Green Chemistry
24 set 2010 1 commento
in Articoli Etichette: Green chemistry, inquinamento, scienza, Solvay, sostenibilità
Il blog Liberamentegiovani18 apre una discussione, in risposta a questa pagina, della quale saranno oggetto sia la questione etica che quella tecnica riguardo i nuovi processi adottati dalla Green Chemistry.
Green Chemistry
La Green Chemistry, detta anche “Chimica pulita”, applica principi di sostenibilità nella progettazione di processi chimici industriali e oggi costituisce uno strumento fondamentale per la progettazione, la fabbricazione e l’impiego di sostanze chimiche e processi che eliminano o riducono l’utilizzo o la generazione di sostanze nocive per l’ambiente o per la salute.
All’inizio degli anni ’90 la EPA (Environmental Protection Agency), in seguito all’emanazione del Pollution Prevenction Act negli U.S.A., lancia il programma della Green Chemistry con l’aiuto dell’OPPT (Office of Pollution Preventing & Toxics) che già stava lavorando su progetti di ricerca con lo scopo di ridurre l’impatto ambientale dei prodotti e dei processi dell’industria chimica.
In Europa lo sviluppo della Green Chemistry, che procede più lentamente rispetto che in America, è affidato ad alcuni importanti centri di ricerca a Venezia, presso il Consorzio Interuniversitario “La Chimica per l’ambiente” (INCA), ed in Gran Bretagna.
La Green Chemistry (che fa riferimento al Green Chemistry Institute, americano) promuove i seguenti dodici punti per regolamentare lo svolgimento dei processi chimici, la prevenzione dell’inquinamento e la selettività della reazione chimica:
1. Prevenzione: Meglio prevenire l’inquinamento piuttosto che intervenire per ridurlo dopo che lo si è prodotto.
2. Economia Di Atomi: I metodi di sintesi devono essere progettati in modo da massimizzare l’incorporazione di tutti gli atomi usati nel processo all’interno del prodotto finale.
3. Reazioni Chimiche Meno Pericolose: Ogni volta che possibile, la sintesi di prodotti chimici deve essere progettata in modo da utilizzare e generare sostanze che abbiano una tossicità nulla o bassa per la salute umana o per l’ambiente.
4. Prodotti Chimici Più Sicuri: I prodotti chimici devono essere progettati in maniera da mantenere la propria funzione desiderata e l’efficacia minimizzando la tossicità.
5. Solventi e Prodotti Ausiliari Più Sicuri: L’uso di solventi e di prodotti ausiliari deve essere reso non necessario e se ciò è impossibile deve essere reso innocuo.
6. Efficienza Energetica: Il consumo energetico dei processi chimici deve essere minimizzato per ragioni economiche ed ambientali. Se possibile le sintesi devono essere realizzate a temperatura e pressione ambiente.
7. Materie Prime Rinnovabili: Ogni volta che sia tecnicamente ed economicamente possibile, le materie prime e le risorse naturali devono provenire da fonti rinnovabili.
8. Riduzione di derivati: Le sostanze derivate non necessarie devono essere eliminate o minimizzate perché tali passaggi richiedono reagenti addizionali e generano residui.
9. Catalisi: I reattivi catalitici sono preferibili ai reattiva stechiometrici.
10. Sostanze Non Persistenti Nell’Ambiente: I prodotti chimici devono essere progettati in modo che al termine della loro vita utile non siano persistenti e che i loro prodotti di degradazione siano innocui.
11. Analisi In Tempo Reale Dei Processi Chimici: Devono essere sviluppate metodologie analitiche che consentano il controllo e il monitoraggio dei processi in tempo reale, prima della formazione di sostanze indesiderate.
12. Chimica Più Sicura Per La Prevenzione Degli Incidenti: Le sostanze e la forma in cui vengono utilizzate nei processi chimici devono essere scelte in modo da minimizzare il rischio di incidenti chimici.
Tra le innovazioni promosse da studi di design molecolare orientato all’ambiente troviamo la sostituzione di solventi organici con liquidi supercritici: biossido di carbonio allo stato di fluido supercritico (T > 31.4 °C, P > 74 bar) può rappresentare sotto ogni profilo di rischio un ottimo sostituto di solventi organici in diversi ambiti applicativi: nell’industria del lavaggio a secco, dove sostituisce solventi clorurati, nella produzione di semiconduttori, come solvente di reazione o come solvente di estrazione.
I liquidi ionici sono composti chimici costituiti esclusivamente di ioni e di loro combinazioni, ma a differenza dei sali sono liquidi a temperatura ambiente anche senza la presenza di un solvente molecolare; essi presentano le caratteristiche di pressione di vapore praticamente nulla e facile maneggiabilità, che rendono questi composti dei potenziali sostituti dei solventi volatili organici (VOCs), poiché si evitano quei problemi concernenti la sicurezza e la tossicità da inalazione, aspetti particolarmente consoni ai dodici principi della Green Chemistry. Nonostante i liquidi ionici di per sé siano sicuri in ambito industriale, rimane il problema della loro produzione: la sintesi di liquidi ionici richiede l’ausilio di solventi volatili organici.
Negli ultimi anni sono state sviluppate tecniche avanzate di sintesi senza l’utilizzo di solvente per questo tipo di liquidi come ad esempio quella di Rajender Varma e Vasudevan Namboodiri dell’EPA National Risk Laboratory in Cincinnati che hanno ottenuto 1-alchil-3-metilimidazolo alogenuro senza alcun tipo di solvente organico. Poiché lo studio riguardo la sintesi di liquidi ionici e del loro smaltimento (1) ancora non ne permette un’applicazione a livello di scala industriale, rimane valida la critica di Robin Rogers, direttore del Center for Green Manufacturing dell’Università dell’Alabama, scettico riguardo l’accettazione dei liquidi ionici all’interno delle pratiche da adottare dalla Green Chemistry.
Infine possiamo citare come successo della Green Chemistry (se così poteva essere chiamata in quel tempo!) l’abbandono del metodo De Blanc in favore del metodo Solvay per la produzione del comune bicarbonato: prima del 1863 per produrre bicarbonato di sodio si ottenevano come sottoprodotti della reazione acido cloridrico e solfuro di calcio (altamente tossici e inquinanti); dal 1863 (2) viene utilizzato il metodo Solvay che ha come prodotti solamente cloruro di ammonio e bicarbonato di sodio, servendosi dell’unica reazione H2O + NaCl + NH3 + CO2 → NH4Cl + NaHCO3 (3).
Personalmente ritengo che la Green Chemistry debba continuare a svilupparsi per poter un giorno sostituire l’attuale chimica industriale priva di regole e di scrupoli, che utilizza sostanze nocive dirigendo l’attenzione degli ingegneri solo al costo di produzione e non alla pericolosità (se non seguendo qualche blanda direttiva) della sostanza sull’uomo, gli animali o l’ambiente; di questo passo quanto sarà alto il prezzo che dovranno pagare le generazioni future per il nostro breve “periodo” (d’oro?) di selvaggio sfruttamento e deturpamento della Terra?
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Emilio Barchiesi, website
Note
(1) Problema ancora irrisolto in grande scala perché il processo necessita di strutture specifiche, le cui spese di costruzione e mantenimento non sono convenienti dal punto di vista economico;
(2) Anno in cui venne stipulato l’Alkali Act;
(3) Al contrario del metodo Le Blanc che ne impiega diverse;
(4) Basti guardare una scatola di merendine, quante sostanze chimiche vengono aggiunte per dare colore, sapore ecc.? Quanti materiali plastici vengono “drogati” con sostanze tossiche al solo scopo di migliorarne in modo economico le caratteristiche o di far scendere il prezzo di produzione? Quante bevande contengono enormi formule chimiche per variare le caratteristiche e gli effetti che ha la bevanda sull’organismo?
Riferimenti
http://www.chose.uniroma2.it/research/celle-organiche-ibride-dssc/green-chemistry.html
http://lem.ch.unito.it/didattica/infochimica/Liquidi%20Ionici/index.html
http://it.wikipedia.org/wiki/Chimica_verde
