La Scienza e l'Industria chimica: un'opportunità per un futuro sostenibile
o solo un problema ambientale?

(Parte II)

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Elogio della chimica

Vorrei partire da una semplice considerazione. Vi è una tendenza
abbastanza diffusa, particolarmente in Europa e specificatamente nel nostro
Paese, a pensare che la chimica sia inutile e da abbandonare, anche
basandosi sull'errata premessa che essa inquini per principio e che i siti
chimici siano il massimo della pericolosità. Ma è come dire che si vuole
rinunciare a vivere. Infatti la scienza chimica è stata ed è tuttora una
scienza centrale che fornisce le conoscenze fondamentali per rispondere
alla maggior parte delle necessità economiche e di innovazione anche
sociale di chi vive in di questa società. Infatti la chimica è ancora oggi una
componente fondamentale per soddisfare le crescenti necessità di cibo del
pianeta, per poter disporre di nuove forme di energia o per consumare
meno energia tradizionale, per costruire migliori edifici dove vivere e per
fornire fibre con migliori prestazioni e più bassi costi per i vestiti con cui
coprirsi, per creare materiali sostitutivi o se possibile rinnovabili rispetto ai
materiali più tradizionali, per curare al meglio la nostra salute; in poche
parole per migliorare la qualità della nostra vita. Essa inoltre è un fattore
scientifico e tecnologico critico per controllare e per proteggere l'ambiente.
Se volessi dimostrare quanto appena detto tramite uno spot pubblicitario
televisivo potrei tentare di mettere in evidenza cosa succederebbe se la
chimica scomparisse. Per esempio rappresentando una coppia di fidanzati
che felici passeggiano in un giardino, potrei lentamente spogliarli di ogni
componente chimico per arrivare necessariamente a una coppia nuda
come Adamo ed Eva, che passeggia non nel Paradiso Terrestre, ma in una
foresta invivibile. Conclusione: senza la chimica ripartiamo ab initio. Ma
inoltre la scienza chimica e quindi la tecnologia e l'industria chimica si
pongono ancora come fattore innovativo chiave per aiutare le future
generazioni a soddisfare le loro crescenti e nuove necessità (come il tempo
libero, una mobilità sostenibile, una comunicazione sempre più rapida) e
ancor più ad anticipare quei problemi, inclusi quelli ambientali e della
salute, che non sono ancora risolti o evidenti. Dopo questa lunga premessa,
permettetemi di arrivare per gradi a dimostrare quanto affermato nella
premessa stessa. La chimica è una scienza relativamente antica, sbocciata
in Europa 200 anni fa', grazie all'intelletto di scienziati come Lavoisier,
Faraday, Dalton, e anche italiani come Volta, Avogadro e Cannizzaro.
E' la chimica la prima scienza che riprende e valorizza il concetto
corpuscolare della materia e in particolare l'ipotesi dell'atomo.
E' la chimica che dimostra che tutta la natura è riconducibile ad un
centinaio di atomi, ciascuno con il suo comportamento fisico e chimico, cioè
gli elementi chimici.
E' la chimica che grazie all'intuizione geniale della Tabella Periodica
riconosce che esiste un ordine ripetitivo nei cento e più elementi e che
quindi inizia a razionalizzare una misteriosa complessità.
E' la chimica che prima propone e poi dimostra che gli atomi hanno
capacità di legarsi fra loro per formare insiemi e cioè i composti e i materiali
chimici come le molecole e i solidi cristallini.
Queste conoscenze, sviluppate nell'ottocento, sono state la base della
scienza chimica. Ma il quesito di fondo è sempre stato, sin dal tempo degli
alchimisti, il seguente: come si origina la reattività e come si controllano le
trasformazioni chimiche? Cioè come si può controllare e in parallelo
trasformare la natura?
All'inizio del novecento, prima con la termodinamica più avanzata e poi con
la scoperta dell'elettrone, della struttura dell'atomo ed infine con la teoria
quantistica della struttura della materia, la scienza chimica riceve dalla fisica
una serie di fondamentali contributi di carattere interdisciplinare che le
permettono di dare risposte razionali e quantitative a questi quesiti e di
razionalizzare la natura del legame chimico, da cui si origina la reattività
stessa. Non è un caso quindi che nella prima parte di questo secolo, con il
consolidarsi della chimica come una scienza sempre più razionale ed esatta,
cresce in parallelo l'industria chimica che in poco tempo diviene una fra le
industrie più rilevanti per dimensione economica, per la sua diffusione e per
l'impatto occupazionale e sociale. E' solo in un secondo tempo che la
scienza chimica diviene la base interdisciplinare della biologia per lo
sviluppo della biochimica e della fisica per lo sviluppo della scienza dei
nuovi materiali, con proprietà elettriche, ottiche, magnetiche e strutturali.
In questo panorama sempre più interdisciplinare e grazie al crescente
riconoscimento del ruolo della scienza chimica come la base tecnologica per
trasformare sostanze e materie prime naturali in nuovi prodotti e materiali
sintetici per meglio soddisfare i crescenti bisogni del mondo moderno, la
scienza chimica e in parallelo l'industria chimica si sono sviluppate negli
anni '50 e '60 e anche in seguito a ritmi impressionanti. Tutto è avvenuto
rapidamente, forse troppo rapidamente. A partire dagli anni '50 il numero
dei nuovi composti chimici per esempio è cresciuto in maniera esponenziale
e così il numero di nuove tecnologie produttive e di nuovi materiali, quali
per esempio quelli polimerici. Era allora quasi impossibile controllare
un'incredibile accelerazione ed è proprio da questo limitato controllo che
sono nati molti degli errori che vengono oggi imputati alla chimica, ma che
non sono insiti strutturalmente in questa scienza.
Infatti aree tecnico-scientifiche come la tossicologia, l'epidemiologia, la
medicina del lavoro e anche l'ecologia o tecniche come l'impatto ambientale
o la programmazione del territorio non si sono sviluppate con altrettanta
velocità. La forte crescita della chimica non è stata quindi sostenuta da una
eguale crescita di quelle conoscenze e competenze non chimiche che le
necessitavano per procedere con maggiore cautela.
Come in tutte le grandi trasformazioni scientifico-tecnologiche si è trattato
di una vera e propria rivoluzione. Come in ogni rivoluzione è stato
impossibile gestire un divenire controllato. Sono stati alcuni incidenti e
quindi possibili ricadute di alcune attività dell'industria chimica sull'ambiente
e sulla salute dei lavoratori che hanno fatto rivedere la filosofia di base di
una crescita così esplosiva e poco controllata, introducendo il concetto di
uno sviluppo sostenibile, concetto che però non si limita all'industria
chimica ma che anzi oggi copre una dimensione ben più ampia poiché
coinvolge altri importanti settori industriali come i trasporti, l'energia e
recentemente anche le telecomunicazioni. Viene quindi da chiedersi perché
particolarmente l'industria chimica è sul banco degli imputati? E' ovvio che
l'informazione sulla realtà della chimica e in particolare sul suo attuale e
futuro ruolo non è sufficientemente diffusa o non si vuole che venga diffusa
correttamente.
Eppure oggi la chimica si presenta con formidabili prospettive di sviluppo
innovativo avendo affinato le proprie tecniche di caratterizzazione della
materia allo scopo di dominare sempre di più il mondo degli atomi e delle
molecole.
Moderne strumentazioni, nate dalla fisica più avanzata, hanno permesso di
indagare direttamente il mondo microscopico delle strutture molecolari,
anche le più complesse, e dei materiali più avanzati, cioè la nanosfera.
Tecniche come la risonanza magnetica nucleare e di spin elettronico, la
diffrazione dei raggi X e dei neutroni, la spettrometria di massa, le tecniche
di spettroscopia elettronica e vibrazionale, le tecniche sempre più sofisticate
di microscopia prima elettronica e poi ad effetto tunnel e a campo di forza,
oltre che molteplici tecniche spettroscopiche di superficie sono oggi un
potente bagaglio di sofisticati mezzi di indagine che permettono alla scienza
chimica di conoscere in dettaglio la nanodimensione e di controllarne
direttamente le trasformazioni.
Inoltre grazie alla progressiva disponibilità di una inimmaginabile potenza di
calcolo e allo sfruttamento di nuove tecnologie più soft come quelle
biochimiche delle biocatalisi o fisiche dei raggi laser e dei raggi molecolari la
scienza chimica possiede oggi tutto un insieme sia di metodi predittivi sia
di nuove metodologie di sintesi o di manipolazione fisica. Ciò le permette di
affrontare la complessità della nanosfera cioè quei settori che richiedono la
progettazione razionale di nanostrutture atomiche e molecolari, di strutture
sopramolecolari, di farmaci e di biopolimeri, cioè di quei sistemi atomici e
molecolari che sono oggi al centro dell'interesse delle più avanzate aree
tecnologiche come la microelettronica, l'optoelettronica, l'alto vuoto, la
sensoristica, le biotecnologie, le moderne tecniche diagnostiche e
biomedicali, i farmaci per la cura della salute.
Grazie a tecniche spettroscopiche sofisticate la scienza chimica ha potuto
studiare i fenomeni ultraveloci che sono alla base della vita e che, se
dominati, possono portare alla comprensione e sfruttamento di processi
fisico-chimici naturali molto complessi.
Tutto ciò senza mai perdere di vista la missione originale e cioè mantenere
un ruolo chiave per avere più cibo e di migliore qualità, nuovi materiali
riciclabili e biodecomponibili, tecnologie per nuove forme di energia o per
un minor consumo di quelle tradizionali, nuove tecnologie incluse quelle
biochimiche per il controllo delle immissioni ed emissioni, processi produttivi
con minori scarti, emissioni e più sicuri, fibre sempre più simili alle migliori
fibre naturali, nuovi materiali compositi con elevatissime proprietà
strutturali e così via.
E' uno scenario ben diverso da quello che vede la scienza e l'industria
chimica in declino e in piena maturità o ancor peggio come un mostro.
La scienza chimica si propone ancora una volta come insostituibile anche
nei settori tecnologici più avanzati e da questi settori prende nuova linfa.
Infatti oggi la scienza chimica si può proporre come la scienza
dell'ingegneria molecolare, cioè della progettazione di strutture molecolari
sempre più complesse e ordinate così da avere funzioni fisiche o chimiche
spesso ancora sconosciute. La nanosfera è infatti uno stato della materia
che ci prospetta un universo da scoprire.