CARTA

CARTA

(IX, p. 183; App. I, p. 372; II, I, p. 515; III, I, p. 313; IV, I, p. 375)

Lo sviluppo dell'industria cartaria mondiale, negli anni Ottanta, è stato ampiamente condizionato e orientato dai processi di adeguamento a fenomeni sia strutturali che congiunturali spesso di segno contrario. Così, per es., se la crisi petrolifera ha notevolmente influito sulla produzione globale di c. e cartoni nel quadriennio 1979-82, con un decremento del 2,2%, i processi innovativi rapidamente avviati hanno innescato un'estesa campagna di conservazione e recupero energetici, e allo stato attuale parecchie fabbriche integrate si sono rese praticamente indipendenti dal ricorso all'olio combustibile. Contemporaneamente si è anche proceduto a un generale ampliamento e ammodernamento delle strutture produttive; tale ristrutturazione di scala, collegata alla generale evoluzione tecnologica in atto, ha provocato un notevole incremento delle capacità produttive delle fabbriche di pasta e delle cartiere, con la diminuzione, per tonnellata di prodotto, sia dei costi d'investimento che di quelli per manodopera. Tutto ciò ha in definitiva comportato, sullo scorcio degli anni Ottanta, un nuovo slancio produttivo, ben alimentato dalla sostenuta richiesta di c., indice del ritrovato stato di buona salute della economia mondiale: il tasso di utilizzazione delle capacità installate ha sfiorato il 95%, sia per le fabbriche di pasta che per le cartiere.

Tuttavia, l'accresciuto livello produttivo e dimensionale ha dato origine a nuove problematiche strutturali: se la massima capacità produttiva di un bollitore per paste chimiche è oggi di 1500 t/giorno e se la velocità di una macchina continua per c. giornale è di 1500 m/min., in raffronto a 300 t/giorno e a 800 m/min. nel 1960, si deve considerare che un impianto di siffatte dimensioni − e con attrezzature sussidiarie quali le torri di sbianca, le macchine per il lavaggio della pasta, i forni per il recupero dei liscivi esausti, i pressapasta, ecc., ovviamente in scala − deve essere quotidianamente alimentato con circa 7000 t di legno fresco.

Più in generale, il forte incremento del consumo delle paste per c. continua a comportare una montante richiesta di materie prime fibrose; d'altra parte le sempre maggiori difficoltà di reperimento di fibre tradizionali, e, in misura minore ma certo non più trascurabile, l'accresciuta coscienza ecologica di base, hanno imposto non solo la necessità di sviluppare processi ad alta resa, ma anche quella di impiegare, negli stessi processi, specie vegetali precedentemente non utilizzate.

Materie prime per carta. - Le conifere, che sono state per lungo tempo la quasi esclusiva fonte di materia prima dell'industria cartaria, sono caratterizzate da un ciclo di taglio eccessivamente lungo, specie nei paesi nordici (Canada, Scandinavia, URSS); diviene pertanto indispensabile la graduale integrazione con specie a rapido accrescimento, intensivamente coltivate nelle fasce subtropicali. Nuovi cloni di Eucaliptus, a basso tenore in sostanze tanniche e a non elevata densità basale, vengono largamente coltivati in quei paesi (Spagna, Portogallo, Brasile), nei quali le particolari condizioni climatiche consentono il raggiungimento della maturazione in tempi dieci volte inferiori a quelli delle conifere utilizzate dalle industrie nordiche.

Per compensare la progressiva carenza delle tradizionali fonti di materie prime sarebbe inoltre auspicabile che venisse incrementata la sostituzione delle fibre cellulosiche da legno con quelle da piante annuali (canapa, kenaf, ecc.) e con quelle di alcuni residui agricoli, come il bagasso o la paglia di cereali.

Purtroppo, invece, a causa soprattutto dei problemi creati dall'inquinamento prodotto dagli effluenti delle fabbriche di paste chimiche, l'impiego della paglia di grano per la produzione di pasta chimica è stato ridotto a poche migliaia di tonnellate, mentre la disponibilità annua di questa materia prima sarebbe di parecchi milioni di tonnellate. Si deve anche osservare che il ricorso alla paglia è divenuto antieconomico, almeno nei paesi a economia avanzata, per l'inadeguatezza dei prezzi ai costi di raccolta, ammasso e trasporto. Non c'è dubbio che considerazioni economiche analoghe siano alla base del mancato passaggio dell'impiego delle fibre da piante annuali dalla scala sperimentale a quella industriale.

La paglia, che in Italia fino a pochi anni fa era utilizzata in quantità significative per la produzione di paste semichimiche per la fabbricazione di imballaggi in cartone ondulato, è stata del tutto sostituita con la c. di recupero mista, materia prima la cui raccolta, commercializzazione e uso si sono progressivamente estesi, a causa dei costi e dei consumi energetici limitati, e malgrado le inferiori caratteristiche qualitative del prodotto finito. Tuttavia, proprio il deterioramento qualitativo ha costituito il limite oggettivo a un più ampio ricorso al riciclaggio, nonostante gli auspici di un'opinione pubblica sempre più sensibile alle tematiche ambientalistiche; si deve però ritenere che i più recenti sviluppi nelle tecnologie di assortimento e di disinchiostrazione delle fibre di recupero consentiranno, a breve termine, di fabbricare c. di rapido consumo, come la c. giornale, con elevatissima percentuale di riciclo disinchiostrato. Anche la produzione del cartone ondulato potrà beneficiare di un ancor maggiore utilizzo del macero, attraverso lo sviluppo di nuovi processi di frazionamento, con l'avvio delle fibre secondarie più lunghe alla fabbricazione delle copertine esterne, e la destinazione di quelle più corte al centro di ondulazione. Si vanno pertanto stabilendo premesse tecnologiche che inducono a ritenere che più affinati processi di nobilitazione consentiranno sostanziali incrementi dei tassi di raccolta e di utilizzo del macero.

Paste per carta. - Oltre al costante progressivo depauperamento delle superfici forestali, un altro importante fattore che ha determinato lo sviluppo di nuove tecnologie per la produzione di paste per c. è stato la necessità di ridurre il grado d'inquinamento delle acque di scarico delle fabbriche di paste. La filosofia generale è stata quella di affrontare il problema alla sorgente, all'interno della fabbrica, e solo successivamente trasferirlo al trattamento degli effluenti, il costo del quale è stato in parte abbattuto con la chiusura dei cicli idrici. Ciò ha determinato anche un fortissimo risparmio nei consumi di acqua, dell'ordine dell'80÷90%.

Naturalmente, anche lo sviluppo di nuovi processi ad alta resa, a priori meno inquinanti, potrà, in prospettiva, contribuire alla soluzione dei problemi di approvvigionamento e di degradazione ambientale, che oggi maggiormente condizionano l'industria cartaria: si è quindi assistito al delinearsi e all'affermarsi della tendenza al più largo ricorso alle paste meccaniche, con particolare sviluppo di quelle chemimeccaniche (CMP) e chemitermomeccaniche (CTMP). Per la produzione di queste ultime si opera a temperature poco sopra ai 100°C, per tempi compresi tra i 10 e i 15 min., mentre alle corrispondenti pressioni si agisce con raffinatori a dischi sul legno preimpregnato con modeste quantità di liscivio.

Le paste CTMP sono attualmente considerate tra le materie prime per c. più interessanti, per i numerosi, sensibili vantaggi che presentano sugli altri tipi di paste. La produzione di una pasta CTMP richiede infatti un consumo di legno solo di poco superiore a quello richiesto per una pasta meccanica, che peraltro possiede caratteristiche decisamente inferiori; il consumo di legno è invece notevolmente più basso rispetto a quello di una pasta chimica (4,6 t di legno fresco per t di pasta chimica, contro 2,6 t per t di CTMP).

Le paste CTMP sono idonee alla fabbricazione di diversi tipi di c., possedendo discrete caratteristiche meccaniche e gradi di bianco; il processo consente inoltre la soddisfacente utilizzazione di un'ampia gamma di specie di latifoglie, finora poco impiegate per produrre paste ad alta resa, in quanto ritenute di caratteristiche fisiche inadeguate, e riduce, almeno in parte, i problemi d'inquinamento, in conseguenza della modesta concentrazione dei liscivi impiegati e della limitata quantità di materia organica solubilizzata.

Di particolare interesse per il nostro paese sarebbe, in quest'ambito, l'utilizzazione del legno di pioppo, che consentirebbe la produzione di paste CTMP utilizzabili, in maggior quantità della pasta meccanica, nella fabbricazione di c. da giornale, senza la necessità di doverla miscelare con le paste chimiche. Ciò consentirebbe, tra l'altro, di superare la crisi della pioppicoltura nazionale a vocazione cartaria, penalizzata dall'inadeguatezza delle proprietà meccaniche della pasta-legno da fibre corte alle velocità delle moderne macchine continue per c. e rotative per stampa.

Nel settore delle paste chimiche si vanno sperimentando processi meno inquinanti, come il NACO (soda-ossigeno) che prevede, con particolare attenzione alla reintroduzione dell'uso di piante annuali e di residui agricoli, un pretrattamento dell'essenza fibrosa con una soluzione diluita di idrato sodico, a temperatura modesta, con l'eliminazione di buona parte degli incrostanti solubili. Nella successiva fase di cottura il vegetale viene trattato con carbonato sodico, ottenuto dalla combustione del liscivio esausto in presenza di ossigeno. L'ossigeno dovrebbe in futuro provenire dalla successiva sbianca con ozono, quando la relativa tecnologia sarà definitivamente messa a punto.

Nuove tecnologie per la carta. - Nei processi d'imbianchimento si è ampiamente adottato il ricorso all'ossigeno, sia in fase iniziale prima della clorazione, che nelle successive fasi di estrazione alcalina: la possibilità di realizzare sia un consistente risparmio di prodotti chimici inquinanti che una riduzione del numero delle fasi di sbianca costituisce una forte incentivazione all'espansione dell'uso dell'ossigeno, anche perché non sono necessarie riconversioni impiantistiche.

Nei processi di fabbricazione della c. da stampa si è andata affermando, ben oltre la fase sperimentale, la collatura neutra o debolmente alcalina, in parziale e progressiva sostituzione della tradizionale collatura con colofonia e allume. Questo sviluppo è stato reso possibile dall'introduzione di sistemi polimerici semisintetici derivati dall'amido, già pronti all'uso in fase liquida, in concomitanza all'impiego del carbonato di calcio quale pigmento di carica. Oltre agli attesi benefici in termini di miglioramento qualitativo, di efficienza e di produzione, si sono riscontrati vistosi effetti benefici sui valori di ritenzione, spesso prossimi al 98%. I risparmi complessivi, che vanno dal minor costo di trattamento degli effluenti a una più facile gestione del riciclo dei fogliacci e dei rifili, superano i maggiori costi dei prodotti di collatura. Si deve infine sottolineare, in termini di economia globale, il grande vantaggio di prospettiva associato alla notevole durevolezza delle c. collate in ambiente non acido e con riserva interna di alcali: è infatti una recente e amara scoperta la necessità di dover provvedere a costosissimi processi o di restauro o di riproduzione praticamente di tutto il patrimonio bibliografico mondiale realizzato su c. prodotta con collatura acida tradizionale.

Nel campo del progresso tecnologico delle macchine per c. sono da segnalare: l'introduzione della doppia tela per impedire la formazione dell'effetto di doppio viso; lo sviluppo di nuove macchine molto veloci a elevato drenaggio per la fabbricazione di c. soffici, porose e assorbenti per usi igienici (tissue), l'uso delle quali è in fortissima espansione in collegamento ai più elevati livelli di vita; nuovi metodi di essiccamento con asportazione delle condense in seccheria.

Più in generale, coerentemente con le tendenze da tempo in atto in tutti i settori industriali, si è assistito, negli anni Ottanta, al progressivo ingresso nelle fabbriche di paste e nelle cartiere, di tecnologie computerizzate, che conducono al controllo integrato, produttivo e gestionale, per mezzo di microprocessori dedicati, dalla fase di sminuzzatura del legno a quella dell'allestimento del prodotto finito.

Produzione e consumo. - La produzione globale di c. e cartoni è passata da circa 152 milioni a quasi 216 milioni di t nel periodo 1975-87, con un incremento medio annuo del 2,8%; questo valore relativamente basso è giustificato dal periodo recessivo collegato alla crisi petrolifera, poiché i dati riferiti al solo quinquennio 1983-87 mostrano un incremento medio annuo del 4,3%. I dati produttivi acquistano tutt'altra rilevanza in termini di aumento netto di produttività, poiché nel periodo in esame è molto cambiata la struttura del settore, con forte contrazione dell'occupazione e drastica riduzione del numero degli stabilimenti operativi; è inoltre aumentata la dimensione media degli impianti, con diffusi potenziamenti o chiusura di quelli delle classi di produzione inferiore alle 50.000 t/anno, e deciso incremento nelle classi superiori.

Le aree produttive tradizionalmente attive non sono sostanzialmente mutate, anche se si registrano cambiamenti significativi nelle quote relative: la produzione cumulativa dei paesi industrializzati (CEE, EFTA, COMECON, Nordamerica e Giappone) rappresentava nel 1978 l'88,8% del totale mondiale, ma ne costituisce l'82,5% nel 1987, dato che si evidenzia un più alto tasso di crescita nei paesi in via di sviluppo. La produzione nordamericana di c. e cartoni passa da una quota del 45% nel 1975 a quella del 38,8% nel 1987, con gli USA ancora saldamente attestati nel ruolo di primo produttore mondiale, ma con sorprendenti variazioni nelle posizioni di rincalzo: il Giappone ha superato il Canada al secondo posto, la Cina si attesta al quarto, davanti a URSS, Repubblica Federale di Germania, Finlandia e Svezia.

Nel campo della produzione delle paste la situazione in atto registra variazioni meno marcate, non essendo il medio periodo sufficiente a produrre cambiamenti strutturali profondi in questo settore, nel quale l'area nordamericana fornisce ancora la metà della produzione mondiale.

I flussi commerciali delle paste e delle c. non hanno subìto, nel loro complesso, forti variazioni direzionali, anche se si sta delineando una netta tendenza del mercato a superare le regionalizzazioni e a divenire globale; d'altra parte è la stessa espansione del commercio, raddoppiato in 15 anni a fronte di un aumento produttivo di un terzo, a rendere obbligatoria una circolazione più ampia.

Per quanto riguarda l'Italia, il consumo pro capite annuo ha subìto un sensibile incremento negli ultimi dieci anni, passando da 65 kg a 100. La produzione non ha assunto lo stesso ritmo di crescita del consumo apparente, ed è quindi aumentato il ricorso all'importazione, principalmente concentrata nel settore delle paste chimiche. I dati di base 1988, a fronte di una produzione totale di 703.000 t di paste meccaniche, chimiche e semichimiche, ne registrano un'importazione netta di 2.196.000 t, il 93% delle quali costituite da paste chimiche. Sono poi da aggiungere le importazioni nette di 840.000 t di c. e cartoni e di 774.000 t di macero.

Le importazioni italiane di paste attingono per il 37,5% al mercato nordamericano, per il 25% a quello scandinavo e per il 19% ai paesi CEE, verso i quali, peraltro, è attivo il saldo commerciale per c. e cartoni, principali nostri fornitori dei quali sono nell'ordine i paesi scandinavi, l'Austria, gli USA, la Iugoslavia e il Brasile.

Bibl.: J. P. Casey, Pulp and paper. Chemistry and chemical technology, New York 1981³; J. E. Kline, Paper and paperboard manufactoring and converting fundamental, San Francisco 1982; J. A. Clark, Pulp technology and treatment for paper, ivi 1985²; A. J. Bristow, Paper. Structure and properties, New York 1986.