La Lignina, tessuto duro e compatto che forma una matrice cubica finemente intrecciata.

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1 Capitolo 1 Materiali Organici Legname Il legno é un tessuto vegetale fibroso, che costituisce il fusto e i rami delle piante, in particolare degli alberi. Esistono diversi tipi di piante e diversi tipi di legno; in generale ogni legno contiene Lignina, Cellulosa e Resina, in diverse percentuali. La Lignina, tessuto duro e compatto che forma una matrice cubica finemente intrecciata. La Cellulosa, tessuto morbido ed elastico che risiede nella matrice di lignina. La Resina, sostanza oleosa e appiccicosa prodotta dalla pianta per contrastare i parassiti. Tipologie di legname La qualità del legno dipende dalla sua struttura interna, e dal tempo di crescita della pianta. Gli alberi a crescita lenta possiedono un legno duro, a densitá elevata, ricco in lignina e povero in cellulosa, resistente e costoso. Alcuni esempi sono il noce, la quercia, il ciliegio; in genere latifoglie. Tale tipo di legno viene utilizzato nella produzione di mobili o utensili, e prende il nome di legno da opera. Al contrario gli alberi a crescita veloce possiedono un legno tenero, a bassa densitá, ricco in cellulosa, leggero ed economico. Alcuni esempi sono il pioppo, l abete, il pino; in genere conifere. Tale tipo di legno viene utilizzato nell edilizia e nelle industrie della carta e prende il nome legno da industria. Produzione del legname Il processo di produzione del legname attraversa diverse fasi dalla pianta al semilavorato. 1. Taglio e sramatura. Durante il periodo invernale, le piante piú vecchie e sane vengono individuate, segate a ridosso delle radici e private dei rami direttamente nella foresta. I tronchi vengono trasportati dalla foresta alla segheria a bordo di camion, o lungo corsi d acqua, legati tra loro e trascinati dalla corrente. 1

2 2 CAPITOLO 1. MATERIALI ORGANICI Gli alberi tagliati vengono subito sostituiti da alberi piú giovani appositamente trapiantati. 2. Scortecciamento e lavaggio. Giunti in segheria, i tronchi vengono ripuliti dalla corteccia esterna, rimuovendo eventuali insetti o parassiti. Quindi subiscono un lavaggio di vapore ad elevata temperatura, per distruggere funghi e microorganismi. 3. Taglio o sfogliatura. I tronchi vengono sezionati in assi tramite una sega automatica, oppure trasformati in sottili fogli tramite una lama. 4. Essicazione e stagionatura. Il legno viene invecchiato tramite cicli di aria calda, diventando secco, vecchio, duro, stabile nella forma e leggero. 5. Assemblaggio. Sovente il legno viene assemblato tramite colle in pannelli multistrato. Questi assemblati prendono il nome di compensato, paniforte, pannelli agglomerati, a seconda della composizione. Gli assemblati sono economici, resistenti e stabili, tuttavia di bellezza inferiore rispetto al legno naturale.

3 1.1. LEGNAME 3 Figura 1.1: Produzione del legname

4 4 CAPITOLO 1. MATERIALI ORGANICI Carta La carta é un tessuto fibroso plastico e malleabile, formato da un intreccio di fibre di diverso tipo, principalmente di origine vegetale. La carta trae origine da materiali fibrosi, frantumati ed impastati insieme. Nel processo produttivo si utilizza una grande quantità di acqua. Legni ricchi di cellulosa, come pioppo, abete, betulla. Carta riciclata e scarti dell industria del legno. Acqua riciclata o prelevata da fiumi e torrenti. Tipologie di carta Le proprietá e le caratteristiche della carta dipendono principalmente dal tipo di impasto da cui ha avuto origine; si distinguono due tipi di impasto: pasta di legno e pasta di cellulosa. La pasta di legno é ottenuta tramite la sfibratura meccanica del legno; una potente mola abrasiva riduce il legno in piccoli frammenti fibrosi, poi immersi in acqua. Si ottiene una carta di colore scuro, rigida e resistente; viene utilizzata come carta da imballaggio. La pasta di cellulosa é ottenuta dalla cottura della pasta di legno all interno di bollitori, con l aggiunta di sostanze chimiche sbiancanti; la lignina e le altre impuritá si depositano nel processo, lasciando nella pasta una elevata concentrazione di cellulosa. Si ottiene una carta di colore chiaro, flessibile e collosa; viene utilizzata come carta da stampa. Produzione della carta Il processo di produzione della carta attraversa numerose fasi a ciclo continuo, ovvero le macchine che producono la carta non si fermano mai. 1. Preparazione della pasta. Le materie prime vengono caricate all interno di una enorme macchina detta pulper, nella quale i materiali fibrosi, immersi in acqua, vengono spappolati da lame rotanti ad elevata velocitá. A seconda del tipo di impasto desiderato, la pasta puó venire cotta o rimanere fredda. 2. Carica e raffinazione. La pasta passa attraverso delle macchine che sbattono e comprimono la pasta, viene quindi arricchita di sostanze chimiche sbiancanti e colle. Tali trattamenti conferiscono alla pasta resistenza ed elasticitá e ne migliorano il colore. 3. Formazione del foglio. La pasta, allo stato semi-solido, viene deposta su una serie di rulli rotanti di acciaio, che la comprimono facendo fuoriuscire gran parte dell acqua, che viene riciclata; si forma quindi il primo foglio. Tale macchinario prende il nome di Macchina Continua. 4. Essicazione.La pasta semi-asciutta passa attraverso una serie di rulli rotanti riscaldati che lisciano e asciugano definitivamente il foglio di carta. Infine il foglio viene avvolto in enormi bobine e tagliato.

5 1.2. CARTA 5 5. Assemblaggio multistrato. Talvolta per usi particolari la carta viene incollata con sottilissimi fogli di diverso materiale, come plastica o alluminio, per creare imballaggi sterili e impermeabili. Si ottiene una carta da alimenti resistente all acqua, alla luce e alla trazione.

6 6 CAPITOLO 1. MATERIALI ORGANICI Figura 1.2: Produzione della carta

7 1.3. MATERIE PLASTICHE 7 Materie plastiche La plastica é una resina polimerica, costituita da polimeri: grandi molecole formate da catene di Carbonio (C), Idrogeno (H) e altri elementi come Fluoro (F), Cloro (Cl), Azoto (N), Ossigeno (O). La Plastica Petrolchimica ha origine dalla nafta leggera, ottenuta dal petrolio. La Plastica Biologica ha origine da materiali vegetali, come l amido di mais o di patate. Produzione della plastica Ogni anno nel mondo vengono prodotti milioni di tonnellate di plastica. La produzione della plastica è un processo semplice ed economico, a partire da materie prime largamente disponibili, come il petrolio; per questi motivi il suo utilizzo è in costante aumento. 1. Preparazione dei catalizzatori. I catalizzatori sono composti metallici che permettono lo sviluppo delle reazioni chimiche. Rimangono in piccolissime quantità all interno delle plastiche, ma possono essere velenosi. 2. Carica dei monomeri. I monomeri sono la materia prima delle plastiche: piccole molecole formate da Carbonio e altri elementi, che si presentano come liquidi oleosi o gas. 3. Aggiunta degli additivi. Gli additivi sono sostanze chimiche aggiunte in piccole quantità che servono a migliorare le caratteristiche delle plastiche. Possono essere velenosi e nocivi per l uomo. 4. Compressione e riscaldamento. Monomeri e additivi vengono caricati nel reattore chimico, contenente i catalizzatori, e portati ad alta pressione e temperatura. Durante il processo i monomeri e gli additivi si fondono fra loro, formando i polimeri solidi. 5. Raffreddamento. I polimeri, cioè la plastica, nella forma di piccole sfere o granuli, vengono estratti dal reattore e raffreddati. Tipi di plastiche Esistono moltissimi tipi di plastiche che si differenziano per i monomeri di partenza e per gli additivi utilizzati nei processi chimici. Le tre plastiche più utilizzate al mondo sono: Polietilene (PE), Polipropilene (PP), Cloruro di Polivinile (PVC). Essendo resistente all acqua e ai batteri, la plastica non si decompone nell ambiente e può rimanere intatta per centinaia di anni; per questo motivo è fondamentale raccoglierla, separarla e riciclarla. Per permetterne l identificazione e il riciclo, ad ogni tipo di plastica viene assegnato un codice numerico. 1. Il Polietilene tereftlato (PET) è una plastica economica, deformabile e flessibile. Bottiglie e contenitori ad uso alimentare, fibre tessili. Rammollisce a 80 C, ma già a temperature inferiori può rilasciare sostanze nocive come l antimonio, pertanto non deve essere riscaldata, nè riutilizzata.

8 8 CAPITOLO 1. MATERIALI ORGANICI 2. Il Polietilene ad alta densità (HD-PE) è una plastica di buona qualità, compatta e rigida. Contenitori alimentari riutilizzabili, contenitori per detergenti, tappi di bottiglie, sacchetti per la spesa, tubazioni per l acqua, arredamenti per esterni, giocattoli. Rammollisce a 120 C, pertanto non deve essere utilizzata ad alte temperature. 3. Il Cloruro di polivinile (PVC) è una plastica di media qualità, molto resistente, esiste nelle versioni rigida e flessibile. Cavi elettrici, tubazioni per acqua, attrezzature sportive, componenti di automobili, infissi, teli, tende, palloni, gonfiabili, finta pelle. Decompone a 70 C, rilasciando sostanze tossiche come ftalati, diossina, acido cloridrico, pertanto non deve assolutamente essere riscaldato, bruciato, nè utilizzato a contatto con alimenti. 4. Il Polietilene a bassa densità (LD-PE) è una plastica di media qualità, morbida e flessibile. Contenitori compositi con cartone e alluminio, sacchetti per rifiuti, pellicole per alimenti, componenti del computer, schiuma per imballaggi, giocattoli e altri oggetti morbidi. Rammollisce a 80 C, pertanto va utilizzata a temperatura ambiente. Assieme al HD-PE è la plastica più sicura per uso alimentare. 5. Il Polipropilene (PP) è una plastica di buona qualità, opaca, rigida e resistente. Tubazioni per acqua e gas, utensili da cucina, paraurti per automobili, bicchieri, contenitori industriali, componenti elettrici, mobilio, cancelleria, contenitori alimentari, fibre tessili. Degrada a 100 C, e può contenere sostanze tossiche come ftalati. Meno tossico del PVC, lo sta gradualmente sostituendo in molte applicazioni. 6. Il Polistirene (PS) è una plastica economica, rigida, esiste nelle versioni compatta ed espansa. Isolante espanso, piatti e posate usa e getta, imballaggi, barattoli per uso alimentare, tazze, giocattoli, rasoi. Rammollisce a 100 C, e rilascia lo stirene, un monomero tossico. 7. Le Altre plastiche come Plexiglass, Policarbonato, Poliuretano, Nylon, Teflon, derivano da miscele di diversi monomeri e vengono utilizzate in particolari settori industriali. A differenza delle precedenti non sono riciclabili. Vetri infrangibili e antiproiettile, pneumatici per automobili, telefoni cellulari, gommapiuma, spugne, corde, CD e DVD, componenti elettronici, fibre ottiche, lenti ottiche, carte di credito, colle, nastri adesivi, rivestimenti antiaderenti, scontrini. Queste plastiche non sono adatte per l uso alimentare, e il contatto diretto và limitato, poichè sono fortemente nocive nel lungo periodo.