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Perche’ l’acqua ossigenata disinfetta?

1 Set

L’altro giorno mi e’ stata fatta una domanda davvero molto interessante. La considero tale, e spero possiate condividere il mio punto di vista, perche’ si tratta di un argomento conosciuto da tutti, ma di cui molti ignorano la risposta. La questione e’ molto semplice, quando ci facciamo male, nel senso che abbiamo delle ferite, tagli, ulcere, ecc, quello che facciamo e’ disinfettare la parte con l’acqua ossigenata. Questo consente di pulire la ferita e impedire che si formino infezioni.

Perche’ l’acqua ossigenata ha questo potere?

Cominciamo proprio dalle basi, l’acqua ossigenata, o anche perossido di idrogeno, e’ una molecola molto semplice formata da due atomi di idrogeno e due di ossigeno H-O-O-H. Al contrario della normale acqua, H-O-H, ha dunque solo un ossigeno in piu’, come suggerisce il nome stesso. Anche se apparentemente la modifica sembra minima, il comportamento e le cosiddette proprieta’ organolettiche delle due molecole sono molto diverse. L’acqua ossigenata si presenta incolore, liquida in condizioni normali di temperatura e pressione, ma con un caratteristico odore pungente non molto gradevole.

L’acqua ossigenata e’ conosciuta gia’ dai primi anni dell’800. Il primo che sintetizzo’ questa molecola fu Thenard nel 1818, anche se la sua diffusione su vasta scala, grazie anche alla produzione industriale economica e di massa, avvenne solo nel secolo successivo.

Come sapete bene, per usi commerciali l’acqua ossigenata e’ venduta all’interno di bottigliette di plastica non trasparenti, per non alterare le sue proprieta’, sempre diluita in una frazione che va dal 3 al 6%. Ovviamente, per usi specifici, potete trovare anche concentrazioni maggiori anche se queste, per i normali usi domestici, devono poi essere diluite con acqua. In alternativa alla percentuale, trovate la concentrazione anche espressa in “volumi”, cioe’ in volume equivalente di ossigeno che potete liberare dal perossido.

Tornando alla domanda iniziale, perche’ l’acqua ossigenata disinfetta le ferite?

Per essere precisi, l’azione del perossido di idrogeno e’ duplice. Per prima cosa, a contatto con la pelle, la molecola di acqua ossigenata libera molto facilmente ossigeno non legato. Questo e’ fortemente reattivo e per sua natura tende a legarsi con un altro atomo uguale per formare O2. Questo meccanismo e’ quello che porta alla formazione delle bollicine che vedete quando utilizzate l’acqua ossigenata. In questo caso, il meccanismo di disinfezione e’ meccanico. Il cammino in superficie dell’ossigeno, fino a liberarsi in aria, riesce a pulire e catturare sporcizia e germi che possono annidarsi all’interno delle ferite. Detto in altri termini, l’ossigeno riesce a portare fuori agenti esterni anche negli angoli piu’ nascosti dove sarebbe difficile rimuoverli.

Oltre a questo meccanismo puramente “meccanico”, l’acqua ossigenata ha anche una funzione puramente biologica. Come si dice in termini tecnici, il perossido riesce a “denaturare le proteine”. Cosa significa? Detto in modo molto semplice, l’ossigeno nascente, sempre liberato dal perossido iniziale, e’, come anticipato, molto reattivo. Sempre per stabilizzarsi, l’ossigeno nascente si puo’ legare ossidando le molecole e dunque favorendo la degradazione di molecole organiche degli agenti infettanti. Cosa significa? Semplicemente l’ossidazione delle molecole degli agenti infettanti modifica la struttura di questi microbi rendendoli duqnue non pericolosi per l’uomo, cioe’ incapaci di infettare la ferita.

Come potete facilmente immaginare, questa duplice azione dell’acqua ossigenata e’ quella che ha portato il successo e la diffusione di questo semplice perossido e, se vogliamo, ha consentito di evitare conseguenze ben piu’ gravi per individui feriti.

Oltre che come disinfettante, ad alta concentrazione (90%), l’acqua ossigenata viene utilizzata anche per la propulsione dei razzi. Il suo utilizzo puo’ essere come comburente per bruciare altri combustibili o anche singolarmente mettendo perossido di idrogeno in una camera con pareti di argento che favoriscono la formazione di ossigeno e acqua. Come potete facilmente immaginare, questo utilizzo e’ possibile sempre grazie alla altissima concentrazione di ossigeno liberato.

Tolta la propulsione a razzo, vi sono poi tutta una serie di utilizzi che possono essere fatti dell’acqua ossigenata nelle nostre case. Questo prodotto e’ utilizzato anche a livello industriale come sbiancante sia nella produzione della carta che dei tessuti. Allo stesso modo, l’acqua ossigenata puo’ essere utilizzata per schiarire i capelli, eliminare macchie dai vestiti prima del normale lavaggio o anche per sbiancare i denti. In questo ultimo caso, basta sciaquare la bocca due volte alla settimana con un cucchiaio di acqua ossigenata per poi risciaquare con abbondante acqua.

Come visto in questo articolo:

Detersivi ecologici

Il perossido di idrogeno e’ alla base della realizzazione di molti detersivi fatti in casa assolutamente paragonabili a quelli commerciali ma molto piu’ economici.

Oltre a questi utilizzi diretti, proprio le proprieta’ disinfettanti dell’acqua ossigenata la rendono particolarmente efficace per pulire ed eliminare germi dalle superfici domestiche (esempio le maioliche di cucina e bagno) o anche per disinfettare gli spazzolini da denti. Per farvi un esempio, l’acqua osigenata e’ in grado di uccidere i germi della salmonella e dell’escherichia coli, due microbateri molto famosi per la contaminazione dei cibi.

Concludendo, il meccanismo di disinfezione dell’acqua ossigenata e’ in realta’ duplice. Prima di tutto l’azione meccanica dovuta al moto in superficie delle molecole di ossigeno riesce ad eliminare sporcizia e germi dalle ferite. Inoltre, l’ossidazione delle molecole modifica la struttura degli agenti infettanti rendendoli inefficaci. Oltre a questa applicazione nota a tutti, il perossido di idrogeno puo’ essere utilizzato per molti altri scopi domestici che vanno dalla pulizia delle superfici fino alla rimozione delle macchie dai vestiti.

 

”Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

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Il processo di decaffeinizzazione

8 Ago

Nella sezione:

Hai domande o dubbi?

una nostra cara lettrice ci chiede di parlare del “caffe’ decaffeinato”. Credo che questo argomento sia molto interessante perche’ molto spesso si sentono tantissime leggende su questa soluzione. Tutti noi, almeno una volta, avremo sentito dire: “fa bene”, “fa male”, “e’ cancerogeno”, “e’ buono”, “fa schifo”, ecc. Come al solito, tante opinioni in disaccordo tra loro. Cerchiamo dunque di capire meglio come viene realizzato questo caffe’, cioe’ quali sono le tecniche maggiormente utilizzate per la decaffeinizzazione e, soprattutto, che genere di risultato si ottiene.

Qualche tempo fa, avevamo gia’ parlato della cosiddetta “fisica del caffe'”, parlando del principio di funzionamento della moka, spesso ignorato da molti, anche tra gli addetti ai lavori:

La fisica del caffe’

A questo punto, non resta che parlare invece della materia prima necessaria!

Come sapete bene, la caffeina, il cui nome chimico e’ 1,3,7-trimetilxantina, fu isolata per la prima volta nel 1820 ed e’ contenuta in almeno 60 varieta’ di piante, tra cui, ovviamente, caffe’, the, guarana’, cacao, ecc. La caffeina e’ un potente stimolante ed interagisce sul nostro umore aumentando i livelli di dopamina e bloccando i recettori dell’adenosina. Per inciso, quando i livelli di quest’ultima raggiungono una certa soglia, avvertiamo la sensazione di sonno.

Queste caratteristiche sono purtroppo sia il pro che il contro della caffeina. L’assunzione di questa sostanza puo’ infatti avere effetti dannosi in persone ansiose, con problemi di sonnoloenza, tachicardia, ecc. Come anticipato, l’effetto della caffeina e’ tutt’altro che blando, a livello biologico, questa molecola e’ un vero e proprio veleno, che risulta letale sopra una certa soglia, ovviamente non raggiungibile assumendo tazzine di caffe’.

Ora pero’, molte persone, tra cui il sottoscritto, adorano il caffe’ anche solo per il suo sapore o per la ritualita’ dell’assunzione. Proprio per questo motivo, si sono affinate diverse tecniche per eliminare la caffeina dai chicchi di caffe’, ottenendo una bevanda non stimolante, appunto il caffe’ decaffeinato.

Il decaffeinato fu inventato a Brema nel 1905 dal tedesco Ludwig Roselius, figlio di un assaggiatore di caffè, per conto della azienda “Kaffee Handels Aktien Gesellschaft”. Proprio in onore del nome dell’azienda, questo tipo di caffe’ venne chiamato prendendo le iniziali e dunque commercializzato come Caffe’ HAG. Per ottenere questo risultato, i chicchi di caffe’ venivano cotti a vapore con una salamoia di acqua e benzene. Quest’ultimo era il solvente in grado di estrarre la caffeina dal chicco.

Successivamente, questo metodo venne abbandonato trovando soluzioni alternative da utilizzare prima della tostatura, cioe’ quando il fagiolo e’ ancora verde. La tecnica maggiormente utilizzata fino a pochi anni fa, era quella che prevedeva l’utilizzo di diclorometano per estrarre la caffeina. Successivamente a questo trattamento, il caffe’ veniva lavato a vapore per eliminare il diclorometano, che ha un punto di ebollizione di circa 40 gradi. A questo punto, si passava alla essiccatura e tostatura dei chicchi a 200 gradi.

Questo metodo presentava purtroppo alcuni problemi, che poi sono quelli che spingono ancora oggi le leggende di cui parlavamo all’inizio.

Il diclorometano e’ una sostanza cancerogena per l’essere umano. Come anticipato, successivamente al suo utilizzo, il caffe’ passava per altri due processi con temperature notevolmente superiori al punto di ebollizione del diclorometano. Questo trattamento assicurava la completa evaporazione del potenziale cancerogeno sui chicchi.

Perche’ allora e’ stata abbandonata la tecnica?

Il problema reale di questa tecnica di decaffeinizzazione e’ che durante il trattamento con diclorometano, oltre alla caffeina, venivano estratte altre sostanze chimiche dai chicchi che contribuiscono al sapore della bevanda finale. In tal senso, il decaffeinato ottenuto con questa soluzione, aveva un sapore molto diverso da quello originale. Inoltre, anche altre sostanze benefiche per l’organismo venivano estratte dal caffe’ mentre venivano prodotti oli contenenti molecole da alcuni ritenute dannose per l’uomo.

Detto questo, capite bene dove nascono le leggende da cui siamo partiti, circa il sapore del decaffeinato e la pericolosita’ del suo utilizzo.

Oggi, la tecnica con diclorometano e’ quasi completamente abbandonata a favore dell’utilizzo della CO2 supercritica. Con questo termine si intende solo una stato con pressioni e temperature tali da renderla una via di mezzo tra un gas e un fluido. Nel processo di decaffeinizzazione, i chicchi di caffe’ vengono prima inumiditi con vapore per rigonfiarli ed aumentare la percentuale di acqua. Questo sempre con fagioli verdi, cioe’ prima della tostatura. A questo punto, i chicchi passano in colonne di estrattori insieme alla CO2 ad una tempratura tra 40 e 80 gradi ed una pressione intorno alle 150 atmosfere. Questo passaggio permette all’anidride carbonica di portare via la caffeina, toccando in minima parte le altre sostanze contenute nel caffe’. A seguito di questo passaggio, si procede ovviamente alla tostatura.

Quali sono i vantaggi di questa tecnica rispetto alla precedente?

Prima di tutto, si utilizza solo CO2, cioe’ una sostanza non pericolosa per l’essere umano. Il processo consente di estrarre gran parte della caffeina contenuta nel caffe’. Per legge, un caffe’ decaffeinato non deve avere piu’ del 0,1% di caffeina. Non intaccando, se non in minima parte, le altre sostanze, il sapore del caffe’ rimane quasi invariato, e quindi e’ molto piu’ simile all’analogo con caffeina.

Oltre a questi aspetti, la CO2 in uscita dal processo e’ ovviamente ricca di caffeina. Questa sostanza e’ notevolmente utilizzata in diversi settori tra cui la medicina, la farmacologia, la botanica, ecc. Proprio per questo motivo, in virtu’ del processo utilizzato, e’ possibile estrarre caffeina pura dall’anidride carbonica mediante un abbassamento di temperatura o utilizzando carboni attivi.

Lo stesso processo viene utilizzato anche su altre piante, oltre che per l’estrazione del colosterolo dal burro o dell’essenza dai fiori di luppolo, utilizzata nella produzione della birra.

Concludendo, molte delle leggende intorno al decaffeinato nascono in virtu’ del precedente metodo utilizzato per l’estrazione della caffeina dai chicchi. Oggi, l’utilizzo di CO2 supercritica consente di estrarre la maggior parte della caffeina, che oltre tutto puo’ essere recuperata e utilizzata in altri settori, lasciando quasi del tutto inalterate le altre sostanze che contribuiscono la sapore di questa ottima bevanda.

 

”Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

Risparmiare con la lavatrice

15 Lug

Diverse volte ci siamo occupati di risparmio energetico domestico, analizzando prima di tutto i consumi dei nostri elettrodomestici quando vengono lasciati in standby:

Il led rosso dello stadby …

ma soprattutto spiegando e valutando il contributo ai consumi dei singoli elettrodomestici che abbiamo in casa:

Elettrodomestici e bolletta

In questo post, su suggerimento di una nostra lettrice, vorrei tornare a parlare della lavatrice. In particolare, mi e’ stato chiesto di spiegare come funzionano i cosiddetti “foglietti acchiappacolore”.

Sapete a cosa mi riferisco?

Chiunque abbia mai fatto una lavatrice sa bene che la prima cosa da fare e’ separare i panni bianchi da quelli colorati che potrebbero potenzialmente stingere. Come sappiamo bene, in caso contrario potremmo tirare fuori dall’oblo’ dei panni che prima erano bianchi ed ora sono di un bel rosato.

Fare questa distinzione, comporta pero’ un maggior tempo per accumulare un carico in grado di riempire la lavatrice. Molto spesso, per esigenze di lavaggio, si tende dunque a far partire la lavatrice non proprio a pieno carico. Torneremo successivamente su questo punto.

Detto questo, avere la possibilita’ di mescolare tutti i panni insieme comporta sicuramente una facilita’ di lavaggio. A tal proposito, sono stati appunto proposti questi foglietti acchiappacolore.

Come funzionano?

Anche se i costituenti fondamentali sono segreti e brevettati da una ditta irlandese, il meccanismo alla base sfrutta la differenza di carica tra colore e foglietto. Mi spiego meglio. I coloranti tessili piu’ utilizzati hanno carica negativa. Inserendo nella lavatrice un foglietto carico positivo, la differenza di carica elettrica fa attaccare il colore solo al foglietto come se fosse una calamita.

A differenza di quanto si legge su alcuni siti, il foglietto e’ del tutto riciclabile e puo’ essere tranquillamente buttato insieme ai rifiuti cartacei nella raccolta differenziata.

Funzionano davvero questo foglietti?

Su questo punto, le opinioni in rete non sono molto concordi. C’e’ chi dichiara l’assoluta inutilita’ del metodo e chi ne elogia le caratteristiche. Quello che purtroppo sfugge a molti e’ che la lavatrice va comunque caricata con un certo criterio. Qualora fossero presenti capi che stingono molto, puo’ essere necessario inserire piu’ di un foglietto.

Sicuramente, il punto a sfavore di questa soluzione e’ la non economicita’ dei foglietti. Qualche tempo fa, avevamo pero’ affrontato il discorso dei detersivi biologici fatti in casa:

Detersivi Ecologici

Bene, esiste gia’ un metodo per preparare ache i foglietti in casa. Per fare questo, basta prendere dei panni di cotone, un barattolo di vetro e della soda per bucato. Mettete nel vasetto un po’ di acqua calda e sciogliete all’interno la soda. A questo punto, immergete il panno di cotone per alcuni minuti fino a quando non sara’ pregno d’acqua. Fate asciugare all’aria il quadrato di stoffa e il vostro foglietto domestico e’ pronto. Essendo basato su prodotti naturali, l’efficacia di questa soluzione a parita’ di superficie e’ leggermente inferiore a quella dei foglietti commerciali. Visto il risparmio pero’, potete anche pensare di mettere piu’ di un foglietto nel bucato.

Ora pero’, onde pensare che questo sia divenuto un blog di soluzioni domestiche, torniamo al discorso sui consumi energetici. Come detto, il problema di dover accumulare la quantita’ corretta di abiti da lavare, spinge in alcuni casi a far partire la lavatrice non a pieno carico.

Nei modelli non troppo vecchi, e’ presente il tasto mezzo carico, che ci consente di far partire la lavatrice in modo ottimale anche con la meta’ del carico massimo. Quello che non tutti sanno, e’ che questa soluzione non consente assolutamente di spendere meta’ dell’energia ne tantomeno dell’acqua.

Mi spiego meglio.

Per capire il discorso, vi riporto il link di una nota casa produttrice, in cui trovate i dati di consumo di un modello specifico:

Dati lavatrice

Notate in particolare queste righe:

Consumo energetico 60° pieno carico (kWh): 0.76
Consumo energetico 60° mezzo carico (kWh): 0.66

Cosa dicono?

Lavando a 60 gradi, il consumo a pieno carico e’ di 0.76 KWh. Lavando alla stessa temperatura, ma con meta’ del carico, il consumo e’ di 0.66 KWh. Mettendo il 50% del carico, risparmiate solo il 13% di energia.

Capite dunque perche’, ogni qual volta si parla di soluzioni per il risparmio energetico, si dice di far andare la lavatrice a pieno carico.

Valori un po’ piu’ convenienti si hanno, ad esempio, per l’asciugatrice. Se guardiamo ai dati di un modello specifico:

Dati Asciugatrice

Vediamo che:

Consumo di energia del programma cotone standard a pieno carico: 2.03 kWh

Consumo di energia del programma cotone standard a mezzo carico: 1.24 kWh

In questo caso si ha un risparmio maggiore, ma comunuqe sempre lontano dal 50% di energia che si potrebbe erroneamente pensare.

I nuovi modelli di lavatrice hanno invece dei sensori nel cestello in grado di pesare il carico e ottimizzare il consumo di acqua e elettricita’. In questo caso, il risparmio e’ sicuramente migliore, anche se il riscalo in base al carico non e’ assolutamente proporzionale. Con cio’ si intende che il consumo non sara’ mai proporzionale al peso in Kg di bucato, anche se migliore dei vecchi modelli.

Concludendo, la lavatrice e’ sicuramente uno degli elettrodomestici piu’ utilizzati e che maggiormente contribuisce ai nostri consumi domestici. I foglietti acchiappacolore consentono, almeno in linea di principio, e se usati correttamente, di ottimizzare il carico mescolando abiti diversi. Far funzionare una lavatrice non a pieno carico, o al limite nella funzione mezzo carico, consente un risparmio irrisorio rispetto al pieno carico. Condizione migliore si ha con i nuovi elettrodomestici sensibili al reale peso del bucato. Nonostante questo, la cosa migliore per risparmiare energia e’ sicuramente quella di far girare la lavatrice a pieno carico sempre.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.