SM 2409 — Altre scale del “valore” delle merci — 2003

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ReS, n. 53, 18 giugno 2003

Giorgio Nebbia nebbia@quipo.it

Non so se vi siete mai chiesti quanto idrogeno c’è nel pane che mangiate. La prima risposta che viene in mente è che certamente c’è dell’idrogeno, perchè in un chilo di pane ci sono circa 600 grammi di amido, una sostanza che si è formata dalla fotosintesi, cioè dalla combinazione dell’acqua e dell’anidride carbonica, amido che contiene circa il 6 per cento di idrogeno, per cui l’idrogeno contenuto nell’amido contenuto nel chilo di pane ammonta a circa 36 grammi; poi c’è circa un altro grammo di idrogeno presente nelle proteine del glutine, altro costituente della farina di grano con cui si fa il pane; poi ci sono 300-400 grammi di acqua, cioè altri 30-40 grammi di idrogeno; insomma in un chilo di pane c’è più o meno una settantina di grammi di idrogeno. Ma c’è anche dell’idrogeno “occulto”, contenuto nel pane, ma non presente nel pane. Mi riferisco all’idrogeno che è stato usato per fabbricare i concimi con cui è stato concimato il campo in cui è stato coltivato il grano.

In un numero precedente di questa rivista (n.34) si è ricordato Justus Liebig, il chimico tedesco (di cui in questo 2003 ricorrono i duecento anni dalla nascita), che suggerì che sarebbe stato possibile aumentare le rese agricole, in un’Europa dilaniata dalle guerra “nazionali”, con una popolazione crescente e affamata, applicando al terreno dei concimi che restituissero l’azoto e il fosforo che le successive coltivazioni intensive portavano via un anno dopo l’altro.

Ai tempi di Liebig l’unico concime azotato era il nitrato di sodio estratto nell’altopiano cileno e il Cile, affamato di soldi, applicava una imposta sul nitrato esportato (un po’ come fanno i paesi petroliferi sul petrolio che esportano). Chi doveva importare crescenti quantità di nitrato cercava naturalmente altre soluzioni; se occorreva azoto per le piante perché non trarlo all’atmosfera che contiene quasi l’ 80 % di azoto, 80.000 tonnellate di azoto gassoso su ogni ettaro ? L’unico inconveniente è che l’azoto gassoso è inerte e poco reattivo; solo alcune piante, le leguminose (piselli, fave, fagioli, ma anche robinie e poche altre), sono capaci di fissare, dentro il “proprio corpo”, l’azoto atmosferico per via biologica trasformandolo in proteine.Gli esseri umani devono ricorrere a forti pressioni e a forti consumi di energia per fissare l’azoto atmosferico in qualche forma utilizzabile come concime in agricoltura.

I primi tentativi consistevano nello scaldare ad alta temperatura e pressione una miscela di azoto, separato dall’atmosfera con carburo di calcio, ottenuto a sua volta ad alta temperatura da calce e carbone. La calciacianammide, così ottenuta, non era molto comoda ma fu prodotta e venduta per parecchio tempo. Quasi contemporaneamente, fra gli ultimi anni dell’Ottocento e i primi anni del Novecento, fu messo a punto un processo che consisteva nel far reagire ad altissima temperatira, in un arco elettrico, l’azoto atmosferico con l’ossigeno, che pure è presente nell’aria, per formare ossidi di azoto da cui è relativamente facile ottenere acido nitrico e nitrati simili a quelli del Cile.

I primi tentativi di produzione di acido nitrico all’arco elettrico furono fatti in Norvegia, negli Stati uniti e anche in Italia. Questa operazione era però difficile e costosa, in termini sia di denaro, sia, quello che più conta, come “costo energetico”, come consumo di energia per chilo di azoto “fissato”.

La vera soluzione si deve all’impiego dell’idrogeno: alcuni chimici tedeschi, nei primi anni del Novecento (nei quali la Germania aveva intenzioni imperialistiche, aveva bisogno di esplosivi e di concimi e voleva liberarsi dalla schiavitù di dover importare nitrati dal Cile, attraverso oceani che potevano essere controllati dai suoi futuri nemici) scoprirono che è possibile “fissare” l’azoto atmosferico facendo reagire, ad alta pressione, l’azoto puro e l’idrogeno in modo da ottenere ammoniaca, NH3.

In dieci anni i chimici Haber e Bosch risolsero tutti i problemi tecnici: come ottenere azoto puro separandolo dall’ossigeno dell’aria; come ottenere idrogeno trattando il carbone con vapore d’acqua; come costruire torri resistenti alla pressione di centinaia di atmosfere; come accelerare la reazione fra idrogeno e azoto mediante catalizzatori. La “sintesi” dell’ammoniaca permise alla Germania di resistere cinque anni in guerra, dal 1914 al 1915; dall’ammoniaca infatti era possibile ottenere acido nitrico, esplosivi, concimi.

Dal 1920 in avanti l’ammoniaca sintetica è alla base della produzione di tutti i concimi e quindi anche di quelli che sono stati usati per concimare i campi di grano da cui è stato ottenuto il pane di cui si parlava all’inizio. Nel mondo si producono circa 100 milioni di tonnellate all’anno di ammoniaca (che contiene circa il 20 % di idrogeno); in Italia se ne producono circa un milione di  tonnellate all’anno.

I consumi di concimi azotati sono molto variabili da luogo a luogo; una grossolana stima indica, per l’Italia, un consumo di concimi azotati, espresso sulla base del loro contenuto di azoto N, di circa 60 kg di azoto per ettaro che, tradotti in contenuto di idrogeno, corrispondono a pochi grammi di idrogeno, dovuto ai concimi, per chilo di pane.

Questa osservazione suggerisce alcune considerazioni: noi siamo abituati a considerare i “costi” — e indirettamente il “valore” — di un processo o di una merce sulla base dei soldi spesi per acquistare le materie prime o l’energia, ma ogni merce ha “dentro di se”, incorporate, molte altre cose: l’acqua, tratta dalla natura, impiegata, nel nostro caso, per irrigare i campi, per fare l’impasto del pane, eccetera. Tutti i fattori che sono stati usati nel lungo cammino che una merce percorre dalla natura fino alla nostra abitazione: come l’energia impiegata per i trattori, per le trebbiatrici, per il trasporto del grano magari dal Canada all’Italia, per il trasporto dal porto o dal campo al molino e poi al panettiere.

C’è quindi un costo energetico palese, quello corrispondente al combustibile o all’elettricità che noi paghiamo, e un costo energetico occulto, la quantità di energia impiegata “da altri” nelle varie fasi e che si può considerare “incorporato” nella merce finale.

Un costo in acqua, quindi, un costo energetico, ma anche un costo ambientale: la massa di anidride carbonica e degli altri gas emessi nelle varie fasi del processo, e poi la massa degli escrementi che si formano nel metabolismo del pane e che finiscono nelle fognature e poi nei depuratori e poi nel mare, da qualche parte.

Calcoli frivoli, di pura curiosità o che hanno qualche utilità ? In un mondo in cui si riconosce, in un numero crescente di paesi, la necessità di diminuire le emissioni di agenti nocivi nell’ambiente vale forse la pena di esaminare ciascun processo o ciascuna merce per riconoscere dei “costi” o “consumi” occulti, ma con cui si devono fare i conti. Del resto, sia pure in maniera ancora confusa, tali costi occulti sono considerati nella analisi per il “ciclo vitale” delle merci prescritta dalle autorità pubbliche per l’assegnazione delle “ecolabel” (le etichette che indicano la “virtù ecologica” di un prodotto) o per quella crescente attenzione per la “impronta ecologica” delle merci e dei servizi, considerata come la “superficie” di pianeta Terra richiesta per trarne materie e per smaltire i rifiuti, ma che ha un significato fisico e biologico più vasto e, direi, “intimo”. In questo campo rientra anche quell’attenzione per il “contenuto in idrogeno” a cui si faceva cenno prima.