50 grandi idee chimica

38 La chimica verde

Negli ultimi decenni abbiamo assistito all’ascesa della chimica verde, un approccio più sostenibile che mira a ridurre i rifiuti e incoraggia i chimici a progettare le reazioni in modo più intelligente. Tutto cominciò con l’arrivo delle ruspe in un cortile di Quincy, nel Massachusetts.

Paul Anastas era cresciuto a Quincy, nello Stato americano del Massachusetts.

Un tempo, prima che arrivassero i palazzoni di vetro delle grandi aziende, dalla casa dei suoi genitori si poteva ammirare la vista delle wetlands, gli acquitrini che circondavano la città; fu proprio la distruzione di quello spettacolo che ispirò Paul, il quale, a soli 9 anni, scrisse un saggio premiato dal Presidente degli Stati Uniti con l’Award of Excellence. Quasi vent’anni più tardi, dopo aver conseguito il dottorato in chimica organica, Paul Anastas trovò lavoro all’EPA, l’Agenzia statunitense per la protezione dell’ambiente, e fu lì che scrisse il manifesto per una nuova chimica, più intelligente e più sostenibile. Da allora, per i chimici di tutto il mondo Anastas divenne il «padre della chimica verde».

L’idea di «chimica verde» sviluppata da Anastas a soli 28 anni prevedeva la riduzione dell’impatto ambientale delle sostanze chimiche, dei processi chimici e della chimica industriale. In che modo? Sostanzialmente, trovando nuovi metodi per fare ricerca, più ingegnosi e rispettosi dell’ambiente, abbattendo la produzione di rifiuti e riducendo la quantità di energia consumata dai processi chimici. Rendendosi conto che l’industria avrebbe potuto accogliere le sue idee poco favorevolmente, Anastas le portò avanti sostenendo che lavorare in maniera intelligente significava anche lavorare in modo più economico.

I 12 princìpi della chimica verde Nel 1998 Paul Anastas e il chimico della Polaroid John Warner stilarono la lista dei 12 princìpi della chimica verde, riassumibili così:
1. Produrre la minima quantità possibile di rifiuti.
2. Concepire processi chimici che sfruttano ogni atomo che vi prende parte.
3. Non usare reagenti pericolosi; non creare prodotti secondari pericolosi.
4. Sviluppare nuovi prodotti meno tossici di quelli esistenti.
5. Utilizzare solventi più sicuri, e in minor quantità.
6. Mirare all’efficienza energetica.
7. Utilizzare materie prime rinnovabili.
8. Progettare reazioni che producono solo le sostanze di cui si ha bisogno.
9. Aumentare l’efficienza attraverso l’uso di catalizzatori.
10. Progettare prodotti biodegradabili.
11. Monitorare le reazioni per minimizzare la produzione di scarti e di prodotti secondari pericolosi.
12. Privilegiare gli approcci che minimizzano gli incidenti, gli incendi e le esplosioni.

I 12 princìpi miravano a essere più efficienti nell’utilizzo dei reagenti e dei prodotti, e sottolineavano l’importanza dell’impiego di sostanze meno nocive per le persone e per l’ambiente. Semplice buon senso, direte voi, ma l’industria chimica aveva seguìto altri standard per così tanto tempo che fu necessario dire le cose ad alta voce.

A casa del Presidente Da semplice chimico dell’EPA, l’Agenzia statunitense per la protezione dell’ambiente, Paul Anastas divenne rapidamente capo divisione e poi direttore del nuovo programma per la chimica verde promosso dall’Agenzia. Nel suo primo anno come direttore propose di premiare chi, tra gli scienziati universitari e le industrie, avesse raggiunto risultati di successo nel campo della chimica verde. Il concorso ricevette il patrocinio del Presidente Bill Clinton: nacque così il Presidential Green Chemistry Challenge, che ancora oggi gode di un grande successo.

Uno dei premi dell’edizione del 2012 è andato all’azienda Buckman International, i cui chimici hanno messo a punto una tecnica per produrre carta riciclata più resistente riducendo lo spreco di prodotti chimici ed energia. Prendendo spunto dall’articolo 9 della lista di Anastas e Warner, hanno utilizzato degli enzimi – catalizzatori biologici – per controllare reazioni che producono fibre di legno con la struttura desiderata. È stato calcolato che con questa tecnica una sola cartiera potrebbe risparmiare 1 milione di dollari all’anno: è la dimostrazione che lavorare in maniera più intelligente significa spendere meno.

Altri premi sono stati conferiti a tecniche «verdi» per produrre cosmetici, carburanti e membrane per la desalinizzazione dell’acqua. Dopo aver vinto un premio dalle mani del Presidente all’età di nove anni e dopo aver promosso la creazione di un proprio premio presidenziale, a soli 37 anni Anastas è stato chiamato alla Casa Bianca da Bill Clinton in persona a occuparsi di politiche ambientali per l’Office of Science and Technology Policy.

Un futuro verde  Secondo le cifre fornite dall’EPA, la quantità di rifiuti chimici tossici prodotti negli Stati Uniti è crollata dai 278 milioni di tonnellate del 1991 – l’anno in cui Anastas coniò l’espressione «chimica verde» – a 35 milioni di tonnellate nel 2009. Le industrie hanno cominciato a fare più attenzione al loro impatto sull’ambiente. Tuttavia non bisogna farsi prendere da facili entusiasmi: Anastas ha fatto una carriera splendida, ha avuto alcune grandi idee ed è arrivato alla Casa Bianca, ma i problemi dell’industria non si sono risolti magicamente: tutt’altro. Molte sostanze chimiche fondamentali per la fabbricazione dei prodotti che usiamo quotidianamente sono ottenute ancora oggi dalla raffinazione del petrolio, cioè da una fonte non rinnovabile ad alto rischio di inquinamento. Si può fare molto di più.

La chimica verde sta ancora muovendo i primi passi. Si prevede che crescerà rapidamente (c’è chi stima che alla fine del decennio sfiorerà i 100 miliardi di fatturato), ma Anastas non sarà contento finché non avrà dipinto di verde l’intera industria chimica. In un’intervista rilasciata nel 2011 all’autorevole rivista scientifica «Nature», a 20 anni di distanza dagli inizi, Anastas ha dichiarato che il suo obiettivo finale è far sì che la chimica adotti integralmente i princìpi della chimica verde. A quel punto, l’espressione «chimica verde» cesserà di esistere una volta per tutte: la chimica verde sarà chimica, e basta.