Il recente interesse di tutti noi per i virus, in questo periodo di pandemia virale, ha portato con sé la discussione sulle loro dimensioni, quelle delle particelle di polvere, delle goccioline di starnuto, e quelle dei fori delle mascherine protettive. Ricordi delle equivalenze fatte alle elementari si sono affacciati alla memoria nel maneggiare le unità di misura: decimetri, centimetri, millimetri, aggiungi uno zero se vai indietro, una virgola se vai avanti… Addentriamoci nel mondo del piccolissimo partendo dalle unità di misura.
I Coronavirus hanno morfologia rotondeggiante e dimensioni di 100-150 nm di diametro. Nm è l’abbreviazione per nanometro, equivalente ad un miliardesimo di metro (0,000000001 metri, con 9 cifre decimali, che si indica con 10-9 metri). Infatti un millesimo di metro è il millimetro, un millesimo di millimetro il micrometro, e un millesimo di micrometro il nanometro. I picometri sono utilizzati per le dimensioni di piccole molecole e atomi. 1 picometro = 0,001 nm cioè un millesimo di nanometro ovvero 10-12 m.
Perché parliamo di diametro? Perché è il modo più semplice per dare un’idea della dimensione di una particella, che non è mai perfettamente rotonda, ma possiamo considerare il diametro di un cerchio che la contenga. Per particelle di forma molto diversa, come le fibre, è necessario indicare due dimensioni.
Le particelle con dimensioni del diametro fra 1 e 100 nanometri sono dette nano-particelle, e sono studiate dalla ricerca e dall’industria in quanto conferiscono ai materiali di cui sono fatte proprietà peculiari. Infatti, poiché il numero di atomi presente sulla superficie di una particella aumenta esponenzialmente al diminuire delle dimensioni, le nanoparticelle non obbediscono alle leggi della fisica classica, ma sono dominate da effetti di superficie, quindi si comportano diversamente da particelle più grandi aventi la medesima composizione chimica. Ad esempio il biossido di Titanio, usato in tutto il mondo come pigmento bianco, in forma nano-particellare diventa trasparente, ed è utilizzato come filtro solare nei cosmetici, senza modificarne il colore, ad esempio nei fondotinta. In questo intervallo di dimensioni del diametro in natura troviamo le macromolecole, come le proteine, il DNA e le particelle di fumo prodotte dalle combustioni.
I batteri hanno dimensioni maggiori, in media da 0,2 – a 2 micrometri (o micron) tanto che si può sterilizzare una soluzione acquosa filtrandola (su filtri con pori di queste dimensioni). I batteri possono essere visti con il microscopio ottico, il cui suo potere di risoluzione è di circa 0,3-0,5 millesimi di millimetro o micron cioè 300-500 nanometri (non si riesce a mettere a fuoco due punti che distano più di questa misura). Per vedere l’interno di un batterio o di una cellula invece abbiamo bisogno di un microscopio elettronico. Alcuni di questi strumenti possono arrivare ad una risoluzione di qualche nanometro.
Le particelle di polvere possono essere di varie dimensioni, a tutti noi sono note le famigerate PM10, responsabili del blocco del traffico nelle grandi città, e le PM2,5 ancora più pericolose perché entrano negli alveoli polmonari portando con sé sostanze cancerogene adsorbite sulla superficie: 10 sta per 10 micrometri, quindi 100 volte più grandi di un virus, 2,5 micrometri è poco più del diametro di un batterio.
Fra 10 a 100 micron (cioè fra un decimo e un centimetro di millimetro) troviamo le cellule umane, le particelle di polline, responsabili delle allergie stagionali, le goccioline degli spray (incluse quelle di tosse e starnuti, in grado di trasportare i virus) il diametro dei capelli (la lunghezza può essere molto maggiore!). Particelle con dimensioni del diametro superiore a 40 micrometri iniziano ad essere visibili ad occhio nudo.
I pori del tessuto di cui sono fatte le mascherine chirurgiche hanno un diametro che va da circa 10 micron dello strato intermedio, ai 500 micron degli altri due strati. Sono molto più grandi del diametro del virus, ma dobbiamo ricordarci che il virus non “vola” ma viaggia nell’aria trasportato da particelle di polvere o da goccioline di liquido, che sono di dimensioni maggiori. Inoltre le particelle più piccole tendono riunirsi in agglomerati, aumentando il diametro.
Al di sopra di queste dimensioni troviamo piccoli insetti, dall’ acaro della polvere (200 micron) alla formica (2-5 millimetri) o la punta di uno spillo. Piccoli nel linguaggio di ogni giorno, ma enormi rispetto ad un virus, che ha un diametro da mille a diecimila volte inferiore. Per fare un paragone, se un uomo alto due metri fosse un virus, una formica sarebbe lunga 20.000 metri (20 km), il diametro del Grande Raccordo anulare di Roma, o se messa in verticale, il doppio della quota a cui volano gli aerei di linea.
*Biochimico, direttrice del Laboratorio Rischio Agenti Chimici dell’INAIL
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