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la carta
ricerca di Jacopo Bonaventura
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| da http://www. bonaventuranet.it /bonaventura/jacopo/ricerche/carta/index.asp la carta ricerca di Jacopo Bonaventura |
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carta La carta è un foglio di fibre intrecciate, generalmente fibre di cellulosa ottenuta dalle piante, ma talvolta da stracci di stoffa o di altri materiali fibrosi, che viene formato impastando le fibre e facendole infeltrire fino a ottenere una superficie solida. (da: Enciclopedia Multimediale Virtualis a cura di e.BisMedia © 2002 Motta Editore) |
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| la storia La scrittura è stata inventata circa 5500 anni fa dai sumeri, un popolo dedito all'agricoltura e che viveva nell'antica Mesopotamia. Eppure la carta è stata inventata migliaia di anni dopo. Dove scrivevano gli uomini prima della sua invenzione? ¬ le tavolette di argilla Come supporto per i loro testi, i sumeri usavano tavolette d'argilla sulle quali, finchè erano ancora abbastanza umide e tenere, incidevano figure o simboli. Queste tavolette venivano poi lasciate seccare, così che i segni impressi si potevano mantenere per lunghissimo tempo. L'unico pericolo era dovuto all'acqua che poteva rovinare le tavolette. Quando invece scoppiava un incendio, le tavolette d'argilla subivano una cottura che le trasformava in terra cotta, un materiale inalterabile da parte dell'acqua e in grado di durare per migliaia di anni. Gli incendi che a causa di incidenti o di guerre ogni tanto colpivano gli archivi di questi antichi popoli hanno permesso la conservazione di migliaia di tavolette cuneiformi fino ai nostri giorni. ¬ il papiro Poco tempo dopo i sumeri, gli egizi svilupparono la loro scrittura. Essi presero alcuni dei propri simboli dai sumeri, ma ne inventarono molti altri, componendo una scrittura originale. Una delle più importanti invenzioni degli egizi fu il papiro, un supporto che comincia ad avere qualche somiglianza con la carta. Il papiro prende il nome dalla pianta da cui viene ricavato. Dallo stelo spugnoso di questa pianta, gli egizi ricavavano sottili strisce che affiancavano l'una all'altra sovrapponendole in parte. Successivamente, sul primo strato sovrapponevano un secondo strato di strisce affiancate, disponendole in senso trasversale rispetto a quelle sottostanti. I collanti naturali presenti nei tessuti di questa pianta favorivano l'adesione delle strisce. Ad un foglio, spesso ne venivano congiunti altri, ottenendo strisce che potevano essere lunghe anche diversi metri e che venivano arrotolate in volumi. Parte della produzione di papiri veniva venduta in tutto il Mediterraneo. A causa della crisi politica ed economica che colpì la società egizia negli ultimi secoli prima della nascita di Cristo, la produzione di papiri diminuì. ¬ la pergamena Nella città greca di Pergamo, come supporto per la scrittura si cominciò ad utilizzare la pelle di pecora. Da una sola pelle, si potevano ricavare diversi fogli perchè era possibile separarne più strati. I fogli venivano raschiati dai resti di grasso e di carne, poi venivano messi ad asciugare su telai che li tenevano tesi. Il prodotto finale era la pergamena, un materiale molto adatto per la scrittura e che venne utilizzato in Europa durante tutto il medioevo, fino all'introduzione della carta. Una vecchia pergamena poteva essere raschiata dalla scrittura precedente e poteva quindi essere anche riutilizzata. In questo modo, però, si sono perse importanti opere di autori greci e latini. ¬ la carta Secondo i cinesi, la carta fu inventata nel 105 d.C. da un funzionario dell'imperatore, ma recenti ritrovamenti archeologici hanno dimostrato che la carta era già usata in Cina almeno duecento anni prima. I cinesi usarono grandi quantità di carta fabbricata a partire da stracci e da fibre vegetali ricavate da canapa, bambù, gelso, salice, etc. L'uso della carta venne diffuso da monaci buddisti in molti paesi orientali. Nel 751 d.C. gli arabi sconfissero i cinesi in battaglia. Fra i prigionieri, c'erano anche degli operai di cartiere che insegnarono la tecnica di fabbricazione della carta agli arabi. Poco tempo dopo, Samarcanda divenne un importante centro di produzione della carta. Come materia prima, gli arabi usavano stracci di lino e canapa. Qualche secolo dopo, l'arte della fabbricazione della carta arrivò in Egitto, poi in Marocco e da qui in Spagna. La prima cartiera spagnola fu aperta nel 1009. La lavorazione della carta giunse in Italia verso il 1200 e come riporta Corinna Praga nel volume La via della carta il primo documento riguardante la carta, riferito all'Italia, è del 1221: si tratta di una protesta di Federico II contro la carta di cotone a vantaggio dell'antico uso della pergamena. Nel 1250, l'Italia diventò il maggiore produttore di carta, che veniva esportata in molti paesi europei. Per rendere la carta meno assorbente, gli arabi usavano colle di origine vegetale, ma questa carta veniva aggredita da muffe e si degradava rapidamente. Usando colle di origine animale, gli italiani migliorarono molto la qualità della carta e la sua durata potè raggiungere numerosi secoli. Si conoscono infatti documenti di carta ancora in ottimo stato dopo oltre 700 anni dalla loro produzione. Un importante centro italiano per la fabbricazione della carta fu Fabriano. In circa tre secoli, dall'Italia la tecnica della fabbricazione della carta si diffuse in tutta l'Europa e poi nelle Americhe. ¬ l'uso del legno per la preparazione della cartaAll'inizio, gli arabi e gli europei fabbricavano la carta partendo da stracci. Man mano che il tempo passava, la richiesta di carta aumentava rapidamente, tanto che ad un certo punto, gli stracci non bastarono più. Nella ricerca di un sostituto degli stracci, nel 1719 un francese suggerì di provare ad usare il legno per fabbricare la carta. Le prove che vennero fatte ebbero esito positivo e da allora il legno è diventato la principale materia prima per la fabbricazione della carta. All'inizio del 1800, i francesi e gli inglesi cominciarono a costruire macchine per la produzione continua di carta. Le macchine continue sono fornite di un setaccio a forma di tappeto mobile che preleva uno strato continuo di fibre di cellulosa. Durante il suo cammino, al nastro di carta in via di formazione vengono aggiunte colle, cariche minerali e altre sostanze, quindi viene spremuto dall'acqua in eccesso, asciugato e rullato. Alla fine, viene raccolto in grandi bobine ed inviato alle fabbriche che lo trasformano in giornali, quaderni e numerosi altri prodotti. Il miglioramento delle macchine nella produzione della carta è stato incessante: nel 1800 fabbricare una tonnellata di carta erano necessarie circa 4000 ore di lavorazione, mentre oggi, a seconda delle caratteristiche che si vogliono ottenere, ne servono da due a venti; le macchine attuali continue hanno una velocità che si aggira intorno ai 1500-2000 metri al minuto: ciò significa che ogni secondo si riesce a produrre fino a 30 metri di carta per una lunghezza di 10 metri. |
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| la produzione di cellulosa La cellulosa viene prodotta per estrazione dal legno, tramite procedimenti di diversa natura si elimina la lignina e l’emicellulosa. ¬ il legno e sua preparazione Il legno che si usa per produrre la cellulosa deve rispettare alcune caratteristiche, ossia: - deve avere una età determinata, che rappresenti il miglior compromesso possibile tra elevato contenuto di cellulosa e il basso contenuto di lignina; - deve essere di qualità omogenea, infatti le dimensioni, le resistenze meccaniche e le caratteriste chimico fisiche delle fibre dei diversi alberi sono assai differenti tra loro. Risulta pertanto evidente che la cellulosa deve essere prodotta il più possibile utilizzando legno coltivato per questo uso. Per produrre la cellulosa la prima operazione industriale è la preparazione del legno. Si procede alla pulitura ed alla rimozione della corteccia in quanto questa è composta prevalentemente di lignina, successivamente si avviano i tronchi alla cippatura ossia alla loro riduzione in pezzi di dimensioni di pochi centimetri. Il cippato viene poi inviato ai bollitori dove esso viene cotto al fine di ridurlo in fibre. ¬ estrazione della cellulosa Il legno, come già detto è composto per la maggior parte di due sostanze organiche, ossia costruite attorno ad atomi di carbonio: la cellulosa, che è localizzata nei bordi delle cellule vegetali ed è la materia necessaria per produrre la carta e la lignina che è costituita da una molecola complessa e che costituisce il collante tra le cellule di cellulosa e conferisce la rigidità al legno. Per convertire il legno in cellulosa occorre separare la cellulosa dalla lignina. Per separare la cellulosa dagli altri componenti viene utilizzato, durante la cottura, un liscivo. Il liscivo è il reagente chimico che a certe temperature e pressioni scioglie i vari elementi che compongono il legno, senza però intaccare le qualità della cellulosa. Il liscivo può essere di due tipi: - alla soda e solfato, usato principalmente in America - al bisolfito di calcio, usato principalmente in Europa dove è più facile l'approvigionamento di calcio. Per una certa quantità di legno secco la resa in fibra della cellulosa è del 40-45%. Le caratteristiche cartarie della cellulosa sono ottime dal punto di vista qualitativo, sia come resistenze meccaniche che come grado di purezza e di bianco raggiungibile. Le carte di pura cellulosa sono quasi illimitatamente durevoli nel tempo e, non contenendo lignina, ingialliscono in modo trascurabile. ¬ operazioni di raffinamento Dopo il processo di cottura tramite la lisciva, che genera una prima separazione grossolana, dall'80 all'85% occorre procedere al processo di imbianchimento della pasta ottenuta. Ossia per poter garantire una carta con maggiore durata, migliore resistenza meccanica e maggiore grado di bianco occorre eliminare, per quanto possibile, l’ulteriore residuo di lignina. La raffinazione è un processo duplice di compressione e di sfregamento cui sono assoggettate le fibre che, così elementarizzate, vengono poi lavate, assortite per eliminare eventuali fasci di fibre incotte od altre impurità e quindi convogliate nelle torri di imbianchimento. ¬ imbiancamento Tramite processo di ossidazione con cloro o più recentemente, con acqua ossigenata, le fibre sono sbiancate per essere utilizzate in carte bianche. I processi di imbianchimento più utilizzati fino a circa dieci anni or sono nella produzione di cellulosa erano i procedimenti a base di cloro. Questa fase della produzione della cellulosa rappresenta sicuramente uno dei maggiori impatti ambientali legati alla produzione della carta. Nel processo di imbianchimento infatti, nel caso di uso di cloro si producono diossine. ¬ trattamento finale del liscivo Il liscivo di cottura viene concentrato per recuperare i prodotti chimici in esso disciolti e la lignina che sotto forma di lignin solfonato è utilizzata anche come collante per la produzione di pannelli truciolari. |
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| la produzione della carta Prima di descrivere brevemente il processo di produzione della carta si deve ricordare che la pasta di cellulosa non è l'unico prodotto base per la sua fabbricazione. ¬ la pasta legno La pasta legno può considerarsi come il primo succedaneo degli stracci nella storia della carta. Essa fu ottenuta su scala industriale già nel 1843. La pasta legno viene preparata in via puramente meccanica dal legno. Le sue caratteristiche sono pertanto nettamente inferiori alla cellulosa essa contiene infatti tutte le parti incrostanti del legno ed in particolare la lignina. Il legno viene prima scortecciato e poi avviato a degli sfibratori che attraverso l’azione meccanica di una mola lo riducono in fibra. La pasta legno viene impiegata in quasi tutte le carte anche se a causa della lignina la percentuale che si può impiegare nella carta non supera il 20-30% . ¬ le cellulose semichimiche Si chiamano cellulose semichimiche delle materie prime fibrose usate per la produzione della carta che si ottengono mediante due trattamenti di cui il primo è chimico ed il secondo meccanico. Le cellulose semichimiche rappresentano un anello intermedio tra la pasta legno e la cellulosa. La loro produzione ha consentito di disporre di una materia prima economica e di ottime caratteristiche. Esse hanno trovato largo impiego nelle carte da imballaggio e da giornale mentre sono scarsamente applicabili nelle carte pregiate. La principale differenza tra la cellulosa e la semichimica è che nello stadio di bollitura si opera a temperature meno elevate ed a concentrazioni di liscivo più basse, conseguentemente la rimozione della lignina è meno spinta. Normalmente le semichimiche non vengono imbianchite. ¬ processo di produzione della carta La pasta di cellulosa viene diluita in acqua ottenedo un liquido con una concentrazione di fibre del 2% circa che viene poi pompato nella cassa d’afflusso che è la parte iniziale della macchina continua. La macchina continua è l’impianto che produce la carta ed è costituita dalle seguenti sezioni: - una parte di introduzione dell’impasto dove esso subisce una prima perdita di acqua per gravità, chiamata tavola piana; - una parte di spremitura dell’acqua chiamata sezione presse dove in modo meccanico si elimina ulteriormente l’acqua; - una parte di asciugatura vera e propria chiamata seccheria dove attraverso il contatto con cilindri riscaldati a temperature elevate evapora l’acqua residua; - un arrotolatore dove si avvolge il foglio che viene prodotto in modo continuo dalla macchina. In Italia la situazione relativa alla produzione della carta risulta particolarmente sfavorevole: si pensi che il 90% della cellulosa occorrente ad alimentare la nostra industria cartaria è di provenienza straniera. |
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| effetti negativi della produzione ¬ l'uso di cloro Come abbiamo visto, la produzione di cellulosa vede usare il cloro nella fase di imbianchimento della pasta. Nel 1992 i produttori mondiali di cellulosa si impegnarono ad eliminare le cellulose imbianchite con cloro entro il 2003. In questa direzione sono stati fatti notevoli passi in Europa dove le emissioni di cloro sono state ridotte negli ultimi 10 anni del 90% ed il cloro residuo contenuto nelle cellulose è stato ridotto dell’80%. Il contenuto di cloro nelle cellulose e conseguentemente nelle carte è particolarmente pericoloso in quanto come accennato in precedenza in fase di lavorazione produce come composto indesiderato le diossine; questa reazione chimica è ancora più grave qualora la carta venga distrutta per combustione. ¬ il consumo di acqua L’acqua è un elemento indispensabile per la produzione della cellulosa e della carta. Nelle fabbriche di cellulosa essa viene usata sia come diluizione che come lavaggio, mentre nella produzione di carta essa è impiegata principalmente per spappolare la cellulosa e per diluire gli impasti. Negli ultimi 25 anni la tecnologia cartaria ha introdotto il concetto di ciclo chiuso delle acque ossia mentre alcuni anni orsono l’acqua utilizzata veniva poi scaricata oggi la si rimette in circolo internamente previa depurazione. Sono tuttavia inevitabili le perdite dovute all’evaporazione di una parte dell’acqua impiegata. Questa tecnologia ormai assai diffusa ha permesso una drastica riduzione dell’acqua usata: nel 1970 servivano circa 115 mc di acqua per produrre una tonnellata di carta, oggi ne bastano 25. ¬ il consumo di energia La riduzione dei consumi di energia nell’industria cartaria è stata sempre perseguita con determinazione, anche perché i costi dell’energia rappresentano il 30% del costo complessivo della carta. Ma il vero salto di qualità nel risparmio energetico avviene con l’uso di fibre riciclate. In funzione del tipo di carta che si produce, in particolar modo se essa e imbianchita con procedimenti di disinchiostratura o no, il risparmio per tonnellata prodotta è valutabile tra il 25 ed il 50%. ¬ il consumo di legno Nel mondo vengono usati ogni anno 278.800.000 tonnellate di legno per produrre la carta che si consuma, esse sono pari a circa 630.000.000 di metri cubi. Secondo stime credibili elaborate dalla C.E.P.I. (Confederation of European Paper Industries) il 92% del legno impiegato nella produzione della cellulosa e conseguentemente della carta è di origine coltivata e soltanto l’8% proviene da foresta vergine. Il contributo che l’industria cartaria mondiale dà alla deforestazione del pianeta è quindi assai modesto e diventa irrilevante quando si considera l’incremento della foresta generato dalla coltivazione di alberi finalizzata alla produzione di cellulosa. In Europa si valuta che tra il 1990 ed il 2020 i metri cubi di legno in foresta aumentino da 630 milioni a 690 milioni ossia del 9,5%, analoga stima per il Nord America prevede un aumento del 15% nell’analogo periodo. Questo non significa che non ha senso risparmiare le fibre vergini ma semplicemente che l’impatto ambientale legato al consumo del legno non è la deforestazione bensì l’impoverimento dei terreni dovuto ad eccesso di sfruttamento e l’inquinamento generato dalla massiccia fertilizzazione delle foreste coltivate. |
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| il riciclaggio della carta Gli alberi sono la risorsa primaria per fabbricare carta con una serie di procedimenti altamente inquinanti; per una tonnellata di carta, equivalente al consumo medio annuale di 3 cittadini, occorrono circa 17 alberi; cioè, 57.000.000 di italiani diviso 3 = 19.000.000 di tonnellate di carta; quindi, 19 milioni moltiplicato 17 alberi = più di 300 milioni di alberi. In Italia attualmente quasi 1/3 dei Rifiuti Solidi Urbani, che sono circa 30.000.000 di tonnellate, è rappresentato da carta e cartone; ogni anno oltre 6 milioni di tonnellate di materiale cartaceo vengono gettate in discarica. Ma carta e cartone possono essere riciclati fino a 7 volte prima che la cellulosa, di cui sono costituiti, perda le caratteristiche chimico-fisiche che la rendono idonea alla produzione cartacea, per cui la raccolta differenziata deve privilegiare deve essere migliorata per evitare l'importazione di forti quantitativi di carta da macero dall'estero. La carta è formata da fibre di cellulosa tenute insieme da collanti. A mano, oppure per mezzo di apposite macchine, è possibile separare le fibre della carta le une dalle altre e riutilizzarle per fabbricare nuova carta. Nei processi industriali di riciclo di carta stampata, viene spesso realizzato un trattamento di disinchiostratura per schiarirla. Riciclare la carta consente: 1) un notevole risparmio energetico:meno acqua ed energia rispetto a quelle necessarie alla nuova produzione; 2) di ridurre l'esigenza di legname, contribuendo così alla salvaguardia dei boschi; 3)di diminuire il volume dei Rifiuti Solidi Urbani avviati in discarica con un risparmio di circa 50 milioni di Euroi l'anno solo per lo smaltimento in discarica. Che cosa vuol dire riciclare la carta? Come sapete, per produrre carta è necessario tagliare alberi. Data la grande quantità di carta utilizzata nel mondo (circa 300 milioni di tonnellate), ogni anno vengono tagliate intere foreste. Questo costituisce un danno per la natura. Se questo non bastasse, quando la carta non serve più viene spesso buttata in discariche, ma in parte finisce anche nell'ambiente, contribuendo ad inquinarlo. Riciclare la carta significa ridurre sia il numero degli alberi tagliati che l'inquinamento dell'ambiente. Perchè si usa il termine di riciclo? Normalmente, per fabbricare carta tagliamo alberi e, dopo averla usata, la buttiamo via. Come illustrato questo corrisponde ad un movimento lineare che va dalla foresta alla discarica. Se invece, per fabbricare carta utilizziamo anche carta già usata, quest'ultima, anzichè andare in discarica, torna in commercio. Questo corrisponde a un movimento circolare che vede una parte della carta usata tornare alle cartiere e poi nuovamente in commercio. Questo movimento circolare può essere ripetuto più volte ottenendo l'importante vantaggio di ridurre notevolmente i danni alla natura. La produzione di carta riciclata non inquina purché le cartiere abbiano attrezzature adeguate per il trattamento sia delle carte da macero che delle acque di scarico e dei residui di lavorazione. Importante sottolineare, a conferma della ecocompatibilità della produzione delle carte riciclate, che i residui di lavorazione (fanghi) possono essere riutilizzati in più settori: industria laterizi, lavori stradali come sottofondi, per emendanti agricoli. Per concludere, in un mondo di "usa e getta" la filosofia di "usa e riusa" trova spazio anche nell'industria della carta e con risultati positivi perché permette la valorizzazione di materiali e prodotti alternativi. Durante la mia ricerca ho trovato anche un'opinione contro il riciclaggio della carta e la riporto qui di seguito: Il riciclaggio cambia la natura dell'inquinamento, non lo elimina, di Carlo Stagnaro. "Riciclare i rifiuti" e' una sorta di dogma che nessuno oserebbe mai mettere in dubbio. Riciclare conviene, fa bene all'ambiente, e consente di dribblare il problema delle discariche - con le loro pericolose esalazioni. Questo afferma la saggezza comune. Ma se si guarda appena sotto la superficie, la verita' e' ben altra: spesso, anche se non sempre, il riciclaggio costa piu' dello smaltimento e rischia di essere meno sostenibile dal punto di vista ecologico. "Affermare che il riciclaggio e' un provvedimento a zero impatto ambientale e' errato - spiega Daniel Benjamin, economista della Clemson University e senior associate presso il think tank americano PERC ("Property and Environment Research Center") - In realta', non esistono azioni a impatto nullo. Quello che accade e' che si cambia la natura dell'inquinamento: occorre dunque scegliere che tipo di inquinanti e' meno dannoso prima di potersi pronunciare a favore, o contro, il riciclaggio". Per esempio, il riciclaggio della carta implica l'utilizzo di solventi chimici per "schiarire" i fogli usati: il trade off e' tra lo stoccaggio di montagne di carta in una discarica e la produzione di scarti di lavorazione che possono essere altamente inquinanti. Inoltre, prosegue Benjamin, una stima accurate dei costi mostra che il riciclaggio non e', in generale, conveniente. Ogni tonnellata di rifiuti posta in discarica richiede la spesa di 35 dollari per lo stoccaggio piu' 71 per la raccolta e il trasporto: totale, 106 dollari. La raccolta differenziata (premessa indispensabile del riciclaggio) costa 205 dollari, a cui debbono esserne sottratti 51 (i proventi della reimmissione sul mercato dei materiali riciclati). In tutto: 154 dollari. Il riciclaggio costa, in media, il 50% in piu': un differenziale coperto grazie a un massiccio impiego di denaro pubblico. Naturalmente, varrebbe la pena di aprire i cordoni della borsa se il riciclaggio consentisse di evitare gli effetti sanitari potenzialmente negativi che vengono sovente imputati alla presenza d'una discarica. Ma e' la stessa Agenzia americana per l'ambiente a riconoscere che il rischio di contrarre tumori o altre malattie degenerative e' infimo. In altre parole, non v'e' alcuna prova scientifica che le discariche moderne siano all'origine di questi mali; spendere una quantita' di quattrini per sbarazzarsene significa sottrarre tali risorse ad altri scopi piu' nobili: per esempio, affrontare minacce serie, reali e provate alla salute umana. "Questo non significa che il riciclaggio sia sempre sbagliato. Per esempio, quando il prezzo dello stoccaggio in discarica e' alto, esso puo' essere un'alternativa efficiente - conclude Benjamin - La decisione deve pero' essere affidata, in ultima istanza, agli individui o alle comunita' locali, cioe' sottratta al controllo politico, e basarsi su una comparazione dei costi e dei benefici, includendo naturalmente le ricadute sull'ambiente." (Da Finanza & Mercati, 1 luglio 2004) |
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| musei Presso Acquasanta è ospitato un Museo della Carta, in una ex cartiera del 1756 denominata Sbaragia. Un altro museo della carta si trova a Pescia. |
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