Al Giordani Chimica dei materiali e biotecnologie .

Un istituto all’avanguardia. Una garanzia dal punto di vista scolastico. L’ITI-LS “Francesco Giordani” è un istituto che si fregia di avere diverse specializzazioni, che assicurano un futuro in qualunque campo, sia lavorativo sia universitario.
In particolare, è in prima persona Antonella Serpico, dirigente dell’istituto, a sottolineare l’importanza di una branca tra le sette che il Giordani offre: Chimica dei materiali e Biotecnologie. Gli alunni del Giordani possono stare tranquilli, la preparazione finale favorisce l’impiego negli studi universitari di ogni ordine e grado, in particolare la medicina, la chimica e la biologia. Massima realizzazione: questo è ciò che troveranno gli studenti del Giordani nel mondo che li circonda. Diversamente da ciò che si pensa, per affrontare gli studi della chimica non sono necessarie conoscenze pregresse, perché il Giordani prepara i propri studenti partendo dai concetti basilari, consentendo loro di appassionarsi sino a poter aspirare di divenire gli scienziati del futuro. Del resto è notorio che la scienza favorisca il progresso. La dirigenza, il corpo docente, gli alunni, il personale ATA ed il personale amministrativo del Giordani, rappresentano una famiglia, sia pure numerosa, in grado di perseguire tutti gli obiettivi che l’istituto si prefigge. Al Giordani lo studio non è fine a sé stesso e chi si occupa di chimica è entusiasticamente coinvolto quotidianamente in svariati ed interessanti progetti, che mirano alla preparazione finale degli alunni. Un esempio: il progetto relativo le analisi sulla durezza dell’acqua di Caserta, di cui si parlerà a breve.
I laboratori del Giordani sono molto organizzati ed efficienti, la dirigente è sempre molto attenta a dotarli di strumentazioni altamente tecnologiche e al passo con i tempi, affinché i futuri maturandi possano affrontare e superare qualunque sfida fino a realizzare i loro desideri.
Ha destato sensazione la notizia, diffusa a mezzo stampa, dell’erogazione in città di acqua “dura”, evidenziata dalla comparsa di macchie bianche sui bicchieri dopo il ciclo di pulizia in lavastoviglie e da altri inconvenienti agli elettrodomestici casalinghi. Ecco allora che i ragazzi delle specializzazioni di chimica materiali e chimica biotecnologie, con l’assistenza dei docenti, si sono attivati portando campioni di acqua a scuola, con l’intento di verificare la durezza in diversi punti della città e capire quali sono le problematiche che essa arreca all’uomo. Giova far presente che fino a fine febbraio, il comune di Caserta ha distribuito nella rete cittadina acqua molto dura (durezza superiore ai 35°F verificata in più punti della rete) che potenzialmente è risultata dannosa per gli elettrodomestici. Dall’inizio del mese di marzo, invece, il gestore per la città sta distribuendo acqua leggermente/moderatamente dura (durezza 15-17°F – acqua dalle caratteristiche molto simili a quelle dell’acqua precedentemente distribuita). I risultati delle analisi dell’acqua delle condotte di Caserta Vecchia smentiscono gli ultimi dati forniti, riconfermando una durezza superiore ai 35°F. A tal proposito, è stata realizzata una pagina sul sito del Giordani, riguardante i risultati delle analisi eseguite.
Ci si chiede, a questo punto, cosa sia la durezza dell’acqua. Questo parametro rappresenta il contenuto di sali di calcio e magnesio disciolti in essa, ovvero carbonati, bicarbonati, solfati, cloruri e nitrati. Inoltre, quest’ultima indica anche la capacità di un’acqua di reagire con il sapone. Più precisamente, un’acqua dura richiede più sapone per produrre schiuma. Si distinguono la durezza temporanea e la durezza permanente. La prima indica il quantitativo di bicarbonati nell’acqua e si definisce tale in quanto calcio e magnesio possono essere eliminati mediante ebollizione. Si tratta di un processo durante il quale i due sali si dissociano in acqua per precipitazione. La seconda, invece, esprime il quantitativo di sali di calcio e magnesio che non subiscono alcuna alterazione in seguito al processo di ebollizione e, sotto forma di solfati e cloruri, restano in soluzione.

La durezza dell’acqua ha decisamente delle ripercussioni nel settore alimentare, in quanto le acque dure possono: ridurre l’efficacia dei saponi e dei disinfettanti utilizzati nelle operazioni di pulizia e sanificazione; favorire la deposizione di calcare, con la formazione di incrostazioni e conseguente adesione di microrganismi e formazione di biofilm; comportare la precipitazione dei carbonati insolubili a caldo, con riduzione dell’efficienza di scambio termico delle apparecchiature (come nel settore di produzione della birra).

Il parametro “durezza dell’acqua” si misura in gradi francesi (°F): un grado francese (1°F) corrisponde a 10 mg/L di carbonato di calcio (CaCO3).
Il contenuto di sali nell’acqua è una sua proprietà intrinseca. Gli stessi approvvigionano i nostri acquedotti e definiscono le sue proprietà.
In accordo con la normativa italiana vigente, nonché il decreto legislativo 31/2001, il grado di durezza ottimale per acqua destinata al consumo umano è compreso tra 15°F e 50°F, equivalente a una concentrazione di carbonato di calcio, principale costituente del calcare, di 150-500 mg/L. Le acque possono essere dolci o dure, sulla base della loro durezza.

Adottando la classificazione proposta da Berbenni, nel 1960, si suddividono in sei tipologie: dolci, acque con durezza compresa tra 0°F e 5°F; moderatamente dolci, acque con durezza tra 5°F e 10°F; leggermente dure, acque con durezza tra 10°F e 15°F; moderatamente dure, acque con durezza tra 15°F e 25°F; dure, acque con durezza tra 25°F e 35°F; molto dure, acque con durezza > 35°F.

La durezza dell’acqua per la maggior parte delle persone è sinonimo di calcare e di usura degli elettrodomestici che nel tempo rendono meno e si deteriorano più velocemente. Poche persone sono consapevoli che in realtà, questo parametro di analisi dell’acqua potabile, rappresenta anche una caratteristica molto importante per la nostra salute. Verrà riportata una vasta spiegazione a riguardo nei prossimi paragrafi.

In verità esiste, una tipologia di acqua, ovvero l’acqua distillata, praticamente priva di durezza. Tale contenuto dipende principalmente dall’origine dell’acqua del nostro acquedotto. Per esempio, le acque naturali sotterranee e di falda sono caratterizzate da concentrazioni di calcio superiori ai 100 mg/L e di magnesio non superiori ai 50 mg/L. La durezza dell’acqua allo stesso tempo può influenzare o essere influenzata dal suo pH. Infatti, più il suo valore è al di sotto della neutralità (pH=7) più l’acqua è acida, dolce, poco mineralizzata e priva di calcare. Al contrario, più il pH è al di sopra della neutralità, più alta sarà la mineralizzazione dell’acqua, che tenderà quindi ad essere alcalina, dura e ricca di calcare. A questo proposito, le concentrazioni di calcio e magnesio condizionano anche il sapore dell’acqua.

Il nostro organismo non è in grado di sintetizzare autonomamente i sali del calcio e del magnesio, e quindi il cibo e l’acqua rappresentano le principali fonti di approvvigionamento. Il calcio è coinvolto nel metabolismo del tessuto osseo, sia nella fase di crescita, sia nell’età avanzata e nella donna in menopausa. Le ossa, infatti, sono descrivibili come vere e proprie “banche di calcio” e il ricambio continuo di calcio è decisivo nella prevenzione dell’osteoporosi. Il calcio come ione partecipa, inoltre, attivamente e regola i meccanismi di contrazione del muscolo, di trasmissione dell’impulso nervoso, di attività del muscolo cardiaco, di permeabilità delle membrane, di rilascio ormonale, di coagulazione del sangue, di segnalazione intracellulare, di attivazione di alcuni enzimi e di moltiplicazione e differenziazione cellulare.
Oltre all’acqua, le principali fonti di calcio sono il latte e i suoi derivati, alcuni vegetali ed i cereali.
Il magnesio è vitale in numerosi processi metabolici come la biosintesi dei lipidi, delle proteine e degli acidi nucleici, la formazione del “secondo messaggero” AMP-ciclico e la glicolisi. Il magnesio mantiene il potenziale di membrana delle cellule nervose e muscolari e partecipa alla trasmissione degli impulsi neurologici, sostenendo anche processi di mineralizzazione e di sviluppo dell’apparato scheletrico. Il magnesio è coinvolto anche nelle funzioni che regolano la nostra sensibilità, il nostro umore e le nostre funzioni psichiche. Le principali fonti di magnesio sono i legumi, i cereali integrali e la frutta secca.

Secondo l’Organizzazione mondiale della salute, l’acqua potabile fornisce dal 5 al 20% del fabbisogno di calcio e magnesio giornaliero a seconda della sua durezza. Il contenuto di calcio e magnesio dell’acqua del rubinetto quindi è all’interno dei limiti di sicurezza e non rappresenta un rischio per la salute. A differenza della diffusa credenza popolare per cui il consumo di acque ricche di calcio e magnesio favorisca l’insorgere dei calcoli renali, è dimostrato scientificamente come questa invece aiuti a prevenirne la comparsa. In aggiunta, studi recenti hanno evidenziato come la durezza dell’acqua potabile rappresenti un importante parametro o fattore di prevenzione delle malattie cardiovascolari. È stato stabilito che, il pH non debba essere inferiore ad un valore pari a 6,5 per un’acqua potabile salutare.

Una durezza dell’acqua superiore a 200 mg/L è associata alla formazione di depositi di calcare o calcio carbonato. Quando però si supera questo valore, per effetto della stratificazione, si innescano dei meccanismi chimico-fisici, dipendenti principalmente dal pH dell’acqua, che favoriscono la corrosione, per esempio, delle tubazioni. Entrando nei dettagli, nelle tubazioni della città di Caserta, in base a questi parametri, fluisce quindi un’acqua potabile di qualità, con un impatto positivo sugli elettrodomestici.
La durezza dell’acqua potabile rappresenta quindi un’importante proprietà per valutare la qualità dell’acqua che scorre dal nostro rubinetto.
Nell’equilibrio tra le scelte di vita per la propria salute e quelle per la propria casa, risiede la soluzione ad ogni eventuale problema.
Con questo studio, gli alunni del Giordani, grazie all’impegno di tutti e della dirigente Antonella Serpico, hanno contribuito a chiarire la purezza di ciò che beviamo ogni giorno, affinché la salute pubblica e quella della città di Caserta, in particolare, venga preservata nel tempo.
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