Avventure e sventure di Charles Goodyear

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Giorgio Nebbia nebbia@quipo.it

Siamo spesso debitori di cose importantissime, essenziali per la vita tecnica ed economica, a persone grandissime nella sfortuna. Un esempio è offerto dall’americano Charles Goodyear (1800-1860), lo scopritore della vulcanizzazione della gomma. Senza la sua invenzione non potremmo andare in automobile, non potremmo usare Internet, io non potrei scrivere questo articolo sul computer, non avremmo luce elettrica nelle case — non potremmo godere delle merci e dei beni della società moderna.

La gomma, estratta dalla corteccia di alcune piante del genere Hevea presenti nella foresta brasiliana, era nota in Europa dalla fine del Settecento: i nativi la chiamavano con uno strano nome che gli esploratori europei interpretarono come caucciù. Si trattava di un materiale elastico che poteva essere sciolto in un solvente e, in soluzione, poteva essere stesa su un tessuto rendendolo impermeabile; un brevetto relativo a questa applicazione porta la data del 1791 e nel 1822 l’inglese Charles Macintosh (1766-1843) aveva inventato l’indumento impermeabile. Una industria di manufatti di gomma ebbe inizio nel 1820 ad opera dell’inglese Thomas Hancock (1786-1865) il quale apportò alcune utili innovazioni nella lavorazione della gomma greggia. I manufatti così ottenuti, però, erano di limitata durata e soprattutto diventavano appiccicosi a caldo e fragili a freddo. La “febbre della gomma” che aveva investito l’America nei primi anni del 1800, era già finita nel 1830; migliaia di oggetti di gomma venivano buttati via o restavano invenduti per questi inconvenienti.

E’ a questo punto che interviene Goodyear: da ragazzo aiutava il padre in un negozio di ferramenta che fallì abbastanza presto, le imprese commerciali a cui si dedicò nei sessanta anni della sua vita furono tutte un fallimento; per tutta la vita fu ossessionato dai misteri della “gomma elastica”. La leggenda vuole che Goodyear, in prigione per debiti, si sia fatto portare dalla moglie dei campioni di gomma per vedere come potevano esserne migliorate le caratteristiche; se la gomma era appiccicosa forse aggiungendo qualche polvere l’inconveniente avrebbe potuto essere eliminato. Tornato a casa, provò allora a scaldare la gomma con magnesia, ma i vicini protestavano per la puzza che si levava dalla sua casa; per farla breve provò molte altre sostanze e, facendosi prestare dei soldi, cercò di produrre sovrascarpe di gomma che erano una peggio dell’altra. La grande crisi economica americana del 1837 lo gettò sul lastrico e si ridusse a vivere con la moglie e il figlio mangiando il pesce che pescava nel porto di Boston.

Nel 1839, sempre nella miseria più nera, viveva a Woburn, nello stato del Massachusetts destinata a diventare celebre proprio per la scoperta della vulcanizzazione; in quell’inverno, Goodyear lasciò una miscela di gomma e zolfo su una stufa; la miscela prese quasi fuoco e fu gettata nella neve fuori dalla finestra; quando fu raffreddata si rivelò un materiale del tutto diverso: era ancora una gomma elastica, impermeabile all’acqua, ma era resistente al calore, facilmente lavorabile e trasformabile in oggetti utili. Il caso aveva premiato l’uomo che aveva dedicato tutta la sua vita a trasformare la gomma greggia nel materiale più importante della storia, quello che si sarebbe chiamato “gomma vulcanizzata”.

Dopo un altro inverno di miseria, malattie, lutti familiari (dei dodici figli sei morirono nell’infanzia) Goodyear finalmente trovò degli industriali che riconobbero l’importanza della scoperta che però egli non aveva ancora brevettato. Goodyear mandò vari campioni della nuova gomma in Inghilterra e uno di questi cadde sotto gli occhi del pioniere inglese della gomma, già ricordato, Thomas Hancock, quello che, nei venti anni precedenti, aveva invano cercato di ottenere della gomma di qualità accettabile commercialmente.

Hancock notò la presenza di tracce di zolfo nella gomma vulcanizzata e immediatamente brevettò, nel 1843, l’effetto vulcanizzante dello zolfo, portando via a Goodyear la scoperta che egli aveva fatto quattro anni prima. Quando Goodyear presentò la domanda per un brevetto, scoprì che Hancock lo aveva preceduto di poche settimane.

Goodyear presentò, alle fiere mondiali di Parigi e Roma del 1850, i suoi oggetti di gomma vulcanizzata, riscosse un grande successo, ma finì di nuovo in prigione per debiti, con tutta la famiglia, per due settimane, perché non aveva ancora riscosso il compenso per il suo brevetto. In prigione ricevette la croce della Legion d’Onore assegnatagli dall’imperatore Napoleone III.

Quando morì nel 1860 Goodyear lasciò 200.000 dollari di debiti alla famiglia; come testamento scrisse che “la vita non si può valutare soltanto sulla base dei soldi; non mi rammarico di avere seminato e che altri abbiano raccolto i frutti del mio lavoro. Un uomo deve rammaricarsi soltanto se ha seminato e nessuno raccoglie”.

E’ sorprendente che Goodyear sia arrivato alla vulcanizzazione per via empirica, con l’antico processo per tentativi ed errori; solo nel 1860, lo stesso anno della morte di Goodyear, il chimico inglese Charles Greville Williams (1829-1910) riconobbe che la gomma era un polimero di un idrocarburo con due doppi legami, l’isoprene:

Fu così chiarito il ruolo centrale dello zolfo: attraverso legami che comportavano l’apertura di uno o più doppi legami, le molecole di poliisoprene si univano fra loro in strutture le cui proprietà dipendevano dal numero di atomi di zolfo; se tutti i doppi legami erano saturati con zolfo e la vulcanizzazione era prolungata, come scoprì lo stesso Goodyear, si otteneva un materiale duro e nero che chiamò ebanite e che fu prodotto come sostituto del prezioso legno di ebano. In altre parole, regolando le condizioni di vulcanizzazione, si potevano ottenere materiali molto diversi, adatti a molti usi.

Grazie alla scoperta di Goodyear la richiesta di gomma nel mondo aumentò immediatamente. Il Brasile, che deteneva il monopolio della produzione e esportazione del caucciù, fu investito da un’ondata di ricchezza e di speculazioni: folle di nativi e di immigrati miserabili si dedicarono a raccogliere latice dalle piante di Hevea, dapprima distruggendo la foresta più vicina e accessibile, poi andando a cercare piante più all’interno, nel bacino del Rio delle Amazzoni. Manaus, porto fluviale di esportazione della gomma, diventò il centro di stravaganze e miserie per tutta la seconda metà dell’Ottocento; uno sguardo al clima del tempo si ha nel film “Fitzcarraldo”, di Werner Herzog, del 1982, nel quale il personaggio del barone della gomma del titolo, è interpretato da Klaus Kinski.

Come tutti i monopoli, anche quello della gomma brasiliana non durò a lungo. Nel 1876 un viaggiatore inglese riuscì a portare via dal Brasile, clandestinamente, piantine di Hevea che furono trapiantate in India, Malesia, Ceylon, Indocina. Ai primi del Novecento, inglesi, francesi e olandesi producevano caucciù nelle loro colonie dell’Estremo Oriente; al Brasile restavano vaste estensioni di foresta amazzonica distrutta, uno dei primi disastri ecologici, rimediato soltanto dopo molti decenni di rimboschimento e difesa del suolo.

Il monopolio del Brasile diventava così un oligopolio di Inghilterra, Olanda, Francia e Stati Uniti; le industrie americane avevano proprie piantagioni di Hevea in Brasile e Liberia. Ciò avveniva in un momento in cui il diffondersi dell’elettricità in seguito alle invenzioni della dinamo e dei motori elettrici provocava un aumento della richiesta di gomma come isolante per i fili elettrici. Lo sviluppo delle automobili contribuì, con la richiesta di gomma per camere d’aria e copertoni, a far ulteriormente aumentare la richiesta di caucciù. Ben presto la gomma di piantagione fece concorrenza come qualità a prezzo a quella del Brasile il quale attraversò un periodo di grave crisi economica.

Ma l’avventura della gomma era appena cominciata; per sfuggire alle importazioni della gomma naturale da paesi geograficamente lontani, i paesi industriali, prima e durante la seconda guerra mondiale, hanno sviluppato dei processi per riprodurre sinteticamente molecole simili a quella dell’isoprene. La maggiore attenzione fu dedicata al butadiene,

H2C==CH—CH==CH2, uguale all’isoprene con un gruppo metilico di meno. Il butadiene era vulcanizzabile e poteva essere prodotto da molte diverse materie prime: dal carbone, attraverso il carburo di calcio e l’acetilene; dall’alcol etilico di origine agricola (come ricorda il post di Marco Taddia, https://ilblogdellasci.wordpress.com/2014/02/21/la-gomma-dallalcol-un-successo-autarchico/), da frazioni ”leggere” della distillazione del petrolio, dal cracking catalitico delle benzine.

Il butadiene poteva essere polimerizzato insieme ad altre molecole con un solo doppio legame, come lo stirene; nasceva così la chimica delle gomme sintetiche, anche se non spariva la produzione e il consumo di gomma naturale, usata in mescole insieme ai vari tipi di gomma sintetica. Nel 1960 la produzione di gomma sintetica aveva uguagliato quella di gomma naturale, due milioni di tonnellate ciascuna. Nel 2016 la produzione di gomma sintetica era salita a poco meno di 15 milioni di tonnellate, ma anche quella di gomma naturale era aumentata a poco più di 12 milioni di tonnellate. I tre principali paesi produttori sono la Tailandia (4,4 milioni di tonnellate), l’Indonesia, seguiti da Malaysia, India, Vietnam e Cina.

Nel mondo il commercio della gomma, in gran parte trattata e vulcanizzata secondo l’invenzione di Goodyear, riguarda ogni anno oltre 27 milioni di tonnellate di materiali che entrano nei copertoni di automobile e di aereo, nei fili elettrici, nei rulli industriali, nei nastri trasportatori dei raccolti agricoli, nelle scarpe, in innumerevoli merci e processi industriali. Tutto grazie al povero Goodyear.

Nota aggiunta: fu solo circa 40 anni dopo la morte di Goodyear che l’imprenditore Frank Seiberling  acquistò il primo impianto della vecchia società e fondò la Goodyear Tire & Rubber Company, nata nel 1898, che è diventata poi una della maggiori al mondo, ma senza alcun legame con l’inventore iniziale che non fosse il nome medesimo.

Quel nostro ingegnoso collega: Leo Baekeland.

Giorgio Nebbia.

“Sappi che l’avvenire è racchiuso in una sola parola, una sola: plastica”. Nel celebre film “Il laureato”, di Mike Nichols (1967) è questo il consiglio che un amico di famiglia dà al giovane Braddock (Dustin Hoffman), durante la sua festa di laurea, per indicare dove orientare il suo futuro di lavoro.

La frase rifletteva il pensiero corrente nell’età dell’oro della plastica; si può ben dire che il Novecento è stato segnato dai nuovi materiali sintetici che, del resto, sono “nati”, si può dire, proprio agli inizi del secolo scorso, nel 1906.
A quell’anno infatti risale il brevetto americano n. 942.699 depositato da Leo Baekeland (1863-1944), per un nuovo materiale ottenuto dalla combinazione del fenolo con la formaldeide. Quando fece la rivoluzionaria invenzione “della plastica” questo Leo Baekeland era già un personaggio speciale. Nato in Belgio da modesta famiglia, si era laureato in chimica, poi si era trasferito negli Stati Uniti, animato dalla passione per le invenzioni, e per il successo economico.

Leo Baekeland (1863-1944)

Baekeland aveva già inventato una carta fotografica, chiamata Velox, con la quale era possibile sviluppare le fotografie anche alla luce artificiale, una innovazione molto importante perché fino allora le fotografie potevano essere sviluppate soltanto alla luce del Sole; per la produzione di questa carta Velox aveva fondato la società Nepera. George Eastman (1854-1932), altro imprenditore nato povero che aveva fatto una fortuna con l’invenzione della macchina fotografica popolare Kodak, capì l’importanza dell’innovazione e acquistò nel 1899 la Nepera e i brevetti Baekeland per un milione di dollari, una cifra allora favolosa.

Ma intanto altri problemi richiamarono l’attenzione di Baekeland; la fine dell’Ottocento era stata caratterizzata dall’espansione dell’elettricità; le forze del calore e del moto delle acque potevano essere trasformate in elettricità mediante dinamo e l’elettricità poteva azionare le macchine mediante motori elettrici e l’elettricità poteva arrivare dalle dinamo ai motori e agli impianti di illuminazione e nelle città e nelle fabbriche e ai telegrafi mediante fili di rame. Per evitare dispersioni e perdite nelle dinamo e nei motori i fili elettrici erano rivestiti con la gommalacca, una sostanza resinosa che esce dai rami di alcune piante in seguito alla puntura di una cocciniglia, l’insetto Laccifera lacca, che va a deporvi le uova. L’aumento della richiesta aveva reso la gommalacca scarsa e costosa e Baekeland cercò di ottenere un surrogato artificiale.

Qualche anno prima, durante le ricerche per la sintesi dell’indaco, il grande chimico tedesco Adolf von Baeyer (1835-1917) aveva osservato che dalla reazione del fenolo, un liquido derivato dalla distillazione del catrame di carbone, con la formaldeide, un sottoprodotto della distillazione secca del legno, si formava un residuo resinoso e appiccicoso che rappresentava uno scarto inquinante; partendo da questo rifiuto Baekeland studiò a fondo la reazione fra fenolo e formaldeide e osservò che il materiale resinoso risultante era un buon isolante elettrico e rappresentava il surrogato ideale della gommalacca. Si trattava della prima vera macromolecola artificiale e quindi era la prima materia plastica.

La resina fenolo-formaldeide non si rivelò soltanto adatta come vernice e isolante elettrico. Nel 1907 si scoprì che, miscelando la resina con farina fossile, si otteneva una materia solida, stampabile a caldo, che fu chiamata bachelite e che ebbe un grande successo per oggetti domestici, telefoni, apparecchiature elettriche, eccetera. Baekeland creò la società “Bakelite” per la fabbricazione e commercializzazione delle resine fenolo-formaldeide (la società fu venduta successivamente al gigante chimico Union Carbide).

Gli anni successivi videro molti altri successi della materia scoperta da Baekeland; mentre cercavano dei surrogati per la mica, il minerale usato come isolante elettrico in sottili fogli, alcuni scoprirono che una materia adatta allo stesso scopo, che fu chiamata “For-mica” (al posto della mica) si otteneva miscelando resine fenolo-formaldeide con segatura o polvere di legno; da questa scoperta derivarono i laminati plastici denominati “formica” ancora oggi usati, partendo da resine diverse.

Leo Baekeland, che era stato, oltre che scienziato e inventore, un fortunato e abile imprenditore, morì nel 1944 nella sua villa vicino New York.

Ormai si parla di resine fenoliche per indicare molte materie plastiche sintetiche termoindurenti ottenute facendo reagire con formaldeide o con altre aldeidi, il fenolo e i cresoli, con addizione di vari materiali di carica. Benché non siano fra le più diffuse materie plastiche commerciali, sono usate ancora per molti oggetti di uso comune e addirittura alcuni stilisti ne stanno riscoprendo alcune virtù estetiche.

Ho voluto raccontare questa storia perché offre l’occasione di alcune considerazioni; molte invenzioni sono nate alla ricerca di surrogati di materiali diventati scarsi e costosi; molte invenzioni sono nate osservando le proprietà di cose buttate via, rifiutate; molti inventori erano nati poveri e sono diventati persone di successo perché tenevano gli occhi aperti sul mondo circostante. Pasteur disse una volta che il caso aiuta la mente preparata.

Che cosa potremmo fare per aiutare tanti giovani, scoraggiati e disoccupati, ad aprire gli occhi su un mondo che è ancora pieno di cose da scoprire, di scarti da trasformare in oggetti utili, e in occasioni di lavoro e di benessere anche personale ?

 

La chimica, l’acciaio e la nascita della rivoluzione industriale

 Nota: si ricorda che le opinioni espresse in questo blog non sono da ascrivere alla SCI o alla redazione ma al solo autore del testo

a cura di Giorgio Nebbia

L’acciaio, il re dei materiali da costruzione, 1400 milioni di tonnellate di produzione annua nel mondo, non avrebbe potuto diventare quello che è, indispensabile per ponti, scatole di conserva, edifici, cannoni, navi, pentole, automobili, eccetera, senza una buona chimica, dapprima impiegata empiricamente poi, col passare del tempo, applicata consapevolmente anzi arricchita a mano a mano che venivano inventati processi che permettevano di ottenere più acciaio, di migliore qualità a minor prezzo.

Benché il ferro sia uno dei metalli più abbondanti sulla Terra (https://ilblogdellasci.wordpress.com/2015/10/27/ferro-promesse-da-marinaio-e-piccole-storie-di-vita/), la chimica si è divertita a portarcelo via di mano trasformandolo dallo stato elementare in ossidi, idrati, carbonati, solfuri, attraverso il continuo contatto con l’ossigeno dell’aria e con le acque e i loro sali. Qualcuno deve avere scoperto, circa tremila anni fa, che scaldando in qualche modo quella terra rossastra si otteneva un materiale duro, un “metallo”, utile per frecce, corazze e spade, vanghe e martelli; più tardi i soliti abili cinesi e gli arabi avevano capito che la trasformazione degli ossidi in ferro era facilitata dal riscaldamento in presenza di carbone, ma soltanto nel 1600 si è cominciato a comprendere le reazioni chimiche che stanno alla base della siderurgia.

Tanto per cominciare, a capire che il carbone “portava via” l’ossigeno dagli ossidi liberando il metallo; l’operazione si poteva fare in piccole quantità per volta scaldando in piccoli forni fusori, i “bassi fuochi”, il minerale con carbone di legno, l’ingegnoso materiale ottenuto “copiando” quanto avviene durante gli incendi dei boschi. In pochi anni, nei primi decenni del Settecento, furono fatte le due scoperte fondamentali; nel 1709 Abraham Darby* (1677-1717) scoprì che si poteva condurre la stessa reazione di riduzione usando, al posto del fragile e costoso carbone di legna, il carbone coke che era ottenuto scaldando in assenza di aria il carbone fossile (lo stesso principio per cui la legna si trasforma in carbone di legna). La scoperta fu motivata anche dal fatto che i primi decenni della siderurgia avevano richiesto grandi quantità di legna e i boschi stavano rapidamente sparendo, un po’ come rischia di succedere oggi col petrolio.

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Il forno fusorio di Darby nel Coalbrookdale Museum of Iron

Del resto già nella metà del 1600 i birrai avevano scoperto che il carbone fossile usato come combustibile generava dei fumi che danneggiavano la qualità della birra e che il coke era invece un combustibile “pulito”. Il carbone coke, duro, privo di zolfo, resistente alla pressione, si prestava bene in siderurgia per la riduzione del minerale di ferro e Darby condusse la reazione in forni verticali, “altiforni”, in cui dall’alto era caricato coke e minerale e dal basso si soffiava l’aria necessaria per trasformare il coke in ossido di carbonio capace di trasformare gli ossidi di ferro in ferro fuso.

Gli altiforni furono ben presto perfezionati da Abraham Darby II* (1711-1763) quando prese in mano l’azienda del padre. L’altezza dell’altoforno fu aumentata, col che era possibile aumentare la produzione di ferro di ciascuna carica, e alla miscela fu aggiunto calcare che reagiva con le materie estranee del minerale formando una massa fusa di scorie, le “loppe”, che più tardi si sarebbero rivelati utili come ingredienti del cemento: al solito un rifiuto trasformato in materia prima.

altofornoNei primi decenni l’aria veniva insufflata fredda nell’altoforno; per diminuire il consumo di carbone, sempre nello spirito di fare di più con meno — una pratica che era ben presente agli imprenditori anche prima dell’ambientalismo — Jean Beaumont Neilson (1792-1865) nel 1828 brevettò l’idea di insufflare nell’alto forno aria preriscaldata col calore dei gas caldi che uscivano dall’altoforno. Per migliorare questo recupero di calore Edward Alfred Cowper (1819-1893) nel 1859 fece un’altra invenzione “verde” (https://ilblogdellasci.wordpress.com/2016/03/23/noterelle-di-economia-circolare-3-cowper/): dal fondo di un grande condotto metallico verticale, pieno di umili mattoni disposti in maniera alternata, i gas caldi provenienti dall’altoforno entrano, passano attraverso la massa dei mattoni, scaldandoli, e vengono fatti uscire freddi all’esterno; a questo punto i mattoni hanno immagazzinato gran parte del calore dei gas e il ciclo viene invertito; l’aria fredda esterna passa attraverso la massa di mattoni caldi, si riscalda e viene immessa, il “vento”, nell’altoforno, con cicli alternati. Con le “torri Cowper” (usate ancora oggi), fu possibile diminuire il consumo di carbone di 10 GJ per tonnellate di ghisa, un bel successo se si pensa che oggi il costo energetico della ghisa si aggira fra 15 e 20 GJ/t.

L’altoforno aveva l’unico inconveniente che il ferro assorbiva una grande quantità, fino al 5 percento, di carbonio per cui il prodotto fuso ottenuto era una lega ferro-carbonio, la ghisa o “ferraccio”, in inglese ha il dispregiativo nome di “pig iron”, meccanicamente fragile, adatta in molte applicazioni, ma non per la fabbricazione di lamiere e tubi per macchine utensili, navi e armi.

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René Antoine Réaumur

A dire la verità un chimico, René Antoine Réaumur (1683-1757), aveva spiegato già nel 1722, che la differenza fra ghisa e acciaio dipende dal contenuto di carbonio che nell’acciaio è solo dell’1 percento; nei decenni successivi furono sviluppati vari processi di trattamento della ghisa fusa in grandi padelle metalliche scaldate all’aria mediante agitazione con pale azionate da speciali operai, il puddellaggio. La lenta e faticosa operazione di puddellaggio, scoperta e brevettata nel 1784 da Henry Cort (1740-1800), consisteva sostanzialmente nella combustione, per esposizione all’ossigeno dell’aria, del carbonio della ghisa; il calore di combustione teneva fusa la massa di acciaio, a mano a mano che si formava, essendo il punto di fusione dell’acciaio superiore a quello della ghisa. Una volta capito il meccanismo della reazione di decarburazione della ghisa si trattava di passare dalla lenta e costosa operazione di puddellaggio ad un sistema più rapido e meno costoso.

Il 14 agosto 1856 il quotidiano inglese “Times” pubblicò per intero la relazione presentata due giorni prima alla riunione dell’Associazione britannica delle Scienze a Cheltenham, da Henry Bessemer (1813-1898), scienziato, imprenditore e inventore del primo processo per la fabbricazione su larga scala dell’acciaio. I lettori non potevano immaginare che quell’articolo avrebbe aperto una pagina della rivoluzione chimica. Il convertitore consisteva in un recipiente a pera che poteva ruotare intorno a due perni; la ghisa calda fusa, così come usciva dall’altoforno, veniva versata nella bocca del convertitore e veniva attraversata da una corrente d’aria preriscaldata; l’ossigeno ossidava la maggior parte del carbonio; il calore di combustione teneva fusa la massa di acciaio così formato che poteva essere fatta uscire inclinando “la pera” sui suoi perni. In questo modo diminuiva il tempo di trasformazione della ghisa in acciaio e quindi il costo dell’acciaio anche perché non c’era bisogno di apporto esterno di calore.

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Sir Henry Bessemer (1813-1898) ©MP/Leemage

E’ difficile immaginare oggi l’effetto che l’invenzione ebbe sull’economia inglese e mondiale e si capisce che il principale quotidiano inglese dedicasse all’invenzione la propria prima pagina. Bessemer è stato un importante personaggio e il lettore curioso potrà trovare l’autobiografia, riprodotta in Internet https://archive.org/details/sirhenrybessemer00bessuoft (visitato 4-10-2016), che racconta anche come Bessemer arrivò alla sua invenzione. Un convertitore Bessemer, con cui era possibile ottenere da 10 a 20 tonnellate di ghisa per volta, fu presentato all’esposizione di Londra del 1862 e attrasse subito l’attenzione; un primo convertitore fu installato in Italia nel 1865 nelle “Officine Perseveranza” di Piombino dove esisteva un altoforno a carbone di legna. L’impianto funzionò però soltanto due anni.

Ben presto ci si accorse che il convertitore Bessemer aveva alcuni inconvenienti; il suo interno era rivestito con un materiale refrattario siliceo, acido, e non riusciva a ossidare le ghise provenienti da minerali di ferro contenenti fosforo, come quelli della Lorena. La soluzione fu offerta dai cugini Sidney Gilchrist Thomas (1850-1885) e Percy Gilchrist (1851-1935)(li abbiamo già conosciuti: https://ilblogdellasci.wordpress.com/2015/05/06/chi-gli-ha-dato-il-nome-s-g-thomas-1850-1885/), che nel 1878 brevettarono la sostituzione del rivestimento refrattario siliceo del convertitore Bessemer con un rivestimento refrattario basico di calcare il quale fissava chimicamente il fosforo e anzi, una volta recuperato, rappresentava una fonte di fosfati di calcio adatti come concimi; altro esempio di recupero commerciale di residui di lavorazione, quelli che oggi chiameremmo materie prime seconde.

Un altro inconveniente era che nei convertitori Bessemer il processo di ossidazione era “troppo” veloce: una carica trasformava la ghisa in acciaio in un quarto d’ora e in così poco tempo non era possibile prelevare campioni e analizzare e controllare e eventualmente correggere la composizione della ghisa. Infine il convertitore Bessemer non poteva trattare i rottami di ferro che, nella metà dell’Ottocento, cominciavano a diventare disponibili in grande quantità in seguito all’abbandono di molti manufatti di acciaio.

Per recuperare l’acciaio da questi rottami ci sarebbe voluto un forno fusorio capace di trattare insieme i rottami, la ghisa e eventualmente il minerale di ferro, in modo da ottenere acciaio e leghe di acciaio della qualità voluta. Wilhelm Siemens (1823-1883) in Inghilterra aveva inventato, nel 1857, un forno dotato di un recuperatore di calore costituito da una massa di mattoni scaldati dai gas di combustione, un po’ come il “cowper”. Il forno Siemens era stato pensato per la fusione del vetro, ma l’industriale francese, Emile Martin (1794-1871) pensò che avrebbe potuto essere applicato anche alla fusione dei rottami ferrosi e mise a punto il forno che porta il nome Martin-Siemens per la produzione dell’acciaio.

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Illustrazione di un forno Martin-Siemens, tratta da “Manuel de la métallurgie du Fer” di Adolf Ledebur, 1895.

I primi forni entrarono in funzione in Francia nel 1863 e si rivelarono un successo. Il processo di trasformazione in acciaio dei rottami miscelati, in opportuna proporzione, con ghisa e con minerale, si svolgeva lentamente, in circa due ore, il che consentiva di prelevare periodicamente dei campioni del metallo fuso la cui composizione poteva essere corretta a seconda delle esigenze dei produttori; per le analisi furono sviluppati nuovi metodi rapidi il che fece fare dei progressi anche alla chimica analitica. I forni Martin-Siemens, ciascuno dei quali aveva una capacità produttiva molto maggiore di quella dei convertitori Bessemer, potevano così fornire leghe speciali e con essi l’acciaio passò dalla sua infanzia alla maturità industriale: la produzione mondiale annua di acciaio passò dalle 22.000 tonnellate del 1867 a un milione di tonnellate nel 1880 a 28 milioni di tonnellate nel 1900 (nel 2015 è stata di circa 1400 milioni di tonnellate). Il primo forno Martin-Siemens in Italia fu installato nel 1876 a Piombino.

Comunque anche il processo Martin-Siemens ebbe un suo declino e fu sostituito da due processi, quello elettrico per fondere i rottami e quello a ossigeno per decarburare la ghisa, tutti e due orientati ad un ulteriore risparmio energetico, ad una maggiore utilizzazione dei rottami e ad una minore utilizzazione dei minerali e della ghisa e dei relativi processi inquinanti. Ma ormai siamo nel XX secolo.

*(Nota: non ci sono ritratti dei due Darby perchè entrambi erano quaccheri e rifiutavano di farsi fare ritratti)

Come la pensa un chimico. 2 Parte.

Nota: si ricorda che le opinioni espresse in questo blog non sono da ascrivere alla SCI o alla redazione ma al solo autore del testo

a cura di Giorgio Nebbia

la prima parte di questo post è qui.

Nelle settimane di agosto ho ripensato a lungo come rispondere all’invito di Claudio (Lettera del 20/08/2016 12:42) ossia di suggerire quali possono essere gli “habits”, come dice il nostro collega matematico (https://medium.com/@jeremyjkun/habits-of-highly-mathematical-people-b719df12d15e#.n1peqypz6), del chimico. Finalmente mi è venuta in mente la ricetta che un vecchio (ma allora non avrà avuto più di 50 anni) bidello (così si chiamavano quegli straordinari servitori dello stato che pulivano i laboratori e le aule di lezione, mettevano in ordine la vetreria, che peraltro ogni studente o assistente o professore doveva lavarsi da solo, consigliavano e facevano coraggio agli studenti) mi diede quando misi per la prima volta, avevo venti anni, piede in un laboratorio.

Per fare il chimico occorrevano varie cose che lui elencava in un ritornello in bolognese, intercalato da pittoresche espressioni che non posso ripetere: attenzione, scienza, pazienza, fortuna e memoria; lui aggiungeva anche che bisognava aver passione per le ragazze. E Gaetano Benazzi, voglio ricordare il suo nome e sono forse l’ultimo sopravvissuto fra quelli che l’hanno conosciuto, di pazienza ne doveva avere tanta per gli affettuosi scherzi che noi ragazzotti gli facevamo.

Attenzione

Il successo di una analisi o di una sintesi dipende dall’attenzione a quello che si sta facendo; una distrazione può anche costare la vita: prendere una boccetta per un’altra, miscelare sostanze che danno luogo a sostanze esplosive, portare vicino ad una fiamma solventi infiammabili, eccetera.

Stare attenti ai dettagli; anche un precipitato apparentemente insignificante può nascondere una sostanza nuova che meritava di essere studiata; l’andamento anomalo di una analisi può indicare la presenza di un’altra sostanza.

Scienza

La conoscenza è indispensabile. Affrontare qualsiasi lavoro di laboratorio cercando di sapere tutto quanto è possibile su quello che hanno fatto i nostri predecessori, quelli che hanno scritto un secolo fa o in una sconosciuta rivista russa o finlandese.

A questo proposito la prima cosa da fere è “la bibliografia”, quella che poi sarebbe in parte confluita nella pubblicazione, a riprova che l’autore ha fatto fare un passo avanti alle conoscenze precedenti.

Si tratta di una vera e propria indagine storica che ai miei tempi si faceva attraverso quelle straordinarie collezioni dei Chemical Abstracts e dei Chemisches Zentralblatt (se ne è parlato in un blog di qualche tempo fa: https://ilblogdellasci.wordpress.com/brevissime/tassonomia-bibliografica/). Lunghe file di volumi pesanti e rilegati che contenevano dei brevi riassunti degli articoli pubblicati quasi dovunque, con straordinari indici per autore, per nome della sostanza, per brevetto.

Oggi i chimici hanno a disposizione raffinati strumenti telematici, ma in ogni caso nell’esplorazione del passato occorrono le altre doti, attenzione, pazienza, memoria.

Spesso la soluzione di un problema è sepolta in poche righe di un articolo che aveva tutt’altro titolo, o di un brevetto e non bisogna trascurare niente a costo di riempire pagine e pagine di “schede”.

Pazienza

Sono stato un modesto chimico perché sono privo di questa indispensabile attitudine; non aspettavo mai che una soluzione fosse andata a secco perfettamente, per avere più presto il risultato di una analisi ero disposto a saltare un passaggio utile o indispensabile, talvolta per non far aspettare la moglie non ripetevo l’esperimento per controllare se veniva nello stesso modo.

Se un trattato (penso a quelle favolose “bibbie” di sintesi chimiche o di analisi) dice che bisogna aspettare dieci minuti, bisogna ubbidire; fermarsi a sette minuiti può mandare a monte il lavoro di un’intera giornata.

Un esperimento va ripetuto fino a che non da sempre lo stesso risultato; la fretta può far credere di avere ottenuto un risultato che invece non c’è. Forse questa dote, non necessaria per lo storico o il filosofo, è essenziale in tutte le scienze sperimentali (oltre che utile nella vita quotidiana e familiare).

Fortuna

La chimica è una gara con la natura, una nemica bella e maligna. Si possono passare dei mesi a percorrere una strada che non porta in nessun posto o si può essere colpiti da una noticina o da un fatto apparentemente insignificante che contiene la soluzione cercata.

Si può osservare un fatto importante e poi dimenticarlo o trascurarlo. Jack Good, un matematico, scrisse un giorno che occorrerebbe conservare e rileggere i quaderni degli appunti di chi ci ha preceduto perché spesso contengono delle “half-backed ideas”, idee-mezzo-cotte-e-mezzo-crude, magari intuizioni buone, che un chimico ha avuto in un certo momento e poi non ha avuto tempo o voglia di approfondire.

Ricordando che, come ha scritto Pasteur, “il caso aiuta la mente preparata”.

Memoria

E’ una dote utile sempre, ma indispensabile per il chimico perché la bella e maligna natura con cui deve gareggiare per tutta la vita fa spesso lo scherzo di far apparire un lampo, un’osservazione, di ascoltare una lezione o di leggere un articolo che contengono una osservazione che sarebbe utile ricordare a distanza di tempo.

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“Fare” il chimico (il verbo “fare” si applica al chimico molto più che al fisico o allo storico o al letterato), è salire una scala percorsa da tanti altri, dietro di noi, ciascuno dei quali ci ha bisbigliato qualche cosa, sapendo che ci sono altri sul gradino successivo ad aspettare che noi gli si racconti quello che abbiamo visto, una scala senza fine.

Date per scontate queste attitudini, la vita del chimico è una continua sorpresa e divertimento come scrisse quel nostro collega (*): «I chimici sono uno strano genere di mortali, spinti da un impulso quasi folle a cercare il loro piacere fra fumo e vapore, caligine e fiamme, veleni e povertà: eppure fra tutte queste calamità vivo così bene che non cam­bierei la mia esistenza neanche con quella del re di Persia».

(*) Johann Joachim Becher (1635-1682), Acta laboratorii chymica monacensis: seu physica subterranea, 1669

 

Glutine non è una parolaccia.

Nota: si ricorda che le opinioni espresse in questo blog non sono da ascrivere alla SCI o alla redazione ma al solo autore del testo

a cura di Giorgio Nebbia

Glutine è parolaccia ? sembrerebbe a giudicare dal numero crescente di prodotti alimentari, ma anche cosmetici, che si affrettano a dichiarare che non contengono glutine, anzi, come si dice secondo la moda anglofila imperante, “gluten free”.

Non c’è dubbio che una parte della popolazione italiana, si stima circa due percento, è “allergica” al glutine essendo afflitta da celiachia, una malattia che provoca disturbi anche gravi in chi mangia glutine.

Poiché il glutine è l’insieme delle proteine del frumento, sembra che si stia diffondendo anche una moda di ostracismo dello stesso frumento nella dieta italiana. Come chimico, non esprimo alcun giudizio di natura biologica o medica sulle “allergie” alimentari: mi limito a parlare degli aspetti chimici del glutine, un complesso di proteine presenti nel frumento in ragione del 8-12 percento del peso della farina (quella che si ottiene dal frumento tenero) o della semola (lo sfarinato che si ottiene dal frumento duro). Il resto degli sfarinati di frumento è costituito da amido e da limitate quantità di grassi e sali minerali.

Il glutine ha fatto la sua comparsa in una pubblicazione scientifica del chimico bolognese Bartolomeo Beccari (1682-1766), di cui quest’anno cadono 250 anni dalla morte. Straordinario personaggio del mondo scientifico del suo tempo; il padre farmacista aveva assicurato al figlio una buona istruzione che permise al giovane Bartolomeo di laurearsi in filosofia e medicina nel 1704.

Jacopo_Bartolomeo_BeccariBeccari si dedicò a esperimenti scientifici che descriveva in “tesi” all’Accademia delle Scienze e per i quali gli fu assegnata una cattedra dapprima di fisica sperimentale e poi di chimica nell’Università di Bologna. In quei tempi chimica, fisica e medicina e la stessa filosofia consentivano di affrontare la conoscenza della natura e della vita in una maniera davvero interdisciplinare che, purtroppo, si è andata perdendo col passare dei secoli. Beccari si dedicò allo studio dell’infiammabilità dei gas che fuoriuscivano da alcuni crepacci delle colline bolognesi; osservò che alcuni animali e alcuni minerali (per esempio il solfato di bario rinvenuto nelle colline bolognesi e chiamato “Pietra di Bologna”) presentano una luminosità che sarebbe stata interpretata come fosforescenza, fonte di luce, dal nome greco della luce, φῶς. Si occupò di ecologia, come diremmo oggi, studiando l’origine dei miasmi che si formano nelle paludi e il loro effetto sulla salute. Il granduca di Toscana lo incaricò di studiare se tali cattivi odori avrebbero potuto essere attenuati tagliando la macchia intorno a Viareggio, allora terreno paludoso, e se i miasmi di tali paludi avrebbero potuto arrivare a danneggiare gli abitanti di Lucca, a una ventina di chilometri dalla costa, e Beccari lo escluse.

Nelle ricerche sulla fisiologia dell’alimentazione Beccari si dedicò alla analisi del frumento e del latte e descrisse, in un saggio del 1728 intitolato “De frumento”, la separazione dalla farina di frumento di due differenti frazioni.

Versando la farina in acqua Beccari osservò che una parte galleggiava mentre una parte si depositava sul fondo del recipiente. Ripetendo l’esperimento più volte isolò la parte più leggera, che oggi sappiamo essere l’amido, e la descrisse come dotata di caratteri “vegetali”, mentre l’altra, che oggi conosciamo come glutine, aveva caratteri “animali”. Scaldando le due frazioni, Beccari osservò che dall’amido si liberavano gas “acidi”, mentre dal glutine di formavano vapori “alcalini”, e oggi sappiamo che ciò è dovuto ai composti azotati che si formano durante la scomposizione delle proteine del glutine. A titolo di curiosità l’analisi del contenuto di glutine nelle farine si fa ancora oggi impastando la farina con acqua e poi manipolando l’impasto sotto un sottile getto di acqua fino a quando tutto l’amido è stato asportato e resta un residuo elastico e appiccicaticcio, di colore giallo, una procedura che veniva mostrata nelle esercitazioni di merceologia ai miei studenti universitari e che è una variante del metodo di Beccari.

Il glutine è costituito da due principali proteine, la gliadina, costituita dall’unione di circa 100-200 amminoacidi (principale responsabile della celiachia), e la glutenina, costituita dalla combinazione di circa 2.000-20.000 amminoacidi. Proprio il carattere gommoso ed elastico del glutine consente di ottenere, con gli sfarinati di frumento, l’impasto per il pane e per la preparazione delle paste alimentari. Il frumento è l’unico cereale dotato di queste caratteristiche e se non altro bisogna dirgli grazie. Va peraltro detto che, dal punto di vista nutritivo, le proteine del glutine sono povere di lisina, uno degli amminoacidi essenziali (i componenti delle proteine che devono essere apportati con la dieta), e quindi una alimentazione a base di pane e pasta deve essere integrata con altri alimenti contenenti proteine con una migliore composizione di amminoacidi, come quelli di origine animale o delle leguminose.

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blog.giallozafferano.it

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Pochi numeri stanno ad indicare l’importanza anche economica del frumento. L’Italia produce ogni anno circa tre milioni di tonnellate di pane e prodotti da forno utilizzando circa 8 milioni di tonnellate di frumento tenero, metà di produzione nazionale e metà di importazione. Inoltre produce circa 3,5 milioni di tonnellate all’anno di paste alimentari, per la metà destinate all’esportazione, usando circa 7 milioni di tonnellate di frumento duro, anche questo per circa metà di produzione nazionale e per circa metà di importazione.

A livello mondiale, i 750 milioni di tonnellate di produzione annua di frumento sono ancora insufficienti per sfamare tanta parte della popolazione terrestre.

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Nonostante le proposte siano state fatte si è aperta la fase di discussione publica ed E’ APERTA LA RACCOLTA DI FIRME PER LA PETIZIONE ALLA IUPAC per dare il nome Levio ad uno dei 4 nuovi elementi:FIRMATE!

https://www.change.org/p/international-union-of-pure-and-applied-chemistry-giving-name-levium-to-one-of-the-4-new-chemical-elements

Mozziconi

Nota: si ricorda che le opinioni espresse in questo blog non sono da ascrivere alla SCI o alla redazione ma al solo autore del testo

a cura di Giorgio Nebbia

Nel febbraio 2016 è entrata in vigore la tanto attesa legge 221 del 2015, che, oltre a numerose indicazioni di azioni relative alla difesa e al miglioramento dell’ambiente, contiene un articolo 40 che stabilisce “E’ vietato l’abbandono di mozziconi dei prodotti da fumo sul suolo, nelle acque e negli scarichi”. Lo stato si è finalmente accorto della pericolosità dei mozziconi di sigarette, rifiuti subdoli, diffusissimi e invadenti.

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Nel mondo si fumano circa seimila miliardi di sigarette all’anno; la felicità dei fumatori viene apparentemente (non lo so di persona perché non ho mai fumato) dal fatto che il tabacco delle sigarette, bruciando lentamente, fa arrivare in bocca e nei polmoni, con una corrente di aria aspirata dall’esterno, varie sostanze chimiche, fra cui la nicotina e molte altre. Dopo qualche tempo, dopo che sono bruciati circa i due terzi o i tre quarti della sigaretta, resta un mozzicone che viene buttato via. In seguito ai continui avvertimenti, da parte dei medici, che il fumo delle sigarette fa entrare nel corpo umano sostanze tossiche e cancerogene, le società produttrici di sigarette hanno cercato di attenuare i relativi danni ponendo, nel fondo delle sigarette, dove vengono posate le labbra, un “filtro” che, come promette il nome, dovrebbe filtrare, trattenere, una parte delle sostanze nocive.

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Quando una sigaretta è stata adeguatamente “consumata”, il filtro, con ancora attaccato un po’ di tabacco, viene buttato via; sembra niente, ma la massa di questi mozziconi è grandissima. Ogni sigaretta pesa un grammo, il mozzicone pesa da 0,2 a 0,4 grammi e il peso di tutti i mozziconi di tutte le sigarette fumate nel mondo ogni anno ammonta a oltre un milione di tonnellate. I mozziconi dei circa 80 milioni di chilogrammi di sigarette fumate in Italia ogni anno hanno un peso di oltre 20 mila tonnellate, poche rispetto ai quasi 35 milioni di tonnellate dei rifiuti solidi urbani, ma moltissime se si pensa al potenziale inquinante di tali mozziconi, dispersi dovunque.

I mozziconi sono costituiti in gran parte dal filtro, un insieme di fibre di acetato di cellulosa disposte in modo da offrire un ostacolo alle sostanze trascinate dal fumo delle sigarette verso la bocca e i polmoni dei fumatori. Se si osserva il filtro di un mozzicone, si vede che ha assunto un colore bruno, dovuto alle sostanze trattenute, principalmente nicotina e un insieme di composti che rientrano nel nome generico di “catrame”: metalli tossici fra cui cadmio, piombo, arsenico e anche il polonio radioattivo che erano originariamente presenti nelle foglie del tabacco, residui di pesticidi usati nella coltivazione tabacco e i pericolosissimi idrocarburi aromatici policiclici, alcuni altamente cancerogeni.

fumo inquinaLa natura e la concentrazione delle sostanze presenti nei mozziconi dipendono dalla tecnologia di fabbricazione delle sigarette che le industrie modificano continuamente per renderle più gradite ai consumatori; la natura di molti additivi e ingredienti è tenuta gelosamente segreta, il che non facilita la conoscenza e la limitazione dell’effetto inquinante dei mozziconi abbandonati. Il disturbo ambientale dei mozziconi delle sigarette viene anche dall’acetato di cellulosa del filtro, una sostanza che nelle acque si decompone soltanto dopo alcuni anni, tanto che alcune società cercano di proporre sigarette con filtri “biodegradabili”, il che farebbe sparire rapidamente alla vista i mozziconi, ma lascerebbe inalterate in circolazione le sostanze tossiche che il filtro contiene.

Proviamo a seguire il cammino di un mozzicone di sigaretta. I mozziconi delle sigarette fumate in casa o nei locali chiusi, in genere finiscono nella spazzatura, ma quelli delle sigarette fumate all’aperto o in automobile finiscono direttamente nelle strade e quindi nell’ambiente. I fumatori più attenti, si fa per dire, all’ecologia hanno cura di schiacciare con il piede il mozzicone buttato per terra, per spegnerlo del tutto ma anche credendo di diminuirne il disturbo ambientale; avviene invece esattamente il contrario: il mozzicone spiaccicato spande tutto intorno per terra le fibre del filtro con il loro carico di sostanze tossiche e il residuo di tabacco che è ancora attaccato al filtro. Alla prima pioggia queste sostanze vengono trascinate nel suolo o per terra e da qui allo scarico delle fogne e da qui in qualche fiume o lago o nel mare. Le fibre del filtro galleggiano e vengono rigettate sulle coste dal moto del mare; a molti lettori sarà capitato di fare il bagno nel mare e di dover spostare fastidiosi mozziconi galleggianti.330px-Cyprinus_carpio_smoking

Nel contatto con l’acqua le sostanze che il filtro contiene si disperdono o si disciolgono e possono venire a contatto con gli organismi acquatici. Si sta sviluppando tutta una biologia e tossicologia delle interazioni fra i componenti dei mozziconi di sigarette e la vita acquatica, specialmente di alghe e altri microrganismi. Rilevanti effetti tossici sono dovuti alla stessa nicotina e non meraviglia perché la nicotina è stata usata come un antiparassitario proprio per la sua tossicità verso molti organismi viventi. La nuova legge raccomanda la diffusione di posacenere, ma anche così i veleni dei mozziconi non scompaiono: i loro effetti tossici continuano anche se finiscono nelle discariche o negli impianti di trattamento dei rifiuti. C’è bisogno di molta ricerca chimica sui mozziconi di sigarette, ma soprattutto c’è bisogno che le persone fumino di meno: ne trarrà vantaggio il loro corpo e il corpo comune di tutti noi, l’ambiente, le acque, il mare.

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E’ APERTA LA RACCOLTA DI FIRME PER LA PETIZIONE ALLA IUPAC per dare il nome Levio ad uno dei 4 nuovi elementi:FIRMATE!

https://www.change.org/p/international-union-of-pure-and-applied-chemistry-giving-name-levium-to-one-of-the-4-new-chemical-elements

 

Il muro di Trombe.

Nota: si ricorda che le opinioni espresse in questo blog non sono da ascrivere alla SCI o alla redazione ma al solo autore del testo

a cura di Giorgio Nebbia

Se leggete un trattato sull’energia solare, nell’indice, alla lettera “T” trovate il nome di Trombe associato al celebre ”muro” che da lui ha preso il nome. Si tratta di una ingegnosa forma di riscaldamento solare “passivo”, differente dai sistemi che richiedono dei pannelli esterni. Trombe propose di inserire, nella parete rivolta a sud degli edifici, una grande finestra di vetro dietro la quale è posto un “muro” con una faccia nera esposta al Sole. La radiazione solare, passando attraverso la lastra di vetro, scalda la parete nera del muro e resta “intrappolata” dentro la parete sotto forma di calore; la parete calda a sua volta scalda facilmente l’aria interna delle stanze. Negli anni cinquanta del secolo scorso il “muro di Trombe” diventò famoso in tutto il mondo e ancora oggi gli edifici con riscaldamento solare “passivo”, sempre più diffusi, utilizzano lo stesso principio, magari dimenticando chi ne è stato l’inventore mezzo secolo fa.

Se andate a vedere meglio, il Felix Trombe del “muro di Trombe” era … un chimico.

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Félix Trombe 1906-1985

Sembra che ci sia una attrazione fatale dei chimici per l’energia solare. Se andate a vedere meglio, il Felix Trombe del “muro di Trombe” era … un chimico. Sembra che ci sia una attrazione fatale dei chimici per l’energia solare. Erano chimici Giacomo Ciamician, il noto pioniere dello studio degli effetti fotochimici dell’energia solare; Farrington Daniels, https://en.wikipedia.org/wiki/Farrington_Daniels, a cui si devono studi pionieristici sull’energia solare nell’Università di Madison, nel Wisconsin; Maria Telkes, di cui si è parlato in questo blog https://ilblogdellasci.wordpress.com/2015/06/10/anche-la-regina-del-sole-era-una-chimica/; è un chimico il nostro collega Vincenzo Balzani, altra autorità internazionale della fotochimica solare https://it.wikipedia.org/wiki/Vincenzo_Balzani; nel mio piccolo sono un chimico anch’io e come tale mi sono occupato, tanti anni fa, della costruzione di distillatori solari per ottenere acqua dolce dal mare coi l’energia solare.

Nel mio piccolo sono un chimico anch’io e come tale mi sono occupato, tanti anni fa, della costruzione di distillatori solari per ottenere acqua dolce dal mare con l’energia solare.

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Università di Bologna, 1953, un distillatore solare sul tetto costruito da Giorgio Nebbia.

Felix Trombe (1906-1985) si era laureato in chimica industriale con una tesi sui metalli rari lantanidi e, dopo la laurea, per molti anni condusse ricerche di speleologia studiando e analizzando la circolazione delle acque in molte grotte fino allora inesplorate; i risultati sono raccolti in un noto “Trattato di speleologia”. Dopo il 1945 Trombe tornò ad occuparsi di metalli e, per migliorare le conoscenze sul comportamento dei metalli ad alta temperatura, costruì nel 1949 un “forno solare” della potenza di 50 kW a Mont Louis, sui Pirenei orientali, nel Sud della Francia; la cittadina in alta montagna era stata scelta perché offriva per molti mesi un cielo limpido. La radiazione solare era concentrata con un grande specchio parabolico, azionato da un meccanismo che poteva “seguire” il Sole nel suo “moto apparente” nel cielo. Nel “fuoco” dello specchio si raggiungevano temperature altissime con le quali era possibile osservare le modificazioni e le proprietà dei metalli e dei materiali senza i disturbi e le contaminazioni che si hanno nei forni tradizionali: una temperatura altissima e “pulita”.

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Forno solare di Odeillo

I successi del primo forno solare indussero le autorità francesi a finanziare la costruzione, sempre sui Pirenei, a Odeillo, di un secondo forno della potenza di 1000 kW che attrasse — erano ormai gli anni della prima crisi energetica del secolo scorso — anche l’attenzione dell’ente elettrico francese il quale abbinò al forno solare una centrale termoelettrica, chiamata Themis, che funzionò del 1982 al 1986. Funzionò male perché, anche nelle condizioni migliori, il flusso di calore proveniente dal Sole è irregolare e discontinuo, nei vari mesi dell’anno e nelle varie ore del giorno, mentre una centrale termoelettrica ha bisogno di un flusso continuo di vapore a temperatura elevata e costante. D’altra parte il calore di origine solare ad alta temperatura, non può essere “immagazzinato” in maniera soddisfacente.

I forni solari sono invece di grande utilità per la preparazione di leghe e metalli ad altissima temperatura, per reazioni chimiche speciali, da condurre al di fuori del contatto dell’aria, come del resto Trombe aveva ben intuito all’inizio delle sue ricerche; in questa direzione continuò a lavorare il laboratorio di Odeillo, anche dopo la chiusura della centrale Themis. Tanto più che nelle prove sui materiali ad altissime temperature c’è ancora moltissimo da scoprire con ricadute importanti nel campo meccanico, aeronautico ed elettronico.

Col suo lavoro con i forni solari Trombe era diventato una celebrità nel campo dell’energia solare di cui intuì la grande importanza sia nei paesi industrializzati sia in quelli emergenti. Col Sole si poteva diminuire il consumo di combustibili per il riscaldamento invernale col “muro” prima ricordato; Trombe condusse molte altre ricerche sull’energia solare; progettò distillatori solari di acqua marina per fornire acqua dolce ai paesi aridi, essiccatoi solari per le derrate alimentati deperibili, frigoriferi solari. Trombe morì nel 1985, in un periodo in cui sui mercati stavano scorrendo di nuovo fiumi di petrolio a basso prezzo — e inquinante — e l’energia solare era in declino. Non fece quindi in tempo a vedere la ripresa dell’interesse per l’energia solare sollecitata dalle nuove crisi energetiche e dai movimenti ambientalisti. Dopo il 1990 a Odeillo, accanto al grande forno solare, è stato creato un centro di informazione del pubblico, “Héliodyssée” per diffondere, specialmente fra gli studenti, le conoscenze sulle energie rinnovabili e sul Sole.

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E’ APERTA LA RACCOLTA DI FIRME PER LA PETIZIONE ALLA IUPAC per dare il nome Levio ad uno dei 4 nuovi elementi:FIRMATE!

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