Prof. SCIALIS Roberto
(Docente di Chimica c/o ITIS Ariccia)
Sommario: nell'ambito dell'Area di progetto è stato effettuato un primo studio multidisciplinare dei laghi Albani (vicino Roma) e del territorio circostante.
Parole chiave: laghi Albani, analisi chimiche, bacino idrogeologico, villa Domiziano. Internet: http://www.pcg.it/itisariccia.
- L' Area di Progetto
-Lo Studio di fattibilità e l' articolazione del lavoro
- I Luoghi
- Pagina iniziale (altre AdP)
Nel decreto interministeriale del 9/3/94 "Sostituzione degli orari e dei programmi di insegnamento vigenti nel biennio degli ITI e nei successivi trienni...", una vera e propria riforma attuata per via amministrativa, senza dubbio l'introduzione dell'Area di Progetto è stato l'elemento di forte novità che ha suscitato grande interesse tra gli operatori scolastici. All' Area di Progetto è possibile dedicare al massimo il 10% del monte orario, ed essa richiede un elevato grado di progettualità dovendo essere multidisciplinare e con articolazione pluriennale. Nelle intenzioni del legislatore l' AdP si propone di " far cogliere all'alunno le relazioni tra l'astratto e il concreto"; sollecitare l'alunno " ad affrontare i problemi con autonomia e creatività"; "favorire la socializzazione e la revisione critica dei propri giudizi"; favorire il confronto tra la realtà scolastica e la realtà del territorio.
Lo studio di fattibilità e l'articolazione del lavoro
Uno degli scopi del lavoro era quello di contribuire alla discussione sulla validità didattica dell'AdP; l'altro obiettivo era quello di valutare le possibilità di effettuare, nell'ambito della programmazione didattica, semplici attività di ricerca e sviluppo, utilizzando appieno le risorse intellettuali e professionali grandemente presenti negli Istituti Secondari Superiori: nessun altro settore di lavoro ha una così elevata "concentrazione" di intelligenze e capacità multidisciplinari.
L'AdP, inzialmente limitata ai "Laghi Albani" e ampliata successivamente a tutti i "Colli Albani" (nel 1997 - in corso di attuazione) approvata dagli organi collegiali (a.s. 1994/95), proposta e coordinata dal docente di Chimica , prevedeva una impostazione multidisciplinare: storico-archeologica, idrogeologica, chimico-analitica, ed una progettazione biennale. In particolare, per quanto riguarda gli aspetti chimici , il primo anno è stato affrontato lo studio di fattibilità e l'analisi del problema.
Nello studio preliminare di fattibilità sono stati definiti compiti e competenze: gli alunni sono stati suddivisi in sottogruppi (4-5 allievi) coordinati da uno degli allievi partecipanti al gruppo stesso. I sottogruppi formati dagli allievi delle classi seconde si autorganizzavano il lavoro; mentre i sottogruppi delle classi prime erano sotto la supervisione dell'insegnante, dovendo acquisire i necessari prerequisiti per effettuare le analisi l'anno successivo.
Quindi, la fase attuativa vera e propria si è svolta nel successivo anno scolastico (1995/96), e ciò ha permesso di introdurre i ragazzi alle tecniche analitiche di base nonchè di reperire i materiali indispensabili al lavoro. Si è utilizzata ampiamente la tecnica del problem solving, ciò per non sovraccaricare la "memoria di lavoro" degli allievi. Ad una prima valutazione il risultato di tale approccio sembra essere stato positivo, in termini di stimolazione sia al lavoro autonomo e alla motivazione, che all'acquisizione di tecniche e procedure. Una valutazione più attenta della valenza educativa del problem solving sarà oggetto di una successiva comunicazione.
Nello studio di fattibilità si è volutamente circoscritto l'ambito di lavoro allo studio storico-archeologico, idrogeologico e chimico, rinviando ad anni successivi altri aspetti più complessi quali lo studio del sottosuolo e sismologico, lo studio floro-faunistico del Parco dei Castelli Romani, anche attraverso l'utilizzo di immagini dal satellite.
I risultati del lavoro sono stati comunicati nell' ambito della Mostra Triennale dell'ITIS "Vallauri" di Velletri (26-30/5/1996) mediante poster ed un video amatoriale. I risultati dell'analisi chimica si possono trovare su Internet all'URL:
http://www.pcg.it/itisariccia.
Per ovvi motivi di spazio e di opportunità nella presente comunicazione gli aspetti non propriamente chimici saranno solo accennati , volendo dare solamente una sensazione e uno scenario del lavoro svolto.
Il Vulcano Laziale ( fig.1- Immagine dal satellite ) può essere distinto in due zone: una esterna più antica (recinto tuscolano-artemisio) , avente un diametro di circa 10 Km, ed una interna più recente (recinto delle Faete) , formatosi 250.000 anni fa con la ripresa dell'attività vulcanica. ( -Evoluzione dell'attività vulcanica) Il primo recinto è derivato dal collassamento del vulcano (ca 500.000 anni fa), esso è totalmente distrutto nella zona SO per la presenza di crateri, attualmente contenenti i laghi Albani, formatisi circa 40-60 mila anni fa per effetto di terribili esplosioni freato-magmatiche . Durante quest'ultima fase si è formata la caratteristica Lapis Albana (o "peperino").
(Riguardo all' attività sismica il lavoro è in corso di ultimazione)
I laghi Albani (di Castelgandolfo e di Nemi) sono posti rispettivamente a 293 m s.l.m. e 316 m s.l.m., e hanno una profondità di 190 m ca. e 34 m . Entrambi sono alimentati da sorgenti sotterranee e il livello viene regolato da emissari artificiali di epoca romana, anche se oggi non svolgono più tale funzione, per l'abbassamento del livello idrico lacuale. L'emissario del lago di Castelgandolfo (lungo 1425 m e largo 1,20 m), superba opera di ingegneria idraulica, ha egregiamente funzionato per 2400 anni fino al 1995.
La zona del Vulcano Laziale è stata abitata sin dal paleolitico, ma notevoli incrementi demografici, tuttavia, si sono riscontrati in coincidenza della cessazione dell'attività vulcanica ( 30- 40 mila anni fa). Solo con la fine della glaciazione (10 mila anni fa), a causa delle mutate condizioni ambientali che favorirono lo sfruttamento intensivo del territorio e quindi una maggiore sedentarietà, si crearono insediamenti stabili. Questi furono ininterrottamente abitati fino all'età del ferro (700 a.C.). A partire dall'età del ferro in poi i villaggi sono stati gradualmente abbandonati a favore di aggregati protourbani: gli insediamenti sui Colli Albani sono caratterizzati dalla vicinanza di essi (alcune centinaia di metri, pochi chilometri al massimo) . Il vero processo di urbanizzazione avviene nel VI sec. a.C. con la formazione di città-stato: Tusculum, Albalonga (il nome deriverebbe dalla disposizione allungata lungo i bordi del lago di Castelgandolfo), Aricia, Lanuvium.
Con la disfatta della Lega Latina (338 a.C.) le città seguirono il destino di Roma. La presenza di grandi direttrici Nord-Sud (la via Appia e la via Latina)( fig.4- Proiezione) produsse un notevole sviluppo urbanistico, soprattutto in epoca imperiale ( fig.5- Resti della Villa di Domiziano ) . L'intero cratere del lago Albano fu incluso nella villa imperiale di Domiziano, notevoli resti sono ancora visibili nei giardini della Villa Papale di Castelgandolfo. All'interno del cratere del lago di Nemi si trovava l'importante santuario di Diana Nemorense; dal fondale del lago di Nemi sono state recuperate due navi di epoca imperiale (purtroppo perse durante l'ultimo conflitto).
Notevoli sono anche i siti paleocristiani e di epoca medievale, tanto che i Colli Albani sono chiamati anche Castelli Romani ( fig.6- Mappa storica), ma anche di epoca successiva (il Bernini ha qui lasciato numerose tracce del suo lavoro di architetto). La trattazione di tali argomenti viene approfondita nei documenti specifici.
Negli ultimi decenni si è avuto nell' area dei Castelli Romani un vistoso incremento urbanistico come ben evidenziato dalle carte topografiche del 1937 e 1992 (fig.7 e 8- Cartine topografiche rispettivamente del 1937 e del 1992). Per effetto della crescita demografica e , quindi, del fabbisogno idrico, si è fatto fronte con maggiori attingimenti: dal 1984 al 1995 il prelevamento da parte dei pozzi comunali è cresciuto del 48%. Da studi effettuati a cura dell'Assessorato Provinciale all'Ambiente si è rilevato che a fronte di una ricarica del bacino idrico di 48 milioni di mc/anno ( 800 mm di pioggia/anno su un bacino di ca. 100 Kmq e con un tasso di infiltrazione efficace del 60 %) il consumo è risultato essere di 37 milioni di mc/anno solo per i pozzi comunali a cui però va aggiunto il consumo dei pozzi privati. Pertanto, il bilancio idrico risulta essere deficitario.
In conseguenza di ciò il livello idrico lacuale ha subito un costante abbassamento, particolarmente rilevante negli ultimi anni ( Andamento della piovosità e dei livelli idrici lacuali ).
L'elevato grado di antropizzazione dell'area , oltre a causare l'abbassamento del livello idrico, produce inquinamento di varia natura (dell'aria, acustico, da RSU, delle acque ), facendo della zona dei Laghi Albani un'emergenza ambientale. Nel maggio 1997 si è analizzata la situazione dei laghetti situati in località Pantano della Doganella.
Materiali e metodi
Sono stati determinati secondo le metodiche analitiche per le acque descritte nel libro di Cicconetti, Analisi tecniche e elettrochimiche, adattate alla strumentazione in possesso del laboratorio di Chimica, i seguenti parametri chimico-fisici: Temperatura, pH, Durezza Totale, Cloruri, Nitriti , Azoto ammoniacale, Alcalinità alla Fenolftaleina e al Metilarancio. Sono stati, inoltre, calcolati, secondo le indicazioni del testo di Bianucci, L'analisi chimica delle acque, il Diossido di Carbonio (CO2) libero, il rapporto NH3/ammonio, i rapporti tra ioni Idrossido, Triosso-carbonato (CO32-) e Idrogeno-triosso-carbonato (HCO3-).
Si sono considerati 5 punti di campionamento: tre per il lago Albano e due per il lago di Nemi.
Risultati: grafico n.2 (lago Albano1996); grafici n.3 e 4 (lago di Nemi 1996 e 1997).
Temperatura dell' epilimnio
Si è potuto effettuare solo la misurazione dell'epilimnio (strato superficiale) mediante un normale termometro a mercurio con sensibilità di 1/10°C.
La determinazione del pH è stata effettuata per via potenziometrica utilizzando un pHmetro con sonda ad elettrodo a vetro e dispositivo di correzione in funzione della temperatura.
Si è determinata titolando l'acqua in esame con una soluzione di acido forte a concentrazione nota, (HCl N/100 Normex) fino al viraggio della fenolftaleina da viola ad incolore. Quindi, si sono aggiunte 2-3 gocce di metilarancio titolando fino a viraggio dal giallo al rosso. Sia F l'alcalinità ottenuta mediante titolazione con fenolftaleina, ed M quella ottenuta con il metilarancio. Dal rapporto F/M è possibile risalire, attraverso il nomogramma di Berbenni (fig. 9), alle % delle varie forme di alcalinità.
Conoscendo il pH e l'alcalinità dell'acqua è possibile, grazie al nomogramma di J.F.Dye (fig.10) calcolare il tenore di CO2 .
Se il pH è uguale o maggiore di 8,1 l'acqua è praticamente esente da CO2.
A 5,0 ml di acqua si è aggiunto 1,0 ml di reattivo di Nessler (Carlo Erba RPE), osservando la colorazione sviluppata dopo circa 15 minuti. Contemporaneamente abbiamo preparato una serie di soluzioni standard a concentrazione nota e decrescente, partendo da una soluzione 1,0 *10-1 M di NH4Cl. A 5,0 ml delle predette soluzioni standard si è aggiunto 1,0 ml di reattivo di Nessler.
Alla luce solare e su sfondo bianco si è confrontata la colorazione dell'acqua in esame con quella della serie di soluzioni standard a concentrazione nota.
Accanto all'ammoniaca NH3 si è determinato anche lo ione ammonio NH4+; tuttavia la tossicità delle due specie è molto diversa: l'ammoniaca indissociata è fortemente tossica per la fauna acquatica, mentre lo ione ammonio è molto meno nocivo. E', pertanto, opportuno valutare il tenore di ammoniaca, calcolandolo con il diagramma di Everett, in relazione al pH dell'acqua in esame. (Fig.11 )
A 5,0 ml di acqua in esame si è aggiunto 1,0 ml di reattivo di Griess (Carlo Erba RPE) dopo aver acidificato con acido cloridrico diluito. Si è letta la colorazione sviluppatasi dopo 15 minuti. Contemporaneamente si sono preparate una serie di soluzioni standard di NaNO2 a concentrazione nota e decrescente, che sono state trattate come sopra descritto. Si sono confrontate le intensità delle colorazioni sviluppatesi nel campione di acqua e nelle soluzioni standard, ricavando così la concentrazione dei nitriti presenti nel campione.
Cloruri (metodo di Mohr)
A 50,0 ml di acqua , neutra o leggermente alcalina si sono aggiunte 2-3 gocce di soluzione di K2CrO4 al 5%; si è titolato con AgNO3 N/100, fino a comparsa di colorazione rossa. Si sono sottratti ai ml di AgNO3 impiegati per il campione, 0,2 ml impiegati per la prova in bianco.
Per durezza si intende il contenuto complessivo di ioni calcio Ca++ e ioni magnesio Mg++ . Si esegue una determinazione complessometrica della somma Ca e Mg, utilizzando il Nero Eriocromo come indicatore e il sale bisodico dell'EDTA (acido EtilenDiamminoTetraAcetico) come titolante.
A 50,0 ml di acqua sono stati aggiunti 2-3 ml di tampone ammoniacale (pH=10, si ottiene unendo 350 ml NH3 concentrata + 54 g di NH4Cl e portando a 1000 ml), quindi sono stati aggiunti 4-5 cristalli di Nero Eriocromo (colorazione rosa). Si è titolato con EDTA sodico N/100 (Normex Carlo Erba ) fino a colorazione blu.
DT (mg/l CaCO3)= a*1000/c dove a=ml EDTA N/100, c=ml acqua in esame.
Per quanto riguarda gli aspetti chimici, pur essendo i risultati ottenuti puramente indicativi, occorrendo una successiva e più precisa analisi, hanno il merito della semplicità di attuazione potendosi effettuare anche presso laboratori non particolarmente attrezzati.
Per quanto attiene gli aspetti più propriamente didattici , senza dubbio gli obiettivi posti in partenza sono stati raggiunti: gli allievi sono stati sollecitati ad affrontare con spirito critico ed in modo autonomo il problema posto, con ciò favorendo l'auspicato confronto tra la realtà scolastica e la realtà del territorio .
Il secondo obiettivo posto, cioè quello di poter effettuare semplici esperienze di ricerca, non è stato compiutamente raggiunto, a causa di apparentemente semplici, ma praticamente insormontabili, ostacoli di natura burocratico-amministrativi (difficoltà di reperimento delle risorse e di rapportarsi con l'esterno ). La ormai prossima "Autonomia Scolastica" prevista nel DDL "Bassanini" e nella annunciata riforma della Scuola, sperabilmente dovrebbe andare incontro alle esigenze di innovazione sentite in modo sempre più stringente da larga parte del corpo docente.
- Bianucci e Ribaldone-Bianucci, L'analisi chimica delle acque naturali ed inquinate, ed.Hoepli (1980)
- Cicconetti, Analisi tecniche ed elettrochimiche, ed. Sansoni (1975)
- Giuliano-Stein, Chimica degli alimenti, vol.II, ed. Bulzoni (1980)
- Relazione tecnica Assessorato all'Ambiente della Provincia di Roma, Indagine preliminare sull' abbassamento del livello idrico dei laghi Albano e di Nemi,(per gentile concessione dell'Ass.Prov.le C. Carrubba)(1996)
- Tramontano, Diritto dell' ambiente, Ed Simone (1995)
- AA.VV., Latium Vetus (Chiarucci), ed.Paleani (1986)
-Andretta-Voltaggio, La cronologia recente del vulcanismo dei Colli Albani, Le Scienze, n.243 (Nov.1988)
- Loret-LIchtenegger, Costruzione di un Sistema Geografico Informatico (GIS) per la perimetrazione di aree protette: un'applicazione di metodiche di telerilevamento all'area dei Castelli Romani, Rivista Italiana di Telerilevamento, n.6 (genn.1996)
-ESA/ESRIN, Ente Spaziale Europeo, Immagini dal satellite
-G.Lugli, Studi e ricerche su Albano Archeologica (1914-1967)-Raccolta curata dal Comune di Albano Laziale
- Coarelli, Dintorni di Roma, Guide archeologiche Laterza (1981)
-Del Nero, La valle Latina, Edizioni del Parco Regionale dei Castelli Romani (1990)
