Capitolo 2 CARATTERIZZAZIONE FISICA E CHIMICA DELLE FIBRE UTILIZZATE

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Virginio Foti
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1 Capitolo 2 CARATTERIZZAZIONE FISICA E CHIMICA DELLE FIBRE UTILIZZATE

2 2.1 INTRODUZIONE In questo capitolo viene condotta un analisi fisica e chimica delle due fibre vegetali selezionate per lo studio di adesione. Sono raccolte le informazioni e le prove di caratterizzazione fisica e chimica delle fibre di ginestra odorosa e di juta condotte preliminarmente al loro utilizzo, ovvero l analisi microscopica, termogravimetrica, spettrofotometrica IR e calorimetrica. Per la juta, in particolare, si punterà l attenzione sull effetto dei processi meccanici e chimici che hanno portato a differenziare il suo comportamento meccanico nelle quattro tipologie prese in esame. Alla caratterizzazione del comportamento meccanico delle fibre è dedicato invece il capitolo successivo. Come premesso nel Cap.1, le fibre di ginestra e di juta sono fibre liberiane cioè del libro ricavate dallo stelo (o fusto o gambo) delle piante omonime, entrambe appartenenti alla classe delle Dicotilèdoni della divisione delle Angiosperme. Con il termine libro (dal latino librum, originariamente pellicola tra la corteccia ed il legno dell albero che, prima dell uso del papiro, serviva per scrivervi) in botanica si intende l insieme dei tessuti conduttori nutrizionali adibiti al trasporto della linfa elaborata dalle foglie a tutte le parti della pianta. In un senso commerciale piú ampio, invece, il corrispondente termine inglese bast fibers è usato per denotare le fibre ottenute, oltre che dal libro, anche dalla corteccia e dal periciclo. Spesso queste fibre sono denominate anche fibre tenere, per distinguerle dalle fibre di foglia dette dure ottenute dalle Monocotilèdoni. Le principali fibre liberiane in commercio sono la juta, il lino, la canapa e le fibre derivate dalla Hibiscus cannabinus (per es. il kenaf); attualmente la produzione annuale di fibre di juta sovrasta quella dell insieme di tutte le altre fibre liberiane [3]. Per comprenderne le proprietà è utile esaminare dettagliatamente la generica struttura istologica dello stelo delle piante dicotilèdoni. A tal proposito, si rimanda all App.B, dove sono descritte le caratteristiche morfologiche ed istologiche di questo organo della pianta, partendo da concetti e definizioni generali di natura botanica e biologica, e la struttura cellulare delle fibre, con un accenno finale ai metodi industriali di estrazione. 32

2.2 GINESTRA ODOROSA 2.2.1 La pianta La ginestra odorosa detta anche ginestra di Spagna o ginestra comune (Spartium Junceum Linneus, dal greco sparton = fune, per i rami fibrosi che servivano per

3 2.2 GINESTRA ODOROSA La pianta La ginestra odorosa detta anche ginestra di Spagna o ginestra comune (Spartium Junceum Linneus, dal greco sparton = fune, per i rami fibrosi che servivano per fare cordami) è un genere di arbusto sempreverde dicotilèdone appartenente alla sottofamiglia Papilionaceae delle Leguminose. Fig. 2.1 Arbusto di ginestra odorosa È una pianta legnosa originaria del bacino del Mediterraneo, dove vegeta allo stato spontaneo, ed è presente anche in Portogallo e nella zona atlantica del Marocco. In Italia cresce prevalentemente lungo i litorali centro-meridionali, ma si trova anche in alcune zone settentrionali fino al limite inferiore alpino. Propria dei luoghi aridi, cresce bene nei terreni calcarei ed argillosi a reazione alcalina; altrettanto bene anche se con minor vigore vegeta nei terreni neutri ed in quelli acidi provenienti dalla disgregazione delle arenarie. Agisce favorevolmente nei confronti della fertilità del suolo ed è una delle poche piante che tollerano la salsedine. 33

4 Per queste caratteristiche, oltre che per la sua resistenza a temperature estreme (da 30 C a +40 C) e per il fatto di possedere un apparato radicale sempre ben sviluppato, robusto e diffuso in profondità, provvisto di tubercoli fissatori dell azoto, è strumento prezioso per il consolidamento ed il rivestimento delle zone franose e sterili, quale che sia la loro natura geologica. La ginestra è dotata inoltre di un elevata capacità di ricaccio (ovvero di ricrescita degli steli una volta tagliati poco sopra il livello del terreno). Il ciclo vegetativo è di lunga durata, potendo protrarsi mediamente per 40 anni. Le sue vermene (fusto e foglie) trovano impiego nell industria per la produzione della carta ed in quella delle fibre tessili idonee alla fabbricazione di corde, spaghi e tessuti grossolani simili a quelli ottenuti con fibre di canapa, cotone, lino e juta; il taglio, effettuato annualmente da luglio fino all inverno, viene sospeso per un anno ogni 3-4 di sfruttamento. L aspetto della pianta, in generale, è di un piccolo arbusto alto cm; non è però infrequente il caso di alberetti di dimensioni maggiori, con un altezza di 4-5 metri. Il fusto è verde, cilindrico, eretto oppure ascendente, molto ramificato, con corteccia giallo-grigiastra, rami giunchiformi eretti, allungati, cilindrici, finemente striati, flessibili e leggermente pubescenti (dotati di leggera peluria esterna), di colore verde-glauco. Le foglie sono piccole (lunghe 1-3 cm), rare, consistenti, precocemente caduche, lineari-lanceolate, subsessili (prive di picciolo), glabre di sopra e cosparse inferiormente di piccoli peli schiacciati di colore verde scuro; cadono in estate quando comincia la stagione secca. I fiori, riuniti in lassi racemi apicali eretti, cioè posti all estremità dei rametti, hanno grandi corolle giallo-dorate brillanti e profumatissime in cui i petali laterali sono liberi e gli inferiori sono saldati in modo da lasciare scoperti gli stami ed il pistillo ed appaiono in gran numero da maggio a luglio. Il frutto è un legume lineare, allungato, compresso, sericeo (simile alla seta) dapprima, poi denudato, nero a maturità, della lunghezza di 4-8 cm e dalla larghezza di 5-7 mm; contiene piccoli semi ovoidi, bruni, lucenti e velenosi. Il legno è differenziato: l alburno è di colore biancastro ed il durame giallo-bruno; le cerchie annuali sono ben distinte; è omogeneo e relativamente pesante. 34

5 La pianta è stata coltivata finora essenzialmente a scopo ornamentale. La colitvazione di un ginestreto risulta abbastanza semplice, in quanto si ha la completa meccanizzazione di tutte le operazioni colturali, compresa la raccolta, per la quale sono in sperimentazione macchine semoventi che compiono contemporaneamente la cippatura e lo stoccaggio. Fig. 2.2 Fiori e steli di ginestra odorosa La ginestra odorosa fu coltivata su larga scala nell Italia meridionale ed in Sicilia nella seconda metà degli anni Trenta, in attuazione di direttive di politica autarchica. Attualmente, con l uso di tecnologie avanzate di preparazione del terreno e di materiale vivaistico di sicura provenienza genetica, si raggiungono valori di punta di produttività annua in vermene di 45 tonnellate a partire dal quinto anno. Considerando che il ciclo produttivo prevede la sospensione del taglio per un anno ogni tre-quattro anni, la produzione media annua si può valutare intorno a 40 tonnellate. Ai fini della resa in fibra, assume particolare rilevanza un alto valore del rapporto tra il peso secco degli steli e quello fresco della biomassa totale; nel caso della ginestra, tale rapporto presenta usualmente valori compresi tra il 33 ed il 48%. 35

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