Chimica verde

 L’ondata di ottimismo e innovazione esplosa in Italia alla fine degli anni ’50, ha il volto della chimica, insieme al settore metallurgico e meccanico. Il settore chimico diventa un elemento determinante per lo sviluppo di tutta l’economia nazionale e attraverso la costruzione di grandi stabilimenti petrolchimici, l’Italia diventa il paese della chimica d’avanguardia. Ma l’entusiasmo viene presto placato dalla scoperta dei danni che potevano provocare le lavorazioni chimiche. Si comincia a diffondere l’opinione che le miriadi di innovazioni avute grazie alla chimica nascondono il rischio di veri e propri disastri per l’ambiente e per l’uomo. Si scopre che molte delle sostanze usate nella produzione sono tossiche e molte industrie non usano nessuna precauzione nella tutela ambientale. Uno dei primi disastri percepiti come tali dall’opinione pubblica e provocati dall’industria chimica è dovuto all’utilizzo nei campi di quantità sempre più elevate di pesticidi, prima accolti come grande innovazione poi invece, diventati veri e propri veleni . Nel 1963 Rachel Carson denuncia la situazione in un suo libro di grande successo, La primavera silenziosa, che ha scosso le coscienze degli americani fino a influire sulla politiche sull’uso dei pesticidi. Ora attraverso nuovi studi di design molecolare si stanno sostituendo i vecchi pesticidi policlorurati, resistenti alla degradazione chimica o microbiologica nell’ambiente, con i piretroidi, analoghi della sostanza della piretrina naturale, con bassa tossicità per gli organismi superiori.

Ma la percezione del rischio chimico diventa davvero diffusa con i grandi disastri chimici. Nel 1976 a Seveso, dove la fuoriuscita di una nube tossica contenente diossina, causa a circa 240 persone la cloracne, una dermatosi provocata dall’esposizione al cloro e ai suoi derivati , a Love Canal nel 1978 che portò all’evacuazione di un intero quartiere a Niagara Falls in seguito alla scoperta di rifiuti tossici sotterrati in quei terreni. E poi nel 1984 con il disastro di Bhopal in India, dove in seguito alla fuoriuscita di una “nebbia mortale” formata da derivati del cianuro da una fabbrica della Union Carbide causò 4.000 decessi .

In seguito a questi disastri ci si rese conto che le autorità erano impreparate a gestire i rischi derivanti da disastri chimici e si capì che era necessario regolamentare la produzione chimica. Così nel 1982 gli Stati dell’Unione Europea si sono accordati su una politica comune di prevenzione dei grandi rischi chimici attraverso la “direttiva Seveso” , prima di una lunga serie di leggi ambientali, volte alla regolamentazione della produzione chimica, alla salvaguardia dell’ambiente e alla protezione della salute dell’uomo .

Ma ora che la chimica viene percepita come un rischio, come bisogna comportarsi? E’ possibile vivere senza chimica? Sarebbe paradossale pensare, di estirpare tutto ciò che fa parte della nostra vita e che è frutto di produzione chimica. Significherebbe eliminare tutte le materie plastiche, vivere senza elettronica, ma anche senza forniture mediche e farmaci. Infatti nella fabbricazione di tutto questo vengono utilizzati pericolosi solventi e vengono prodotte grandi quantità di scarti tossici. Si dovrebbe cioè, modificare il nostro intero modo di vivere e ritornare ad uno stile di vita, preindustriale.

La presa di coscienza dei grandi rischi che la produzione chimica portava con sé, ha fatto sì che le grandi industrie di prodotti chimici si orientassero verso la chimica sostenibile. Il mondo della chimica, ha assunto un codice di comportamento che individua strategie precise di prevenzione dell’inquinamento, sia nel prodotto finito, sia attraverso la riconversione di vecchie tecnologie in nuovi processi ecocompatibili. Paul Anastas, docente della Yale University, direttore delle ricerche dell’Epa, Environmental Protection Agency, e ideatore della chimica sostenibile, insieme al suo collega John Warner hanno delineato le quattro idee alla base della “Green Chemistry”. La prima è quella di sviluppare processi che massimizzino la quantità di materia prima che entra a far parte del prodotto stesso, in modo da risparmiare sulle materie prime e di conseguenza sugli scarti da smaltire. La seconda spinge le industrie all’utilizzo di sostanze chimiche e solventi che siano sicure per l’ambiente o perlomeno ridurne l’utilizzo. La terza idea punta sull’utilizzo efficiente dell’energia, cioè produrre il più possibile utilizzando minore quantità di energia. L’ultima idea è quella che suggerisce di produrre meno scarti possibili. Da queste quattro idee principali gli ideatori hanno poi ricavato un elenco di 12 punti che costituisce il vero e proprio esoscheletro della Green Chemistry . Come afferma Paul Anastas nell’intervista rilasciata su Nature , l’obiettivo della chimica verde non è solo quello di ripulire l’ambiente , ma è quello di ridisegnare i processi chimici all’origine. Bisogna mirare a una chimica pulita dell’intero ciclo di produzione non solo del prodotto finito. Questi principi sono gli stessi che hanno contribuito alle varie campagne di sensibilizzazione da parte di Anastas e dei suoi alleati, come il “Presidential Green Chemistry Challenge”, che ogni hanno assegna cinque premi alle aziende che hanno mostrato di eccellere sulle altre nell’applicazione dei principi di sostenibilità. Grande importanza nella sensibilizzazione sulla chimica verde, è data dalla partecipazione volontaria al Responsible Care (www.responsiblecare.org) che incorpora tutte quelle industrie che perseguono miglioramenti nel settore dei processi chimici, sicurezza e prestazioni ambientali.

Oggi l’obiettivo dei nuovi laboratori chimici è quello di progettare nuovi composti e sviluppare nuovi metodi per rendere i vecchi composti più facilmente gestibili, si sta riducendo l’impatto ambientale e al tempo stesso si continua a innovare. <<Ora è possibile osservare le emissioni pericolose di numerosi prodotti tossici ed esaminare il loro impatto ambientale>>, afferma Beverly Thorpe dell’associazione Clean Production Action. Bisogna dunque domandarsi come la chimica possa diventare motore di sviluppo sostenibile e delineare un futuro alternativo, per un pianeta dove la popolazione umana è in continua crescita e le risorse sono limitate. È in quest’ottica che il Direttore Generale dell’UNESCO Koichiro Matsuura, durante la sessantatreesima sessione dell’ Assemblea Generale delle Nazioni Unite, ha affermato che la chimica ricopre un ruolo fondamentale nello sviluppo di fonti di energia alternative.

La chimica verde ha trovato una solida base soprattutto nell’industria farmaceutica, forse perché, come si legge nell’articolo di Nature “It’s not easy being green” di Katharine Sanderson: l’industria farmaceutica è quella che può guadagnarci di più. Gli impianti farmaceutici generano tipicamente fra i 25 e 100 chilogrammi di rifiuti per ogni chilogrammo di prodotto, un rapporto chiamato “fattore ambientale”, o “E-factor”. Un esempio lampante è dato dalla nuova sintesi dell’ibuprofene. Questa è una molecola con proprietà analgesiche e antiinfiammatorie presente in molti farmaci. La tradizionale sintesi consiste in un processo a sei stadi con la conseguente produzione di scarti da smaltire e altri sottoprodotti che necessitano una gestione separata. Una nuova sintesi industriale ha invece permesso di arrivare all’ibuprofene in soli tre stadi, il che ha ridotto la quantità di sottoprodotti non desiderati e ha diminuito i costi di smaltimento e trattamento dei rifiuti.

Un’altra esperienza degna di nota è quella dell’industria Pfizer e la sintesi del farmaco anti- impotenza “Viagra”. Prima che il farmaco andasse in commercio nel 1998, un team della Pfizer ha riesaminato e riorganizzato ogni fase della sintesi all’impianto di Sandwich, nel Regno Unito. Ha sostituito i solventi clorurati con altri meno tossici, ha introdotto processi volti a recuperare e riutilizzare questi solventi, e ha eliminato la necessità di utilizzare il perossido di idrogeno che poteva causare ustioni. Infine ha eliminato il bisogno di Oxalyl Cloruro, un reagente che durante le reazioni produce monossido di carbonio. Peter Dunn, leader della squadra di sintesi del Viagra ha commentato i risultati affermando che l’industria Pfizer ha ridotto l’E-factor nell’anticonvulsionante “lyrica”, con miglioramenti simili per l’antidepressivo Sertalina e negli antinfiammatori Celecobix, i tre prodotti da soli sono riusciti ad eliminare più della metà di un milione di tonnellate di rifiuti chimici. Il risparmio nelle materie prime e nell’utilizzo di energia, i costi di smaltimento degli scarti e le eventuali sanzioni dovute all’inquinamento arrecato, sono degli ottimi incentivi per le industrie che scelgono la chimica verde. Nell’etica della green chemistry non si valuta più semplicemente la resa di una reazione, ma si prendono in esame vari altri criteri: i materiali possono essere prodotti da fonti rinnovabili? Si producono sottoprodotti tossici? Si può evitare la loro produzione? Quanti scarti vengono prodotti? E’ efficiente sotto un profilo energetico? Fino a poco tempo fa questi parametri non erano incisivi nell’ identificare un processo chimico come preferibile ad un altro, ma oggi nei nuovi laboratori chimici, se si sottoponessero queste domande agli studenti, questi modificherebbero la loro visione delle reazioni chimiche? La sostenibilità del prodotto e del processo chimico, è diventata un valore aggiunto o il lavoro di Anastas e della sua squadra è solo un fenomeno isolato? Sicuramente quando questo processo di cambiamento sarà completo e la sostenibilità di un prodotto sarà un parametro fondamentale, allora si parlerà di svolta epocale.

Eugenia Borgia

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