Ordine dei Chimici
della Provincia di Reggio Emilia
a cura di Dr. Stefano Ghelli
Questa pubblicazione, redatta per celebrare l’Anno Internazione
della Chimica, ha lo scopo di far conoscere meglio cosa è la
Chimica e spiegare perché la Chimica può essere un’interessante opportunità di lavoro e di vita scientifica e culturale.
Tutti i diritti sono riservati.
Nessuna parte può essere riprodotta
in alcun modo senza permesso scritto
dell’Ordine dei Chimici della Provincia di Reggio Emilia
………. la Chimica, non mi è proprio mai piaciuta da studiare ! E’ una
materia arida, fatta di nomi incomprensibili da imparare a memoria!
Non ci ho mai capito niente di Chimica !
………. piuttosto che studiare Chimica farei qualsiasi lavoro!
………. e poi a che serve la Chimica ?
………. la Chimica puzza, inquina, è pericolosa !
………. sì ….sì, sono certo, l’uomo vivrebbe sicuramente meglio senza la
Chimica !
………. ma come potrà piacere la Chimica ? Mi sa che coloro a cui piace
non hanno tutte le “rotelle” al loro posto !
………. sì….sì, i Chimici sono persone a dir poco strane, se non addirittura
pericolose e un po’ pazze.
……… d’altra parte, cosa ci si può aspettare da chi trascorre la propria
esistenza segregato in maleodoranti laboratori, immerso fra alambicchi, provette ed esplosioni, impegnato ad inventare cose pericolose che danneggiano la salute umana e l’ambiente in cui viviamo!
………..sì…si, è sicuramente gente per nulla normale! Meglio stare alla
larga dai Chimici e dalla Chimica!
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Ma tutto questo sarà proprio vero ?
………. oppure la Chimica è una delle Scienze della natura più affascinanti
ed intriganti da studiare !
………. ed essere un Chimico è proprio figo !
leggete e saprete !
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1.
Ruolo della Chimica nello sviluppo civile, sociale,
culturale, industriale ed economico, della nostra società.
La Chimica: un’arte al servizio dell’uomo.
La Chimica è un’arte, come la Pittura o la Musica. Con la Musica
condivide molti aspetti. La Musica è l'arte e la scienza di combinare i suoni (le note musicali) nel corso del tempo (lo spartito), attraverso un complesso di norme pratiche adatte a conseguire determinati
effetti sonori gradevoli (le armonie), attraverso le quali si creano i brani musicali, quali le sinfonie. Le singole note non esprimono alcunché, se prese
singolarmente, e può apparire poco appassionante eseguire per anni solfeggi ed esercizi ripetitivi. Ma tutto questo consente all’artista di diventare
padrone delle sonorità dello strumento e delle regole attraverso le quali
combinare le note per dar vita a meravigliose sinfonie ed è a questo punto
che si comprende e si apprezza la grandezza e la bellezza della musica.
La Chimica è l’arte e la scienza di combinare gli atomi (le note
musicali), attraverso un complesso di norme pratiche adatte a
conseguire determinati effetti (le reazioni chimiche), attraverso le
quali si creano molecole (le sinfonie) simili o uguali a quelle che esistono in
natura o che in natura non esistono. Come per la Musica, può apparire
poco appassionante trascorrere anni ad imparare le regole con le quali gli
atomi si combinano, ed imparare come dominare tali regole (la pratica in
laboratorio) ma, una volta che si è acquisita questa conoscenza, è possibile
scrivere nuove “sinfonie” ed è a questo punto che si comprende e si apprezza la grandezza e la bellezza della Chimica.
Nel 1663, C. Glaser, nel suo trattato sulla Chimica (“Traité de la chymie”)
scriveva: “la Chimica è l’arte scientifica attraverso la quale s’insegna a decomporre i corpi al fine di ricavare da essi le differenti sostanze di cui sono
formati, e a ricombinarli di nuovo comunicando loro una più alta perfezione”. Glaser aveva ragione perché, grazie alla Chimica, è possibile combinare gli atomi a formare molecole che rappresentano un livello più alto di
perfezione e di ordine.
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Oggi, che conosciamo che l’unità di base della struttura della materia, cioè l’atomo, è invisibile, possiamo affermare, che la Chimica è l’arte di combinare l’invisibile. Un’arte parecchio complessa
perché le “note” a disposizione sono più di cento (i diversi tipi di atomi); le
regole con cui tali “note” possono combinarsi (reazioni chimiche) sono migliaia; diversi sono gli effetti che occorre considerare nell’ambito di ogni
regola e lo “spartito” su si dispongono le “note” è tridimensionale cioè, una
medesima nota, collocata all’interno di in una medesima sequenza di
“note”, produce un “suono” diverso se è orientata diversamente nello spazio. Ad esempio, gli aminoacidi (Fig. 1), cioè le molecole di base di tutti gli
organismi viventi, si differenziano tra loro per la natura del gruppo R ma,
indipendentemente da come il gruppo R è fatto, ogni aminoacido può essere di due tipi, indicati con le lettere D e L, che si differenziano fra loro per
la diversa disposizione nello spazio degli atomi. Di uno stesso amino-acido,
la forma D è l’immagine speculare della forma L, in analogia alla relazione di
simmetria che intercorre fra la mano
destra e la mano sinistra. In natura esistono solo aminoacidi in forma L e molti farmaci sono attivi solo in una delle
possibili forme D o L mentre l’altra non
è attiva o addirittura è nociva. Ciò
D
L
accade perché solo una forma, la D o
Fig. 1 - Aminoacidi D e L.
la L, ha gli atomi con orientazione corretta per poter entrare nella “serratura
biochimica” del recettore che causa la
malattia e sul quale il farmaco deve
agire (Fig. 2).
Un altro mirabile esempio dell’impora
b
c
d
tanza di considerare uno “spartito tridi- Fig. 2. a) “serratura biochimica” del recetmensionale”, e di sapere come su es- tore. b) “chiave” con simmetria opportuna
entrare nella serratura; c) “chiave” imso scrivere le “note” al posto giusto, è per
magine speculare della b. Presa la “chiave”
fornito da Giulio Natta (Fig. 3), Chimi- c, anche se la giriamo, si ottiene la chiave d
non ha la disposizione di tutti i tre blocco italiano, Premio Nobel nel 1963. che
chetti nella giusta posizione per entrare nelEgli fu un grande “compositore” di sin- la serratura biologica.
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fonie in 3D” perché riuscì a scoprire ed
utilizzare le regole della natura al fine
di costringere migliaia di atomi a lepolipropilene
garsi fra loro in modo ordinato, seguendo una precisa e regolare disposizione nello spazio, a formare una
unica macromolecola, cioè un polimero, che ha rivoluzionato il nostro mondo, cioè il polipropilene isotattico, noto
Fig. 3
comunemente come Moplen o ancor
più comunemente, come plastica. In PET
Fig. 3 sono mostrati alcuni esempi di
utilizzo del Moplen. Ci sono oggetti di
tutti i tipi. Le regole scoperte da Natta
ABS
hanno aperto la strada alla creazione
di una miriade di nuovi materiali polimerici, quali il PET (polietilene tereftalato) e l’ABS (copolimero Acrilonitrile butadiene stirene), che vengono oggigiorno utilizzati per produrre una molFig. 4
titudine di oggetti di cui facciamo largo uso (Fig. 4).
Oggi, che sappiamo che l’atomo ha una natura sia corpuscolare
(cioè si comporta come una microscopica pallina di materia) che
ondulatoria (cioè si comporta come un’onda), i punti di contatto fra
Chimica e Musica sono ancora più evidenti. Un brano musicale è un ordinato susseguirsi di suoni, cioè di onde meccaniche, e le molecole sono un
ordinato susseguirsi di atomi, cioè di onde elettromagnetiche.
La Chimica è un connubio straordinario fra rigore scientifico e
fantasia. E’ una disciplina rigorosamente scientifica perché segue regole precise e riproducibili (meccanismi di reazione), cioè
prevedibili, che connettono fra loro la causa (i reagenti) e l’effetto (i prodotti
di reazione). E’ una disciplina che richiede anche molta fantasia perché occorre avere menti assai visionarie per immaginare, e quindi comprendere,
come funzionano le leggi della natura su oggetti (atomi e molecole) che
non possono essere visti.
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La Chimica è l’arte alla base dell’esistenza della materia, perché
è grazie a leggi chimiche che gli atomi si legano tra loro a formare la materia.
La Chimica è quindi tutto ciò che ci circonda, cioè l’universo, e
come tale fa parte delle scienza della natura. Le regole della Chimica sono fissate dalla natura, l’uomo può solo scoprirle.
La Chimica è l’arte alla base della vita, perché tutti i processi della
vita sono reazioni chimiche (o come più precisamente, biochimiche). Semplici esempi sono il movimento di una mano, formulare
un pensiero, avere un’emozione e quando si ha un’interruzione
del processo biochimico, possono sorgere gravi patologie, quali
la distrofia muscolare o la demenza senile.
La Chimica stimola curiosità. La Chimica è bella. Nel 1663, C.
Glaser, nel suo Traité de la chymie, scriveva: “Coloro che posseggono qualche nozione della vera Chimica sono indubbiamente convinti dei vantaggi portati da questa bellissima scienza
che è la chiave capace di aprire agli indagatori della natura la porta dei suoi
segreti, riconducendo le cose alle loro origini, dando loro nuove forme e
imitando la natura in tutte le sue opere e trasformazioni fisiche”.
La Chimica è una disciplina scientifica fortemente interdisciplinare perché per la sua comprensione è necessaria una conoscenza, di livello superiore, in Fisica e Matematica e, per il suo ampio
campo d’applicazioni, è talvolta necessario avere conoscenze anche in Medicina, Biologia ed Elettronica perché notevoli sono le contaminazioni, interazioni e sinergie con la Fisica quantistica, la Biologia, la Genetica, la Medicina, ecc….. Già nel 1663, C. Glaser, nel suo Traité de la Chymie, aveva
compreso l’interdisciplinarità della Chimica e scriveva: “…senza la Chimica
sarebbe difficile al medico comprendere le fermentazioni, le ebollizioni, le
distillazioni, e gli altri processi che si compiono nel corpo umano e che sono la causa immediata di alcune malattie.” “… la Chimica fornisce i migliori
medicamenti per la cura delle malattie più ostinate e croniche, per le quali
l’impiego dei farmaci tradizionali risulta inutile”.
Gli esempi d’interdisciplinarità e di contaminazioni fra la Chimica
e le altre discipline scientifiche sono moltissimi. Ad esempio, si
consideri che atomi e molecole non possono essere visti. Un cieOrdine dei Chimici della Provincia di Reggio Emilia
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co percepisce come è fatta la realtà
non perché la vede ma perché l’immaproprietà
chimico-fisiche
gina attraverso l’elaborazione delle caratteristiche che essa manifesta, quali
Fig. 5
la forma, la dimensione, l’odore ed il
suono. Caratteristiche che il cieco perHC O
O
H
H
CH
S
NH
cepisce attraverso sensi quali il tatto,
N
CH
l’udito e l’olfatto. Il Chimico si comporO
Cl
Cl
O
ta, nei confronti dell’atomo e delle moHO
lecole, come una persona cieca perché non vede tali “oggetti” ma può solo immaginare come essi siano fatti, attraverso l’elaborazione delle loro caratteristiche chimico-fisiche (Fig. 5). Ca7
6
5
4
3
2
ratteristiche che il Chimico ha imparato
Fig. 6
a misurare in vario modo, attraverso
stato di
energia β
strumenti che svolgono un’azione ana∆E ⇔ frequenza
segnale
Radiazione
loga a quella dell’udito e dell’olfatto per
osservato
elettromagnetica
(onde radio)
DE ⇔ posizione
il cieco. Una di queste caratteristiche
nella molecola
stato di
dell’atomo il
energia α
chimico-fisiche è la luce che interagicui nucleo
viene
sce con gli stati d’energia di atomi e
osservato
Bloch, Purcell - Premi Nobel per la Fisica
molecole. Il grafico in Fig. 6 è uno spet– anno 1952.
tro nel quale vi sono diversi segnali,
Fig. 7
indicati dalle frecce. Questo spettro è il
risultato della risonanza magnetica dei nuclei all’interno degli atomi che
compongono le molecole. Irraggiando il campione in esame con onde radio
di diversa frequenza (luce a radiofrequenza, cioè in MHz) (Fig. 7), è possibile “interrogare” i nuclei circa l’energia dei loro stati magnetici e “sentire”
la loro risposta perché essa si esplica nelle frequenze delle onde radio che
interagiscono con i nuclei. Frequenze che corrispondono alla posizione dei
segnali dello spettro. Poiché il valore di queste frequenze dipende da come
i singoli atomi sono disposti nella molecola, la loro analisi porta a dedurre la
struttura chimica del prodotto osservato. Nel caso mostrato in Fig. 9, i nuclei
interrogati sono quelli degli atomi d’idrogeno e dal loro spettro si risale alla
struttura della molecola, che in questo esempio è la penicillina, un antibioti3
3
3
A
1 , 5
1
0
, 5
- 0
, 5
0
0
5
1 0
1 5
2
0
2 5
3 0
3
5
- 1
- 1 , 5
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co che ha salvato milioni di vite umane. Convogliando in una radio, le radiofrequenze emesse dai nuclei, si possono sentire i suoni emessi dai singoli
nuclei, cioè le “note musicali” che corrispondono ai singoli picchi nello spettro di Fig. 6, e l’accordo composto da tali “note” è il “suono” della molecola
considerata.
La risonanza magnetica nucleare (NMR) è una caratteristica chimico-fisica
dei nuclei, scoperta grazie a ricerche condotte da Fisici i quali hanno anche
realizzato gli strumenti per poterla osservare e misurare. I Chimici hanno
ampiamente utilizzato questa scoperta, fino al punto che essa è da anni la
principale tecnica d’analisi della struttura molecolare delle sostanze organiche, quali farmaci, materie plastiche,
ecc. Questa tecnica ha avuto, ed ha,
un importante ruolo nello studio della
struttura delle biomolecole (es. le prostruttura 3D di
spettro NMR 3D di
proteina
proteina
teine) e dei meccanismi attraverso i
1991: R. Ernst - Premio Nobel in Chimica (FT
quali le biomolecole interagiscono con
NMR).
2002: K. Wüthrich - Premio Nobel in Chimica
i farmaci. Un’informazione fondamen(protein NMR).
tale per inventare nuove medicine. I
Fig. 8.
due scienziati a cui è stato conferito il
Premio Nobel per quest’applicazione,
sono Chimici (Fig. 8).
Oltre a consentire di comprendere come gli atomi sono collocati nelle mo2003: P. Lauterbur - Premio Nobel in Medicina
lecole, la NMR permette anche, attra(MR imaging).
2003: P. Mansfield - Premio Nobel in Medicina
verso tecniche d’immagine note come
(MR imaging).
risonanza per immagini (MRI) o risoFig. 9.
nanza magnetica (MR), di comprendere come gli atomi sono distribuiti all’interno degli oggetti. Ciò ha importanti
applicazioni nello studio delle correlazioni fra struttura chimica e caratteristiche tecnologiche nei materiali e nella diagnostica medica, dove si ottengono immagini di come gli atomi (ad esempio quelli d’idrogeno dell’acqua
o dei lipidi o dei farmaci) sono distribuiti nell’organismo umano. Ciò fornisce
immagini morfologiche e di funzionalità (attività) biochimica degli organi In
Fig. 9 sono mostrate immagini planari e tridimensionale di un cervello umano. L’invenzione di questa tecnica diagnostica, alternativa e complementa13C
(t1)
1H
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(t 3)
15N
(t2)
8
re alla TAC ed alla PET, ha portato al- β
(
) ∑ ( ) (
)
segnale di
risonanza
Fisica
l’assegnazione di due Premi Nobel per
(1980)
Matematica
(1952)
α
la Medicina, entrambi assegnati a ChiFourier (1768-1830)
immagine
∫
digitale
mici. Riassumendo, da un fenomeno
∫
fisico (Fig. 10) scoperto negli anni ‘50
Chimica
spettro di
risonanza
si ottiene un segnale che, attraverso la
(1980)
(1960)
Matematica sviluppata nel XIX secolo
Fig. 10.
(la Trasformata di Fourier), può essere
decodificato in spettro e, attraverso la conoscenza Chimica, da questo
spettro è possibile ricavare la struttura della materia (anni ‘60) ed immagini
di come la materia è distribuita (anni ‘90). A ciò ha contribuito anche l’informatica, agevolando non poco il calcolo relativo all’elaborazione dei dati, e
mettendo a disposizione le immagini in formato digitale. La NMR è un
esempio di cosa s’intende per interdisciplinarità ed intercorrelazione della
Chimica con altre discipline scientifiche, un’intercorrelazione che pone la
Chimica al centro di un network di cui fanno parte la Fisica, la Medicina, la
Biochimica e la Matematica (Fig. 11). In altre parole la Chimica ha avuto ed
ha un ruolo centrale nello sviluppo scientifico e tecnologico, inteso in modo
complessivo. L’esempio mostrato e solo uno fra i tanti possibili.
Matematica
Un altro esempio, analogo al precedente, è quello nel quale s’indaga la
struttura della materia utilizzando luce
Medicina
Chimica
Fisica
a raggi X (Fig. 12), la cui scoperta è
stata oggetto di Premio Nobel in FisiBiochimica
ca. Attraverso la decodifica matemaFig. 11
tica dei raggi X diffratti dagli atomi, è
possibile ricavare la struttura moleco- tubo a
fascio di
raggi X
raggi X
lare di cristalli, quali quelli di proteine,
figura di diffrazione
polimeri o farmaci. I raggi X sono ancalcolo
molecola
che utilizzati nella radiografia a raggi
cristallizzata
raggi X
X, la cui evoluzione è la TAC. Anche
difratti e
catturati
in questo caso, la forte sinergia fra Fi- Wilhelm Conrad Röntgen
da una
lastra
Premio Nobel per la Fisica
proteina
fotografica
sica, Chimica e Matematica porta ad anno 1901
avere applicazioni d’interesse biochiFig. 12
mico e medico.
X n/NT =
N -1
x k T exp − i2 π nk / N
k =0
∞
h( t ) = H(ω) ⋅ exp(i2πωt ) ⋅ d ω
−∞
∞
H( ω) =
h( t ) ⋅ exp( −i2πω t ) ⋅ d t
−∞
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L’importanza della sinergie e contaminazioni fra la Chimica e altre
discipline scientifiche, ed il ruolo centrale della Chimica nello
sviluppo scientifico si evince anche considerando che per sette volte il Premio Nobel per la Chimica è stato assegnato a Chimici per ricerche
strettamente di Fisica (Tab. 1). Si osservi il premio assegnato nel 1944, per
la scoperta del processo di fissione nucleare (che ha cambiato le sorti della II
guerra mondiale e ha consentito l’utilizzo dell’energia atomica per scopi
civili) e nel 2000, il premio assegnato per la scoperta e lo sviluppo di polimeri conduttivi, che rappresentano una delle più promettenti soluzioni per
il risparmio energetico e per la realizzazione di pannelli solari di nuova
generazione.
Chimica & Fisica Quantistica: premi Nobel per la Chimica
1908 - Ernest Rutherford (scoperta dell'esistenza di sostanze radioattive).
1911 - Marie Curie (scoperta degli elementi radio e polonio)
1914 - Theodore William Richards (determinazione dei pesi atomici).
1921 - Frederick Soddy (sostanze radioattive, origini e la natura degli isotopi).
1935 - Irene Joliot-Curie, Frédéric Joliot-Curie (sintesi di nuovi elementi radioattivi).
1944 - Otto Hahn (scoperta del processo di fissione nucleare).
1954 - Linus Carl Pauling (per le sue ricerche nel campo dell'attrazione molecolare e le sue
applicazioni sul chiarimento della natura della struttura di sostanze complesse)
1998 - Walter Kohn (sviluppo della teoria del funzionale di densità), John A. Pople (sviluppo
del metodo computazionale di Chimica quantistica noto come metodo Pariser-ParrPople).
2000 - Alan J. Heeger, Alan G. MacDiarmid, Hideki Shirakawa (scoperta e sviluppo dei
polimeri conduttivi).
Tab. 1
Considerando le contaminazioni fra Chimica e Biochimica, queste sono
tantissime e riguardano principalmente la caratterizzazione della struttura
chimica delle molecole biologiche, lo studio dei meccanismi che regolano i
processi biologici, lo studio dei meccanismi responsabili delle patologie e lo
sviluppo dei farmaci. Ben ventisette volte, il Premio Nobel per la Chimica è
stato assegnato a Chimici per studi di Biochimica (Tab. 2) e nelle motivazioni dei premi si trovano gran parte delle molecole ed i meccanismi biochimici fondamentali per la vita e fondamentali per lo sviluppo dei farmaci
di cui l’uomo oggi si avvale.
Le contaminazioni della Chimica arrivano fino alla Medicina. Per sette volte
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Chimica & Biologia molecolare: premi Nobel per la Chimica
1907 - Eduard Buchner (ricerche nella Biochimica e per la scoperta della fermentazione non
cellulare)
1928 - Adolf Otto Reinhold Windaus (steroidi ed ai loro legami con le vitamine)
1930 - Hans Fischer (eme e clorofilla).
1937 - Walter Norman Haworth (carboidrati e vitamina C), Paul Karrer (carotenoidi, le flavine,
le vitamine A e B2).
1938 - Richard Kuhn (carotenoidi e le vitamine).
1939 - Adolf Friedrich Johann Butenandt (ormoni sessuali).
1946 - John Howard Northrop, Wendell Meredith Stanley (per la preparazione di enzimi e virus
sotto forma di cristallo), James Batcheller Sumner (per la scoperta che gli enzimi
possono essere cristallizzati)
1947 - Robert Robinson (produzioni di natura vegetale, specificamente per lo sviluppo della
sintesi degli alcaloidi).
1948 - Arne Wilhelm Kaurin Tiselius (natura di proteine).
1957 - Alexander R. Todd (nucleotidi e coenzimi nucleotidi).
1958 - Frederick Sanger (struttura delle proteine - insulina).
1962 - John Cowdery Kendrew, Max Ferdinand Perutz (struttura delle proteine globulari).
1964 - Dorothy Crowfoot Hodgkin (strutture sostanze biochimiche).
1970 - Luis F. Leloir (scoperta dei nucleotidi zuccherini).
1972 - Christian B. Anfinsen, Stanford Moore, William H. Stein (ribonucleasi).
1980 - Paul Berg e Walter Gilbert, Frederick Sanger (Biochimica degli acidi nucleici e DNA
ricombinante).
1982 - Aaron Klug (sviluppo del microscopio elettronico cristallografico e il suo chiarimento
sulla struttura dei complessi acidi nucleici-proteine).
1988 - Johann Deisenhofer, Robert Huber, Hartmut Michel (struttura tridimensionale del
centro di reazione fotosintetica).
1989 - Sidney Altman, Thomas R. Cech (proprietà catalitiche dell' acido ribonucleico).
1993 - Kary B. Mullis (reazione a catena della polimerasi o PCR), Michael Smith (studi sulla
mutagenesi degli oligonucleotidie).
1997 - Paul D. Boyer, John E. Walker (meccanismi enzimatici sottesi nella sintesi dell'ATP),
Jens C. Skou (scoperta di un enzima ionico nello scambio sodio-potassio).
2002 - John B. Fenn, Koichi Tanaka, Kurt Wüthrich (struttura di macromolecole biologiche)
2003 - Peter Agre (canali nelle membrane cellulari, canali acquei), Roderick MacKinnon
(struttura e l'attività dei canali ionici).
2004 - Aaron Ciechanover, Avram Hershko e Irwin Rose (degradazione delle proteine regolata
dall’ubiquitina).
2006 - Roger Kornberg (basi molecolari della trascrizione eucariotica).
2008 - Osamu Shimomura, Martin Chalfie e Roger Y. Tsien (proteina florescente verde (Gfp),
marcatore medico).
2009 - Venkatraman Ramakrishnan, Thomas Arthur Steitz e Ada E. Yonath (studi della
struttura e della funzione dei ribodomi).
Tab. 2
Ordine dei Chimici della Provincia di Reggio Emilia
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Chimica & Medicina: Chimici premi Nobel in Medicina.
1910 - Leonhard Albrecht Kossel (Chimica cellulare, proteine, sostanze nucleiche)
1928 - Ernst Boris Chain (penicillina)
1948 - Paul Hermann Müller (DDT)
1950 - Edward Calvin Kendall (cortisone)
1992 - Hedmond Henri Fischer (fosforilazione delle proteine)
2002 - John Edward Sulston (apoptosi)
2007 - Paul Christian Lauterbur (MRI)
Chimica & Medicina: Biochimici premi Nobel in Medicina.
1929 - Frederick Gowland Hopkins (vitamine,ammino-acidi, Biochimica delle contrazzio
nimuscolari)
1943 - Carl Peter Henrik Dam e Edward Adelbert Doisy (vitamina K)
1947 - Carl Ferdinand Cori e Gerty Theresa (come il glicogeno viene risintetizzato
dall'organismo)
1950 - Tadeusz Reichstein (cortisone)
1952 - Selman Abraham Waksman (ricerca di nuovi antibiotici: actinomicina, clavicina,
strptotricina, grisina, neomicina).
1953 - Fritz Albert Lipmann (coenzima A)
1955 - Axel Hugo Theodor Theorell (reazioni ossidative cellulari ottenute mediante
catalizzazione enzimatica)
1957 - Daniel Bovet (chemioterapia, farmacologia: sulfamidici, antisatminici, simpatolitici,
nuove medicine per ridurre la pressione arteriosa, alterazioni del sistema nervoso, e
degli stati di ansia, miorilassanti quali curari di sintesi che hanno azione coadiuvante in
chirurgia perché provocano un efficiente rilassamento muscolare).
1959 - Severo Ochoa de Albornoz e Arthur Kornberg (sintesi del RNA).
1964 - Konrad Emil Bloch e Feodor Felix Konrad Lynen (meccanismi di regolazione del
colestrerolo e degli acidi grassi nell'organismo).
1970 - Julius Axelrod (rilascio e "reuptake" delle catecolammine (neurotrasmettitori) e
eegolazione dell'attività della ghiandola pineale durante il ciclo sonno-veglia)
1972 - Rodney Robert Porter (scoperta della struttura dell’anticorpo.
1985 - Michael Stuart Brown (metabolismo del coleste-rolo, concetto di recettore concetto di
prevenzione farmacologica da affiancare a quello di prevenzione dietetica)
1986 - Stanley Cohen (fattori di crescita)
1988 - Gertrude Belle Elion (principi fondamentali nel trattamento da farmaci)
1994 - Martin Rodbell (proteine G e ruolo di queste proteine nella traduzione del segnale nelle
cellule)
1997 - Stanley Ben Prusiner (encefalopatia spongiforme bovina e la sua variante umana,
malattia di Cruetzfeld-Jakob, scoperta dei prioni)
1998 - Robert Francis Furchgott e Louis J. Ignarro (implicazioni della molecola di CO nel
sistema cardiovascolare)
2001 - Timothy Hunt e Paul Maxime Nurse (ciclo cellulare e all'attività delle cicline)
2006 - Craig Cameron Mello (meccanismo di interferenza del RNA nel silenziamento dei geni)
Tab. 3.
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il Premio Nobel per la Medicina è stato assegnato a Chimici (Tab. 3). Si
osservino i Premi Nobel assegnati per la scoperta della penicillina (un
farmaco che ha salvato la vita a milioni di persone); del cortisone (uno dei
farmaci più straordinari di cui disponiamo); dell’apoptosi, cioè il meccanismo di morte programmata delle cellule, utilizzato da molti farmaci antitumorali; ed Il DDT (che avendo eliminato la malaria ha salvato milioni di
persone). A questa lista vanno aggiunti i venti Premi Nobel per la Medicina,
assegnati a Biochimici, la cui formazione è in molti casi di derivazione
Chimica, cioè laureati in Chimica che poi diventano Biochimici (Tab. 3).
Anche in questo caso, nelle motivazioni del Premio si trova larga parte
della conoscenza biomedica che l’uomo oggigiorno possiede.
Le contaminazioni della Chimica interessano anche altre discipline, quali
l’ingegneria e la termodinamica, per quanto riguarda la progettazione e la
gestione d’impianti chimici, e tutto quanto concerne i processi connessi col
risparmio energetico e la produzione d’energie alternative.
Le contaminazioni riguardano anche la metallurgia, per quanto concerne le
leghe metalliche ed i processi con i quali si ottengono metalli allo stato puro
(come ad esempio il silicio necessario per i microcircuiti elettronici) e
metalli con particolari caratteristiche cristalline (come ad esempio il silicio
utilizzato nelle celle fotovoltaiche dei pannelli solari).
Varie sono anche le interazioni che connettono la Chimica con mondi apparentemente lontani come quello dell’elettronica. Si consideri la realizzazione e lo sviluppo della strumentazione scientifica per l’analisi chimica (che
richiede l’impiego del più moderno know-how in elettronica) e dei sistemi di
controllo e dei sensori per la gestione computerizzata degli impianti chimici.
Si consideri anche la creazione di nuovi componenti elettronici, un’interazione fra chimica ed elettronica che innesca importanti sinergie quali quella
mostrata in Fig. 13. Attraverso la tecnologia Chimica si realizzano processori di calcolo sempre più veloci, con i
quali si producono computers e strumenti d’analisi sempre più potenti che determinazione
determinazione
della
struttura
della
struttura
delle
delle
molecole
molecole
aiutano a progettare le reazioni chimiprogettazione
teorica
delle
molecole
progettazione
teorica
delle
molecole
che per via teorica e ad investigare
Fig.
meglio la struttura della materia. Ciò
Fig.13.
13.
Ordine dei Chimici della Provincia di Reggio Emilia
13
agevola parecchio l’invenzione di nuovi materiali con i quali si migliorano le
prestazioni dei microcircuiti. In questo modo si autoalimenta un circolo
virtuoso chimica-elettronica che, in modo sinergico, migliora progressivamente la nostra tecnologia.
La Chimica ha apportato ed apporta importanti contributi anche a numerosi altri settori scientifici e tecnologici. Ad esempio nell’Ottica, perché è la
tecnologia chimica che fornisce le lenti. Ad esempio, si considerino le lenti
dei microscopi con i quali si studiano le caratteristiche delle superfici di microchip, sensori ottici e “oggetti biosuperficie di una memoria
logici” (Fig. 14). Oppure si consideriin silicio (microchip)
no le lenti, molto speciali, del telesezione di muscolo
scopio Hubble che, oltre a consentischeletrico
re di vedere vari tipi di luce (cioè
operano su frequenze di luce anche
microbi
diverse da quelle visibili all’occhio
umano), sono prive di ogni tipo di
Fig. 14.
aberrazione d’immagine e sono ina
c
sensibili ai forti sbalzi termici dello
spazio (Fig. 15-a). Nell’ambito dell’Ottica occorre anche considerare il
stella
telescopio
Hubble
rivestimento riflettente degli specchi
b
d
dei grandi telescopi a specchio posti
sulla Terra (Fig.15-b). Un rivestimento dello spessore di 100 nm, cioè
0.0001 mm, ottenuto vaporizzando,
Fig. 15 - a) telescopio Hubble; b) specchio
sul supporto in vetro dello specchio, del “Large Binocular Telescope” – diametro
un plasma di alluminio purissimo. 8,4 m.
Una tecnologia tutta Chimica.
Astronomia
Matematica
Questi esempi testimoniano ulteriorInformatica
Fisica
mente il ruolo centrale che la ChimiMedicina
Ottica
Chimica
ca ha avuto e continua ad avere per
lo sviluppo scientifico e lo sviluppo di
Elettronica
Biologia
nuova conoscenza e nuove tecnoloBiochimica
Metallurgia
gie (Fig. 16).
Fig. 16.
Ordine dei Chimici della Provincia di Reggio Emilia
14
La Chimica: una tecnologia indispensabile per lo sviluppo
della civiltà umana.
La Chimica è stata ed è un indispensabile “componente” dello sviluppo della civiltà umana. Il suo utilizzo coincide infatti
con lo sviluppo delle prime forme di tecnologia al servizio dell’uomo il quale, fin dagli albori della nostra civiltà, ha utilizzato la Chimica
per modificare ciò che si trova in natura. Un utilizzo che per migliaia di anni
è rimasto inconscio. Ad esempio, il fuoco è una reazione di combustione
che trasforma materiale organico (legno, carbone, bitumi, petrolio) in calore
ma l’uomo di 400.000 anni che accendeva il fuoco per scaldarsi non
sapeva che stava innescando una reazione chimica.
Nell’ambito delle primordiali tecnologie, la Chimica è stata utile anche per
altri scopi, quali la concia delle pelli (che è un processo chimico) e la
produzione di materiali che in natura non esistono, quali le leghe metalliche, con le quali l’uomo ha forgiato utensili utili per la difesa e l’approvvigionamento di cibo. Ad esempio la lega di rame e stagno a dare bronzo
(2200 a.c.).
Altre tecnologie primordiali riguardano la creazione del sapone (saponificazione degli acidi grassi), che risale al 2800 a.C. (Babilonia), e la creazione
del vetro, che risale al 3000 a.C. (fusione della silice insieme ad altri “ingredienti”).
La Chimica ha permesso di sviluppare tutte le
forme di trasferimento d’informazione fra generazioni diverse attraverso la realizzazione dei pigmenti colorati usati per i graffiti; l’inchiostro e la
carta utilizzati per la stampa; la fotografia chimica
e quella elettronica (Fig. 17).
La Chimica ha, fin dagli albori della civiltà umana,
Fig. 17.
fornito i mezzi tecnologici per realizzare creazioni
artistiche perché la terracotta, i pigmenti colorati, i
leganti usati per fissare il pigmento colorato alla
terracotta, hanno alla loro base delle reazioni chimiche (Fig. 18). In tempi più recenti, la Chimica ha
fornito i pigmenti colorati per gli affreschi ed i coloFig. 18.
Ordine dei Chimici della Provincia di Reggio Emilia
15
ri a tempera ed ad olio per i quadri.
La Chimica ha anche fornito generi di conforto di
vario tipo, ottenuti per fermentazioni (cioè reazioni
chimiche). Il vino ha un’origine molto antica. Ritrovamenti archeologici dimostrano che la vitis vinifera cresceva spontanea già 300.000 anni fa ed i
10000 a.c.
primi degustatori di vino risalgono al neolitico (ca. 2500 a.c.
10.000 a.C.). Alcuni geroglifici egiziani risalenti al
Fig. 19.
2.500 a.C. mostrano produzione di vino su larga
5000 a.c.
scala (Fig. 19). Anche la birra è molto antica,
risale a circa 5000 a.C. (da fonti scritte rinvenute
in Egitto e Mesopotamia) (Fig. 20).
La Chimica ha fornito anche gli elementi pratici,
cioè monete, cambiali e denaro, per consentire gli
Fig. 20.
scambi commerciali (Fig. 21).
In tempi più recenti, la Chimica ha permesso lo
sviluppo delle vie di comunicazione attraverso le
catene montuose. In Fig. 22 è riportato l’elenco dei
primi trafori europei. Essi avrebbero avuto non poFig. 21.
che difficoltà ad essere realizzati se non fossero
stati largamente utilizzati gli esplosivi. Si consideri
l’importanza storica e politica che i trafori hanno
avuto per i processi d’integrazione fra popoli e cul1870 - Fréjus, detto del
ture diverse e, nel nostro caso, per la costruzione Cenisio, lungo 12,2 Km
dell’Europa unita. Ancor oggi i trafori sono al cen- (dinamite)
1880 - S. Gottardo, lungo 15
tro dell’attenzione pubblica e politica ed ancor oggi Km (nitroglicerina gelatinata)
l’uso d’esplosivi è fondamentale per tutte le opere 1905 - Sempione, lungo 19,7
di perforazione di tunnel nella roccia (ad esempio Km. (nitroglicerina gelatinata)
1907 - Lötschberg, di 14,6 Km,
la roccia di cui sono fatte le Alpi). Questa conside- (dinamite)
Fig. 22.
razione offre lo spunto per la seguente riflessione.
Non possiamo dimenticare che gli esplosivi sono lo strumento principale di
morte utilizzato nelle guerre dell’ultimo secolo e per tale motivo sono visti
come elemento negativo. Di conseguenza, anche la Chimica è negativa,
essendo gli esplosivi un prodotto della Chimica. Ma senza gli esplosivi, i
processi d’integrazione fra popoli e culture diverse sarebbero risultati ancor
Ordine dei Chimici della Provincia di Reggio Emilia
16
più difficili di quanto sono stati. Inoltre, perché addossare sempre alla
Chimica i mali del mondo! Pensate che l’Elettronica, la Matematica e l’Informatica, di norma viste come “discipline buone a servizio dell’uomo” siano
meno determinanti la realizzazione delle micidiali armi moderne (sistemi di
navigazione per missili, bombe intelligenti, strategie di bombardamento)? In
realtà tutta la tecnologia viene da sempre utilizzata sia per scopi civili che militari ed è l’uomo che modula l’uso
estrazione dei minerali
che ne vuole fare. Gli esplosivi, in
particolare, sono indispensabili per
l’estrazione mineraria, ed i minerali
sono alla base delle moderne tecnologie che oggigiorno usiamo comunemente, come quelle utilizzate
in elettronica e per realizzare le
batterie dei nostri telefonini e comFig. 23.
puters (Fig. 23).
La Chimica: un “mattone” fondamentale per lo sviluppo
del pensiero scientifico e della tecnologia.
Sebbene sia stata utilizzata fin dagli albori della civiltà umana, La Chimica ha impiegato molto tempo per diventare una
scienza, differentemente da quanto è accaduto per altre discipline, quali la Matematica, la Geometria e l’Astronomia, le
cui prime conoscenze risalgono a migliaia di anni fa. Ad esempio, gran
parte della Matematica e Geometria che oggi usiamo è stata sviluppata dagli antichi Greci, i quali si spinsero
Empedocle:
la Terra è fatta di quattro
fino alle soglie del calcolo differenelementi:
ziale.
acqua, aria, terra e fuoco
(490 - 430 a.C.)
Il lento sviluppo della Chimica è
Aristotele:
teoria considerata
e si può passare da uno
dovuto alla complessità inerente il
valida fino al (fino al
all’altro elemento per
fatto di occuparsi di “oggetti” invi- (384 - 322 a.C.) perdita o somma di una XVII secolo)
delle quattro qualità:
secchezza, caldo, umidità e freddo
sibili, un aspetto che per secoli ha
Fig. 24.
portato all’elaborazione di teorie
Ordine dei Chimici della Provincia di Reggio Emilia
17
Paracelso:
completamente errate quali quella
la Terra è fatta di tre
di Empedocle, rilanciata da Aristoelementi: sale, zolfo, e mercurio
(1493 - 1541)
tele (Fig. 24), che postulava che la
Terra fosse fatta di quattro eleAlchimia:
menti: acqua, aria, terra e fuoco e
trasmutazione dei metalli attraverso:
la pietra filosofale (quintessenza, pietra dei
(fino al XVII
che fosse possibile passare da
filosofi, tintura rossa)
secolo)
- Ruggero Bacone
uno all’altro elemento per perdita
- San Tommaso d’Acquino
- Tycho Brahe,
o somma di una delle quattro qua- Thomas Browne,
- il Parmigianino,
lità: secchezza, caldo, umidità e
- Giordano Bruno,
- Cagliostro
freddo. Oppure la teoria di ParaFig. 25.
celso (Fig. 25), che postulava che
la Terra fosse fatta di tre elementi: sale, zolfo, e mercurio. Oppure l’alchimia, che postulava la possibilità della trasmutazione dei metalli attraverso
la pietra filosofale, detta anche quintessenza o pietra dei filosofi o tintura
rossa. Parecchi furono i seguaci di questa teoria, alcuni dei quali elencati in
Fig. 25.
XIV - XVI secolo (Rinascimento). Grazie ad una “concentrazione” di menti geniali, come poche volte accadde nella storia dell’uomo (Fig. 26), durate il Rinascimento la Matematica, la Geometria e l’Astronomia si svilupparono, conseguendo una serie di scoperte che rivoluzionarono la concezione
sul mondo, rendendo l’uomo consapevole, per la prima volta nella storia,
che le frontiere della conoscenza del mondo sono realtà mobili e relative al
punto d’osservazione. Realtà mobili, che potevano essere estese nelle due
direzioni dimensionali: l’estremamente lontano e grande, e l’estremamente
piccolo. Ciò grazie all’invenzione del teleLeonardo da Vinci
(1452-1519)
scopio e del microscopio, entrambe realizNicolò Copernico
zate grazie all’utilizzo della tecnologia chimi(1473-1543)
ca della lavorazione del vetro.
Galileo Galilei
Durante il Rinascimento nasce il germe del
(1564-1642)
metodo scientifico e dell’esperimento, inteso
Johannes Kepler
(1571-1629)
come uno strumento flessibile e versatile
adatto ad interrogare la natura. Leonardo da
Francis Bacon
(1561 – 1626)
Vinci diceva: “Quelli che s’innamorano di
Fig. 26.
pratica senza scienza sono come il nocchier
Ordine dei Chimici della Provincia di Reggio Emilia
18
ch’entra in naviglio senza timone o bussola, che mai ha certezza dove si
vada” ed aggiungeva “E questa sperienza si faccia più volte, acciò che
qualche accidente non impedissi o falsassi tal prova, che la sperienza fussi
falsa e ch’ella ingannassi o no il suo speculatore”. Il risultato è che nel
Rinascimento: si pongono le basi del metodo scientifico; si afferma l’esperimento come elemento decisivo nelle controversie scientifiche; si stabiliscono le regole secondo le quali un esperimento deve venir condotto; si
propongono nuovi principi per l’organizzazione della scienza. Conseguentemente, la conoscenza dogmatica viene messa in discussione da una
serie di osservazioni sperimentali e in questo modo la scienza contribuisce
a rafforzare la fede dell’uomo nella ragione, scuote il potere dell’autorità e
mette in discussione le verità religiose.
XVII secolo. Nel XVII secolo esisteva già un mondo dell’impresa che
operava nei settori metallurgico e minerario, nella produzione di colori, vetri, polvere da sparo, acidi ed alcali (che servivano, ad esempio, nell’estrazione di metalli puri e nella concia delle pelli). Esistevano anche artigiani ed
ingegneri che sapevano manipolare in vario modo la materia e sperimentare e formulare i risultati della loro esperienza, attraverso regole empiriche
ed interpretazioni quantitative. Dal mondo produttivo si manifestava però,
sempre più nettamente, la necessità di assicurare la riproducibilità delle
operazioni lungo tutto il processo produttivo, incluso il recupero del materiale di scarto (ad esempio quello derivante dalla lavorazione delle materie
prime). Ciò richiedeva un approccio del problema molto più approfondito di
quello presente nelle ricette tramandate da “padre in figlio”. Da ciò, l’esigenza di un migliore scambio d’esperienze atte a migliorare la conoscenza
e di un approccio al problema diverso da quello empirico. Questa esigenza
venne raccolta e nacquero le Accademie Scientifiche (modelli delle moderne istituzioni tecnologiche), il cui scopo fu lo sviluppo delle scienze naturali,
la discussione, la valutazione e la pubblicazione dei risultati ottenuti. In
particolare, l’Accademia dei Lincei (Roma – anno 1603), l’Accademia degli
scrutatori della natura (Germania – anno 1652), l’Accademia del Cimento
(Firenze – anno 1657) e la Royal Society (Londra – anno 1645), il cui
statuto prevedeva che “La società non riconoscerà nessuna ipotesi,
sistema, dottrina di filosofia naturale proposti o accettati dai filosofi antichi o
Ordine dei Chimici della Provincia di Reggio Emilia
19
contemporanei, ma esaminerà e giudicherà tutte le opinioni non accettandone alcuna fino a che, da maturo giudizio ed esame delle prove date da
esperienze rigorosamente impostate non verrà inoppugnabilmente dimostrata la verità di ogni affermazione”.
In questo contesto apparvero sulla scena due scienziati fondamentali per
lo sviluppo del pensiero scientifico: Isac Newton e Robert Boyle. Il primo
s’interrogò sulle leggi che governano il moto dei pianeti e le trovò. Il
secondo s’interrogò sulla natura della materia e per primo applicò il metodo
scientifico a questo studio. Pubblicò il libro “Il chimico scettico” nel quale
riportò una serie di misure ed esperimenti che contraddicevano le teorie
fino ad allora in uso, cioè quelle di Aristotele, Paracelso e dell’alchimia.
Boyle fu per la Chimica ciò che Newton fu per la Fisica.
L’approccio di Boyle fu influenzato da quello meccanicistico, al
punto che egli propose di spiegare la Chimica in termini di corpuscoli in movimento, aventi diversa forma, dimensione e tipo di
moto. Moto assoggettato alle leggi della meccanica. In particolare si riaffacciarono i concetti di atomo indivisibile che si muove nello spazio
vuoto (enunciato nel Democrito, 460 – 360 a.C). I suoi studi puntarono a
chiarire il concetto di elemento chimico, che egli intese come una sostanza
indecomponibile. In particolare, nel libro “Il chimico scettico”, riferendosi
agli elementi, egli li considera come “corpi primigeni e semplici che non
essendo costituiti da altri corpi o l’uno dall’altro, rappresentano le parti
componenti di cui sono direttamente formati tutti i cosiddetti corpi composti
e nei quali questi ultimi possono in definitiva essere decomposti”. E come
elementi cita l’oro, l’argento, il mercurio, l’acqua e differenti terre (solo i
primi sono realmente degli elementi chimici, gli altri sono composti).
Nel libro “Il chimico scettico”, si trovano anche chiare affermazioni circa il
fatto che “se si considerano come elementi i corpi che sono indecomponibili, di essi ne devono esistere molti perché se gli elementi sono formati
dall’unione di alcune piccole e primordiali particelle di materia, costituenti
numerosissimi corpuscoli assai simili gli uni agli altri, non sarà assurdo
ritenere che di tali associazioni primigenie ne possano esistere molte“. E
quindi, il numero di elementi non poteva essere limitato ai quattro o ai tre
della teoria di Aristotele o Paracelo, ma dovevano essere molti di più. Ma
questi concetti, rimanevano comunque molto vaghi come pure quelli comOrdine dei Chimici della Provincia di Reggio Emilia
20
posto e miscela. Ad esempio, secondo Lémery, gli acidi erano a forma di
aculei e le base a forma di anelli e gli uni andavano ad incastrarsi negli
altri.
XIX secolo. Fu solo alla fine del XIX secolo che, raccogliendo i risultati
dell’analisi quantitativa, si pervenne al principio di conservazione della massa di Lavoisier ed alla legge delle proporzioni definite e costanti di Proust,
cioè si comprese che quando due o
A. L. Lavoisier - principio di conservazione
(1743 - 1794)
della massa
più elementi reagiscono, a formare
nelle reazioni chimiche, cioè nulla
si distrugge né si crea ma tutto si
un determinato composto, essi si
trasforma
J. L. Proust legge delle proporzioni
combinano sempre secondo propor(1754 - 1826)
definite e costanti
quando due o più elementi reagiscozioni in massa definite e costanti.
no, per formare un determinato
composto, si combinano sempre
Come conseguenza di queste scosecondo proporzioni in massa definite
e costanti.
perte, si pervenne alla definizione e
J. Dalton (1766 – 1844)
misura del peso atomico, all’indivi(da cui prende il nome l’unità di massa atomica)
A. Avogadro (1776 – 1856)
duazione degli elementi chimici, alla
(da cui prende il nome il numero di atomi in
una mole)
comprensione delle leggi della steD. I. Mendeleev (1834-1907)
chiometria (bilancio di massa e ca(da cui prende il nome la tavola periodica degli
elementi)
rica nelle reazioni chimiche) ed al
S. Cannizzaro (1826 – 1910)
concetto di mole. Ciò grazie a Chi(determinazione del peso atomico)
mici i cui nomi sono noti perché ad
J. L. Gay-Lussac (1778-1850)
(leggi dei gas e rapporti stechiometrici)
essi sono intitolate scuole, strade e
Fig. 27.
piazze (Fig. 27).
Questo sviluppo scientifico non fu svincolato dal contesto politico, economico ed industriale di quell’epoca. Un contesto che vedeva, nel 1814, il Congresso di Vienna sancire la restaurazione tra i domini europei e, quindi
un’alta conflittualità tra le grandi monarchie europee che necessariamente
si rifletteva in un’alta competizione nella ricerca industriale e nello sviluppo
industriale. I personaggi di quest’epoca sono una prova del forte impulso
tecnologico e delle forti presenze politiche di questo secolo (Fig. 28).
Le più importanti invenzioni di questo secolo furono il motore elettrico, il
motore a scoppio, la motocicletta, l’automobile, il telegrafo, il telefono, la
radio, la lampadina, i surgelati, il cibo in scatola, la fotografia, il cinema,
l’anestesia (attraverso l’ossido di azoto), l’aspirina, l’illuminazione stradale
a gas e le grandi opere in acciaio (Eiffel). In molte di queste invenzioni è posOrdine dei Chimici della Provincia di Reggio Emilia
21
Scienziati
Samuel Morse (telegrafo)
Antonio Meucci (telefono)
Antonio Pacinotti (telefono)
Edward Jenner (vaccino vaiolo)
Guglielmo Marconi (radio)
Louis Pasteur (microbiologia)
Thomas Edison (lampadina)
Charles Darwin (evoluzione)
Sigmund Freud (psicoanalisi)
George Stephenson
(locomotiva a vapore)
Regnanti / Politici
Napoleone III
Regina Vittoria
Otto von Bismarck
Abraham Lincoln
Pittori
Pierre-Auguste Renoir
Toulouse-Lautrec
Manet
Telemaco Signorini
Vincent Van Gogh
Claude Monet
Musicisti
Ludwig van Beethoven
Frédéric Chopin
Richard Wagner
Franz ListzNicolas
Bochsa
Giuseppe Verdi
Gioachino Rossini
Vincenzo Bellini
Camillo Benso
Giuseppe Garibaldi,
Klemens von Metternich
Scrittori
Charles Dickens
Charles Baudelaire
Giacomo Leopardi
Oscar Wilde
Victor Hugo
Ugo Foscolo
Alessandro Manzoni
Jules Verne
Dostoevskij
Filosofi
Karl Marx
Friedrich Nietzsche
Fig. 28.
sibile osservare il loro risvolto utilitaristico in funzione dell’espansione industriale/tecnologica ed in funzione di eventuali conflitti (come poi accadde
agli inizi del XX secolo, quando le guerre divennero sempre più tecnologiche). In questo contesto si deve, in particolare, considerare la 1° rivoluzione industriale, che riguarda principalmente i comparti tessile e metallurgico, i quali richiedevano un supporto sempre maggiore dalla Chimica, e
la 2° rivoluzione industriale, che riguarda l’apporto dovuto alla elettricità e ai
prodotti chimici e petroliferi.
In questo secolo nacquero i grandi gruppi industriali chimici d’Europa, la
maggior parte dei quali sono tutt’oggi presenti sul mercato: nel 1838, la
SOLVAY (in Rebecq-Rognon) (B); nel 1859, la CIBA (Chemische Industrie
Basle) (CH); nel 1863, la HOECHST (fondata nel villaggio di Hoechst) (D);
1865, la BAYER (fondata da F. Bayer) (D); nel 1865, la BASF (Badische
Anilin & Soda Fabrik) ad Mannheim (D); nel 1847, le Officine Elvetica
Ascanio Sombrero (produzione di nitroglicerina); nel 1853, la Carlo Erba
(Milano); nel 1856, la Italgas (Milano); nel 1872, la Pirelli (Milano). La BASF
è oggigiorno il primo gruppo chimico nel mondo, con un fatturato annuo di
circa 70.000 milioni di dollari (e con un profitto netto del 4%, pari a circa
4.000 milioni di dollari/anno).
L’industria Chimica del XIX secolo fu principalmente l’industria della Chimica inorganica, cioè: soda, potassa, calce viva, soda caustica, biossido di
Ordine dei Chimici della Provincia di Reggio Emilia
22
cloro, candeggina (varechina), acido solforico, acido cloridrico, ammoniaca, la cui richiesta da parte delle altre industrie andò progressivamente
crescendo. Ad esempio, la soda è richiesta nell’industria tessile, per la
produzione del tessuto; nell’industria del vetro, per abbassare il punto di
fusione della silice (da 1800° a 1000°) e quindi rendere molto più facile la
lavorazione del vetro attraverso la sua liquefazione; nell’industria della carta, per la separazione dalle fibre dalla polpa ottenuta dal legno; e nell’industria dei detergenti, per fare i saponi solidi (saponificazione acidi grassi). L’ammoniaca è invece richiesta per la produzione dell’acido nitrico, della soda (processo Solvay), degli esplosivi e come solvente. L’acido solforico (come anche altri acidi forti) viene invece utilizzato in metallurgia, per
la produzione dei metalli), per la produzione di coloranti sintetici e per la
produzione di esplosivi.
L’industria del XIX secolo riguarda anche la produzione dei primi coloranti
sintetici, quali l’anilina ed i suoi derivati utilizzati nell’industria tessile; la
produzione di farmaci, quali l’aspirina (anno 1853), ed affini quali la saccarina (anno 1879); l’industria del petrolio; le prime industrie di materie
plastiche, quali la bachelite (anno 1871) e la celluloide (anno 1872) e l’industria degli esplosivi, quali il fulmicotone (anno 1846) e la nitroglicerina (anno 1847). L’industria Chimica del XIX secolo, come altre industrie, ha anche “pesanti” risvolti militari, per la produzione di esplosivi e di gas mortali
(cloro, cloropicrina, fosgene, iprite, lewisite), largamente impiegati durante
la 1° guerra mondiale.
XX secolo. Fra la fine del
XIX e l’inizio del XX secolo vi
fu un’altra straordinaria “concentrazione” di menti geniali, come poche volte accadde
nella storia dell’uomo, che rivoluzionò la nostra concezione della struttura della materia e dell’universo: la teoria
della relatività e la meccanica quantistica, dalla quale deOrdine dei Chimici della Provincia di Reggio Emilia
J. J. Thomson (1856 - 1940)
(Nobel per la Fisica nel 1906)
scoperta dell’elettrone
(1897)
M. K. E. L. Plank (1858 - 1947)
(Nobel per la Fisica nel 1919)
quantizzazione dell’energia (1900)
(quanto d’energia)
costante di Plank
A. Einstein (1879 - 1955)
(Nobel per la Fisica nel 1921)
effetto fotoelettrico
(scoperta dei fotoni)
teoria della relatività
R. A. Millikan (1868 - 1953)
(Nobel per la Fisica nel 1923)
misura della carica
(1909)
dell’elettrone, effetto fotoelettrico
E. Rutheford (1871 - 1937)
(Nobel per la Chimica
nel 1908)
modello dell’atomo
(1910)
(un nucleo in cui si concentra
la massa, circondato da elettroni
di dimensioni molto piccole. Il
tutto immerso nel vuoto)
(1905)
(1905)
Fig. 29 (segue).
23
riva la Chimica quantistica e
N. H. Bohr (1855 - 1962)
struttura dell’atomo
(1913)
(Nobel per la Fisica nel 1922)
la Chimica odierna. Dopo miW. Pauli (1900 - 1958)
principio di esclusione
(1924)
di Pauli (struttura dell’atomo)
(Nobel per la Fisica nel 1945)
gliaia d’anni, durante i quali
E. Fermi (1901 - 1954)
statistica di Fermi-Dirac
(1926)
l’uomo aveva fatto solo ipotepila atomica
(1924)
(Nobel per la Fisica nel 1938)
si sulla struttura della mateL. V. de Broglie (1892 - 1987)
teoria dei quanti
dualismo onda-corpuscolo (1924)
(Nobel per la Fisica nel 1929)
ria, in soli 13 anni, dal 1897
W. K. Heisenberg (1901 - 1976)
principio d’indeterminazione(1927)
al 1910, si comprende come
(meccanica delle matrici)
(Nobel per la Fisica nel 1932)
è fatto l’atomo ed in soli 17
E. Schrödinger (1887 - 1961)
meccanica quantistica
(1930)
anni, dal 1913 al 1930, si de(equazione di Schrödinger)
(Nobel per la Fisica nel 1933)
scrivono le equazioni che goM. Born (1882 - 1970)
meccanica quantistica
meccanica quantistica
vernano la struttura dell’ato(Nobel per la Fisica nel 1954)
meccanica ondulatori
mo e della materia, intesa coP. Dirac (1902 - 1984)
teoria relativistica
meccanica quantistica
me un mix fra onde e massa.
(Nobel per la Fisica nel 1933)
Le menti di questa rivoluzioFig. 29.
ne scientifica sono mostrate
in Fig. 29. La nuova conoscenza della struttura dell’atomo aprì la strada
alla Chimica del XX secolo, i cui principali traguardi furono: la Chimica
organica (fine chemicals) cioè farmaci, detergenti, pesticidi e fertilizzanti; la
Chimica organica macromolecolare dei polimeri e delle fibre sintetiche, le
cui principali famiglie di prodotti sono mostrate in Fig. 30. A ciò va aggiunto
la chimica organo-metallica che è alla base d’importati processi industriali
catalitici, quali quelli inerenti l’utilizzo dei derivati del petrolio, ed è alla base
della comprensione dei processi biochimici. Ad esempio, l’emoglobina, cioè
la proteina che nel sangue presiede alla respirazione, è un “materiale”
organo-metallico.
Chimica organica macromolecolare (polimeri)
⋅ polietilene (PE)
⋅ polipropilene (PPE)
⋅ poliossietilene (POE) (vernici/colle)
⋅ polivinilcloruro (PVC)
⋅ polibutadiene (pneumatici/gomma)
⋅ poliisobutadiene
⋅ polietilentereftalato (PET) (plastica per bottiglie)
⋅ poliuretani
⋅ polistirene
⋅ acrilonitrile butadiene stirene (ABS) (plastiche dure)
⋅ acrilati / metacrilati (vernici/colle)
⋅ tetrafluoroetilene (PTFE) (teflon®, Gore-Tex®)
⋅ poliacetati
⋅ polisilossani (silicone)
⋅ resine fenol-aldeidiche
⋅ resine urea-aldeidiche
⋅ resine vinil-acetiche (vinalvil®)
Chimica organica macromolecolare (fibre sintetiche)
⋅ poliesteri (terital®, lycra®, textilene®)
⋅ poliammidi (nylon®)
⋅ polianidridi
⋅ poliacriliche (PA)
⋅ 1,4 fenilendiammina + cloruro di tereftaolie (klevar ®)
Fig. 30.
Ordine dei Chimici della Provincia di Reggio Emilia
24
La Chimica del XXI secolo.
La Chimica è una scienza antica ma anche estremamente giovane (si è sviluppata il secolo scorso) ed è piena di vitalità perché si è solo all’inizio di ciò che c’è da scoprire e perché la Chimica è al centro dello sviluppo di tutto ciò che ci circonda. Le direzioni della
Chimica del XXI secolo sono quelle dei nuovi materiali e dello sviluppo
sostenibile (Fig. 31) e oggigiorno la Chimica la ritroviamo ovunque (Fig.
32).
Chimica & vita quotidiana (materiali). I materiali, rappresentano l’applicazione storicamente prevalente della Chimica (Fig. 33). Gli esempi sono
tantissimi: materiali di suo comune; materiali per il proprio confort (fibre sintetiche); materiali per fabbricare ogNuovi
Nuove tecnologie
getti per comunicare; materiali con
materiali
Chimica del
Rispetto dell’ambiente
cui fabbricare oggetti di svago e di XXI secolo Sviluppo
Rispetto della
sostenibile
salute umana
relax; materiali utili per la sicurezza.
Energia rinnovabile
L’airbag è fatto da nylon, gas tecniFig. 31.
co ed una piccola quantità d’esplosiVita
vo, presente anche nei pretensionaquotidiana
Cultura
(materiali) Alimenti
tori delle cinghie di sicuezza. I caAgricoltura
Ambiente
schi sono fatti in ABS. Materiali per
Salute
CHIMICA
lo sport; materiali per farci vedere
Detergenti
Energia
meglio, quali lenti leggerissime, perCosmetici
Nano
ché in policarbonato, e fotocromatiNuove
tecnologie
tecnologie
che ed antiriflesso, grazie all’uso di
Fig. 32.
“ingredienti” particolari. Materiali che
ci consentono di vivere meglio, quali
rivestimenti, tubazioni, isolanti; materiali per farci viaggiare meglio e più
velocemente, quali asfalti e cementi.
materiali
I cementi sono complessi prodotti
inorganici, le cui prestazioni dipendono dalla presenza di numerosi additivi inorganici ed organici, quali i
polimeri. Molti viadotti e gallerie non
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sarebbero potuti essere realizzate
senza utilizzare cementi dalle prestazioni molto speciali. Infine, la Chimica fornisce i materiali (pitture, coloranti, pigmenti) per dare un po’ di
colore alla nostra vita. Se si considera un oggetto che è parte della
nostra vita, cioè l’auto, la Chimica è
presente ovunque, permettendo pesi minori e quindi consumi minori e
minore inquinamento (Fig. 34).
Fig. 34. Immagine fornita da
Chimica & salute. La Chimica è al
centro della qualità dell’acqua, dell’aria e degli alimenti. E’ al centro
della ricerca e conoscenza delle bioresine plastiche
molecole, una conoscenza che conplacche metalliche
sente lo sviluppo di farmaci e mezzi
placche in ceramica
di contrasto per la diagnostica meFig. 35
dica; è al centro dello sviluppo di
chirurgia
materiali biocompatibili (Fig. 35) con endoscopica
i quali si realizzano strumenti che
facilitano o preservano la vita umana, quali denti artificiali; lenti a con- chirurgia
tatto, protesi e cementi per incollare robotica
le protesi alle ossa, pelle artificiale,
Fig. 36
che viene fatta crescere su una matrice polimerica biocompatibile; filtri per gli apparati di dialisi; valvole
cardiache artificiali; placche per riparare le grandi fratture del cranio (in
ceramica, in resine plastiche biocompatibili, in titanio). Ma i biomateriali
entrano in gioco anche nelle indagini e nella chirurgia endoscopica che fa
largo uso di cateteri e fibre ottiche e per la chirurgia robotica (Fig. 36).
Chimica e detergenti. La Chimica fornisce detergenti di ogni tipo: per uso
domestico (saponi e dentifrici per la persona; detersivi per stoviglie, abiti e
pavimenti) e per impieghi industriali. Ad essi vanno aggiunti tutti i prodotti
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sanificanti e disinfettanti. Si rifletta sul fatto che la prima causa di riduzione
delle malattie infettive è l’igiene.
Chimica e cosmetica. La Chimica fornisce profumi, deodoranti, e prodotti
per il corpo, quali creme depilanti, creme snellenti, creme idratanti.
Chimica & alimenti. La genuinità degli alimenti e la loro salubrità (cioè l’assenza di residui di medicinali, pesticici, additivi ecc.) è garantita da analisi
chimiche di controllo (analisi anti frode e anti sofisticazione). L’analisi Chimica riguarda anche il luogo d’origine degli alimenti. Si pensi all’importanza commerciale di stabilire il luogo d’origine di prodotti DOP quali il
vino e l’olio d’oliva, o identificare olio di mandorlo venduto come olio d’oliva.
Si consideri l’importanza, per la salute umana, d’identificare il luogo d’origine della farina (ad esempio di grano duro) che può provenire da regioni ad
alta contaminazione di metalli pesanti, quali quelle limitrofe a zone in cui
sono avvenuti incidenti nucleari. Si consideri anche l’importanza commerciale, e non solo, di distinguere i conservanti e coloranti naturali da quelli
artificiali. Questo è possibile con analisi chimiche molto complesse. Ma anche quando questi prodotti sono naturali, essi vanno estratti e concentrati e
questo è un lavoro da Chimici. Si consideri, inoltre, che anche gli integratori
alimentari, che possono essere di supporto alla salute umana quando presi
sotto controllo medico, sono un prodotto chimico.
Chimica & Agricoltura. L’agricoltura è un settore fortemente interagente con
la Chimica. L’elevata produttività e qualità dei prodotti agro-alimentari, di
cui oggi disponiamo, non sarebbe possibile senza il supporto chimico, cioè
senza l’uso di: pesticidi, fertilizzanti, integratori di alimenti per animali. Queste sostanze sono dannose se impiegate in modo errato e/o eccessivo e/o
fraudolento ma il problema non è il mezzo che la Chimica ha messo a
disposizione ma l’uso improprio che ne fa l’uomo a scopo di lucro. L’uso di
questi agenti chimici aumenta, e preserva dall’attacco di parassiti, la produzione in coltivazioni di larghe porzioni di suolo terrestre, coltivazioni indispensabili per sfamare milioni di persone, che altrimenti non sopravvivrebbero (pensiamo alle piantagioni di riso in Asia). L’alternativa agli agenti
chimici sono le coltivazioni geneticamente modificate, rispetto alle quali sono state sollevate molte perplessità. E quindi, per essere pragmatici, nell’attesa di soluzioni più brillanti, per larghe porzioni della popolazione terOrdine dei Chimici della Provincia di Reggio Emilia
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restre la scelta è fra rischiare di non mangiare (se le coltivazioni di quell’annata sono da buttare) o utilizzare agenti chimici.
La Chimica sta però contribuendo da protagonista nel trovare strade alternative ed innovative, in modo da garantire alta qualità ed alta produttività,
insieme ad una riduzione dell’impatto ambientale e dell’impatto sulla salute
umana. Ci si riferisce alle nuove forme di agricoltura, quali: l’agricoltura
biologica ed organica, che fanno uso di prodotti eco-sostenibili ed in parte
naturali, la cui messa a punto richiede conoscenza Chimica e la cui produzione richiede, in molti casi, un’Industria Chimica.
La Chimica è anche fondamentale per la realizzazione dei processi atti al
recupero energetico, all’utilizzo delle bio-masse e alla produzione di carburanti di derivazione vegetale. L’impegno della Chimica per preservare la
salute dell’uomo e dell’ambiente, mantenendo però un elevato standard di
vita, è quindi totale ed è una delle principali missioni della Chimica attuale e
dell’industria Chimica.
Chimica & Elettronica. Anche in
elettronica il contributo della Chimica è rilevante: le memorie sono fatte
cristalli liquidi
da materiali magnetici o ottici o maelettronica
gneto-ottici e la miniaturizzazione
delle memorie è possibile grazie al1 Gb
l’introduzione di materiali aventi cafibre ottiche
ratteristiche sempre migliori. In Fig.
Fig. 37.
37 è possibile vedere due memorie
di pari capacità (1GB). Una è attuale, mentre l’altra è un hard disk dei primi
anni ’80. Un discorso analogo vale per i processori di calcolo; per i cristalli
liquidi di cui sono fatti i display; per le fibre ottiche utilizzate per la comunicazione (internet veloce 100 MB/s); per le batterie sempre più piccole,
leggere e potenti grazie all’invenzione di nuovi materiali quali i polimeri di
litio.
Chimica & nuove tecnologie. Nell’ambito delle nuove tecnologie, il contributo della Chimica è assolutamente prevalente. Ad esempio, i rivestimenti rappresentano un aspetto rilevante per fabbricare case ecologiche
ad alto risparmio energetico; per proteggere dalla corrosione e dall’azione
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degli agenti atmosferici le grandi opeTecnologie per le
re civili quali ponti, dighe, pale eoliche
comunicazioni
rivestimenti
poste in mezzo al mare e cavi sottoProduzione
di energia
materiali
pulita e
nuove
marini, utilizzati per le telecomunicacompositi
rinnovabile
tecnologie
zioni.
Un settore importante è quello dei
materiali compositi, i quali abbinano materiali ceramici
pesi ridotti a caratteristiche meccaniche eccezionali. Molte parti d’aerei
Fig. 38.
sono oggigiorno fatte di materiali compositi. L’ultimo aereo della Boeing, è costruito per il 50% con fibra di carbonio, una caratteristica che comporta una notevole riduzione di peso e di
consumi e quindi anche d’inquinamento atmosferico negli alti strati dell’atmosfera, quelli interessati dal buco dell’ozono.
Importanti sono anche i materiali ceramici e vetro-ceramici, le cui possibilità
d’impiego sono ancora parecchio inesplorate. In particolare quelle connesse all’edilizia biocompatibile.
Un altro contributo rilevante della Chimica è quello relativo allo sviluppo di
reti di telecomunicazioni satellitari, utilizzate da parecchie tecnologie d’uso
comune: telefonia mobile, navigazione terrestre, meteo, navigazione aerea
e marittima. La Chimica, infatti, fornisce i combustibili per missili ed i materiali speciali indispensabili per la realizzazione di missili e satelliti, quali:
scudi termici ceramici, leghe speciali, materiali compositi.
Nell’ambito delle nuove tecnologie non si possono tralasciare le nano
tecnologie, cioè materiali di scala dimensionale molecolare. In Fig. 39 sono
mostrate immagini di prodotti di nanotecnologie atti a condurre corrente elettrica (per risparmiare corrente). Importanti sono anche le applicazioni delle nanotecnologie per produrre
celle solari (per trasformare luce in corrente); materiali ultraleggeri con elevate resistenze meccaniche;
batterie ricaricabili aventi alte prestazioni e sistemi
molecolari atti a veicolare i farmaci attraverso le
membrane cellulari, in modo da consentire loro di
arrivare a colpire il bersaglio biologico responsabile Fig. 39 - Nanotubi in
carbonio.
della patologia.
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Chimica, nuove tecnologie ed energia. Nell’ambito delle nuove tecnologie,
estremamente importanti sono quelle connesse alla produzione di energia.
Esse riguardano l’invenzione di nuovi materiali per realizzare conduttori di
corrente, celle fotovoltaiche e lampadine a basso consumo. Esse riguardano anche lo sviluppo di nuove tecnologie di processo per ottenere energia pulita. In particolare sono da consicarbone
pulito
derare le tecnologie per l’utilizzo “pulito” del carbone (sulla Terra vi sono
giacimenti immensi di carbone!); le
Energia
Carburanti verdi
Biogas
tecnologie per produrre idrogeno, bio- (bioetanolo)
(biodiesel
etanolo e bio-diesel da fonti rinnovabili
e non inquinanti quali: uva, mais, barbabietola da zucchero e scarti delle
Fig. 40.
produzioni agricole); le tecnologie per
produrre biogas dai liquami animali, le quali trasformano un problema di
smaltimento di rifiuti ad elevato impatto ambientale, in una fonte di energia
pulita. Tutte queste tecnologie già oggi esistono ed è solo un problema di
costi e scelte politiche, metterle in opera.
Si consideri, come elemento su cui riflettere, che spesso si parla di fonti
rinnovabili ma, ad esempio: il legno è fonte d’energia rinnovabile ma è molto
inquinante; i pannelli solari attuali richiedono uno smaltimento a fine vita che
non è privo di impatto ambientale; l’energia atomica per fissione ha un ciclo
di vita troppo lungo nel tempo (migliaia di anni) ed ha un’elevata pericolosità
d’utilizzo, come recenti fatti hanno confermato; l’energia atomica per fusione, che potrebbe rappresentare la soluzione definitiva, non è ancora utilizzabile perché non abbiamo ancora la tecnologia per controllarla. Quindi
sarà soprattutto dalla Chimica che arriveranno le soluzioni innovative per
risolvere il problema di avere energia illimitata ad impatto zero.
Chimica & inquinamento. Occorre considerare che qualsiasi attività umana
comporta qualche forma d’impatto ambientale, e di conseguenza anche
all’uomo, ma quando si parla di danno ambientale si considera in genere
sempre solamente la Chimica come responsabile del problema. Questo
argomento è quindi molto importante ed è necessario soffermarsi su alcune
riflessioni.
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30
produzione
Il livello d’impatto ambientale dipende da molti fattori (Fig. 41)
impatto
ambientale
ed è l’uomo che decide dove
smaltimento
utilizzo
porre i limiti (i cursori in Fig. 41)
tenore e stile
0
100 di vita
per ognuno di questi fattori: se a
livello di
0
100 tecnologia
zero o al 100% o a valori inter€/$
0
100
medi. In particolare, occorre contempo
0
100
siderare il tenore e lo stile di viqualità della
0
100 vita
ta. E’ facile inquinare molto poFig. 41.
co se riprendiamo a vivere come
l’uomo primitivo (cursore “tenore di vita” a zero) ma il punto è continuare a
vivere ad un elevato standard, ma senza inquinare. Vi sono tre fattori che
determinano, più di altri, l’impatto ambientale: il livello di tecnologia, quanto
si vuole spendere e in che periodi si vuole spendere. Inquinare significa
utilizzare tecnologia inadeguata e spendere poco nell’immediato per poi
spendere moltissimo, a distanza di 20-30 anni, per sanare l’ambiente e per
riparare (quando possibile) i danni alla salute umana. Ciò è quanto si è fatto in passato e quanto si fa in parte anche oggi, in piccola misura nei paesi
occidentali ed in larga misura in alcuni paesi in via di sviluppo, sopratutto in
quelli caratterizzati da un forte sviluppo industriale. Non inquinare significa,
invece, utilizzare tecnologia all’avanguardia e spendere molto nell’immediato, in investimenti che si ripagano in un di periodo di tempo molto lungo,
in termini di minori costi per la salute, in risparmio energetico e in recupero
di materie prime. Inquinare o non inquinare è quindi soprattutto un
problema relativo al tempo che si vuole impiegare per arrivare ad un dato
risultato economico e sociale, cioè se si attende o no di avere la tecnologia
idonea per produrre in modo pulito, e dipende dal livello di sensibilità
pubblica verso la salute umana e la salute dell’ambiente. Di conseguenza,
le scelte sulla qualità di vita, sono fondamentali per definire la velocità ed i
costi dello sviluppo.
S’invita a riflettere sul fatto che il livello di tecnologia a disposizione è però
l’aspetto che sta a monte di queste scelte. Invitiamo anche a riflettere che in
passato la produzione chimica ha prodotto inquinamento, ad esempio quello relativo alla produzione di materie plastiche. Ma se non ci fosse stata la
plastica, molti degli oggetti fatti di plastica, e che hanno contribuito in modo
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31
rilevante al nostro sviluppo, non sarebbero esistiti perché nessun altro
materiale ha le caratteristiche della plastica. Per i rimanenti oggetti si
sarebbe potuto usare il vetro o la ceramica o il metallo o il legno. Ma il vetro
e la ceramica sono fragili e pesanti ed il metallo, oltre ad essere pesante,
comporta un elevato costo energetico per la sua produzione (miniere,
fonderie) e, di conseguenza, un elevato impatto ambientale. Infine, utilizzare
il legno avrebbe significato eliminare intere foreste, perché il ciclo del legno
è troppo lungo per sostenere la richiesta conseguente la sostituzione della
plastica. Quindi aver prodotto la plastica ha significato inquinamento ma c’è
da chiedersi quanto si sarebbe inquinato in più se non ci fosse stata la
plastica e come sarebbe il nostro mondo senza gli oggetti in plastica. La
plastica offre anche un esempio di come la Chimica può fornire la soluzione
di uno sviluppo sostenibile. Da vari anni, infatti, la tecnologica Chimica
consente il riutilizzo della plastica e la produzione di plastiche biodegradabile, d’origine vegetale e prodotte da fonti facilmente e rapidamente
rinnovabili, quali il mais, barbabietole ed altri vegetali.
E’ da osservare che già oggi disponiamo della tecnologia idonea per produrre in modo pulito e la Chimica ha un ruolo assolutamente prevalente
nello sviluppare ulteriormente tecnologia atta a garantire un elevato grado
di benessere e d’innovazione nel rispetto della natura e dell’uomo.
Si è detto che le scelte sulla qualità di vita sono fondamentali per definire la
velocità ed i costi dello sviluppo. In merito a ciò, l’impegno per una produzione pulita si può valutare dalle azioni che vengono condotte. In Fig. 42
viene mostrato il numero di provvedimenti legislativi europei, in merito alla
difesa dell’ambiente. L’andamento negli anni è stato esponenziale. Un trend
che ha avuto la sua più importante espressione nel nuovo regolamento comunitario il cui nome è REACH. Un
regolamento che impone severissimi
controlli e certificazioni su tutti i prodotti chimici prodotti e venduti (quindi
anche quelli importati) relativamente
alla loro composizione e tossicità per
l’uomo e l’ambiente. E’ grazie a questa
serie di regolamenti, che decine di so- Fig. 42. Immagine fornita da
stanze chimiche sono state messe al
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32
bando nella UE, e quindi non possono più essere utilizzate né prodotte.
Questo elenco si arricchisce continuamente di anno in anno. Ciò significa
che molti processi industriali hanno dovuto essere riprogettati e gli impianti
chimici hanno dovuto subire modifiche. Un fatto che ha avuto pesanti risvolti
economici perché sono stati necessari investimenti, anche di notevole
entità, da parte dell’Industria Europea. Investimenti che hanno comportato
una minore competitività commerciale rispetto alle Industrie non europee,
che non sono assoggettate a questi vincoli. Ciò ha però significato una forte
riduzione dei danni all’ambiente, alle persone ed alle cose e, quindi, oltre
ad aver migliorato la qualità della vita ed il rispetto verso la natura, ha anche
significato un risparmio economico, a lungo periodo, in termini di drastica
riduzione delle spese conseguenti il risanamento dei danni prodotti dall’inquinamento. Ancora una volta, nella storia dell’uomo, è l’Europa a fissare
i limiti di civiltà di una società (i cursori in Fig. 41) e di questo occorre essere
orgogliosi, sebbene ora paghiamo conseguenze economiche di non poco
conto. E’ anche da sottolineare che da più parti si svolgono ricerche per trovare il modo di eseguire le reazioni chimiche in assenza di solventi o utilizzando l’acqua come solvente. Ciò allo
Emissioni della Chimica
scopo di eliminare, o ridurre il più 100
possibile, l’uso di solventi organici i 80
-91%
-51%
quali, in genere, sono nocivi per la sa- 60
lute umana e per l’ambiente. In ogni 40
caso, è da anni che i solventi orga- 20
nici devono essere riutilizzati ed è as0
in aria
in acqua
solutamente vietata la loro immissioanno 1989
anno 2007
ne nell’ambiente. Lo stesso vale per
Fig. 43
l’acqua, che non può essere re-immessa nell’ambiente se non dopo accurata depurazione. L’impegno della
Chimica, per ottemperare ai regolamenti comunitari e per produrre in
modo pulito, si può valutare dai risultati conseguiti. Dal 1989 al 2007,
l’inquinamento dovuto alla produzione
Chimica in Italia, si è ridotto del 91%, Fig. 44. Immagine fornita da
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33
per quanto riguarda l’aria, e del 51%
nell’acqua (Fig. 43). In Fig. 44, è riportato il dettaglio delle emissioni dell’Industria Chimica in Italia, in aria e
acqua. Si può osservare il forte calo
d’immissione d’anidride solforosa ed
ossidi d’azoto, che sono i responsabili
delle piogge acide che negli anni ’60’80 hanno prodotto parecchi danni ambientali, quali quelli alle grandi foreste Fig. 45. Immagine fornita da
(foresta nera e foreste scandinave), ai
laghi ed ai fiumi; oltre a danni alla salute umana, soprattutto a carico dell’apparato respiratorio; come pure danni ai monumenti, ponti e manufatti
edilizi. Notevole è anche la riduzione
di composti volatili organici (VOC),
cioè idrocarburi contenenti carbonio
ed idrogeno come unici elementi (cioè Fig. 46. Immagine fornita da
alcheni e composti aromatici); composti contenenti ossigeno, cloro o altri
elementi oltre il carbonio e l'idrogeno,
come aldeidi, eteri, alcoli, esteri, clorofluorocarburi (CFC) ed idroclorofluorocarburi (HCFC). Anche le polveri hanno subito un forte calo mentre
rimane da migliorare la riduzione dei
metalli pesanti.
In Fig. 45 è invece mostrata la riduzio- Fig. 47. Immagine fornita da
ne del consumo energetico dell’industria Chimica in Italia, negli ultimi anni. Meno consumo significa meno inquinamento.
In Fig. 46 è mostrata la situazione Italiana rispetto agli obiettivi di Kyoto ed a
quelli più restrittivi della UE. In Italia, già oggi i valori sono inferiori del 56%
rispetto ai limiti di Kyoto e del 20% rispetto agli obiettivi UE fissati per l’anno
Ordine dei Chimici della Provincia di Reggio Emilia
34
2020.
In Fig. 47 è riportato l’apporto, in Italia, dell’industria Chimica alle emissioni
dei gas serra. E’ evidente che gli apporti più significativi sono quelli dell’industria energetica (centrali elettriche) e del trasporto (automobili), due
problemi che si risolverebbero con l’utilizzo di fonti d’energia alternative.
Segue poi la somma dell’attività industriale ma la Chimica è l’industria
assolutamente meno responsabile.
Chimica & restauro. La Chimica è anche cultura, non solo scientifica. Infatti
è alla base di ogni attività di restauro di opere d’arte. Ad esempio il
risanamento di opere in muratura richiede l’uso di cementi e resine speciali.
Ciò vale anche per la ricostruzione di parti mancanti di statue. Un importante ruolo è svolto anche dalle analisi chimiche, dall’utilizzo di prodotti
chimici per eliminare lo sporco e dai pigmenti usati per rifare le parti
mancanti di affreschi e quadri. Ciò riguarda anche opere in terracotta,
legno, carta (conservazione e restauro di libri antichi) e metallo.
Riassumendo…...
La Chimica ha avuto nella storia dell’uomo, un importante ed insostituibile
ruolo scientifico, industriale, economico, civile, sociale e culturale. Essa è
stata, infatti, al centro del network scientifico che ha segnato più volte il
cammino evolutivo dell’uomo e che ha prodotto lo sviluppo tecnologico che
caratterizza la nostra civiltà. Un ruolo su cui di norma ci si sofferma poco a
riflettere e che appare invisibile alla maggior parte delle persone. Invisibile
perché riteniamo ovvio che ci siano i farmaci che si salvano la vita, o gli
abiti in fibra sintetica che, pur essendo molto leggeri, ci proteggono anche
con temperature di -20 °C, o vetri infrangibili, o protesi che permettono di
camminare anche a coloro che hanno perso le gambe, o altre migliaia di
oggetti di cui facciamo uso ogni giorno e che non esisterebbero senza un
poderoso ed indispensabile contributo della Chimica. Un contributo invisibile perché, ad esempio, pochi sanno che senza il silicio, che i Chimici
hanno imparato a produrre con la purezza necessaria, non esisterebbero i
computer e pochi sono consci che una miriade di altre tecnologie non esi-
Ordine dei Chimici della Provincia di Reggio Emilia
35
sterebbero se a monte di esse non vi fosse la conoscenza della Chimica ed
i Chimici.
Questo ruolo vedrà la Chimica al centro anche dello sviluppo futuro della
nostra civiltà. Uno sviluppo che, grazie alle conoscenze acquisite dalla
Chimica, potrà essere condotto nel massimo rispetto dell’ambiente e della
salute umana e che porterà l’uomo a vivere in un contesto sempre più
tecnologico e pulito.
Quindi, la Chimica è una straordinaria disciplina scientifica ricca d’applicazioni, contaminazioni, interazioni e sinergie con altre discipline scientifiche
e tecnologiche. Una disciplina senza limiti alla fantasia di chi vuole inventare nuovi materiali. Una disciplina che non smette mai di stupire chi la studia e la pratica. Una disciplina che una volta compresa non la abbandoni
più e ti accompagna per tutta la vita, una vita piena di scoperte e di meraviglie, una vita mai noiosa ma piena di trabocchetti e misteri della natura da
scoprire e comprendere.
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36
2. Il lavoro del Chimico nell’Industria Chimica.
L’attività lavorativa del chimico ri- • chimica inorganica
guarda: la Chimica inorganica (me• chimica organica
talli, uso dei metalli nelle nuove tecnologie, pannelli solari, nanoparti- • chimica farmaceutica
celle); la Chimica organica (polime- • biochimica
ri, vernici, chimica industriale, nuovi • chimica-fisica
materiali, nanoparticelle); la Chimica farmaceutica (farmaci); la Biochi- • elettrochimica
mica (applicazioni mediche & farmaFig. 48.
ci); la Chimica Fisica (nuovi materiali, analisi di materiali); l’elettrochimica (fonti di energia elettriche). Nell’ambito di questi settori, il lavoro del chimico può essere quello di inventare, controllare, produrre, vendere, dirigere.
Inventare
Inventare significa ricerca e sviluppo di
nuovi materiali. Questa è un’attività prevalentemente di laboratorio ma il laboratorio può essere di vario tipo. In Fig. 49
sono mostrati laboratori di sintesi di prodotti. In Fig. 50 sono mostrati robot per la
sintesi di prodotti (sinistra) e laboratori
d’analisi di routine (destra). Il laboratorio
può anche essere di soli computer (computer chemistry) ove si progettano le molecole del futuro, cioè dove si simulano al
computer (Fig. 51) come le molecole interagiscono tra loro e quindi che struttura
esse devono avere per svolgere un determinato compito).
La ricerca è un aspetto fondamentale
della Chimica, come si può desumere
Ordine dei Chimici della Provincia di Reggio Emilia
Fig. 49.
Fig. 50.
37
dalla fotografia in Fig. 52, che mostra
che nel 1911, nel Comitato Scientifico di
un'importante azienda Chimica (la Solvay) erano presenti ben 11 Premi Nobel.
Oggigiorno è difficile trovare una concentrazione così elevata di Premi Nobel
nelle aziende ma non è raro, nelle grandi industrie ad elevata tecnologia, trovare qualche Premio Nobel nei comitati
scientifici e nei consigli d’amministrazione.
Inventare significa anche analizzare la
materia per capire come essa è fatta. In
Fig. 53 sono mostrati un microscopio
elettronico ed uno spettrometro di massa. In Fig. 54 sono mostrati laboratori di
risonanza magnetica nucleare. Osservate che in tutte queste foto nessun addetto ha particolari protezione, a parte
occhiali e guanti per chi lavora nella sintesi, e addirittura molti non hanno nemmeno il camice.
Fig. 51.
Fig. 52. - 2. Plance, 6. de Broglie, 12.
Rutherford, 13. Kamerlingh Onnes, 14.
Einstein, 16. Nernst, 19. Lorentz. 20.
Warburg, 21. Perrin, 22. Wien, 23. Marie
Curie.
microscopio a
spettrometria di massa
scansione
(200.000 – 1.000.000 €)
elettronica
(300.000-500.000 €)
Fig. 53.
Controllare
Controllare è un’importante attività del spettroscopia di
risonanza magnetica
Chimico. Essa consiste nell’analizzare nucleare
(300.000 – 5.000.000 €)
per verificare che le caratteristiche siano
Fig. 54.
conformi alle norme di legge e/o ai regolamenti nazionali ed internazionali: Oggetti del controllo possono essere: la
composizione di un materiale, la genuinità di un alimento, la tossicità di una
sostanza, la presenza di agenti tossici nell’acqua/aria, la conformità di un
laboratorio, la conformità di un impianto chimico. E’ quindi un’attività che
svolge un importante ruolo sociale ed impegna numerosi chimici, sia nelle
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38
istituzioni pubbliche (controlli ambientali) che nell’industria (controllo qualità, controllo ambientale).
Produrre
Produrre è una delle attività più importanti. Essa può significare inventare o
ottimizzare processi industriali; essere coinvolto nella gestione della qualità
del prodotto; essere coinvolto nella gestione della sicurezza; essere coinvolto nella gestione dell’impatto ambientale; essere coinvolto nella gestione degli approvvigionamenti; dirigere impianti industriali.
Vendere
Vendere è un’altra attività che impiega molti Chimici e significa vendere
prodotti chimici, strumentazione scientifica, attrezzature tecniche per laboratori e/o impianti chimici, apparati tecnici di controllo d’impianti chimici.
La vendita è un’attività non solo commerciale ma anche, e soprattutto, di
consulenza e supporto all’utilizzo di ciò che si vende. Per questo motivo è
un’attività che richiede una conoscenza tecnica, spesso molto elevata, che
solo chi ha fatto studi in Chimica può avere. Non è raro trovare il responsabile R&S che affianca il responsabile vendite, durante vendite importanti
e complesse o persone che diventano responsabili delle vendite dopo
avere lavorato per anni nel settore ricerca e sviluppo. Un esempio di contaminazione fra Chimica ed il Commercio è dato dalla ex Premier inglese
Margaret Thatcher, laureata in Chimica ed in economia e commercio.
Dirigere
Dirigere significa dirigere un Laboratorio, una Divisione in una Ditta (ricerca
& sviluppo, controllo qualità, produzione, vendita), un impianto chimico o
arrivare agli alti livelli di dirigenza.
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39
Le competenze tecniche
Le competenze tecniche richieste al Chimico iniziano con la Laurea in
Chimica ma questa è una competenza di tipo generico che rappresenta
solo il punto di partenza di un lungo cammino che accompagna il Chimico
per tutta la sua vita professionale. A questa competenza generica è necessario affiancare la conoscenza delle lingue straniere (soprattutto l’Inglese) e competenze specifiche interdisciplinari che, in funzione del tipo
d’attività svolta, possono riguardare: la Matematica, la Statistica, la Fisica,
l’Elettronica, l’Ottica, l’Informatica, la Biologia e la Biologia molecolare, la
Medicina, conoscenze di natura commerciale e/o gestionale e/o legislativa
e/o normativa.
Studio, aggiornamento e formazione continua.
Le competenze del Chimico acquisiscono l’impronta specialistica richiesta
dal lavoro, solo grazie ad un continuo studio, aggiornamento e formazione
che è una componente importante del lavoro del Chimico. Ciò in genere
significa: studio di libri specialistici; studio delle riviste specializzate (sono
decine per ogni settore applicativo); stages e corsi di formazione e aggiornamento (in Italia ed all’estero); partecipazione a seminari e convegni.
In funzione dell’attività svolta, questa componente del lavoro può rappresentare anche il 50% del lavoro stesso, come accade frequentemente a
chi si occupa di ricerca e sviluppo.
Quest’attività può riguardare prevalentemente lo studio di argomenti scientifici e tecnici, ma può anche riguardare, in funzione dell’attività svolta, lo
studio di normative e regolamenti nazionali ed europei, ad esempio riguardanti la sicurezza e l’impatto ambientale, oppure lo studio delle norme
da seguire per la stesura di un progetto di ricerca nazionale o internazionale.
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Le opportunità offerte dal lavoro.
L’attività lavorativa del Chimico può offrire diverse opportunità scientifiche
quali: scrivere pubblicazioni scientifiche; scrivere libri; fare brevetti; frequentare stage presso laboratori in Italia ed all’estero; partecipare a progetti di ricerca nazionali ed internazionali; partecipare a congressi scientifici.
L’attività lavorativa del Chimico può offrire anche diverse opportunità di
relazioni umane. E’ infatti frequente, per il Chimico, avere contatti scientifici
e/o tecnici e/o commerciali con colleghi nel proprio paese o all’estero; avere contatti con ditte straniere (per l’acquisto o la vendita di prodotti chimici,
strumentazione scientifica e servizi); viaggiare per partecipare a meeting di
lavoro, convegni (decine sono i congressi internazionali che annualmente
vengono organizzati per ognuna delle diverse discipline scientifiche chimiche) e fiere oppure viaggiare per visitare le sedi all’estero della propria ditta, presso le quali può lavorare per determinati periodi.
Il lavoro del Chimico.
Il lavoro del Chimico ha sempre un’elevata componente scientifica e tecnica.
Essere un Chimico può significare svolgere un’attività prevalentemente di
laboratorio o d’impianto chimico o di controllo/verifica di normative o di
vendita o di gestione.
L’attività di laboratorio può significare ripartire il proprio lavoro fra mansioni
strettamente tecnico-scientifiche, la gestione tecnico/amministrativa del
laboratorio e del personale di laboratorio, le innumerevoli relazioni pubbliche ed i viaggi di studio/lavoro. La componente relazioni pubbliche e
viaggiare per il mondo è particolarmente rilevante nelle attività di ricerca e
sviluppo per le quali è la norma avere contatti frequenti con colleghi stranieri, trascorrere periodi di stage all’estero e partecipare a congressi internazionali.
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L’attività su impianto chimico può significare ripartire il proprio lavoro fra la
gestione/responsabilità tecnica dell’impianto, la gestione delle persone che
lavorano negli impianti, la responsabilità relativamente alle normative di
sicurezza e di impatto ambientale. A ciò vanno aggiunte le relazioni con la
proprietà dell’azienda ed i viaggi di lavoro in Italia ed all’estero, per visitare
impianti e tenere rapporti con le ditte fornitrici o clienti.
L’attività di vendita può significare ripartire il proprio lavoro fra l’aggiornamento tecnico/commerciale, la visita ai clienti, il supporto tecnico ai clienti,
ed un’intesa attività di relazioni pubbliche e viaggi di lavoro.
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3. Il lavoro del Chimico al di fuori dell’Industria Chimica.
Il Chimico può trovare largo impiego nell’industria farmaceutica, alimentare,
cosmetica, biomedicale e ceramica. Nell’industria di strumentazione scientifica e nell’industria connessa con la produzione di energia. In misura minore, il Chimico può trovare impiego nelle industrie della carta, elettronica,
automobilistica, aeronautica / spaziale.
Il Chimico può anche svolgere le seguenti professioni: Insegnante, Consulente tecnico / scientifico, Progettazione / certificazione nel settore energia, Ispettore di Enti di certificazione, Consulente del tribunale, Tecnico
nelle forze armate / polizia / vigili del fuoco, Tecnico nelle ASL/ARPA
(analisi sanitarie / ambientali) e come Restauratore.
Il Chimico può anche trovare impiego presso i Centri di Ricerca della
Comunità Europea.
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4.
Il percorso formativo del Chimico.
Le materie di studio che occorre affrontare per conseguire la laurea in
Chimica sono le seguenti: chimica generale, chimica inorganica, chimica
organica, chimica fisica, chimica quantistica, chimica analitica classica,
chimica analitica strumentale, matematica, fisica, informatica. A queste, in
funzione della specializzazione scelta, occorre aggiungere una o più di
queste altre materie: chimica farmaceutica, chimica delle sostanze naturali,
biochimica, chimica industriale, chimica dei polimeri, chimica dei materiali.
chimica cosmetica, chimica delle fermentazioni, chimica degli alimenti,
chimica tossicologica.
Il piano di studio prevede la laurea di 3 o 5 anni. Quella di 5 anni è pianificata su 30 o 33 esami. Una volta che ci si è laureati, è possibile conseguire il dottorato di ricerca (altri 2/3 anni di lavoro presse le Università)
oppure / e conseguire l’abilitazione alla professione di Chimico, superando
il relativo esame di stato.
I corsi di laurea tradizionali sono quelli in Chimica e Chimica Industriale. Il
primo è più orientato all’attività di ricerca e sviluppo mentre il secondo è più
orientato all’attività di sviluppo di processi industriali e alla gestione di
impianti industriali. Le differenze fra i due corsi di laurea sono comunque
poche e non è raro trovare laureati in Chimica che lavorano in impianti e
laureati in Chimica Industriale che lavorano in laboratori di ricerca e
sviluppo.
Un altro corso di laurea possibile è quello in ingegneria che è fortemente
orientato alla progettazione d’impianti chimici e loro gestione.
Un ulteriore corso di laurea è quello in Chimica e Tecnologie Farmaceutiche, che è orientato all’attività di sviluppo e produzione di farmaci.
Recentemente l’offerta formativa si è arricchita dei seguenti corsi di laurea:
Chimica dei materiali, Scienze dei materiali, Scienze e tecnologie chimiche,
Biotecnologie, Biotecnologie Industriali. Poiché è da pochi anni che questi
corsi di laurea sono stati istituiti, è difficile comprendere il reale livello di
preparazione e specializzazione che essi forniscono e gli sbocchi professionali che essi offrono.
Ai corsi di laurea è possibile far seguire corsi di specializzazione di vario
tipo, in funzione dell’attività che si svolge. In particolare, importanti possono
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essere corsi per migliorare le proprie le conoscenze nelle lingue straniere
(inglese), le conoscenze in informatica, le conoscenze in elettronica, le
conoscenze commerciali e le conoscenze riguardanti la gestione amministrativa e del personale.
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5.
Il mercato dell’Industria Chimica.
Si consideri innanzitutto il mercato dell’Industria Chimica in
Europa. Ciò perché l’Europa è
territorio nostro, vicino a casa,
territorio che deve essere nei
possibili orizzonti dei giovani,
indipendentemente dal lavoro
che essi desiderano fare e dal
titolo di studio conseguito. Si
osservi che in termini di produzione, l’UE è al primo posto
seguita subito dalla Cina. Seguono poi gli USA e parecchio
più distaccato è il Giappone
(Fig. 55).
Se si considerano le spese di
R&S, l’UE è ancora la prima,
superando gli USA ed il Giappone mentre la Cina è molto
distaccata (Fig. 56). Ciò significa che l’enorme produzione
cinese è dovuta a ditte europee ed americane che hanno
spostato parte della produzione in Cina ma a tale produzione non corrisponde un’adeguata R&S, cioè le ditte hanno
trasferito produzione ma non la
R&S, cioè il know-how. Se le
spese di R&S vengono considerate in relazione alla popolazione, la situazione vede il
Giappone al primo posto stac-
Fig. 55. Immagine fornita da
Fig. 56. Immagine fornita da
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Spesa R&S per abitante
100.0
80.0
60.0
40.0
20.0
0.0
CINA
UE
USA
GIAPPONE
Fig. 57.
46
cando nettamente USA ed UE.
La Cina è oltremodo il fanalino
di coda (Fig. 57).
In Fig. 58 viene mostrata la
ripartizione per settore di produzione. Il settore principale è
quello relativo alla Chimica di
base, cioè plastica e fibre sintetiche. Un’importante fetta di
produzione è anche quella della Chimica fine e dei prodotti
di specialità (vernici, adesivi,
intermedi farmaceutici). Segue
quindi la produzione di detergenti e cosmetici.
In Fig. 59 è invece mostrato il
numero di addetti per settore di
produzione. Questa ripartizione non corrisponde a quella
della produzione. In particolare ci sono più addetti dove le
produzioni sono a maggiore
tecnologia, cioè nella Chimica
fine, nella Chimica dei detergenti e nella Chimica delle specialità (vernici, ecc..). Ciò indica una distribuzione di addetti
che privilegia la specializzazione del lavoro.
In Fig. 60 sono mostrati due
dati molto importanti nei quali
l’industria Chimica è al top
della classifica. Nella tabella di
sinistra è mostrato il valore aggiunto (cioè il guadagno per
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Fig. 58. Immagine fornita da
Fig. 59. Immagine fornita da
Fig. 60. Immagine fornita da
47
addetto). L’industria Chimica è
quella cha fa guadagnare di
più per addetto, La seconda tabella indica le spese per il personale, cioè gli stipendi. Anche
in questo caso l’industria Chimica è al top della classifica.
Quindi, in Europa, è un’industria ricca che costituisce una
opportunità di lavoro ben retribuito.
Considerando la situazione in
l’Italia (Fig. 61) essa è al terzo
posto in Europa, come produzione, e se consideriamo la distribuzione sul territorio (Fig.
62), i maggiori siti industriali e
la maggiore produzione è concentrata nel nord. In particolare, in Emilia, Veneto e Lombardia la densità di opportunità di lavoro è alta. La Lombardia è il secondo distretto
industriale in Europa (Fig. 63).
In Fig. 64 è mostrato che la domanda di prodotti chimici interna in Italia è superiore alla
nostra capacità di produzione.
Ciò significa spazio di crescita
interna. Inoltre, si può vedere
che nell’ambito dell’industria
italiana, quella Chimica è ben
al di sopra rispetto alla media
delle industrie, per ciò che riguarda le spese nella R&S ed
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Fig. 61 Immagine fornita da
Fig. 62. Immagine fornita da
Fig. 63. Immagine fornita da
48
il numero d’addetti nella R&S.
Quindi è un’industria ad elevato contenuto tecnologico ed
elevata specializzazione del
personale.
Infine, è importante osservare
(Fig. 65) che non vi sono solo
pochi grandi gruppi industriali
ma v’è una miriade di aziende
medio-grandi e medio-piccole,
larga parte della quali è a caFig. 64. Immagine fornita da
pitale italiano. Ciò significa una
variegata possibilità d’impiego
e la possibilità di cambiare ditta nel corso della propria vita
perché richiesti da altri.
La Fig. 66 riassume i dati più
importanti dell’industria Chimica in Italia.
Nella Fig. 67 è mostrato l’andamento del mercato del lavoro in Italia, per quanto riFig. 65. Immagine fornita da
guarda il settore chimico. Esso segue quello in Europa con Imprese chimiche attive in Italia ….ca. 3000
una riduzione di circa il 10% Valore della produzione…………….ca. 46 Miliardi €
dei posti di lavoro negli ultimi Numero addetti……………………….ca. 120.000
3.6% (ca 4300 persone)
10 anni. La struttura dell’occu- Numero addetti per R&S……………ca.(media
nell’industria ca. 1.5%)
pazione per qualifica (Fig. 68)
Spese in R&S…………………………ca. 3.4% del valore aggiunto
(media dell’industria ca. 2.8%)
conferma l’elevato livello di tecFig. 66
nologia dell’industria Chimica,
infatti la componente a minore specializzazione è anche la componente
minoritaria degli occupati. In particolare, considerando i laureati, essi rappresentano il 18% degli addetti, il 25% fra i neo-assunti ed il 14% dei neoassunti sono laureati in discipline scientifiche (Fig. 69). Questi valori sono
decisamente maggiori di quelli medi dell’industria. L’industria Chimica offre
Ordine dei Chimici della Provincia di Reggio Emilia
49
Fig. 67. Immagine fornita da
Fig. 68. Immagine fornita da
quindi più possibilità d’impiego
tecnico rispetto alla media dell’industria. Si osservi il 26% della media europea, un dato significativo del divario fra industrie Italiane ed europee, per
Fig. 69. Immagine fornita da
quanto riguarda l’importanza di
avere personale laureato.
In Fig. 70) è riportato che nell’industria Chimica, il 46.8% delle assunzioni riguarda giovani
con meno di 30 anni ed il 52.8%
riguarda persone prive di esperienza lavorativa. Confrontano
questi valori con quelli della media dell’industria, è evidente che
l’industria Chimica offre qualche
possibilità in più d’impiego, relaFig. 70. Immagine fornita da
tivamente ai giovani privi di esperienze di lavorative. Le percentuali sono favorevoli anche per quanto
riguarda i contratti a tempo indeterminato (46 contro 41) e per i contratti che
da tempo determinato vengono trasformati in indeterminato (48 contro 41)
Ordine dei Chimici della Provincia di Reggio Emilia
50
(Fig. 71).
Ai valori fin qui riportati, è utile
affiancare l’andamento nel numero di laureati nelle discipline chimiche (Fig. 72). A fronte
di un calo occupazionale del
10% negli ultimi 10 anni, il numero di laureati in Chimica (sui
5 anni) si è dimezzato mentre
va ad aumentare molto il numero di laureati sui 3 anni.
Fig. 71. Immagine fornita da
La laurea di tre anni può essere adatta a svolgere diverse attività che compensano il calo
dei laureati sui 5 anni ma, ad
esempio, è poco adatta per le
attività di R&S o di gestione di
impianti e molte funzioni tecniche richiedono una professionalità che viene meglio fornita da uno studio pianificato
su 5 anni di corso di laurea.
Fig. 72. Immagine fornita da
Inoltre, la laurea breve può soffrire della concorrenza dei Periti Chimici, i quali vantano, in genere, un’ottima preparazione sia teorica che di laboratorio. Anche considerando le
lauree brevi, il numero di laureati è comunque basso, se confrontato con
altre lauree e ciò ha una spiegazione. La spiegazione è il gradimento che la
Chimica ha nell’ambito degli studenti delle scuole superiori. La chimica è
all’ultimo posto (Fig. 73). Se però si considerano i livelli occupazionali, i
laureati in Chimica stanno nella parte alta della classifica (Fig. 71). In
particolare, il totale delle discipline chimiche ha un tasso d’occupazione del
86,4 % e, soprattutto, è da osservare che l’86,2 % degli occupati svolge un
lavoro per il quale è richiesta la laurea che hanno conseguito. Ad esempio,
gli Ingegneri hanno un tasso d’occupazione superiore ma una quota inferiore di lavoro per il quale è richiesta la laurea che hanno conseguito. ProOrdine dei Chimici della Provincia di Reggio Emilia
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Gradimento delle materie
scolastiche
(studenti delle scuole superiori)
Educazione fisica
Lingue straniere
Storie
Geografie
Matematica
Arte
Italiano
Educazione civica
Fisica
Biologia
10
Chimica
1
2
3
4
5
6
7
8
9
11
Fig. 73. Immagine fornita da
Fig. 74. Immagine fornita da
cedendo verso la parte bassa della classifica, le percentuali di occupazione
rimangono intorno al 85% ma la percentuale di persone che svolgono
un’attività attinente al loro titolo di studio si abbassa notevolmente. Quindi,
le lauree in Chimica garantiscono un elevato grado d’occupazione e di
occupazione inerente ciò che si è studiato.
Infine, si desidera soffermarci
sulla pericolosità del lavoro del
Chimico, di norma considerato
molto pericoloso (agenti tossici,
esplosioni, ecc..). I dati (Fig. 75)
dimostrano il contrario di quanto
di norma si crede. Il numero
d’infortuni e di persone affette
da malattie professionali nell’industria Chimica, è infatti decisamente inferiore a quello che si
Fig. 75. Immagine fornita da
ha nelle altre industrie.
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52
6.
Conclusioni.
Concludendo, invitiamo il lettore a
riflettere se davvero la Chimica
inquina, è pericolosa, è nociva per
l’uomo e si vivrebbe meglio senza.
Se è proprio vero che la Chimica
è una materia arida. O se, invece,
la Chimica è una meravigliosa disciplina scientifica che può offrire
un’opportunità di lavoro e di vita
scientifica e culturale molto inteFig. 73.
ressante.
Si rammenta che ogni anno ha
luogo l’iniziativa di fabbriche aper- www.federchimica.it
te, cioè ogni anno un numero ele- www.chimicitaliani.it
vato di aziende chimiche si apro- www.chimici.it/cnc/index.php
no al pubblico permettendo, a chi www.chimici.re.it
è interessato, di visitare Labora- www.soc.chim.it
tori ed Impianti. Inoltre, ogni anno
Fig. 74.
viene organizzato il Carnevale della Chimica, i Giochi della Chimica e vi sono anche le Olimpiadi della Chimica. Link utili per avere ulteriori informazioni sono riportati in Fig. 74.
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