Legno

Legno

Storicamente, l'ampia disponibilità e le proprietà caratteristiche di questa materia prima ne hanno fatto il materiale naturale per eccellenza in numerose attività umane quali l'edilizia, la fabbricazione di mobili, attrezzi, veicoli e oggetti di varia natura. Con l'evolversi delle esigenze umane e il perfezionarsi di tecnologie atte a ingegnerizzare la materia prima l., la diffusione di tale materiale si è estesa a una moltitudine di impieghi e usi differenti.

Il l. può definirsi come la sostanza densa fibrosa che costituisce la maggior parte di un albero. È costituito per più del 90% da cellulosa, lignina ed emicellulosa contenuti in una struttura cellulare. La quantità relativa dei costituenti determina le caratteristiche del l., quali la densità, la rigidezza e la durezza e, pertanto, le possibili applicazioni. Il l. è una risorsa rinnovabile. Si trova dovunque e può essere prodotto in quantità ragionevole per il consumo futuro.

È disponibile come materia prima grezza in una moltitudine di specie, dimensioni, forme e condizioni. Possiede eccellenti proprietà quali l'elevato rapporto tra resistenza meccanica e peso specifico, è un buon isolante termico, elettrico e acustico, tende a smorzare le vibrazioni, è piacevole esteticamente e la sua finitura può essere migliorata mediante impiego di vernici e smacchiatori.

Il l. è inoltre lavorabile mediante processi di asportazione di truciolo e/o complesse procedure di plasticizzazione e curvatura, può essere sottoposto a processi di assemblaggio e/o incollaggio, può essere migliorato in termini di durevolezza e resistenza agli agenti esterni mediante trattamenti di essiccazione e conservazione. Può essere reso ignifugo e resistente all'ossidazione e a numerosi agenti corrosivi. Inoltre, può combinarsi virtualmente con qualunque altra materia prima per dare luogo a nuovi materiali con impieghi estetici e funzionali. Il l., infine, può anche essere riparato o restaurato in caso di danni strutturali o alterazioni dell'aspetto estetico.

Lo stato della materia prima legno

Lo stato di conservazione del patrimonio forestale mondiale è strettamente dipendente da aspetti economici, politici e socioculturali locali. Se nei Paesi sviluppati è pienamente definito il concetto di tutela del patrimonio forestale e di prelievo della materia prima l. compatibile con i cicli biologici di popolamento, nelle zone depresse e nei Paesi in via di sviluppo sono ancora in atto manovre speculative associate a uno sfruttamento indiscriminato delle risorse ambientali e al progressivo degrado di aree incontaminate. Nel 1990 si stimò che il 15% della foresta amazzonica era già stato completamente distrutto e che, al ritmo di distruzione del precedente ventennio (circa 20.000 km² ogni anno), nel 2030 tale cifra avrebbe potuto raddoppiare o addirittura triplicare. Scenari ancora più drammatici sono stati ipotizzati per il patrimonio forestale siberiano, definito ridimensionato in numero e gravemente compromesso, e per ampie zone di foresta equatoriale africana e del Sud-Est asiatico.

Presa coscienza dell'evoluzione del patrimonio forestale, si sono intensificati gli sforzi per definire manovre d'intervento per la sua tutela. Alla fine degli anni Novanta la definizione di linee guida comuni per lo sfruttamento sostenibile delle risorse forestali era migliorata, anche se l'applicazione pratica delle stesse rimaneva ancora una sfida. Interessi economici contrastanti, corruzione, opportunismo, povertà e ignoranza rappresentavano le principali minacce per la tutela delle risorse forestali, ostacolando i processi di recupero, le opportunità di sviluppo, l'identificazione dei problemi concernenti la biosicurezza e gli accordi di cooperazione in caso di gravi emergenze (grandi incendi, contaminazioni ecc.). Nel decennio 1990-2000, numerosi sono stati gli sforzi per mettere in pratica i paradigmi dello sviluppo forestale sostenibile. Attività di cooperazione tra un crescente numero di comu-nità e di organizzazioni internazionali governative e non governative per il recupero del patrimonio forestale sono state avviate con il preciso obiettivo di fungere da modello per la concretizzazione di piani politici in interventi pratici. In Asia, sono stati istituiti premi di riconoscimento per enti privati e pubblici che operavano gestioni esemplari dei patrimoni forestali. In numerose zone depresse (Kenya, Nepal, Isole Galapagos, Ruanda) sono state avviate iniziative per sviluppare l'eco-turismo e far prendere coscienza alle amministrazioni locali e ai privati delle opportunità dei proventi connessi.

Tali sforzi sono stati premiati dai dati sullo stato del patrimonio boschivo dell'ultimo decennio monitorato (1990-2000). Su base mondiale, si sono riscontrate, infatti, riduzioni del patrimonio boschivo dello 0,2%. In nessun continente la riduzione ha superato l'1% e anche il dato africano di una riduzione soltanto dello 0,8% risulta incoraggiante. A tale dato, si affiancano quelli dei Paesi sviluppati: in Nord America si è registrata una riduzione fisiologica del patrimonio forestale dello 0,1%; in Europa, addirittura, si è registrato un aumento dello 0,1%. Ulteriori informazioni possono essere desunte se i dati si esaminano su base locale: sul bilancio dello stato del patrimonio forestale del-l'America Latina (−0,6%) pesano i dati che mostrano una riduzione di circa il 5% in Paesi come Haiti e Salvador. In Africa pesano i dati di Paesi quali Togo (−3,4%), Niger (−3,7%), Ruanda (−3,9%) e, soprattutto, Burundi (−9%).

Tali dati, estremamente negativi, sono sempre associabili a situazioni d'instabilità politica, malessere sociale e a guerre intestine devastanti. In Europa, i dati sullo stato del patrimonio forestale fanno segnare uno stop solo in Albania (−0,3%) e in Serbia e Montenegro (−0,1%). Tutti gli altri Paesi hanno fatto segnalare incrementi nel patrimonio forestale. L'Italia ha fatto registrare un +0,3%. Si tenga presente che i dati proposti non considerano la realtà russa, il cui patrimonio forestale si ritiene essere stato oggetto negli anni in esame di sfruttamento indiscriminato e sottoposto a devastazioni dovute a un drammatico livello d'inquinamento e di contaminazione ambientale.

Alla luce dei risultati degli anni Novanta, sono stati avviati numerosi progetti di ripristino 'naturale' del patrimonio forestale che mirano alla rigenerazione delle specie indigene, al recupero della diversità biologica e alla riduzione dei costi di gestione dei patrimoni forestali.

Nel 2003, presso la città di Guatemala si è tenuta l'International conference on criteria and indicators for sustainable forest management. In tale sede, gli esperti mondiali nella gestione delle risorse forestali hanno ribadito l'importanza della definizione di criteri univoci per il controllo nel tempo di tale sfruttamento e hanno definito aree comuni di intervento (controllo dell'estensione, tutela della diversità biologica, stato di salute e salvaguardia delle funzioni produttive e protettive delle risorse forestali, gestione delle funzioni socioeconomiche e costituzione di strutture legali, politiche e istituzionali). Sono stati, altresì, presentati studi FAO sulla biosicurezza in cui su 1121 specie di alberi esaminati ben 282 sono state catalogate come invasive e 40 come naturalizzate seppur non invasive. Inoltre, il maggior numero di specie invasive è stato riscontrato in Africa con ben 87 varietà contro le 12 riscontrate in Europa. Ulteriori attività hanno riguardato l'avvio di ricerche nel settore delle biotecnologie.

Le foreste hanno una ricchezza di specie animali e vegetali inestimabile. Tale riserva di varietà genetica è una fonte vitale di cibo, medicine e sostanze chimiche. Ciò comporta l'interesse di multinazionali verso la tutela e lo studio del patrimonio forestale, essendo questo sorgente di potenziali proventi. La ricerca biotecnologica è più diffusa in Europa e in Nord America, ma si sta imponendo anche nelle altre aree. Si stima che in Asia si svolgano il 24% dei programmi di ricerca. Un'ultima nota ha riguardato la definizione di programmi per la prevenzione dei grandi incendi. Nonostante i notevoli sforzi infrastrutturali compiuti, i dati sulle aree incendiate dal 1990 al 2005, hanno mostrato un andamento oscillante, ma ancorato intorno a valori medi costanti nel tempo.

Il legno come materiale ingegnerizzato

Il l. è un materiale che per le sue caratteristiche intrinseche fornisce un contributo significativo al miglioramento delle prestazioni ambientali globali di ogni struttura o manufatto con esso realizzato, riducendo l'impiego di risorse e di energia, minimizzando l'inquinamento e l'impatto ambientale. Oltre agli aspetti prettamente ecologici, il l. garantisce comfort, sicurezza e flessibilità d'impiego. I consumatori mostrano buon apprezzamento per l'utilizzo del l. come materiale d'eccellenza. Questo spinge la ricerca verso materiali ingegnerizzati, definiti a base legno, con caratteristiche superiori, che offrano sempre maggiori opportunità nell'edilizia e nella fabbricazione di oggetti e di manufatti complessi e che superino le tradizionali difficoltà dell'impiego del legno.

Come noto, infatti, il l. presenta alcune problematiche insite nelle sue stesse caratteristiche. È anisotropo e igroscopico. Può presentare difettosità quali nodi e fessurazioni, danni provocati da microrganismi come funghi e inset-ti o da eventi fisici e climatici. Nasce, di fatto, vulnerabile al fuoco.

Al fine di superare tali problematiche e di rendere il l. sempre più materiale ingegnerizzato, sono stati sviluppati in numero crescente materiali innovativi a base lignea e le relative tecnologie di produzione; in pa-rallelo, si sono sempre più perfezionati materiali già esistenti.

Tali materiali appartengono alla classe dei compositi di legno. L'elemento base per tali compositi è, in genere, la fibra, ma può essere anche costituito da pezzi di l. più grandi composti da una moltitudine di fibre di varie dimensioni e geometrie (particelle). Le caratteristiche della fibra usata per la realizzazione del composito è alla base delle caratteristiche di tale materiale. Ogni materiale in cui porzioni di l. sono tenute insieme da una matrice adesiva è definito composito di legno. I compositi di l. sono applicati in numerosi settori che vanno da utilizzi strutturali a impieghi puramente estetici. Una classificazione completa dei compositi di l. sarebbe troppo onerosa; ci si limiterà qui a una distinzione in tre categorie di massima: l. stratificato, compositi particellari e compositi rinforzati a fibra.

I compositi di legno stratificato

Sono costituiti da una serie di strati incollati grazie all'utilizzo di adesivi in processi che prevedono l'applicazione di alte pressioni. In genere, i pannelli in l. stratificato sono costituiti da un numero dispari di strati con i grani orientati ortogonalmente. L'alternanza della direzione dei grani tra gli strati che sono adiacenti consente ai pannelli di acquisire una notevole stabilità dimensionale, nonché di possedere proprietà di resistenza meccanica e di rigidezza equivalenti nel piano del pannello. Il che consente di ottenere una maggiore uniformità delle proprietà molto utile nei processi di lavorazione e assemblaggio. Inoltre, l'uniformità delle proprietà meccaniche permette di ridurre le sezioni resistenti nella progettazione della pannellatura, con conseguente risparmio di materiale e peso.

I compositi particellari e a rinforzo fibroso

Sono costituiti da una matrice in polimero termoindurente che funziona da legante per le fibre e per le particelle di rinforzo. I compositi orientati a fibra sono, in genere, impiegati per usi strutturali. Si distinguono tre tipologie di pannelli: le pannellature con fibre ad alta, media (MDF, Medium Density Fiberboard) e bassa densità. In tutti i casi, si parte da fibre che vengono legate mediante l'uso di resine idrorepellenti e ignifughe, essiccate sotto pressione a temperatura piuttosto elevata (fino a 100°C). I processi avvengono in genere in ambiente umido. Solo le pannellature MDF possono essere prodotte a secco: in esse la resina è atomizzata in finissime goccioline direttamente sulle fibre. I pannelli a fibre orientate consentono un significativo miglioramento delle proprietà di resistenza a flessione e di rigidezza nella direzione di orientamento della fibra. I pannelli di composito di l. particellare sono nati per tro-vare un impiego nobile ai sottoprodotti meno pregiati della lavorazione del l. quali segatura, polvere e trucioli. Essi sono prodotti sminuzzando le particelle di l., mescolandole con resina e lasciandole essiccare sotto l'applicazione di alte pressioni e temperature o anche mediante moderni processi a secco. Tipicamente, i pannelli in composito di l. particellare sono costituiti da tre strati. Quelli esterni impiegano particelle fini. Lo strato centrale impiega particelle a grana grossa. In questo modo si ottiene un miglior utilizzo del materiale e non si rinuncia alla finitura estetica delle facce esterne del pannello, che, essendo realizzate con particolato fine, presentano una superficie liscia e verniciabile. In genere, i pannelli in composito di l. particellare sono impiegati come isolanti, riempitivi e parti non a vista. È importante sottolineare che i pannelli in composito di l. a fibra presentano proprietà decisamente superiori rispetto a quelli particellari. Infatti, il l. è fibroso di sua natura, quindi, i pannelli con rinforzo a fibra garantiscono le proprietà inerenti di resistenza del l. in maniera molto più efficiente di quanto facciano i rinforzi particellari.

Un'altra classe di compositi è quella dei compositi a fibra di l. con matrice in polimero termoplastico. Il processo di produzione prevede che la materia prima venga mescolata in una prima fase e, soltanto successivamente, la blenda ottenuta venga formata. Tali materiali sono realizzabili solo con termoplastici (polipropilene, polistirene, vinili e polietileni) che fluiscono a temperature inferiori alla temperatura di degrado dei componenti lignei (200°C). Come carica si usa la cosiddetta farina di l. in quanto semplice da trattare. In alternativa, si impiegano fibre di l. che, pur garantendo la realizzazione di materiali con prestazioni superiori, sono complesse da trattare congiuntamente ai termoplastici, determinando prodotti finiti a costi molto elevati.

Gli specialty composites

Sono compositi di l. prodotti per avere materiali con caratteristiche non ottenibili con l. massello. Tali proprietà comprendono resistenza all'acqua, accresciuta resistenza meccanica, resistenza in ambienti acidi particolarmente aggressivi, al decadimento fisiologico e agli agenti di degrado biologico. In genere, per migliorare la finitura estetica e, in alcuni casi, la resistenza meccanica di tali materiali vengono aggiunti strati sottili di l. massello con caratteristiche pregiate. Un'ultima nota riguarda i compositi legno-non legno, in cui materiali di natura differente vengono combinati per ottenerne altri dal costo ridotto, sviluppare prodotti che impiegano materie prime di riciclo, produrre materiali che presentino caratteristiche superiori ai costituenti impiegati singolarmente. Tra tali materiali si sono imposti particolarmentei compositi legno-materiale inorganico (cemento, gesso ecc.) che hanno trovato ampia diffusione nell'edilizia.

L'economia del legno

L'attenzione dei governi nei confronti della cosiddetta economia del l. è aumentata. Storicamente, l'economia del l. è stata sempre considerata di secondo piano, e ciò in relazione ai bassi volumi coinvolti, allo scarso numero di manodopera impegnato in tali attività e, soprattutto, ai modesti proventi. Ma, per il crescente interesse verso l'uso di l. pregiato come materiale adatto per numerose applicazioni e per la nascita di economie parallele a quelle dello sfruttamento del l. (sottoprodotti della foresta, ecoturismo, attività estrattive ecc.), l'economia del l. sta assumendo una dimensione sempre più consistente.

Il mercato del l. e dei suoi derivati su scala mondiale ammonta a oltre 350 miliardi di dollari. Esso rappresenta l'1,2% del PIL su base mondiale. Tra il 1990 e il 2000, i proventi lordi del settore hanno registrato un incremento dell'1,4%. Lo sfruttamento delle risorse forestali comporta solo un 22% del totale dei ricavi, mentre i proventi dell'industria del l. e della carta comportano il restante 78%. Inoltre, non vi è una corrispondenza diretta tra estensione delle foreste e fatturato. La maggior parte del fatturato del settore l. è realizzato in Nord America (circa il 40%), a fronte di una percentuale di area coperta da foreste del 15%. Il dato dell'Africa è sconfortante: a fronte di una percentuale di area coperta da foreste di oltre il 15%, si è registrato un fatturato del 2% rispetto al complessivo del settore. Inoltre, se si pensa che il 42% dei proventi sono in mano a realtà del Sud Africa, si comprende quanto ancor più drammatica sia la situazione. Scenari analoghi si sono registrati in Sud America. Infine, lo sfruttamento delle risorse forestali diverse dal l. produce più del 50% del fatturato del settore in Africa e Sud America, rappresentando, invece, una voce di minore importanza per i mercati dell'Europa e del Nord America.

Al fine di favorire l'incremento del fatturato nelle aree depresse e in via di sviluppo, si sono avviati numerosi programmi per invertire la catena dei proventi. Sono stati realizzati massicci interventi di privatizzazione di vaste aree forestali ed è stata favorita la creazione di enti locali preposti alla gestione diretta di tali aree. Sono stati previsti interventi mirati alla realizzazione di impianti per la trasformazione in situ del l. e dei suoi derivati anche nelle zone più remote. Sono stati pianificati interventi per la lotta alla criminalità e al mercato nero dello sfruttamento delle risorse lignee e forestali, che erodono gran parte dei proventi (si è stimato un mercato occulto di almeno 10 miliardi di dollari l'anno). A queste iniziative di tipo strutturale, si sono associate una serie di iniziative promozionali dei prodotti in l. e dei derivati, si sono realizzate idee per la diversificazione costante dei prodotti. Soprattutto, sono state avviate iniziative politiche e commerciali perché tutti i Paesi possano avere voce nello stabilire i prezzi di mercato, scesi del 30-40% per i prodotti meno pregiati e che sono rimasti stabili solo per i l. duri. La liberalizzazione del mercato è inoltre vista come ulteriore opportunità di crescita per le aree depresse e in via di sviluppo, che possono aspirare alla vendita dei loro prodotti su mercati diversificati e più ricchi.

Infine, la regolamentazione dei prodotti lignei mediante idonee certificazioni internazionali rappresenta uno sforzo per qualificare il legname prodotto con criteri ecosostenibili che comprendano prezzi giusti per i produttori nonché condizioni di vita decenti per i lavoratori, eliminazione degli intermediari, incentivazione delle associazioni di produttori e delle cooperative con criteri decisionali di tipo democratico, libero accesso al capitale e colture ecologiche che alimentino le speranze in una pratica più razionale dell'estrazione del legname e in un corretto apprezzamento dello stesso.

Bibliografia

Forest Products Laboratory, Wood handbook, Madison (WI) 1999.

M. Schwartz, Encyclopedia of materials, parts and finishes, Boca Raton (FL) 2002².

FAO, State of the world's Forests, Rome 2005.