Stefano Manfredini, ordinario di Chimica farmaceutica e tossicologica e direttore del Cosmast dell’Università di Ferrara
I filtri solari inorganici sono considerati meno impattanti per l’ambiente marino, seppur non scevri da rischi, rispetto a quelli organici, tuttavia sono state dimostrate evidenze di tossicità soprattutto a carico delle forme nanometriche.
Oggi l’attenzione alla tutela della biodiversità ha spinto diverse legislazioni a vietare il ricorso ad alcuni filtri organici per proteggere i propri santuari marini. Questo ha dato un forte impulso all’uso dei filtri inorganici, tra questi i più performanti sono le forme nanometriche del biossido di titanio e ossido di zinco, che risolvono diversi problemi: concentrazioni meno elevate, effetto idrorepellente, nessun effetto “bianco” poco gradito ai consumatori. Ma questi nanomateriali, considerati irrinunciabili per ottenere texture di facile applicazione, possono presentare criticità, innanzitutto dal punto di vista della possibile tossicità per gli organismi marini, riscontrata in alcuni studi per materiali non rivestiti, a cui si aggiunge l’incognita di una tossicità potenziale su animali e uomo che potrebbe manifestarsi in seguito all’ingresso di queste sostanze nella catena alimentare, una eventualità tutt’altro che impossibile, anche nel caso dei filtri organici. C’è una grande attenzione verso tutti questi aspetti e anche qualche allarmismo non giustificato, alimentato dalle scarse conoscenze e dalla diffusione di una certa informazione parascientifica. L’Unione Europea crede, tuttavia, nell’utilità dei nanomateriali e sta investendo molto per finanziare la ricerca in tutta quest’area, al fine di costruire la mole di informazioni scientifiche circa gli eventuali aspetti tossicologici ad essi legati, tra i quali i più rilevanti non sono quelli succitati ma piuttosto la sicurezza in ambito lavorativo. In questo filone, il nostro gruppo di ricerca partecipa a due progetti europei articolati in più campi, seguendo la parte relativa ai filtri solari: SBD4NANO e BIONANOPOLYS, finanziati complessivamente e rispettivamente per 6,3 e 11,7 milioni di euro.
Il primo progetto ha lo scopo di creare un sistema in silico per supportare valutazioni tossicologiche sui nanomateriali: con dati di tossicità e case history sintetici e formulativi di nano-TiO2 e ZnO rivestiti stiamo alimentando un data base che, attraverso il machine learnig, permetterà di costruire un piattaforma in grado di fornire predizioni circa la tossicologia di nanomateriali, in modo che queste informazioni siano disponibili nella “early phase” di sviluppo di queste sostanze. Il secondo progetto è finalizzato alla bioremediation: stiamo mettendo a punto rivestimenti di origine biotecnologica che possano avvolgere i nanomateriali liberi nelle acque e trattenerli su filtri o anche, eventualmente, di rimuoverli dall’ambiente marino.
Che tipo di meccanismo state studiando ai fini della bioremediation?
Quello dei nanomateriali rilasciati nel mare dai bagnanti non è l’unico flusso di queste particelle verso l’ambiente marino. Possono originarsi nanoparticelle anche in altri ambienti antropizzati da materiali come plastiche ed altro, che possono essere convogliate al mare tramite gli scoli e i corsi d’acqua. Pensando solo ai filtri solari, ne vengono rilasciati da scarichi di piscine o da impianti sportivi e ludici all’aperto e in generale dai reflui urbani, visto la loro presenza anche nei cosmetici di uso quotidiano. Ma molti altri nanomateriali vengono prodotti intenzionalmente in molti settori industriali come le vernici (nano TiO2 e nano silice). E, per finire, ci sono flussi di particelle nanometriche generate involontariamente dalle attività umane. Tutto questo, attraverso il dilavamento e poi il passaggio negli scarichi fognari, finisce in mare. L’idea di trattenere queste particelle con un opportuno filtraggio, ad esempio a livello dei depuratori urbani, degli scarichi industriali e anche di scarichi di parchi di divertimento e piscine ne ridurrebbe considerevolmente il rilascio. A questo scopo, in collaborazione con il CNR di Faenza e una primaria azienda delle materie prime, stiamo sviluppando sostanze di origine biotecnologica, da fermentazioni di matrici derivate da sottoprodotti della lavorazione di vegetali usati in campo alimentare. Si tratta, ad esempio, di proteine o polisaccaridi che hanno la capacità di avvolgere il nanomateriale e sottrarlo dall’ambiente trattenendolo su un filtro. Questi “wrapping” hanno forti proprietà adesive. Sullo zinco ossido, per esempio, il rivestimento è in grado di resistere anche nelle condizioni dell’acqua di mare: questo apre orizzonti allo studio di sostanze per un potenziale impiego in mare aperto.
Quale potrebbe essere il ruolo di sistemi di bioremediation per ridurre l’inquinamento delle acque?
Eliminare le nanoparticelle (o in generale le sostanze) dopo il loro rilascio è certamente importante, non può tuttavia essere il modo di gestire il problema. Tutto l’approccio ai prodotti di consumo deve cambiare, studiando preventivamente prodotti e materie prime che siano sicuri e non inquinanti. La bioremediation ha un ruolo nelle fasi di transizione come quella attuale, per cercare di riparare ai danni provocati, ma l’approccio deve orientarsi al concetto di “safe by design”. Siamo in un’epoca in cui dobbiamo progettare prodotti intrinsecamente sicuri, per l’uomo e per l’ambiente, “safe by design”, appunto, attraverso materie prime intrinsecamente sicure. Non si può venir meno a questa esigenza, è un fatto di responsabilità e anche di opportunità.
Dove ritiene risiedano le opportunità legate a una sistematica presa in carico del problema ambientale?
È un aspetto su cui tutti stanno investendo e anche le aziende cosmetiche hanno investito tanto. Oggi l’Unione Europea con il “New Green Deal” mette a disposizione ingenti finanziamenti, ma bisogna dimostrare di saper fare le cose: in questo le università possono essere di grande aiuto al mondo delle imprese perché sanno impostare questa progettualità. Lavorare insieme alle imprese, che sanno fare i prodotti, è una strategia vincente oltre che una richiesta UE. I produttori di materie prime stanno investendo in questo tipo di ricerca e beneficeranno dei risultati, e se anche i produttori di prodotto finito fossero della partita avrebbero importanti opportunità di sviluppo in un settore tecnicamente competitivo. Bisogna evitare di farsi tentare dalle scorciatoie e fare sostenibilità attraverso l’unica strada che la realizza veramente: la ricerca. Perché ci sarà sempre meno spazio per il “greenwashing”. Questa è la condizione per restare sul mercato: i competitor dei produttori italiani, a partire dalla Germania e dalla Francia, stanno investendo in sostenibilità. Inoltre, da un punto di vista strettamente tecnico, il prodotto deve essere progettato a monte secondo una logica di prevenzione del rischio, perché apportare correzioni a valle sarà sempre più complicato, e costoso. Bisogna guardare avanti, affidandosi alla tecnologia e alla ricerca anche quando si parla di natura. Perché la gestione responsabile delle risorse naturali passa attraverso processi tecnologici. Come le biotecnologie, che permettono di disporre di materie prime naturali senza consumare foreste o altre risorse del pianeta e risparmiando acqua, terra e biodiversità.
