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• Cellulosa

La logistica marittima di Livorno nell’ambito dello sbarco di cellulosa rappresenta una fase importante del ciclo produttivo interno alla filiera del distretto cartario di Lucca, con la quale si ottiene l’approvvigionamento della più importante materia prima con cui si produce la carta, la cellulosa (che si aggiunge all’altra materia prima altrettanto importante, la carta da riciclo). I legami tra porto di Livorno e le imprese del distretto di Lucca rappresentano un vantaggio competitivo. La possibilità di importare, ed in alcuni casi anche di “stoccare” temporaneamente nei magazzini del porto, la cellulosa è sicuramente un vantaggio per le imprese localizzate a non più di 30 km dal porto stesso. Il trasporto marittimo ha un ruolo strategico nelle importazioni italiane di pasta-carta, in quanto i paesi di provenienza delle importazioni sono soprattutto extra-europei. L’Italia importa quasi 3,3 milioni di tonnellate di cellulosa all’anno, di cui il 14,4% dal Nord-America e il 44% dal Sud America. Se si guarda alla geografia delle importazioni all’interno del Sud America, emerge il ruolo del Brasile che si afferma come principale fornitore del mercato italiano, occupa oltre il 30% dell’import totale. Nel distretto di Lucca si registrano maggiori volumi d’importazione provenienti da Svezia (+15,5%) e Francia (+35,4%), si registrano invece riduzioni nelle quantità provenienti da Finlandia (-1,1%), Spagna (-43,1%), Austria (-19,3%) e Germania (-13,6%). La composizione attuale delle aree di provenienza delle importazioni si è modificata nel corso del tempo, soprattutto nell’ultimo decennio. Infatti, a fronte di un minor peso delle importazioni dal Nord-America si evidenzia un aumento dell’importanza del Sud- America, e più in particolare di Brasile, Cile e Uruguay. Se stimiamo l’ammontare della cellulosa importata via mare in Italia, notiamo il peso elevato di Livorno nella gestione di tali importazioni, ipotizzando che tutta la cellulosa importata dai continenti americano e asiatico giunga in Italia via mare, si stima uno sbarco di quasi 2,3 milioni di tonnellate di cellulosa nei porti italiani. Livorno gestisce circa 1,8 milioni di tonnellate di cellulosa, di cui 1,4 milioni con modalità “break bulk” e 0,4 milioni con modalità “contenitori”, si può affermare che circa i tre quarti dei traffici marittimi nazionali siano gestiti da Livorno. L’attuale supremazia di Livorno nel traffico di cellulosa è legata allo sviluppo del distretto cartario di Lucca, sin dai primi anni ’70, quando fu firmato il primo contratto tra la Compagnia dei Lavoratori Portuali (CLP) e la Compagnia navale Star Shipping’ di Bergen.
La carta è sostanzialmente costituita da un sottile strato di fibre di cellulosa sovrapposte e pressate. Dal 105 a.C., anno a cui risale la sua invenzione, ad oggi le tecniche di produzione della carta si sono notevolmente modificate ed evolute soprattutto a seguito dell’introduzione, nel 1800, delle prime macchine continue. Lo schema seguente illustra tutte le varie fasi di produzione di una moderna cartiera e i flussi di materia ed energia coinvolti nel processo produttivo. Nei successivi paragrafi verranno descritte in dettaglio le caratteristiche delle materie prime coinvolte nella produzione della carta, le modalità di preparazione dell’impasto, il trattamento del medesimo nella macchina continua, i diversi post-trattamenti che possono essere eseguiti al fine di ottenere carte con opportune proprietà di resistenza, lucidità e stampabilità per poi concludere con le procedure di taglio ed imballaggio che avvengono prima dello stoccaggio del prodotto finito in magazzino. Data l’enorme richiesta di energia elettrica e termica del processo di produzione, particolare attenzione sarà rivolta alla descrizione delle fonti energetiche utilizzate. La cellulosa è il componente nobile tra quelli che concorrono a formare il foglio di carta: quando si dice «cellulosa» s'intende quella arborea, cioè quella estratta con procedimenti esclusivamente chimici dai vegetali. La cellulosa sta al primo posto in ordine quantitativo nella fabbricazione della carta a livello mondiale ed è anche al primo posto dal punto di vista qualitativo, poiché tra le materie fibrose è la più pregiata. Le cellulose possono essere classificate in base alla lunghezza delle fibre in due categorie: cellulose a fibra lunga (conifere) e a fibra corta (latifoglie).
Le prime danno la trama alla carta e la resistenza al foglio, le seconde invece, si possono considerare come riempitivi pregiati, in quanto pur contribuendo in grado minore alla resistenza meccanica del foglio, apportano alla carta delle doti altrettanto importanti quali, l'opacità e la morbidezza, particolarmente sfruttate nella produzione della carta da stampa, che richiede superfici adatte a ricevere l'inchiostro.
Il procedimento di estrazione della cellulosa comporta il suo isolamento da tutte quelle sostanze che l'accompagnano: essa è relativamente inerte all'attacco chimico dei reagenti, mentre le altre sostanze presenti nel legno sono facilmente solubili in un adatto ambiente alcalino oppure acido, e quindi di facile allontanamento.
Ogni vegetale fornisce una quantità di cellulosa che ha proprie caratteristiche morfologiche, chimiche e fisiche.
Ogni tipo di carta richiede determinate qualità di cellulosa e ogni cellulosa, per essere ben impiegata, necessita di un trattamento meccanico appropriato. Poiché la carta non è solitamente composta di sola cellulosa, è pure necessario dosare, miscelare, amalgamare le altre materie fibrose (pastalegno, fogliacci, ecc,). Inoltre, si devono aggiungere i materiali di carica, i collanti, i colori, gli ausiliari richiesti dal tipo di prodotto finale che si vuole ottenere. Questo assieme di materie fibrose e di ingredienti, prende il nome di “impasto”.
L'impasto è preparato con tre operazioni principali: trattamenti meccanici, trattamenti chimici e miscelazione; la riuscita tecnologica ed economica, di un tipo di carta dipende sempre più dall'organizzazione del ciclo produttivo, dall'efficienza dei macchinari, dalla loro condotta e dalla organizzazione del lavoro. È compito del tecnico cartario dosare gli ingredienti in modo da ottenere il miglior risultato con la miglior convenienza economica, oppure quello di esaltare una certa proprietà o evitare un certo difetto.
La fibra cellulosica, per essere idonea a formare il foglio di carta, deve subire un trattamento meccanico in presenza di acqua, tale da modificarne parzialmente la struttura e renderla idonea a fornire un foglio di carta avente le caratteristiche desiderate.
La raffinazione delle materie fibrose si manifesta con due effetti principali: un'azione di taglio, in quanto la fibra può essere divisa in più parti trasversalmente dai coltelli del raffinatore, e un’azione molto più complessa subita dalla fibra quando sfrega contro i coltelli o viene schiacciata.
La raffinazione influisce anche sulle altre proprietà del foglio di carta finito, e vale a dire sulla struttura del contesto fibroso, sulla rigidità del foglio, sull’opacità, ecc. In tutti i tipi di raffinatori, la raffinazione è realizzata con un'azione di sfregamento fra due elementi (pietra o metallo) in movimento, fra i quali viene a trovarsi la sospensione fibrosa. Molta importanza hanno le condizioni nelle quali avviene la raffinazione: la densità dell'impasto, la temperatura, la pressione delle lame del rotore su quelle della platina, la distanza tra le lame stesse, il loro spessore, ecc. Esistono diversi macchinari utilizzati per la raffinazione: “Raffinatore Conico” è il primo dei raffinatori a ciclo continuo, composto di un rotore conico orizzontale sulla cui superficie sono riportate, lungo le generatrici del cono, delle lame metalliche; il rotore gira in una carcassa conica avente anch'essa lame che sporgono dalla superficie interna; le lame del rotore e della carcassa si sfiorano. Spostamenti orizzontali del rotore lungo l'asse in un senso o nell'altro, provocano l'avvicinamento o l'allontanamento delle lame. La pasta entra per mezzo di una tubazione dal lato corrispondente al vertice del cono. L'effetto centrifugo della rotazione fa funzionare da pompa il raffinatore stesso. Strozzando la valvola a valle del raffinatore, si dosa la velocità di passaggio della pasta e si regola così la velocità della raffinazione. “Raffinatore a dischi”. Due dischi di acciaio con scanalature a vari profili e disegni, si trovano affacciati all'interno di una carcassa; la distanza tra loro è regolata micrometricamente o con pressione idraulica. Nel centro della zona compresa fra i dischi si introduce la pasta che, per la forza centrifuga prodotta dalla rotazione di uno o di tutti e due i dischi, tende a portarsi verso la periferia, subendo l'azione di sfregamento prodotta dalle nervature dei dischi. “Depastigliatori”. Sono macchine atte a disfare i nodi non ben spappolati: sono provvisti di elementi rotanti a forte velocità che non si toccano fra loro. Un buon depastigliatore deve eliminare completamente le «pastiglie», senza raffinare la pasta.