La carta

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Breve storia del materiale

Fin dai tempi più antichi l’uomo ha avvertito la necessità di comunicare, oltre che con parole e gesti attraverso uno strumento che permettesse al messaggio trasmesso di durare nel tempo.

I primi messaggi, infatti, venivano incisi su rocce, su ossa di animali e tavolette di argilla. Ben presto, però, ci si accorse che servivano materiali più leggeri e maneggevoli.

Gli egiziani: la scrittura su papiro

Gli egizi introdussero l’uso del papiro, una pianta acquatica molto diffusa lungo le sponde del Nilo.

Il midollo della parte superiore dello stelo veniva tagliato in strisce longitudinali che poi erano disposte su un piano orizzontale l’una affiancata all’altra; sopra questo strato ne veniva realizzato un secondo, con le strisce disposte perpendicolarmente alle prime. Questi piani venivano poi bagnati e pressati in modo che le sostanze collanti contenute nella pianta stessa facessero aderire perfettamente i due strati. I singoli fogli venivano poi fatti essiccare e cuciti in lunghi rotoli su cui venivano disegnati i geroglifici.

I romani: la pergamena

Il papiro venne sostituito dalla pergamena, ottenuta da pelli di animali conciate e lisciate. Il nome deriva dalla città di Pergamo, in Turchia. Era molto più costosa e resistente del papiro, ma era possibile fabbricarla ovunque; vi si poteva scrivere su entrambi i lati e garantiva maggiore durata.

Si passò dal rotolo al libro, furono realizzati bellissimi codici miniati (fatti di fogli di pergamena cuciti e rilegati). Fu poi gradatamente sostituita dalla carta.

I cinesi: gli inventori della carta

L’invenzione della carta viene attribuita a un cinese, Ts’ai Lun, che, nel 105 d.C., fabbricò dei sottili fogli impastando scorze d’albero, stracci e residui di vecchie reti da pesca sminuzzati e mescolati con acqua. La carta veniva fabbricata artigianalmente: in un recipiente contenente la pasta si immergeva una specie di setaccio di forma rettangolare (staccio), sul fondo del quale, costituito di sottili fili metallici,si formava un foglio umido; l’acqua veniva eliminata per scuotimento. Il foglio era poi staccato, pressato tra feltri per eliminare l’acqua residua e fatto asciugare all’aria.

Gli arabi: la carta giunge in Europa

Gli Arabi si impadronirono di questa tecnica, ne migliorarono alcuni aspetti. La prima cartiera italiana fu fondata ad Amalfi nel 1220.

La cartiera di Fabriano

Nel 1276 sorse la cartiera di Fabriano, nelle Marche, famosa per l’adozione di formati standard e per l’invenzione della filigrana. La filigrana consiste in un segno distintivo che appare come un disegno più chiaro osservando il foglio in trasparenza: si ottiene con sottili fili metallici applicati sopra lo staccio.

La meccanizzazione del processo produttivo.

I cartai olandesi realizzarono nel XVII secolo una macchina per raffinare la pasta stracci (macchina olandese), costituita da un cilindro rotante fornito di lame taglienti, e furono così in grado di fornire grandi quantità di carta più bianca e omogenea in tempi più ridotti e a poco prezzo.

Nel secolo successivo, con l’avvento della Rivoluzione industriale, si tentò di meccanizzare tutto il processo di fabbricazione. Il francese Nicolas Louis Robert, nel 1799, costruì la prima macchina continua, in grado di fabbricare un foglio continuo della grandezza di circa 60 cm.

La materia prima diventa la cellulosa

Per lungo tempo, come materia prima si usarono stracci e cordami, ma la crescente richiesta di carta portò allo sfruttamento del legno: nel 1825 si ottenne la prima pasta meccanica dalla sfibratura del legno e, dieci anni dopo, in Inghilterra, si giunse all’estrazione della cellulosa dal legno.

Con l'arrivo della pasta di legno, la produzione diventò di massa e la caduta del prezzo trasformò la carta in un prodotto di largo consumo. In Inghilterra, ad esempio, la produzione passò dalle 96.000 tonnellate del 1861 alle 648.000 tonnellate del 1900. I paesi ricchi di foreste come quelli scandinavi, il Canada e gli Stati Uniti diventarono i nuovi riferimenti del mercato. La carta industriale abbondante e a basso costo diversifica gli utilizzi: nel 1871 la prima carta igienica in rotoli, nel 1906 le prime confezioni del latte in cartone impermeabilizzato, nel 1907 il cartone ondulato e poi giocattoli, capi d'abbigliamento, elementi d'arredo, isolamenti elettrici.

Prima di quest'epoca, un libro o un giornale erano oggetti rari e preziosi e l'analfabetismo era enormemente diffuso. Con la graduale introduzione della carta economica, giornali, quaderni, romanzi e altra letteratura diventarono alla portata di tutti.

La carta offrì la possibilità di scrivere documenti personali e corrispondenza, non più come lusso riservato a pochi. La stessa classe impiegatizia può essere considerata nata dalla rivoluzione della carta così come dalla rivoluzione industriale.

Con la contemporanea invenzione della penna stilografica, della produzione di massa di matite, del processo di stampa rotativa, la carta ha avuto un peso notevole nell'economia e nella società dei paesi industrializzati.

La carta è il prodotto della lavorazione di fibre di cellulosa vegetale.

Nella vita quotidiana il termine ‘carta’ viene usato non solo per indicare i fogli flessibili e sottili su cui scriviamo, ma anche per definire una grande varietà di prodotti, che hanno in comune la provenienza e il processo di lavorazione base, ma si differenziano per caratteristiche e usi diversi.

Carta e cartone sono infatti prodotti familiari, con i quali veniamo a contatto più volte al giorno nell’ambito della vita in casa, a scuola e al lavoro, nelle ore dedicate allo svago, all’informazione e allo studio, ogniqualvolta c’è da leggere o scrivere, pulire, conservare, proteggere, trasportare beni di consumo ed in tante altre occasioni.

Il settore economico della fabbricazione di carta e cartone, dei prodotti di carta, della stampa e dell’editoria è molto ampio e diversificato, e prevede l’impiego di tecnologie antiche e moderne.

Tra i vari settori legati alla lavorazione della carta ricordiamo:

• fabbricazione di carta e cartoni ondulati e di imballaggi di carta e cartone;
• fabbricazione di prodotti di carta e cartone per uso domestico;
• fabbricazione di prodotti cartotecnici;
• fabbricazione di carta da parati per tappezzeria.

L’industria della carta e del cartone ha collegamenti sempre più stretti con l’ambiente naturale ed urbano, sia sotto il profilo delle materie prime utilizzate che del loro recupero e riutilizzo.

Le aziende europee del settore si sono riunite in un’apposita organizzazione (CEPI, Confederazione dell’Industria Cartaria Europea) che mira a processi produttivi in linea con i recenti criteri di sviluppo sostenibile: il 56% della carta prodotta in Europa è riciclata e si vuole arrivare, in breve tempo ad almeno l’80% di prodotto riciclato.

Per il 2030, la filiera legno-carta si pone l’obiettivo di contribuire significativamente allo sviluppo sostenibile dell’ economia europea attraverso la conoscenza, la competitività e l’innovazione, sostenute da un esteso uso di una materia prima rinnovabile quale la risorsa forestale, in un contesto sempre più orientato alle esigenze del consumatore e allo sviluppo di un economia basata su materie prime rinnovabili (bio-economy).

In Italia il comparto cartotecnico ed editoriale è molto forte e dà occupazione a molti lavoratori. L’introduzione delle nuove tecnologie multimediali sembrava inizialmente poter insidiare la prevalenza della carta stampata; nel prossimo futuro, invece, i due settori potranno coesistere tranquillamente perché non sono antitetici, ma complementari tra loro.

Quando non si dispone di cellulosa già pronta, per fabbricare la carta bisogna partire dal legno. I tronchi d’albero tagliati giungono alla cartiera, passano nella scortecciatrice e vengono poi sminuzzati i pezzi molto piccoli, convogliati in uno speciale bollitore cilindrico, in cui il legno viene mescolato con soda caustica a circa 170°C, fino a produrre la pasta chimica.

I tronchi scortecciati possono però anche essere semplicemente triturati per fare la pastalegno. I risultati di queste operazioni vengono sbiancati, frantumati e fatti confluire nel raffinatore conico. Qui vengono raggiunti dai prodotti di riciclaggio della carte che costituiscono la parta straccio.

Tutta la parta raffinata viene passata al miscelatore: qui vengono aggiunte altre sostanze in relazione al tipo di carta che si vuole ottenere. Si tratta di sostanza di carica come gesso, talco e caolino che rendono il foglio più bianco e facilmente stampabile; una vernice colorante che fa assumere alla carta la colorazione desiderata; la colla che serve per meglio assemblare le fibre e rendere il foglio scrivibile. Così miscelata la pasta arriva alla cassa di afflusso della macchina continua a tavola piana. Dalla cassa di afflusso la pasta viene fatta colare su un sottile nastro traforato che si muove ad alta velocità mentre un aspiratore estrae la maggior parte dell’acqua. La pasta si consolida in un sottile strato pressato e asciugato. Il processo si conclude con la calandratura attraverso una serie di cilindri alternativamente duri ed elastici per lisciare la superficie l’avvolgimento in bobine.

I prodotti cartari si possono suddividere in 6 grandi categorie:

• Carta da stampa: per giornali e guide telefoniche, per offset, per rotocalco, per roto-offset, carte speciali (carte geografiche, carta moneta e per assegni).
• Carte da scrivere e per ufficio: carta da scrivere, carta per buste, carta per quaderni, carta per disegno, carta per fotocopie, carta per fax, carta carbone e auto copiante.
• Carte da imballaggio: carta kraft, crespata e per sacchetti, carta per alimenti, carta pergamena vegetale, carta pergamino, carte catramate, siliconate, accoppiate con plastica.
• Cartoni e cartoncini: cartoni a un getto, cartoni a più strati, cartoni ondulati, carta da onda, cartoni pressati, cartonlegno, cartoncini.
• Articoli igienico\sanitari: carta igienica, fazzoletti, tovaglioli e tovaglie, asciugamani, carte per uso medico.
• Carte per uso industriale e varie: carta per cavi elettrici, condensatori, carta per laminato plastico, carta per sigarette, carta per fotografia, carta da filtro, carta adesiva, carta decorativa, carta da parati.

Offset: termine inglese che in italiano significa “riporto, trasporto, traslazione”. Viene usato nel settore della stampa per indicare un procedimento che prevede l’utilizzo di un cilindro di caucciù che a sua volta va a imprimere l’immagine sul foglio.

Rotocalco: nel linguaggio comune il termine indica la rivista settimanale che tocca argomenti diversi; l’utilizzo della parola in senso tecnico evidenzia il procedimento di stampa in cavo, con cui vengono stampate le riviste a grande tiratura: avviene tramite grossi cilindri di rame, in successione continua, nei cui solchi incisi si deposita l’inchiostro, stampato poi sul foglio per pressione.

Carta kraft (in tedesco kraft significa “forza”), carta di pura cellulosa, di colore bianco o bruno, molto resistente e adatta per l’imballaggio.

La carta ha una struttura porosa, costituita essenzialmente da particelle fibrose di natura vegetale, che sono lunghe da 2-3 mm a meno di 1 mm.

Le fibre sono intrecciate fra loro e tenute insieme da legami chimici fino a costituire uno strato compatto.

Le principali caratteristiche e proprietà della carta:

Caratteristiche chimico-fisiche

• grammatura peso della carta misurata in g\m2;
• spessore;
• densità apparente peso specifico misurato in g\m3;
• caratteristiche ottiche grado di bianco, colore;
• rigidità;
• opacità proprietà di non lasciarli attraversale dalla luce;
• permeabilità all’aria e all’acqua;
• porosità capacità di assorbire acqua;

 Proprietà meccaniche

• resistenza a trazione;
• resistenza a lacerazione o strappo;
• resistenza a piegatura;
• resistenza allo scoppio rottura per pressione e non per trazione;
• resistenza all’allungamento.

 Proprietà tecnologiche

• lisciatura può essere ruvidissima, ruvida, liscia, calandrata o satinata;
• collatura, la colla facilita la scrivibilità;
• stampabilità;
• spera o speratura aspetto del foglio in controluce. La speratura dipende dal modo in cui, nel contesto fibroso, le fibre sono intrecciate tra loro.

Premettendo che non esistono attività di produzione/trasformazione industriale che in qualche modo non influenzino l'ambiente, anche nel caso dell'industria cartaria i principali problemi sono da ricercare nel reperimento delle materie prime e nel loro trattamento.

La materia prima più usata attualmente per la produzione di carta è il legno, la ricerca del quale ha portato molte industrie della carta a contribuire alla deforestazione. Diversi grandi produttori asiatici, per esempio la Cina, con la connivenza dei governi locali interessati, hanno sistematicamente devastato la foresta pluviale per anni. In altri casi si è ricorso a sotterfugi per nascondere la provenienza del materiale. In questo modo sono esposte ad eccessi di impoverimento ambientale le foreste dell'Indonesia, Malesia, Cambogia e Amazzonia.

Anche il processo di produzione e di riciclaggio presenta aspetti critici, dipendenti fra l'altro dai processi di stampa con cui è trattato il materiale cellulosico da recuperare. Il necessario processo di sbiancamento della cellulosa si basa spesso sull'uso di composti ossidanti, spesso derivati del cloro, che, se dispersi o non opportunamente trattati, possono inquinare i corsi d'acqua.

Per evitare questi problemi esistono essenzialmente due soluzioni: il recupero del materiale per produrre carta riciclata, la quale presenta tuttavia caratteristiche che non la rendono adatta a tutte le applicazioni e il cui aspetto ne rende difficile la commercializzazione, oppure l'abbattimento esclusivo di alberi piantati allo scopo e il loro successivo reimpianto (forest management).

Come tutti i rifiuti, la carta pone problemi di smaltimento. La carta è però un materiale riciclabile. Come il vetro, infatti, la carta recuperata può essere trattata e riutilizzata come materia seconda per la produzione di nuova carta.

La trasformazione del rifiuto cartaceo (che si definisce carta da macero) in materia prima necessita di varie fasi:

• raccolta e stoccaggio (in questa fase è particolarmente rilevante che le amministrazioni locali richiedano e organizzino la raccolta differenziata dei rifiuti);
• selezionamento (per separare la fibra utilizzabile dai materiali spuri - spaghi, plastica, metalli - che normalmente sono incorporati nelle balle di carta da macero);
• sbiancamento (per eliminare gli inchiostri).

A questo punto del ciclo, la cellulosa contenuta nella carta-rifiuto è ritornata ad essere una materia prima, pronta a rientrare nel ciclo di produzione.

Dal punto di vista economico, il riciclaggio è sicuramente meno oneroso che l'incenerimento.

Infatti, il costo dell'incenerimento di una tonnellata di rifiuti varia, a valle dei costi di raccolta e secondo l'impianto, tra 96 e 192 euro/tonnellata, mentre il trattamento della carta straccia costa tra 64 e 96 euro/tonnellata (fonte: UFAFP, Ufficio Federale svizzero dell'Ambiente, delle Foreste e del Paesaggio).

È ovvio che la carta riciclata non produce un pari peso di carta "nuova" (sicché per fare una tonnellata di carta nuova ci vuole normalmente - e comunque in misura variabile a seconda degli impianti e del prodotto fabbricato - anche una certa percentuale di cellulosa fresca, proveniente da alberi), e che il procedimento ha i propri costi - economici, energetici e di inquinamento.

Tuttavia:

• la fonte indicata sopra sostiene, ad esempio, che nelle fabbriche che producono carta per giornali da carta da giornali riciclata non si usa più cellulosa proveniente da alberi;
• il costo della materia prima riciclata è notevolmente più basso di quello della pasta di legno, i relativi scarti possono essere utilizzati come combustibile cogeneratore del vapore necessario al processo di fabbricazione, e la produzione è meno inquinante;
• il riciclaggio riduce la quantità di rifiuti da trattare, i relativi costi di stoccaggio, lo spreco di spazio da destinare allo stoccaggio medesimo, l'inquinamento da incenerimento, e ovviamente il consumo di alberi vivi (anche se gli alberi impiegati per la produzione della carta provengono da vivai a coltivazione programmata dove vengono periodicamente tagliati e ripiantati).