Indice
I principi della chimica verde
Che cos'è la chimica verde?
Il concetto di sostenibilità
Il REACH
L'impronta ecologica
Le sfide della chimica verde
La salute dell'ambiente
Esempi di applicazione della chimica verde
La salute dell'uomo
L'edilizia verde
Che cos'è la chimica verde?
Negli ultimi decenni lo sviluppo della chimica ha creato molte preoccupazioni riguardanti il suo impatto sull'ambiente e sulla salute degli esseri viventi. Da molti viene vista come sporca ed inquinante, aspetti che possono essere confinati e ridotti attraverso una nuova branca della chimica, la chimica verde (o sostenibile) - La chimica verde è un approccio ecosostenibile in grado di prevenire l'inquinamento attraverso particolari processi di produzione e prodotti chimici. La chimica possiede diversi aspetti che la rendono sostenibile, e sono problemi di tipo:
- Politica industriale (processo di produzione, formazione di prodotti secondari e uso di energia sostenibile)
- Codice etico (principi su cui si basa la chimica moderna)
- Norme e regolamenti (REACH)
Il concetto di sostenibilità
Il termine sostenibilità è usato in molti ambiti diversi tra loro, come l'agricoltura o l'industria...ma sappiamo realmente cosa significhi? La parola venne usata per la prima volta nel 1700 in Germania, da Born Karlovic, e a fine 1800 da York Hurting: i due notarono che il ritmo con cui venivano tagliati gli alberi impediva alle foreste di rigenerarsi, portando alla loro scomparsa. Negli anni '80 l'ONU la definì come "la capacità di soddisfare le proprie esigenze senza compromettere la possibilità delle generazioni future di soddisfare le proprie". A seconda dell'ambito, la sostenibilità prende sfaccettature differenti: per la chimica verde è importante dare interesse alla sostenibilità ambientale, basata sui cicli di rigenerazione delle risorse naturali. Le risorse naturali usate nella chimica verde, infatti, devono : - Mantenersi a lungo senza interruzione, decadimento o perdita di forza e qualità - Essere impiegate/trasformate senza diminuirsi o danneggiarsi nel tempo
L'impronta ecologica
Il concetto di impronta ecologica esprime lo spazio che una comunità usa rispetto a quello di cui dispone per vivere, produrre i beni corrispondenti al proprio consumo e smaltire i propri rifiuti. Per spazio si intende il terreno che produce, e in questo caso prende due significati diversi: spazio che abbiamo a disposizione per vivere e spazio che effetivamente sfruttiamo. Attraverso il deficit ecologico, è possibile esmprimere quanto un'economia locale (es. un Paese)si deve appoggiare a risorse esterne (es. estero). I dati presentati ad una delle ultime Assemblee Generali delle Nazioni Unite dal Centro di Studi per la Sostenibilità (Anahuac de Xalapa, Messico) sono allarmanti: l'impronta ecologica dell'Italia è di 4,5 ettari pro capite (per persona), rispetto una disponibilità di 1,4 ettari. Il deficit ecologico è di 3,1 ettari pro capite. In un mercato globalizzato, criteri di rigorosa equità, sicurezza e giustizia sociale sono difficili da mantenere, e il deficit ecologico si va a formare in quasi tutti Stati del mondo. La conseguenza più significativa è la continua richiesta di nuove risorse naturali, le quali però non possono rigenerarsi in tempo per soddisfare i bisogni dell'intera società. Annualmente, il Global Foodprint Network, calcola il numero di giorni dell'anno rispetto ai quali la Terra riesce a provvedere a soddisfare le esigenze dell'uomo. Il giorno definito prende il nome di Earth Overshoot Day. I giorni rimanenti sono quelli che non possono essere soddisfatti, poiché tutte le risorse sono state esaurite.
Rappresentazione grafica della variazione nel tempo dell'Overshoot Day
La salute dell'ambiente
Nel 1962 si diffonde la "primavera silenziosa", un saggio ambientalista dove si discutono i problemi legati allo sviluppo della chimica. L'autrice, Rachel Carson, decise di scrivere questo libro per discutere dei problemi legati all'uso del DDT, pesticida molto potente messo al bando negli anni '70. I disastri causati dallo sviluppo dell'industria chimica sono molti, e l'ambiente ne risente ancora oggi. Basti pensare a pesticidi, fertilizzanti, emissioni di gas in atmosfera, rilascio di sostanze tossiche in mare e sulla Terra... Un esempio italiano celebre è il disastro naturale di Seveso, del 1976. Dall'azienda chimica ICMESA fuoriuscì un enorme quantità di diossina, una sostanza tossica e cancerogena che si riversò su tutta la popolazione del luogo e l'ambiente stesso. La risposta a tutte queste situazioni allarmanti è proprio la chimica verde, la quale ha come scopo la prevenzione di quelle che possono essere conseguenze diastrose per la natura, ma non solo...
La salute dell'uomo
...col tempo è stato necessario mettere al bando molti prodotti chimici o processi di produzione ritenuti tossici per la salute umana, poiché uno dei compiti della chimica verde è quella di proteggere il benessere della popolazione rispetto i danni della chimica definita "vecchia". Questa è considerata la chimica della prima generazione, e ha creato varie fonti di inquinamento che hanno messo in pericolo l'uomo :
Metalli pesanti
Composti organici
Salute
Radiazione elettromagnetiche
Radicali liberi
I principi della chimica verde
La chimica sostenibile si basa su quattro principi enunciati da T. Beauchamp e C. Childress, e sono:
- Il principio di autonomia: si riferisce ad un organo o ad un ente dotato di indipendenza, poiché ha il diritto di autodeterminarsi e amministrarsi liberamente
- Il principio di non maleficenza: implica la necessità di non recare danno a qualcuno
- Il principio di beneficenza: gruppo di norme che stabiliscono di produrre beneficio e di bilanciarlo rispetto ai rischi e ai costi
- Il principio di giustizia: gruppo di norme che stabiliscono di stabilire equamente benefici, rischi e costi
Nel 1998 John Warner e Paul Anastas enunciarono 12 principi per guidare l'industria chimica secondo principi più sostenibili. Oggi la chimica verde li sfrutta per rispondere agli obiettivi e ai compiti che si pone.
12
10
11
Il REACH
La chimica verde non si basa solo sui 12 principi, ma anche sul REACH ( Registration, Evaluation, Authorisation of Chemicals). Questo è un regolamento emanato dall'UE nel 2007 e comprende 43 concetti legati alla chimica e alla registrazione, valutazione e autorizzazione dei prodotti chimici in commercio.Questo regolamento è entrato concretamente in atto solo nel 2018, e rappresenta un importante passo verso la direzione di assicurare la sicurezza di cittadini ed utenti rispetto le attività chimiche.Attorno al regolamento ruotava un enorme battaglia tra chi difendeva l'ambiente, la sicurezza dei cittadini e del lavoro e chi vedeva solamente dei pesi, che si trasformavano in costi economici sul processo di produzione e sui prodotti venduti. Come giusto che sia, prevalsero coloro che avevano una visione positiva del REACH.Le industrie entro il 2018 dovettero analizzare dal punto di vista della sicurezza e del non rischio chimico i composti, i materiali e le sostanze che producevano.Tutti i prodotti che si trovavano sul mercato dovettero quindi rispondere ai dettami del REACH, ed essere approvati da quest'ultimo.I punti critici del regolamento sono: - Metodi e test di verifica che consentono di determinare se i prodotti chimici sono idonei al regolamento. - Individuare prodotti alternativi a quelli che non passano gli esami REACH. Nel 2018 molti prodotti utili vennero allontanati dal mercato e sostituiti con altri che potessero soddisfare i bisogni vari della popolazione. - Prove di tossicità per determinare l'impatto che i prodotti hanno sull'ambiente e sulla salute, evitando il più possibile la sperimentazione animale. Un nuovo campo della scienza è l'ecotossicologia, dove si usano parametri di tossicità che permettono di ridurre la sperimentazione animale. - La stabilità di un composto ( non si degrada nel tempo) e la sua bioaccumulabilità (la capacià di accumularsi negli organismi e concentrarsi nel tempo).
Le sfide della chimica verde
Le sfide principali che la chimica sostenibile ha intenzione di superare sono ramificati in diversi ambiti: - Energia (interazione con le scienze materiali): uso di fonti rinnovavibili di energia e preparazione di prodotti attraverso consumi energetici minori. -Salute (interazione con la biologia e la medicina): produzione di nuovi farmaci, prodotti per l'ambiente e servizi che non compromettino la salute dell'uomo e della natura. -Beni culturali (interazione con le scienze umanistiche e tecniche): mantenimento e ristrutturazione dei beni culturali, facendo appello anche all'archittettura e all'ingegneria. -Alimenti e OGM (interazione con le biotecnologie): alimentazione più sicura, di qualità, nutriente e senza l'uso di prodotti chimici che possono avere una ricaduta negativa sulla salute e sull'ambiente. - Terrorismo (interazione con l'ingegnieria): garantire la sicurezza sociale attraverso la creazione di tecnologie e dispositivi finalizzati alla protezione dei civili rispetto azioni terroristiche.
Esempi di applicazione della chimica verde
Progressi in medicina Il professore Yi Tang, dell'Università della California, ha ideato un processo di sintesi migliorato per la produzione della Simvastatina, farmaco usato per curare il colesterolo alto. Rispetto al processo precedente, che usava sostanze chimiche pericolose e produceva un gran volume di rifiuti tossici, Yi Tang utilizzò un enzima ingegnerizzato e una materia prima a basso costo. La società Codesix decise di ottimizzare l'enzima e il processo di sintesi in modo che il farmaco fosse sicuro, meno costoso e con impatto inferiore.
Plastiche Biodegradabili Gli scienziati della NatureWorks, in Minnesota, realizzarono contenitori alimentari a base di acido polilattico, realizzato con l'uso di particolari microrganismi per convertire l'amido di mais in resina. Il polimero risultante viene usato per la produzione di contenitori di yogurt o bottiglie d'acqua, sostituendo la plastica proveniente dal petrolio.
Vernici meno tossiche La Protect & Gable and Cook Composites and Polymers ha ideato una miscela di olio di soia e zucchero per sostituire le vernici e i solventi derivanti dal petrolio. Le formulazioni che usano la miscela producono il 50% in meno di composti volatili pericolosi.
L'edilizia verde
I tradizionali edifici sono responsabili di 1/3 della CO2 prodotta, e di 3/4 dell'energia consumata. L'applicazione della chimica verde in questo campo riducerebbe l'emissione di andride carbonica e il consumo di energia in modo significativo, con un impatto positivo sulla società. In questo caso la chimica verde interagisce con l'edilizia verde, un concetto di desing, materiali e tecnologie sostenibili dal punto di vista ambientale ed energetico che riducono l'impatto ambientale e l'impronta ecologica. Gli edifici detti "verdi" sono una realtà recente, che però ha permesso di porre dei nuovi orizzonti all'industria, all'economia e alla chimica verde. Ne sono un esempio i "giardini verticali", composizioni verdi di piante specifiche che si sviluppano sulle facciate degli edifici, attraverso particolari supporti in legno fissati ai muri. Questo nuovo tipo di edilizia ha molti vantaggi, tra cui: - Protezione naturale dall'inquinamento acustico - Miglioramento della qualità dell'aria attraverso l'assorbimento di CO2 - Isolamento termico all'interno degli edifici Questi nuovi progetti non solo consento di finanziare la chimica verde, ma di valorizzarla e diffonderla in tutti i settori, in modo tale da creare una società molto più pulita, sostenibile e vicina all'ambiente.
Bosco verticale di Milano
Grazie per l'attenzione!
Copia - Green Chemistry
Sofia Trestini
Created on January 13, 2024
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I principi della chimica verde
Che cos'è la chimica verde?
Il concetto di sostenibilità
Il REACH
L'impronta ecologica
Le sfide della chimica verde
La salute dell'ambiente
Esempi di applicazione della chimica verde
La salute dell'uomo
L'edilizia verde
Che cos'è la chimica verde?
Negli ultimi decenni lo sviluppo della chimica ha creato molte preoccupazioni riguardanti il suo impatto sull'ambiente e sulla salute degli esseri viventi. Da molti viene vista come sporca ed inquinante, aspetti che possono essere confinati e ridotti attraverso una nuova branca della chimica, la chimica verde (o sostenibile) - La chimica verde è un approccio ecosostenibile in grado di prevenire l'inquinamento attraverso particolari processi di produzione e prodotti chimici. La chimica possiede diversi aspetti che la rendono sostenibile, e sono problemi di tipo:
Il concetto di sostenibilità
Il termine sostenibilità è usato in molti ambiti diversi tra loro, come l'agricoltura o l'industria...ma sappiamo realmente cosa significhi? La parola venne usata per la prima volta nel 1700 in Germania, da Born Karlovic, e a fine 1800 da York Hurting: i due notarono che il ritmo con cui venivano tagliati gli alberi impediva alle foreste di rigenerarsi, portando alla loro scomparsa. Negli anni '80 l'ONU la definì come "la capacità di soddisfare le proprie esigenze senza compromettere la possibilità delle generazioni future di soddisfare le proprie". A seconda dell'ambito, la sostenibilità prende sfaccettature differenti: per la chimica verde è importante dare interesse alla sostenibilità ambientale, basata sui cicli di rigenerazione delle risorse naturali. Le risorse naturali usate nella chimica verde, infatti, devono : - Mantenersi a lungo senza interruzione, decadimento o perdita di forza e qualità - Essere impiegate/trasformate senza diminuirsi o danneggiarsi nel tempo
L'impronta ecologica
Il concetto di impronta ecologica esprime lo spazio che una comunità usa rispetto a quello di cui dispone per vivere, produrre i beni corrispondenti al proprio consumo e smaltire i propri rifiuti. Per spazio si intende il terreno che produce, e in questo caso prende due significati diversi: spazio che abbiamo a disposizione per vivere e spazio che effetivamente sfruttiamo. Attraverso il deficit ecologico, è possibile esmprimere quanto un'economia locale (es. un Paese)si deve appoggiare a risorse esterne (es. estero). I dati presentati ad una delle ultime Assemblee Generali delle Nazioni Unite dal Centro di Studi per la Sostenibilità (Anahuac de Xalapa, Messico) sono allarmanti: l'impronta ecologica dell'Italia è di 4,5 ettari pro capite (per persona), rispetto una disponibilità di 1,4 ettari. Il deficit ecologico è di 3,1 ettari pro capite. In un mercato globalizzato, criteri di rigorosa equità, sicurezza e giustizia sociale sono difficili da mantenere, e il deficit ecologico si va a formare in quasi tutti Stati del mondo. La conseguenza più significativa è la continua richiesta di nuove risorse naturali, le quali però non possono rigenerarsi in tempo per soddisfare i bisogni dell'intera società. Annualmente, il Global Foodprint Network, calcola il numero di giorni dell'anno rispetto ai quali la Terra riesce a provvedere a soddisfare le esigenze dell'uomo. Il giorno definito prende il nome di Earth Overshoot Day. I giorni rimanenti sono quelli che non possono essere soddisfatti, poiché tutte le risorse sono state esaurite.
Rappresentazione grafica della variazione nel tempo dell'Overshoot Day
La salute dell'ambiente
Nel 1962 si diffonde la "primavera silenziosa", un saggio ambientalista dove si discutono i problemi legati allo sviluppo della chimica. L'autrice, Rachel Carson, decise di scrivere questo libro per discutere dei problemi legati all'uso del DDT, pesticida molto potente messo al bando negli anni '70. I disastri causati dallo sviluppo dell'industria chimica sono molti, e l'ambiente ne risente ancora oggi. Basti pensare a pesticidi, fertilizzanti, emissioni di gas in atmosfera, rilascio di sostanze tossiche in mare e sulla Terra... Un esempio italiano celebre è il disastro naturale di Seveso, del 1976. Dall'azienda chimica ICMESA fuoriuscì un enorme quantità di diossina, una sostanza tossica e cancerogena che si riversò su tutta la popolazione del luogo e l'ambiente stesso. La risposta a tutte queste situazioni allarmanti è proprio la chimica verde, la quale ha come scopo la prevenzione di quelle che possono essere conseguenze diastrose per la natura, ma non solo...
La salute dell'uomo
...col tempo è stato necessario mettere al bando molti prodotti chimici o processi di produzione ritenuti tossici per la salute umana, poiché uno dei compiti della chimica verde è quella di proteggere il benessere della popolazione rispetto i danni della chimica definita "vecchia". Questa è considerata la chimica della prima generazione, e ha creato varie fonti di inquinamento che hanno messo in pericolo l'uomo :
Metalli pesanti
Composti organici
Salute
Radiazione elettromagnetiche
Radicali liberi
I principi della chimica verde
La chimica sostenibile si basa su quattro principi enunciati da T. Beauchamp e C. Childress, e sono:
Nel 1998 John Warner e Paul Anastas enunciarono 12 principi per guidare l'industria chimica secondo principi più sostenibili. Oggi la chimica verde li sfrutta per rispondere agli obiettivi e ai compiti che si pone.
12
10
11
Il REACH
La chimica verde non si basa solo sui 12 principi, ma anche sul REACH ( Registration, Evaluation, Authorisation of Chemicals). Questo è un regolamento emanato dall'UE nel 2007 e comprende 43 concetti legati alla chimica e alla registrazione, valutazione e autorizzazione dei prodotti chimici in commercio.Questo regolamento è entrato concretamente in atto solo nel 2018, e rappresenta un importante passo verso la direzione di assicurare la sicurezza di cittadini ed utenti rispetto le attività chimiche.Attorno al regolamento ruotava un enorme battaglia tra chi difendeva l'ambiente, la sicurezza dei cittadini e del lavoro e chi vedeva solamente dei pesi, che si trasformavano in costi economici sul processo di produzione e sui prodotti venduti. Come giusto che sia, prevalsero coloro che avevano una visione positiva del REACH.Le industrie entro il 2018 dovettero analizzare dal punto di vista della sicurezza e del non rischio chimico i composti, i materiali e le sostanze che producevano.Tutti i prodotti che si trovavano sul mercato dovettero quindi rispondere ai dettami del REACH, ed essere approvati da quest'ultimo.I punti critici del regolamento sono: - Metodi e test di verifica che consentono di determinare se i prodotti chimici sono idonei al regolamento. - Individuare prodotti alternativi a quelli che non passano gli esami REACH. Nel 2018 molti prodotti utili vennero allontanati dal mercato e sostituiti con altri che potessero soddisfare i bisogni vari della popolazione. - Prove di tossicità per determinare l'impatto che i prodotti hanno sull'ambiente e sulla salute, evitando il più possibile la sperimentazione animale. Un nuovo campo della scienza è l'ecotossicologia, dove si usano parametri di tossicità che permettono di ridurre la sperimentazione animale. - La stabilità di un composto ( non si degrada nel tempo) e la sua bioaccumulabilità (la capacià di accumularsi negli organismi e concentrarsi nel tempo).
Le sfide della chimica verde
Le sfide principali che la chimica sostenibile ha intenzione di superare sono ramificati in diversi ambiti: - Energia (interazione con le scienze materiali): uso di fonti rinnovavibili di energia e preparazione di prodotti attraverso consumi energetici minori. -Salute (interazione con la biologia e la medicina): produzione di nuovi farmaci, prodotti per l'ambiente e servizi che non compromettino la salute dell'uomo e della natura. -Beni culturali (interazione con le scienze umanistiche e tecniche): mantenimento e ristrutturazione dei beni culturali, facendo appello anche all'archittettura e all'ingegneria. -Alimenti e OGM (interazione con le biotecnologie): alimentazione più sicura, di qualità, nutriente e senza l'uso di prodotti chimici che possono avere una ricaduta negativa sulla salute e sull'ambiente. - Terrorismo (interazione con l'ingegnieria): garantire la sicurezza sociale attraverso la creazione di tecnologie e dispositivi finalizzati alla protezione dei civili rispetto azioni terroristiche.
Esempi di applicazione della chimica verde
Progressi in medicina Il professore Yi Tang, dell'Università della California, ha ideato un processo di sintesi migliorato per la produzione della Simvastatina, farmaco usato per curare il colesterolo alto. Rispetto al processo precedente, che usava sostanze chimiche pericolose e produceva un gran volume di rifiuti tossici, Yi Tang utilizzò un enzima ingegnerizzato e una materia prima a basso costo. La società Codesix decise di ottimizzare l'enzima e il processo di sintesi in modo che il farmaco fosse sicuro, meno costoso e con impatto inferiore.
Plastiche Biodegradabili Gli scienziati della NatureWorks, in Minnesota, realizzarono contenitori alimentari a base di acido polilattico, realizzato con l'uso di particolari microrganismi per convertire l'amido di mais in resina. Il polimero risultante viene usato per la produzione di contenitori di yogurt o bottiglie d'acqua, sostituendo la plastica proveniente dal petrolio.
Vernici meno tossiche La Protect & Gable and Cook Composites and Polymers ha ideato una miscela di olio di soia e zucchero per sostituire le vernici e i solventi derivanti dal petrolio. Le formulazioni che usano la miscela producono il 50% in meno di composti volatili pericolosi.
L'edilizia verde
I tradizionali edifici sono responsabili di 1/3 della CO2 prodotta, e di 3/4 dell'energia consumata. L'applicazione della chimica verde in questo campo riducerebbe l'emissione di andride carbonica e il consumo di energia in modo significativo, con un impatto positivo sulla società. In questo caso la chimica verde interagisce con l'edilizia verde, un concetto di desing, materiali e tecnologie sostenibili dal punto di vista ambientale ed energetico che riducono l'impatto ambientale e l'impronta ecologica. Gli edifici detti "verdi" sono una realtà recente, che però ha permesso di porre dei nuovi orizzonti all'industria, all'economia e alla chimica verde. Ne sono un esempio i "giardini verticali", composizioni verdi di piante specifiche che si sviluppano sulle facciate degli edifici, attraverso particolari supporti in legno fissati ai muri. Questo nuovo tipo di edilizia ha molti vantaggi, tra cui: - Protezione naturale dall'inquinamento acustico - Miglioramento della qualità dell'aria attraverso l'assorbimento di CO2 - Isolamento termico all'interno degli edifici Questi nuovi progetti non solo consento di finanziare la chimica verde, ma di valorizzarla e diffonderla in tutti i settori, in modo tale da creare una società molto più pulita, sostenibile e vicina all'ambiente.
Bosco verticale di Milano
Grazie per l'attenzione!