossido di manganese o da carbone di legna, sono stati utilizzati per le pitture rupestri del paleolitico superiore, più raramente terre verdi e ossido di manganese marrone, ed eccezionalmente anche violetto di manganese.

A partire dal neolitico si amplia la gamma di minerali utilizzati per la pittura e la ceramica, e si creano vari coloranti a base vegetale o animale per la tintura di tessuti, quali il rosso di robbia, il blu indaco, il blu di guado, il giallo di reseda. Con lo sviluppo della tecnica metallurgica diventano inoltre disponibili nuovi composti metallici, come ossido salino e carbonato basico di piombo, antimoniato di piombo.

Gli Egizi sono stati il primo popolo a dedicare un particolare impegno nella preparazione di colori per la pittura. La “fritta Egizia” o “blu Egizio”, ottenuto per cottura in forno a 800-900o di una precisa miscela di calce, ossido di rame e quarzo, e successiva macinazione, partendo da minerali come calcare, malachite e sabbia, è il più antico pigmento di sintesi. Altro pigmento di sintesi è l’antimoniato di piombo, dal Seicento noto come giallo di Napoli, prodotto come ossido o carbonato di piombo e ossido d’antimonio, ottenuti mediante trasformazioni di minerali.

Alcuni pigmenti prodotti (inventati?) circa 4000-5000 anni fa sono rimasti dei colori fondamentali fino al 1700-1800. Per esempio la biacca rappresenta fino alla fine del 1800 un pigmento fondamentale della pittura.

Unico documento rimasto della pittura greca: La Tomba del Tuffatore a Paestum (480-470 a.C.)

Dell’epoca greca non sono rimasti documenti diretti dell’arte pittorica, ma solo ampie descrizioni (a parte la tomba del tuffatore e i dipinti su vaso).

In epoca romana, soprattutto a partire dall’epoca imperiale era disponibile una gamma sufficientemente ampia di pigmenti. Quelli più apprezzati erano il minio e il cinabro, estratti minerali che mescolati a ocre davano differenti toni di rosso, come quelli delle pareti pompeiane; il blu, il porpora, il verde estratto da una preziosa lega di rame e stagno utilizzata per produrre un bronzo dorato, il crisocalco; il giallo oro, il nero, il bianco, per il quale si utilizzavano almeno tre varianti di creta, distinguendo tra bianco brillante e bianco opaco. Si producevano anche colori splendidi, luminosi e resistenti, a partire da sostanze organiche, come il rosso porpora, che si ricava dalla secrezione di un gasteropodo del genere Murex, e un blu superbo, denominato vitrum, ottenuto dal guado, che si affiancava all’indaco e all’azzurrite, minerale composto di carbonato basico di rame. Anche i pigmenti gialli erano disponibili sin dall’antichità in molte varietà e in genere stabili e resistenti. Tra questi, terre gialle, solfuri come l’orpimento e il realgar, l’antimoniato di piombo e il giallo di reseda, un pigmento vegetale utile sia in tintoria che in pittura.

I pigmenti utilizzati nel Medioevo sono quelli ereditati dall’antichità. Minio e cinabro sono i due colori base del primo Medioevo (basti pensare alle miniature), insieme alla lamina d’oro, ottenuta semplicemente per battitura delle monete. Un importante nuovo pigmento è il blu oltremare prodotto dal blu lapislazzuli, importato dal lontano Afganistan, che si aggiunge all’azzurrite; da questa si sono ottenute diverse tonalità utilizzando differenti gradi di macinazione. I pittori medioevali fecero anche largo uso di sostanze organiche: tinture blu indaco e blu di guado cui aggiunsero il tornasole, oltre alla lacca di chermes, o cremisi, e alla lacca rossa del brasile.

Dal XI al XIV secolo la pratica della pittura passa dai monasteri alla città ed inizia l’attività professionale dei pittori, passando con Giovanni Bellini e con Tiziano, dalla tempera alla pittura a olio. I pittori erano costretti per dare luminosità ad aggiungervi biacca, divenuto segno rivelatore del passaggio dal colore medioevale a quello moderno. Ancora alla fine del Rinascimento i pittori preparavano direttamente nelle loro botteghe i propri pigmenti; così ai materiali di base si aggiungevano tutta una serie di materie come leganti e cariche.

I colori primari per il pittore sono il rosso (rosso-magenta), il blu (il blu-ciano) e il giallo. Ogni popolo in ogni tempo ha attribuito ai colori significati simbolici diversi e i nomi dati alle tinte variano da una cultura all’altra. Come racconta Manlio Brisantin, studioso dei colori, oggi il giallo affascina pittori, musicisti, stilisti, pubblicitari, consumatori, per la sua natura calda, luminosa, positiva. Ma non è sempre stato così. Nel passato il giallo è stato spesso associato a caratteristiche negative: era il colore della menzogna, del tradimento, della malattia, della follia.

Colore primario e perciò base di innumerevoli sfumature di colore, il giallo era uno dei colori prediletti dagli impressionisti, da Matisse e Gauguin, dai Fauves e dai rappresentanti dell’arte astratta come Mirò,che generalmente alla ricerca di colori vivi e contrari in buona parte a miscugli fra colori hanno trovato nel giallo le due caratteristiche cercate, colore caldo e preimario (insieme al rosso ed all’azzurro). Kandinskij nel suo “Lo spirituale è nell’arte” associa il giallo al triangolo, al misticismo e allo spirituale: colore dell’oro, del sole, del grano, del pane fragrante, dell’elevazione.

Orpimento giallo allo stato di minerale

Questo colore così pieno di significati, nasconde altri segreti che riguardano il mistero della sua composizione e produzione sin dall’antichità. Cennini lo definisce colore “artificiato” per poi ribadire, tuttavia, la sua provenienza non alchemica. Con il progredire della scienza moderna, questo colore divenne il centro di un dibattito sempre più appassionato che investì persino la prestigiosissima Acadèmie Royale des Sciences de Paris, dove vi si dedicano ancora oggi incontri enciclopedici, intrecciando la passione per settori culturali della conoscenza naturale all’attenzione per altri più coinvolti negli interessi economici dell’industria,come dimostrato dalle aree di studio più sviluppate nell’accademia,che vanno dalla biologia alla biofisica,dalla metrologia alla geodesia. Giallo di bario, giallo di cadmio, giallo di cobalto, giallo di cromo, giallo di marte, giallo di napoli, giallo di piombo-stagno, giallo di smalto, giallo di spincervino, giallo di stronzio, giallo di titanio, giallo di zinco, giallo indiano, giallo minerale, gomma gutta, lacca gialla, litargirio, massicot, ocra gialla, oro, oro musivo. orpimento, terra di siena naturale, terra d’ombra naturale, zafferano, sono i nomi dei pigmenti gialli più noti.

Nel XX secolo l’uso del colore deve essere messo in relazione soprattutto a Matisse (quello della forma probabilmente a Cezanne): colori basati sulla gioia indotta dalle tinte cobalto,cromo e cadmio della chimica del secolo prima.

Ulivi con cielo giallo e Sole di Vincent Van Gogh. 1889. SI trova in un museo di Minneapolis (USA)

La pittura acrilica, una tecnica nuova pittorica, è nata in epoca relativamente recente. Le prime ricerche ed i primi esperimenticon emulsioni sintetiche iniziarono intorno agli anni ventida parte di pittori messicani come Orozco, Rivera e Siqueiros,la cui esigenza era quella di avere colori con le caratteristiche di praticità come quelli ad olio,duttilità come quelli a tempera, trasparenza come l’acquarello e resistenza agli agenti atmosferici come l’affresco. Le vernici sono prodotte con polveri colorate (pigmenti) mischiate con una resina acrilica (quasi esclusivamente di origine chetonica) di essicazione variabile, generalmente veloce, a seconda delle resine, dei pigmenti e della fabbrica produttrice. Presentano vantaggi e difetti, ma hanno una caratteristica importante:a differenza delle tradizionali tempere, sono indissolubili una volta asciutti.

I colori acrilici sono tranquillamente mescolabili fra loro e come diluente è preferibile semplice acqua, utilizzabile anche per cancellare, prima dell’asciugatura, parti di colore. Alcuni tipi di colori acrilici sono sensibili alla luce che li fa schiarire, tipo i colori rosso-violacei e blu-violacei, perché creati con pigmenti derivati da composti chimici organici fotosensibili, a questo fenomeno si ovvia con una lacca di resina acrilica con filtro UV che protegge tali colori.

Per gli altri colori non c’è bisogno di fissativo perché la resina acrilica che li compone li fa resistere alla luce e agli agenti atmosferici, smog compreso. Si comprende allora l’importanza della scelta dei sistemi di illuminazione focali e generali all’interno dei musei e delle gallerie d’arte,in quanto da essa può dipendere la salvaguardia di opere d’arte pittoriche

Datazione dei manufatti di cemento.

In evidenza

Luigi Campanella, ex Presidente SCI.

Alcuni anni fa una legge stabilì che potevano essere salvaguardate costruzioni costruite senza il rispetto delle distanze dalle rive del mare purchè costruite più di 20 anni prima. Si scatenò una vera bagarre sulla datazione di molte costruzioni per farle datare anteriormente ai 20 anni richiesti.

La datazione del cemento era e resta un’operazione assai delicata a cui la chimica dà un sostanziale contributo. Inoltre il poter caratterizzare un materiale cementizio invecchiato rende possibile una migliore valutazione nella determinazione di eventuali interventi di consolidamento (nel campo dell’edilizia civile) o di restauro (nel campo dei beni culturali), oltre – come si è detto- la sua datazione anche al fine di contribuire a dipanare dispute legali riguardanti la collocazione temporale di costruzioni edili.

Allo scopo di individuare dei possibili indicatori analitici per la diagnosi dell’invecchiamento di manufatti cementizi la prima operazione da fare è esaminare alcuni campioni provenienti da manufatti cementizi appena lavorati (fresco, circa 1 mese) e invecchiati naturalmente (non inferiore a 10 anni) o artificialmente mediante esposizione combinata a luce e calore e procedere con una diagnosi circa le alterazioni con tecniche rapide, che non richiedono pretrattamenti, quali l’analisi termica simultanea (analisi termogravimetrica (TGA) e differenziale (DTA), la diffrattometria a raggi x (XRD).

A cosa sono dovute le alterazioni suddette?

Rispondere a questa domanda è già gettare una base per la datazione. Individuare modifiche del manufatto, che sono riferibili al suo invecchiamento, risulta utile nella diagnosi dell’età del materiale

Diversi processi chimico-fisici avvengono tra le prime fasi della lavorazione del cemento, in cui si procede all’impasto con acqua, e le successive fasi dell’indurimento. Dopo 28 giorni si ha una maggiore definizione della composizione e della struttura; è infatti dopo tale periodo che sono previste le prove meccaniche per rispondere ai requisiti di legge riguardanti le opere di edilizia civile. In pratica, però, alcuni processi avvengono con cinetiche talmente lente e in dipendenza dell’ambiente circostante, che alcune modifiche del manufatto si manifestano solo dopo diversi anni dalla sua preparazione.

9780820602127-3La composizione chimica del cemento, anche se variabile e dipendente dalla zona di provenienza, essenzialmente è determinata dai seguenti componenti.

  • Il clinker che rappresenta il costituente principale. dal punto di vista mineralogico, esso può essere considerato come una roccia artificiale, sostanzialmente a base di silicati ed alluminati insieme ad una fase vetrosa a base di ossidi, la cui formazione è basata sulle reazioni in fase solida e sulla fusione di parte dei suoi costituenti, con la formazione di un magma eutettico in seno al quale si completa la formazione dei composti cristallini non fusibili.
  • Il gesso è molto diffuso in natura in giacimenti di origine sedimentaria, talvolta ricoperti da depositi di cloruro di sodio o di argille e marne. Esso è costituito essenzialmente da solfato di calcio biidrato CaSO4 2H2O, ma di rado è allo stato puro e presenta spesso impurezze quali silice, allumina, ossido di ferro, ossido di manganese, carbonati di calcio e di magnesio, minerali argillosi.

Secondo la normativa UNI EN 197-1-2001 il solfato di calcio può essere aggiunto al clincker durante la macinazione sia sotto forma di gesso (solfato di calcio biidrato CaSO4·2H2O), di gesso semiidrato (CaSO4·1/2H2O), o come anidrite (solfato di calcio anidro CaSO4) o come miscela di questi.

  • La Pozzolana e le ceneri volanti

La Pozzolana è una roccia di origine vulcanica presente in varie località del Lazio, della Sicilia e della Campania (p.e. Pozzuoli). E’ costituita da ossidi,in prevalenza di silicio,ma anche di alluminio,fero,calcio ed altri metalli. Essa è costituita da lapilli e ceneri vulcaniche cementatesi per azione degli agenti atmosferici i quali, agendo sui componenti delle lave a base di silicio, hanno dato origine ad un prodotto di natura acida che contiene silice (SiO2) in forma reattiva, capace cioè di reagire a temperatura ambiente con l’idrossido di calcio formando dei composti insolubili. La pozzolana macinata insieme al gesso e al clinker è usata per produrre cementi pozzolanici.

triangle_imagelargeQuando si impasta il cemento con l’acqua, la massa in breve comincia a indurire (fa presa); col procedere del tempo l’indurimento prosegue (può durare anche molti anni) e se la malta è mantenuta sott’acqua può assumere consistenza lapidea. Diverse teorie sono state proposte per spiegare le reazioni che accompagnano presa e indurimento; di esse, una ne attribuisce la causa alla formazione dei composti cristallini che si originano dalla reazione dei componenti dei clinker con l’acqua, l’altra invece sostiene che si formino sostanze di natura colloidale.

cemento2

Illustrazione schematica dei pori nel silicato di calcio in diversi stadi di idratazione http://matse1.matse.illinois.edu/concrete/prin.html

Oggi si è giunti in parte ad una fusione di queste due teorie e la presa e l’indurimento delle malte cementizie vengono attribuiti all’idrolisi e all’idratazione degli alluminati e dei silicati di calcio presenti nel clinker con messa in libertà di idrato di calcio e alla formazione anche di ferriti di calcio idrati. Dei suddetti composti idrati solo l’idrato di calcio può dare cristalli sufficientemente grandi da essere visibili al microscopio, gli altri formano cristalli di dimensioni all’incirca uguali a quelle delle particelle colloidali. Il processo di presa del cemento prosegue con quello di invecchiamento durante il quale alcune delle reazioni descritte proseguono ed altre se ne instaurano, sostanzialmente reazioni della matrice con l’acqua che favoriscono una maggiore idratazione del materiale riferibile sia all’acqua di costituzione, che di adsorbimento. Inoltre l’ambiente di esposizione soprattutto nelle atmosfere urbane può facilitare l’innescarsi di reazioni che modificano la matrice.

I processi di invecchiamento del materiale cementizio, portano a modifiche composizionali e strutturali della matrice che possono essere messe in evidenza all’analisi diffrattometrica e termogravimetrica, in quanto capaci di discriminare fra cementi “giovani” e cementi “vecchi” sulla base di differenze riguardanti il loro stato di idratazione, ossidrilazione, carbonatazione e cristallizzazione.

In sintesi la ricerca di indici capaci di agire da marker dell’invecchiamento del cemento è avvenuta a partire da un confronto fra cementi preparati di fresco e cementi invecchiati naturalmente od artificialmente. Al fine di evidenziare le possibili differenze si è ricorsi all’uso di tecniche diffrattomentriche e di metodi termici.

Si è pervenuti alla conclusione che all’aumentare del tempo di invecchiamento aumenta la quantità d’acqua rilasciata al riscaldamento (dal 2-3% all’8-10%), diminuisce il rilascio di anidride carbonica (dal 35-40% al 6-10%) alla temperatura di decomposizione del carbonato e diminuisce il peso del residuo del processo di calcinazione (dal 40-42% al 16-20%). Tali differenze sono da attribuire a una degradazione subita durante l’invecchiamento dei composti che caratterizzano la formazione del cemento. A riprova di ciò a tali variazioni corrispondono ben individuate variazioni degli spettri di polvere ai raggi X.

 

Archeometria delle ossa.

In evidenza

Luigi Campanella, ex Presidente SCI

L’uomo da sempre lotta contro il tempo che passa cercando di conservare giovane ciò che invecchia: dagli oggetti al vestiario dal corpo alla mente. Però lo stesso uomo cerca di misurare l’invecchiamento perché da esso si possono ricavare informazioni e conoscenze. Il corpo umano è im gran parte degradabile, le parti di esso che più resistono al tempo sono quelle minerali:ossa e denti, preziose entrambe attraverso la misura della loro età per assegnare un residuo umano ad un tempo storico.

Durante la vita l’osso è uno dei tessuti connettivi del corpo ed è costituito da cristalli del minerale idrossiapatite, depositati su una matrice fibrosa della proteina collagene. Il minerale occupa il 71 per cento del volume, il collagene il 19, altre proteine il 2 e l’acqua l’8 per cento. Dopo la morte, le proteine si decompongono lentamente: questa decomposizione graduale rappresenta la base di un metodo di datazione delle ossa: il dosaggio dell’azoto. Il minerale restante è soggetto a sciogliersi in condizioni di terreno acido. Le ossa si sono conservate in siti archeologici molto diversi, e molto diverso è anche il loro stato di conservazione. Le ossa possono essere datate tramite diversi metodi. Il più comune è quello della datazione al radiocarbonio: sia il collagene che i componenti minerali possono essere databili. Recentemente un certo numero di campioni ossei sono stati datati tramite test all’uranio. Datazioni relative possono essere ottenute in base agli scambi chimici, collegati al tempo, che avvengono nelle ossa dopo la sepoltura. In particolare essi comprendono il dosaggio del fluoro e dell’azoto e la racemizzazione degli amminoacidi.

       Racemizzazione degli amminoacidi

Dopo la morte, le ossa insieme al resto del corpo, cominciano a decomporsi. Nelle ossa ciò significa la disgregazione , e il cambiamento della componente proteica, soprattutto il collagene.

Come le altre proteine il collagene è costituito da molecole di amminoacidi, e sono proprio queste che si separano e si disgregano; tale decomposizione ha suggerito un metodo di datazione, la datazione con l’azoto. Oltre all’effettiva disgregazione gli amminoacidi che rimangono intatti sono soggetti ad altro cambiamento. Durante la vita, tutti gli amminoacidi hanno un particolare orientamento riguardo la loro struttura molecolare (sono isomeri levogiri di tipo L.) . Dopo la morte gli amminoacidi si riallineano secondo un’immagine speculare della loro struttura molecolare (destrogiri , o di tipo D). La reazione, chiamata racemizzazione (o epimerizzazione), avviene lentamente e a un ritmo relativamente uniforme. La misurazione della proporzione della molecola di tipo D rispetto a quella di tipo L dovrebbe quindi fornire un metodo di datazione. Sfortunatamente la racemizzazione dipende anche dalla temperatura, dall’acqua del sottosuolo e dal grado di disgregazione delle molecole di collagene. Ciò rende difficile ottenere date affidabili.

         Datazione con l’azoto

Dopo la sepoltura, il collagene presente nelle ossa si decompone gradatamente, in maniera lenta e relativamente uniforme. Le ossa appartenenti alla stessa epoca e conservate in condizioni simili possiedono grosso modo la stessa quantità di collagene non ancora decomposto. Uno degli elementi essenziali del collagene è l’azoto, e quindi calcolandone la quantità contenuta nelle ossa antiche ritrovate si può risalire alla quantità di collagene già decomposto . La datazione relativa delle ossa in un contesto stratigrafico si può quindi determinare tramite il contenuto di azoto.

         Dosaggio del fluoro

L’acqua di falda che contiene fluoro si infiltra nei depositi e il fluoro viene assorbito nel reticolo dei cristalli del componente minerale dell’osso sepolto (nello stesso modo in cui il fluoro viene assorbito dagli strati superficiali dei denti tramite ripetuti spazzolamenti con dentifricio al fluoro). Ponendo un ritmo costante nella percolazione dell’acqua del terreno, la concentrazione di fluoro nell’ osso dovrebbe essere proporzionale alla sua età. E possibile attribuire date relative a ossa provenienti dallo stesso contesto stratigrafico paragonandone il contenuto di fluoro. Il falso di Piltdown fu smascherato proprio con questo metodo.

Le ossa sono uno dei materiali più comunemente inviati ai laboratori per la datazione al radiocarbonio con AMS (spettrometria di massa con acceleratore). Questo perché le ossa animali e umane sono spesso oggetto di studi archeologici.

Datazione al radiocarbonio

Molte delle informazioni che abbiamo sull’era preistorica sono state apprese grazie agli studi archeologici e alla datazione al radiocarbonio delle ossa. La datazione al radiocarbonio delle ossa è inoltre in grado di fornire informazioni più dettagliate sulle civiltà antiche.

Componenti delle ossa

Un osso è composto di materia al 30% organica ed al 70% inorganica. La porzione organica è rappresentata dalle proteine; la porzione inorganica include il minerale idrossiapatite, costituito da fosfato di calcio, carbonato di calcio, fluoruro di calcio, idrossido di calcio e citrato. La parte proteica, principalmente collagene, garantisce resistenza e flessibilità alle ossa, mentre l’idrossiapatite fornisce rigidità e solidità strutturale.

In teoria è possibile datare sia i componenti organici, sia quelli inorganici. Tuttavia, la struttura reticolare aperta dell’idrossiapatite la rende facilmente contaminabile dai carbonati provenienti dalle falde acquifere. Non è inoltre possibile applicare la rimozione dei carbonati contaminanti tramite lavaggi con soluzione acida diluita, poiché l’idrossiapatite è solubile in acido.

I laboratori utilizzano la componente proteica dei campioni di ossa nella datazione con AMS, poiché questa è relativamente insolubile in acido e può essere facilmente separata dall’idrossiapatite e dagli altri carbonati.

datazione14c

Tesi per la prova finale del Corso di Laurea in Fisica A.A. 2002-03 Tecnica di datazione con il Carbonio14 Candidato: Francesco Vernocchi Relatore: Prof. P. Corvisiero

Nei casi in cui la parte proteica dei campioni d’ossa non è ben conservata ed ha iniziato a degradarsi a causa di temperature elevate ed aggressione da parte di funghi o batteri, i laboratori con AMS effettuano la datazione al carbonio dei singoli amminoacidi per verificare se alcuni di essi presentano la stessa età radiocarbonica. Questo processo può essere svolto dai laboratori con AMS data la piccola quantità di campione richiesta.

Il buon esito della datazione di ossa dipende dal contenuto di collagene. La quantità e qualità del collagene (la componente organica che viene estratta e datata) dipende dall’ambiente di sepoltura dell’osso e dalle sue condizioni (pH, T, acidità del suolo…). L’osservazione dell’osso è il primo passo da effettuare per avere una indicazione del contenuto di collagene. Per esempio, le ossa compatte dovrebbero contenere sufficiente collagene per la datazione, mentre ossa spugnose, friabili e porose, di solito non contengono abbastanza collagene- o non ne contengono affatto – per la datazione. Per la calibrazione della datazione delle ossa, è importante specificare, nella “Submission form” (nel paragrafo “Note particolari sul campione”) se in vita gli individui possano aver avuto un’alimentazione terrestre piuttosto che marina o d’acqua dolce, deducibile dal contesto in cui è stato trovato il campione o da altre analisi isotopiche.

E’ importante che il materiale osseo inviato sia in buono stato di conservazione. Si suggerisce, se a disposizione,di utilizzare femore o in alternativa denti.

per documentazione: http://www.aknews.it/la-datazione-delle-ossa/

14 gennaio 2017: ambiente e Italia cosa cambia?

In evidenza

Luigi Campanella, ex Presidente SCI.

La legge n.132 del giugno dello scorso anno ha istituito il SNPA, Sistema Nazionale per la Protezione dell’Ambiente. Di fatto con tale istituzione si riconoscono due principi fondamentali

snpa-Le matrici ambientali sono 3: acqua, aria, suolo con capacità di mobilità diverse, ma comunque destinate ad influenzarsi reciprocamente sicchè il controllo di una di esse non garantisce la qualità ambientale che è solo assicurata da un controllo sui  3 comparti. Mare, lago, fiume, atmosfera indoor ed outdoor, suolo agricolo e terreno industriale scambiano fra loro componenti ed inquinanti che pertanto, rispondendo a regole di distribuzione si ripartiscono fra le varie fasi.

L’aria inquinata inquina a sua volta acque e suoli, ma anche acque inquinate aggrediscono i suoli e suoli inquinati rilasciano in acqua  sostanze e composti nocivi. L’atmosfera poi, la più mobile dei comparti (si tratta di un aereifome in confronto a liquido e solido degli altri 2 comparti) esercita un’azione di trasferimento che supera le barriere geografiche, tanto da rendere problematiche le applicazioni di leggi nazionali, quasi che i confini possano essere reali ostacoli alla diffusione aereiforme

-si contrastano sull’ambiente due teorie:il riduttivismo e l’olismo. Ci si chiede cioè se la qualità ambientale possa essere ricondotta a criteri lineari e differenziali o se invece essa non debba essere affidata a valutazioni circolari ed integrali. Il SNPA contribuisce con la sua istituzione al chiarimento di queste ambiguità:in genere l’organizzazione deriva dall’approccio razionale adottato,in questo caso forse è essa stessa motivo di contributo alla razionalità ed allo sviluppo di una cultura ambientale.

Detto questo non si può fare a meno di guardare con una certa dose di preoccupazione al terzo integrale che sta dentro la legge,dopo quello dei comparti e quello degli indicatori: mi riferisco ai 22 Enti autonomi ed indipendenti che costituiscono il SNPA.Sapranno superare gelosie e corporativismi che a volte nella ricerca purtroppo compaiono? Sapranno darsi un’organizzazione non per Enti, ma per problemi creando vere e proprie matrici di gestione individuando per ciascuno dei 3 comparti problematiche di riferimento.Nel ns Paese è uno sforzo che è stato fatto in passato solo in occasione della nascita del Ministero della Ricerca Scientifica e Tecnologica staccato da quello di Scuola ed Università,circa 40 anni fa.Conterà molto,come contò allora,l’azione di chi guida questa impresa.Il mio augurio e quello del ns blog al presidente De Bernardinis.

Un minimo di storia (estratto dalle news di Arpa Toscana):

La legge 61/94 ha istituito l’Agenzia nazionale per la protezione dell’ambiente (oggi Agenzia per la protezione dell’ambiente e per i servizi tecnici – ISPRA) e dato mandato alle Regioni e alle Province Autonome di istituire Agenzie per la protezione dell’ambiente nei loro territori.

La nascita delle Agenzie regionali e delle Province autonome inizia nell’aprile 1995 – tra le prime a partire Piemonte, Toscana ed Emilia Romagna – e si conclude nel 2006 con la nascita di ARPA Sardegna.

assoarpaA partire dalle disposizioni contenute nella sentenza della Corte Costituzionale n. 356 del 1994, le Agenzie locali hanno colto l’importanza di pervenire ad una forma di coordinamento che andasse oltre il mero coordinamento tecnico ed entrasse in una logica di Sistema.  E infatti si è istituito

  • Il Consiglio federale, presieduto dal Presidente di ISPRA e composto dai legali rappresentanti delle varie ARPA/APPA che ha tra l’altro il compito di approvare il Piano triennale di attività
  • e si è iniziata la partecipazione al Sistema Informativo nazionale ambientale (SINAnet) mirato alla razionalizzazione delle iniziative di monitoraggio e di gestione delle informazioni ambientali

I risultati ottenuti hanno spinto il legislatore a intraprendere un progetto di  riforma – il cui iter di approvazione è stato abbastanza lungo – che si è concluso con l’approvazione della legge 132 del 28/06/2016  che istituisce il Sistema nazionale a rete per la protezione dell’ambiente e disciplina l’Istituto superiore per la protezione e la ricerca ambientale (ISPRA).

ispraNell’ambito del  Sistema – che entrerà in vigore il 14/1/2017 –   forte è, in questo momento, la necessità di confronto per il rafforzamento dell’identità di sistema, ma anche e soprattutto per una più efficace e omogenea tutela dell’ambiente.

Complementare al SNPA è AssoArpa – associazione con personalità giuridica che ha funzioni di rappresentanza delle Agenzie regionali e provinciali aderenti, con particolare rilievo per gli aspetti legali, i sistemi di finanziamento, l’organizzazione del lavoro, lo sviluppo delle risorse umane, la gestione dei rapporti di lavoro e delle relazioni sindacali.

 

Una riflessione sulle modifiche genetiche.

In evidenza

Luigi Campanella, ex Presidente SCI

L’umanità deve riuscire a produrre sempre maggiore nutrimento per soddisfare le necessità di una popolazione in continua crescita. Tuttavia, le terre arabili propizie all’agricoltura diventano sempre più rare, spesso a causa di una forte salinità, di mancanza di acqua, del freddo o di contaminazione chimica. Si sostiene pertanto che sarebbe possibile diminuire la pressione sulle terre disponibili coltivando varietà resistenti a questi stress ambientali.

La salinità elevata colpisce circa il 20% di tutte le terre agricole e il 40% dei terreni irrigui. La facoltà che hanno certe piante di adattarsi ad una forte salinità o a condizioni di siccità deriva dall’interazione di numerosi geni. E’ dunque difficile introdurre una tolleranza al sale o alla siccità mediante riproduzione tradizionale o mediante la biologia molecolare attuale. Nondimeno, sono stati realizzati progressi manipolando delle piante perché producano di più alcuni composti, fra cui la glicina betaina o betainato di glicina o trimetilglicina, che protegge le cellule contro l’azione del sale.

betainato-di-glicinaI suoli fortemente acidi determinano una liberazione di alluminio, elemento tossico per le radici della maggior parte delle colture e che causa dei problemi nel 30-40% delle terre arabili del mondo, particolarmente sotto i tropici. Ad esempio il rendimento del mais può diminuire dell’80% quando cresce sui suoli acidi. Le piante che tollerano naturalmente forti concentrazioni di alluminio secernono acido malico o citrico, questo aiuta le radici ad assorbire meno alluminio. L’introduzione di un gene batterico nella papaia ha reso questa pianta più tollerante all’alluminio.

Tutte le piante hanno bisogno d’azoto organico per crescere. Attualmente si studiano due modi di aumentare il tenore di azoto nel suolo. Si tratta della modificazione genetica del batterio Rhizobium per indurlo a formare più noduli sulle radici, e dell’introduzione nelle piante delle caratteristiche di nitrificazione del batterio. (qui un test italiano sull’uso in campo di questa modifica )

Oltre ad offrire vitamine e minerali, le piante sintetizzano migliaia di metaboliti secondari, fra cui alcuni hanno un impatto sulla salute umana.

La vitamina E è il più importante antiossidante solubile nell’acqua (vedi nota in fondo) che la nostra alimentazione conosca ed è associata a vari benefici vascolari. Le fonti naturali di vitamina E sono gli oli di semi, fra cui la colza e la soia, che contengono una miscela di più tipi di molecole denominate tocoferoli.

Il tocoferolo alfa è il più benefico di questi composti, ma si trova in bassa quantità nella maggior parte dei prodotti. Introducendo un gene nei semi di una specie vicina alla colza, l’Arabidopsis thaliana, il contenuto è stato aumentato di un fattore superiore al 95%.

vitaminaeLa carenza di ferro è una dei maggiori punti deboli dell’alimentazioni tradizionali, nel mondo, e colpisce da uno a due miliardi di persone. Il suo sintomo più comune si chiama anemia, ma è anche associata a difficoltà di apprendimento dei bambini e ad una grande suscettibilità alle infezioni. Oltre all’integrazione alimentare, si cerca di aumentare l’assorbimento di ferro in due modi: aumentando il tenore di proteine che trattengono il ferro (ferritina), in certe colture, e riducendo l’impatto dei composti che disturbano l’assorbimento di ferro.

L’incorporazione di sequenze virali nei genomi di piante come tecnica che conferisce una resistenza alle malattie causate da questi agenti, è ormai una tecnica ben acquisita, e questo metodo ha permesso di sviluppare varietà commerciali di patate, zucche e papaia.

Le piante possono combattere le malattie in vari modi. In certi casi, esse producono delle sostanze chimiche o delle proteine specifiche. Questi composti protettivi possono colpire dei patogeni specifici o essere di natura generale, avviene spesso che la loro produzione porta alla morte delle cellule vicine al punto d’ingresso del patogeno, ciò che isola l’agente infettivo e ne impedisce l’espansione.

Le piante vengono sempre più manipolate ai fini non alimentari, e cioè per la produzione di proteine industriali, di prodotti farmaceutici e di altri prodotti.

Anche gli animali sono oggetto di studi di modificazione genetica: animali transgenici offrono numerose applicazioni nella ricerca medica, ad esempio servendo da modelli per studiare le malattie, la crescita, l’invecchiamento e le funzioni di geni dell’essere umano.

Piante, animali:resta l’uomo.

Su questa strada, mentre da un lato c’è da chiedersi se alterando i modelli naturali non si finisca per alimentare il processo degradativo del collasso della diversità biologica che si vuole combattere, dall’altro c’è da guardare con sospetto a progetti che considerino come base di studio l’organismo umano.

*********************************************

Nota: i tocoferoli e i tocotrienoli sono pochissimo solubili in acqua. L’alfa-tocoferolo (vitamina E) è presente come acetato (questo sì solubile in H2O), l’OH fenolico essendo esterificato dal gruppo carbossilico, nella maggior parte delle forme farmaceutiche. L’acetato in sè non ha attività scavenger di radicali liberi, ma l’organismo è in grado di ripristinare l’OH fenolico.

La saliva.

In evidenza

Luigi Campanella, ex Presidente SCI

La saliva è considerato un liquido biologico ed il suo ruolo è spiegato attraverso la chimica,ancora una volta scienza regina per interpretare i processi biologici e naturali,compreso anche il funzionamento dell’organismo umano-

La saliva, con le sue caratteristiche, esercita un’influenza diretta sulla salute dei denti, una parte del nostro corpo fondamentale ai fini delle attività di nutrizione e digestione. La sua composizione normalmente ha un pH neutro (valori da 6.5 a 7.5), ma varia quando si mangia o si beve. Un paio di ore dopo l’assunzione di cibo torna a livelli normali. Talvolta però questo non succede e un ambiente della bocca troppo acido, in cui l’acidità permane a lungo (valore pH inferiore a 6.5) contribuisce alla formazione di un eccesso di placca batterica che, indebolendo lo smalto dei denti, dà il via al processo cariogeno.

 

Al contrario, quando il pH sale a livelli basici o alcalini (superiore a 7.5), il calcio contenuto nella saliva tende a cristallizzarsi sui denti, andando a formare il tartaro, nocivo per le gengive. Da qui si comprende come un’alimentazione troppo ricca in cibi acidi o basici sia dannosa e come la saliva con la sua composizione aiuti l’organismo a difendersi. Ma non solo gli equilibri acido/base sono coinvolti nell’azione salivare. L’idrossiapatite che compone i denti potrebbe col tempo disciogliersi se la saliva fosse solo costituita da acqua; infatti anche i composti più insolubili finiscono per sciogliersi in un solvente che si rinnovi continuamente nel tempo. Ma la nostra saliva è invece un liquido iposmotico secreto dalle ghiandole salivari che contiene oltre ad oltre il 99% di acqua, numerose sostanze organiche ed inorganiche. Fra queste troviamo soprattutto sali minerali, in particolare cloruri e bicarbonati di Na,K,Ca. La frazione organica è invece rappresentata da enzimi (amilasi,mucina,lisozima) ed immunoglobuline.

saliva1

dalla presentazione Umich

Anche gli equilibri redox sono coinvolti. Le nostre ghiandole salivari accumulano attivamente i nitrati prelevandoli dal sangue e li secernono con la saliva nella bocca, dove alcuni batteri non dannosi (denitrificanti) possono ridurli a nitrito che in presenza di ambiente acido rimuove i batteri pericolosi costituendo per essi un veleno l’acido nitroso formato.

Ancora più complesso è il caso dell’assunzione di farmaci: in questo caso la composizione e di conseguenza le caratteristiche della saliva possono risultare molto alterate rispetto alle condizioni di normalità. Anche il flusso salivare può essere modificato indebolendo così la difesa naturale della bocca affidata alla grande quantità di saliva, capace di tamponare gli attacchi chimici e biologici. E’ proprio il diminuito flusso salivare notturno a consigliare di andare a letto avendo puliti accuratamente i denti.

img_qual_e_la_funzione_della_saliva_5717_orig

da asisccmaxilo.com

Il pH salivare viene generalmente misurato dai dentisti con le cartine al tornasole e generalmente, per accrescere la qualità e quantità di informazione, il test viene ripetuto sul paziente nel tempo durante sia una giornata sia l’arco di tutto un anno.

per documentazione:

Una presentazione della Università del Michigan

Wikipedia:

https://en.wikipedia.org/wiki/Saliva_testing#Evidence_and_current_research