Fumo e Dipendenza

Il laboratorio scientifico
“Fumo e Dipendenza”
Il
laboratorio
scientifico
“Fumo
e
Dipendenza”, offre agli studenti delle prime
classi delle Scuole Secondarie di II ordine,
l’opportunità di sperimentare cosa accade
quando si fuma, cosa contiene il fumo di
tabacco e come queste sostanze lasciano
delle tracce nell’organismo umano.
È dimostrato che poter sperimentare ciò che si apprende consolida meglio l’acquisizione di conoscenze
specifiche.
Il laboratorio si struttura attraverso un percorso suddiviso in varie fasi riportate qui di seguito
Materiale occorrente per il laboratorio scientifico e fasi di realizzazione
1° fase: Fisiologia della respirazione
spiegazione dell’apparato respiratorio, degli alveoli polmonari e della loro funzione, della meccanica della
respirazione e del suo controllo.
2° fase Sperimentazione della meccanica della respirazione
Modelli di apparato respiratorio:
contenitore di plastica aperto da un lato che verrà chiuso con una membrana (cuffia da nuoto) a simulare il
diaframma, nell’altro lato (quello chiuso ) si pratica un foro per far passare un tubo ad y rovesciato .
All’estremità dei due tubi vengono collocati due palloncini che rappresentano i polmoni. Il tubo ad y viene
fissato con del silicone e il diaframma con una fascetta.
Possiamo visualizzare i movimenti e l’azione del diaframma sui polmoni osservando ciò che avviene in
questo modello (prendere in mano e mostrare agli studenti il modello di polmoni).
In questo modello il cilindro di plexiglas rappresenta la cassa toracica, l’apertura che si trova nella parte
superiore la bocca, il tubo che da esso si diparte la trachea, le due diramazioni del tubo i bronchi, i due
palloncini i polmoni, la membrana situata nella parte inferiore del cilindro il diaframma.
Quando tiriamo in basso la membrana che rappresenta il diaframma ( è lo stesso fenomeno che si ha alla
contrazione del diaframma) i palloncini si riempiono d’aria. Con questo modello non è possibile evidenziare
i movimenti della cassa toracica dovuti alla contrazione dei muscoli intercostali. (far sperimentare ai ragazzi
il modello di apparato respiratorio).
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3° fase Cosa accade quando inaliamo il fumo di tabacco
Modello di fumatore meccanico:
è lo stesso modello precedente, con la variante che il tubo ad y è fissato su un coperchio che si può togliere
e al posto dei palloncini si mette del cotone idrofilo.
Questo modello serve per evidenziare l’interazione tra apparato respiratorio e un agente inquinante quale
il fumo di sigaretta.
Nel momento in cui introduciamo nel nostro apparato respiratorio agenti esterni con una composizione
diversa da quella naturale dell’aria, l’interazione tra questi agenti e il nostro organismo può determinare
delle conseguenze che vanno anche ad incidere sul nostro stato di salute. Nel caso dei prodotti della
combustione della sigaretta (prendere in mano e mostrare agli studenti il modello di fumatore), è possibile,
attraverso un modello, rilevare a livello dell’apparato respiratorio le tracce di ogni loro passaggio.
In questo modello è possibile osservare a livello dell’albero respiratorio ciò che accade a un individuo che
fuma una sigaretta. Poniamo una sigaretta nell’apertura che rappresenta la bocca e all’interno del
modellino che rappresenta la cassa toracica, al posto dei palloncini mettiamo del cotone idrofilo pulito e
asciutto. Accendiamo la sigaretta e, abbassando il diaframma, facciamo fumare il nostro modello. Al
termine dell’operazione andiamo a vedere cosa è rimasto nell’apparato respiratorio dopo avere estratto il
cotone dal cilindro.
Far osservate e annusate le tracce lasciate dal passaggio del fumo nell’apparato respiratorio (fare circolare
tra gli studenti il cotone estratto dal fumatore meccanico). Assieme ai ragazzi provate ad individuare cosa si
è depositato nel cotone.
4° fase Analisi dei principali componenti del fumo di tabacco
Analizzatore di fumi:
è un modello composto da 3 contenitori (boccette di vetro con il tappo munito di due fori) che sono in
comunicazione tra di loro mediante dei tubi. Il primo contenitore porta un supporto dove allocare la
sigaretta che verrà fumata, l’ultimo è collegato ad una siringa che aspira imitando l’inspirazione e permette
alla sigaretta di essere fumata e al fumo di passare attraverso le boccette.
Aver osservato, nell’esperimento precedente, che i componenti del fumo di sigaretta lasciano una traccia
non significa nulla se non andiamo ad individuare quali sono questi componenti . Infatti, se noi beviamo
succo di mirtillo, questo lascia tracce visibili del suo passaggio nel nostro apparato digerente. Ma questo
non significa che sia pericoloso per la nostra salute. Se noi mangiamo cipolla, essa lascia tracce evidenti per
l’olfatto a livello del nostro apparato digerente. Ma questo non significa che sia pericolosa per la nostra
salute. Quando noi andiamo ad analizzare la natura dei prodotti della combustione della sigaretta,
scopriamo alcuni fatti inquietanti.
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Utilizziamo questa macchina (mostrare agli studenti il modello di analizzatore di fumo), che, attraverso una
serie di reazioni, ci rivelerà la presenza di alcune sostanze presenti nel fumo di sigaretta. Il fumo ha una
consistenza apparentemente uniforme e la sua natura non appare essere determinata da un mosaico di
sostanze. Questa apparecchiatura ci permetterà di scomporre il fumo in alcuni dei suoi componenti. La
macchina è costituita da:
- un tubicino inalante nel quale inserire la sigaretta
- una bottiglia contenente acqua distillata
- una bottiglia contenente bario idrossido
- una bottiglia contenente Reattivo di Griess
- una siringa che ci permette di simulare il movimento dei muscoli intercostali.
Le soluzioni contenute nelle bottiglie ci appaiono trasparenti, quando accendiamo la sigaretta e
cominciamo ad aspirare con la siringa, il fumo passa attraverso tutte le bottiglie contenenti i vari reagenti,
che evidenziano la presenza di alcuni prodotti della combustione della sigaretta, attraverso una serie di
variazioni del loro aspetto:
- nella bottiglia contenente acqua distillata si depositano catrame, polveri e le sostanze idrosolubili come
nicotina e ammoniaca ( sul vetro si potrà osservare un anello marrone di catrame, mentre la soluzione
assume una colorazione giallognola)
- nella bottiglia contenente bario idrossido si assiste ad una reazione tra questo e l’anidride carbonica
(CO2) e il monossido di carbonio (CO) presenti nel fumo ( il risultato è la formazione di un sale che
rende opalescente la soluzione e precipita depositandosi sul fondo sottoforma di piccoli cristalli)
- nella bottiglia contenente il Reattivo di Griess si assiste ad una reazione tra questo e gli ossidi di
azoto presenti nel fumo (ossido di azoto NO e biossido di azoto NO2) ( la reazione provoca un viraggio di
colore della soluzione che diventa rosa non appena si è formata una sufficiente quantità di prodotto).
Il viraggio di colore della soluzione che da trasparente passa a rosa sta a evidenziare la presenza degli ossidi
di azoto, sostanze irritanti per l’apparato respiratorio e molto tossiche.
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Kit per l’analisi dell’ammoniaca nelle acque
Utilizzando l’apposito kit è possibile mettere in evidenza se e quanta ammoniaca è contenuta nel fumo di
una sigaretta. Si prelevano due siringhe da 5 ml ciascuna di acqua distillata dalla prima boccetta dell’
“analizzatore di fumo” per analizzarla (ricordiamo che l’ammoniaca è idrosolubile e quindi quella presente
nel fumo si scioglie nell’acqua della prima boccetta).
La prima provetta serve come prova in bianco e non si aggiunge altro; nella seconda provetta si aggiungono
3 gocce del reattivo A e 2 gocce del reattivo B.
Si agita e dopo 2 minuti si può vedere sulla scala colorimetrica a che valore in ppm (mg/l) di NH 3
corrisponde la colorazione ottenuta nella seconda provetta.
Il metodo si basa sulla formazione di un composto giallo-arancio risultato dalla reazione dello ione
ammonio con il reattivo di Nessler.
Mettere in evidenza la presenza di ammoniaca nel fumo di tabacco è molto importante perché si è
osservato che aggiungendo ammoniaca al tabacco si velocizza la liberazione di nicotina libera poiché
l’ammoniaca è una base e fa alzare il pH alla soluzione in cui viene aggiunta. Aumentare il pH di un mezzo in
cui la nicotina è liberata, aumenta l’effetto fisiologico della nicotina stessa.
Normalmente il pH del fumo di sigarette ha un valore di 6.0 e tutta la nicotina presente è chimicamente
combinata con sostanze acide: se il pH aumenta ( e per far questo aggiungono alcuni additivi) si ha una
maggior parte di nicotina libera e quindi volatile che può essere assorbita più velocemente dal fumatore.
Utilizzando una cartina indicatrice di pH è possibile verificare il valore di acidità del fumo.
Con questo esperimento abbiamo evidenziato la presenza di catrame, polveri, nicotina, anidride carbonica,
ossidi di azoto e ammoniaca nel fumo di sigaretta, cioè in ciò che inaliamo quando fumiamo o ci troviamo in
prossimità di un fumatore. Altre sostanze, come i pesticidi oppure i fertilizzanti potremmo renderle
manifeste sostituendo i reagenti che abbiamo utilizzato oggi con altri reagenti specifici per queste sostanze.
È molto importante far notare ai ragazzi come i tubi dell’analizzatore di fumo si sporcano al passaggio del
fumo di tabacco e come quelli più vicini alla sigaretta fumata sono più sporchi rispetto a quelli più lontani,
in alcuni casi può essere utile provare ad aspirare, con una siringa, il catrame che si deposita nel supporto
dove è allocata la sigaretta e mostrare ai ragazzi la sua consistenza e il suo odore.
Visualizza il video http://www.youtube.com/watch?v=_r6GARv9BYU
La ricerca del materiale è stata curata da:
Franca Gentilini [email protected]
Istituto Oncologico Romagnolo-Settore Educazione alla Salute
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ANALIZZATORE DI FUMO
COSA SI INTRODUCE NELLE BOTTIGLIE
ACQUA DISTILLATA 50 ML
BARIO IDROSSIDO 5% 5 ML
ACQUA DISTILLATA 45 ML
REATTIVO DI GRIESS 10 ML
ACQUA DISTILLATA 40 ML
QUALI COMPONENTI SI ISOLANO NELLE BOTTIGLIE
CATRAME
POLVERI
NICOTINA
ANIDRIDE CARBONICA
OSSIDO DI AZOTO
BIOSSIDO DI AZOTO
QUALI SOSTANZE RESTANO NELLE BOTTIGLIE AL TERMINE DELLA REAZIONE
CONDENSATO
CARBONATO DI BARIO
ACQUA
Siti dove trovare informazioni utili sul fumo di tabacco:
www.who.int/tobacco
www.ensp.org
www.help-eu.com
www.inwat.org
www.istitutotumori.mi.it
www.nonfumatori.it
COLORANTE AZOICO
ROSA-VIOLA
www.regione.veneto.it/prevenzione
www.ministerosalute.it
www.tabaccologia.org
www.ossfad.iss.it
www.legatumori.it
www.fumo.it
A cura della Regione Piemonte di Rai segretariato sociale dal 2000 è attivo Steadycam, centro di
documentazione e ricerca audiovisiva.
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La realizzazione di questo laboratorio scientifico è il frutto delle esperienze di alcune scuole di Faenza: I.C
Europa e ITP “Bucci”, della Cooperativa Controvento di Cesena, del Centro regionale (Regione EmiliaRomagna) di didattica multimediale “Luoghi di prevenzione” di Reggio Emilia e del Centro didattico
multimediale per la promozione della salute a valenza regionale “Percorsi di salute” ASUR Marche.
È tra le proposte di “Percorsi didattici e laboratori” della sessione tematica “Fumo ” del Dvd “Paesaggi di
prevenzione” della Regione Emilia-Romagna .
Da diversi anni viene proposto e realizzato in molte Scuole Secondarie di Secondo Grado delle province di
Ravenna e di Rimini, promosso dall’Istituto Oncologico Romagnolo e dalle Aziende Usl di Ravenna e Rimini.
Si ringraziano pertanto i Dirigenti scolastici, i docenti e gli alunni delle scuole che hanno reso possibile la
sperimentazione e la messa a punto di questo percorso laboratoriale:
IIS Stoppa-Compagnoni- Lugo
IPSSAR P. Artusi - Riolo Terme
Liceo Artistico P.L. Nervi- Ravenna
Liceo Classico Dante Alighieri- Ravenna
I.S.I.S. Olivetti-Callegari- Ravenna
ITIS Nullo Baldini- Ravenna
ITG Morigia–ITAS Perdisa – Ravenna
IPSSAR P. Artusi - Cervia
ENGIM – Ravenna
Liceo delle Scienze Sociali- Rimini
IPSSAR Malatesta – Rimini
Liceo Serpieri - Rimini
Liceo Scientifico Volta – Riccione
Liceo San Pellegrino – Misano Adriatico
ITC Molari- Sant’Arcangelo di Romagna.
Si ringrazia Daniele Cazzari, Volontario dell’Istituto Oncologico Romagnolo per la realizzazione del kit.
Un particolare ringraziamento a Pia Molinari, docente della Scuola Secondaria di I Grado Europa per il
prezioso contributo.
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