Il Progetto di ricerca “Acque solfuree: un tesoro naturale da sfruttare”, realizzato da studenti del 4° anno dei corsi di Biotecnologie Ambientali e di Biotecnologie Sanitarie dell’Istituto di Istruzione Superiore “G. Galilei” di Jesi (An) nell’ultima edizione de “I Giovani e le Scienze” (Milano, 15-17 marzo 2025) promossa dalla FAST(EUCYS), ha ricevuto il Certificato di Eccellenza RICOH USA INC. che vale la partecipazione allo SJWP (Stockholm Junior Water Price) che si terrà a Stoccolma durante la Settimana Mondiale dell’Acqua (23 – 28 agosto 2025).
Recuperare zolfo elementare, bloccare radicali liberi, rimuovere ioni di metalli pesanti, estrarre idrogeno solfuro.
Sono alcune delle potenzialità messe in evidenza dal Progetto di ricerca “Acque solfuree: un tesoro naturale da sfruttare”, realizzato da Diego Benedetti e Fabio Massaccesi, studenti rispettivamente del IV anno dei corsi di Biotecnologie Ambientali e di Biotecnologie Sanitarie dell’Istituto di Istruzione Superiore “G. Galilei” di Jesi (An), coordinato dai Proff. Edgardo Catalani e Milva Antonelli, che nell’ultima edizione de “I Giovani e le Scienze” (Milano, 15-17 marzo 2025), promossa dalla FAST (Federazione delle Associazioni Scientifiche e Tecniche) su incarico della Direzione generale della Ricerca e dell’innovazione(RTD) della Commissione europea, per il concorso dei giovani scienziati (EUCYS), ha ricevuto il Certificato di Eccellenza RICOH USA INC. che vale la partecipazione allo SJWP (Stockholm Junior Water Price) che si terrà a Stoccolma durante la Settimana Mondiale dell’Acqua (World Water Week) dal 23 al 28 agosto 2025.
L’Istituto di appartenenza dei summenzionati studenti si trova nel bacino idrografico del fiume Esino, un’area, in particolare l’Alta Vallesina (affluenti Giano e Sentino), con una storia geologica ed economica legata allo zolfo.
Il carattere sulfureo delle sue acque che presuppone una sorgente di zolfo rappresentata da solfati disciolti, ha dato vita alle Terme di S. Vittore di Genga, immerse nel Parco Naturale Regionale della Gola della Rossa e di Frasassi, conosciute per la cura di patologie della pelle e in ambito otorinolaringoiatrico.
In particolare, l’area ha ospitato la più produttiva miniera di zolfo d’Europa, quella di Cabernardi (Sassoferrato) che nei primi anni ’50 occupava circa 1.700 addetti. Coltivata dal 1886, conobbe momenti fortunati legati allo sviluppo della industria chimica e alla produzione di acido solforico, all’uso dello zolfo nell’industria della gomma, all’impiego dell’anidride solforosa nell’industria della cellulosa, all’uso del solfuro di carbonio utilizzato nel ciclo delle fibre artificiali, nella produzione di fertilizzanti, nella raffinazione degli oli. Nel 1952 una relazione mineraria della Montecatini, la Società proprietaria della miniera dal 1917, indicava che il sito, sottoposto ad intensiva coltivazione durante la II Guerra mondiale nel periodo di occupazione tedesca, risultava essere in via di rapido esaurimento e prospettava una riduzione della produzione e quindi della manodopera. A seguito di preannunciati esuberi, ci fu la drammatica occupazione della miniera per 39 giorni da parte di minatori, la lotta de “I Sepolti Vivi” dalla locuzione passata alla storia dello scrittore Gianni Rodari che raccontò la vicenda, il cui epilogo, comunque, fu il licenziamento degli occupanti e il trasferimento degli altri in miniere e poli produttivi della Società in altre regioni d’Italia, prima della chiusura definitiva nel 1959.
Anche da questi brevi cenni storici emerge l’importanza che lo zolfo riveste per la chimica, ma anche la necessità di ridurne l’estrazione mineraria o a cielo aperto in aree vulcaniche, attività comunque pericolose, sfruttando soluzioni più sostenibili, come propone il Progetto “Acque solfuree: un tesoro naturale da sfruttare”.
Per la ricerca è stata utilizzata un bottiglia di acqua minerale naturale solfureo-solfato-calcio-magnesiaca per inalazioni e nebulizzazioni (V=1000 mL), acidificata con qualche goccia di HCl 6M. Dalla reazione si è sviluppato idrogeno solfuro gas (H2S), identificato dal suo caratteristico odore di uova marce. Tappata la bottiglia, sul fondo e sulla superficie dell’acqua, si è osservata una piccola quantità di solido (maggiore sul fondo) che è stato recuperato per filtrazione lenta (fascia blu) e lasciato essiccare all’aria, a temperatura ambiente. Quindi è stato posto entro un tubo di vetro per reazioni, fissato orizzontalmente con un sostegno metallico, secondo lo schema:
Ad una estremità del tubo è stata immessa aria da laboratorio da una bombola. Al centro si è posizionato il solido e all’altra estremità di uscita sono stati raccolti i fumi prodotti dalla combustione, e sono stati fatti gorgogliare in soluzione acquosa di iodio acidificata con H2SO4 1 M.
Ad una estremità del tubo è stata immessa aria da laboratorio da una bombola. Al centro si è posizionato il solido e all’altra estremità di uscita sono stati raccolti i fumi prodotti dalla combustione, e sono stati fatti gorgogliare in soluzione acquosa di iodio, acidificata con H2SO4 1 M. Al termine della reazione, sono stati confrontati il colore rosso-bruno di volumi uguali della soluzione di iodio tal quale e di quella dopo il gorgogliamento del gas in uscita dal tubo di combustione. Il colore rosso-bruno della soluzione dopo il gorgogliamento dei fumi è stato decisamente più chiaro del colore della soluzione di confronto, testimoniando che lo iodio aveva reagito con SO2, prodotto dalla combustione. La reazione chimica che ha interpretato il risultato
SO2 + I2 + 6H2O ⮀ SO42- + 2I– + 4H3O+
dimostrava che il solido incognito era zolfo.
Inoltre, nel corso della ricerca è stato condotto un esperimento di precipitazione di solfuri metallici insolubili, dimostrando la possibilità di rimuovere ioni di metalli pesanti come argento, ferro, rame, nichel, mercurio, piombo e cobalto, mentre per il cromo non si è evidenziata l’efficacia.
Per ulteriori approfondimenti si rinvia al testo del Progetto di ricerca, il 3° di quelli presentati dagli studenti dell’IIS “Galilei” di Jesi all’ultima edizione della FAST, conseguendo prestigiosi accrediti, che abbiamo precedentemente segnalato: “Inquinamento odorigeno: soluzioni sostenibili per un futuro migliore” e “Proprietà antiradicaliche dell’albedo dell’arancia”. Mentre 2 Progetti svolti nell’anno scolastico 2023-2024 hanno conseguito la medaglia d’oro al “World Youth STEM Invention Innovation 2025” (Medan-Indonesia, 23-27 febbraio 2025): “No agli NOx: Respirare aria pulita e produrre acido nitrico” e “End of waste del mesocarpo della noce di cocco” .
In copertina: Le acque del Sentino hanno scavato la Gola di Frasassi, famosa per le sue Grotte che il fiume ha contribuito a formare, poco prima di cederle al fiume Esino presso la Gola della Rossa, nel comprensorio del Parco Naturale Regionale della Gola della Rossa e di Frasassi (Fonte: Park.it).