Le sue attività di ricerca sono focalizzate sullo sviluppo di processi chimici di interesse industriale ambientalmente sostenibili attraverso lo sviluppo di catalizzatori, e l’integrazione della catalisi con diverse nuove tecnologie chimiche che riducono l’impatto ambientale dei processi stessi, ad esempio sfruttando le leggi della fotochimica, che utilizza la luce come fonte di energia, o dell’elettrochimica, che utilizza l’elettricità allo stesso scopo. Stiamo parlando dell’andriese Vincenzo Ruta, laureato in Chimica e Tecnologie Farmaceutiche al Politecnico di Bari.
Ciao, Vincenzo. In cosa consiste il Dottorato di Ricerca in Chimica Industriale e Ingegneria Chimica che stai svolgendo a Milano?
In generale, il dottorato di ricerca è un percorso di studi post-laurea in cui lo studente laureato si specializza ulteriormente in un determinato settore della sua disciplina, effettuando ricerca in campo accademico o industriale su un determinato tema. In particolare, il mio dottorato di ricerca viene svolto presso il Politecnico di Milano, in chimica industriale ed ingegneria chimica; principalmente, le mie attività di ricerca sono focalizzate sullo sviluppo di processi chimici di interesse industriale ambientalmente sostenibili attraverso lo sviluppo di catalizzatori, e l’integrazione della catalisi con diverse nuove tecnologie chimiche che riducono l’impatto ambientale dei processi stessi, ad esempio sfruttando le leggi della fotochimica, che utilizza la luce come fonte di energia, o dell’elettrochimica, che utilizza l’elettricità allo stesso scopo. Al momento, in particolare, sto svolgendo un periodo breve di ricerca a Lille, nel nord della Francia, investigando sulle stesse tematiche su citate.
Come spiegheresti ad un bambino cosa è un “catalizzatore”, e cosa è la catalisi?
Per definizione, un catalizzatore è una sostanza che aumenta la velocità di una determinata reazione chimica. Generalmente, se una reazione chimica ha bisogno di un catalizzatore, in assenza dello stesso non avviene, o avviene in maniera così lenta che è impercettibile. Se dovessi fare una metafora, una reazione chimica è come calciare un pallone, e il calcio dato alla palla è il nostro catalizzatore: più forte è il calcio (migliore è il catalizzatore), più lontano va la palla (più veloce è la reazione). Per i bambini (e non), la catalisi è la scienza che si occupa dello studio, design, e produzione di catalizzatori efficienti, specifici per determinate reazioni chimiche. Catalisi è ovunque: nel nostro corpo, migliaia di enzimi lavorano simultaneamente per catalizzare determinate reazioni e produrre efficientemente determinate sostanze, così come a livello della natura, svariate reazioni sono catalizzate da elementi non introdotti dall’uomo. Un esempio importante è la produzione di ossigeno da parte delle piante via fotosintesi clorofilliana, processo che utilizza la clorofilla come catalizzatore, la luce come fonte energetica, e l’anidride carbonica come materiale di partenza. Questa reazione è fondamentale non solo per la produzione di ossigeno (fondamentale per la respirazione di esseri umani e animali), ma anche come esempio di processo chimico ambientalmente sostenibile, che utilizza un materiale di scarto come materia prima (l’anidride carbonica), e la luce come fonte di energia green.
In termini pratici, quale convenienza deriva dall’aumento della velocità di una reazione, e dall’utilizzo, ad esempio, di energia elettrica o energia solare come fonti energetiche?
Da un punto di vista economico ed ambientale, aumentare la velocità di una reazione consiste nell’aumentare l’efficienza del processo: a parità di energia utilizzata, un processo più efficiente consente dunque di avere più prodotto finale. L’effetto di ciò è molto più visibile ovviamente sulle produzioni su larga scala (industria farmaceutica, industria chimica e petrolchimica su tutte), dove processi non efficienti prevedrebbero dispendi energetici ed economici maggiori. L’utilizzo di fonti di energia alternative quali la luce o l’elettricità apporta vantaggio da un punto di vista soprattutto ambientale: queste tecnologie generalmente prevedono un minore dispendio energetico, sia per la loro disponibilità immediata in natura (la luce, ad esempio, potrebbe essere intesa come luce solare, molti studi sono in corso da questo punto di vista), sia per l’utilizzo di condizioni meno dure (generalmente, non vi è bisogno di introdurre calore, quindi altre fonti di energia, in reazioni fotochimiche ed elettrochimiche). Inoltre, la loro produzione non prevede la deplezione di materie prime particolari, o la produzione di scarti particolari. L’obiettivo di questo approccio è infatti sostituire, dove possibile, il calore come fonte di energia, che viene generato per combustione dei combustibili fossili, le cui fonti sono in esaurimento, e che ben sappiamo produrre molecole nocive una volta consumati.
I processi chimico-tecnologici sono prodromici alla sostenibilità ambientale?
Per loro natura no: per far svolger una reazione chimica vi è bisogno di una fonte di energia, che storicamente è stata il calore, ricavato come dicevo per combustione di combustibili fossili. Quindi, vi è bisogno di ricavare questa energia da qualche fonte, motivo per il quale c’è deplezione di materie prime. Però, al giorno d’oggi, la chimica è ovunque, e l’industria che sfrutta la chimica diventa fondamentale. Si pensi all’industria farmaceutica, o all’industria chimica fine, che producono beni fondamentali per il sostentamento della società e dell’essere umano. L’adottare tecnologie green e ambientalmente sostenibili può però dare una grossa mano da questo punto di vista, motivo per il quale l’impegno condiviso della ricerca accademica e industriale può apportare e sta apportando già grossi vantaggi alla situazione attuale.
Progetti futuri?
Al momento, ho ancora qualche mese per finire il dottorato. Dopo, mi piacerebbe fare esperienza all’estero, vivendo qualche anno fuori dalla bolla dell’Italia, e perché no, fuori dall’Europa, ma al momento non so ancora dove. Mi piacerebbe però continuare nel campo della ricerca, e non chiudo possibilità né alla via accademica (fare ricerca in università), né a quella industriale (fare ricerca in aziende private), ma al momento, non ho ancora deciso. Come recita una famosa canzone, que sera, sera!
