L'esposizione a numerose sostanze designate dall'Agenzia internazionale per la ricerca sul cancro (IARC) come cancerogene note, probabili e possibili può verificarsi nelle operazioni di pasta e carta. L'amianto, noto per causare il cancro ai polmoni e il mesotelioma, viene utilizzato per isolare tubi e caldaie. Il talco è ampiamente utilizzato come additivo per la carta e può essere contaminato dall'amianto. Altri additivi per la carta, inclusi coloranti a base di benzidina, formaldeide ed epicloridrina, sono considerati probabili cancerogeni per l'uomo. I composti esavalenti di cromo e nichel, generati nella saldatura dell'acciaio inossidabile, sono noti cancerogeni polmonari e nasali. La polvere di legno è stata recentemente classificata dalla IARC come noto cancerogeno, principalmente sulla base di prove di cancro nasale tra i lavoratori esposti alla polvere di legno duro (IARC, 1995). Gas di scarico, idrazina, stirene, oli minerali, fenoli clorurati e diossine e radiazioni ionizzanti sono altri agenti cancerogeni probabili o possibili che possono essere presenti nelle operazioni di macinazione.

Sono stati condotti pochi studi epidemiologici specifici per le operazioni di cellulosa e carta e indicano pochi risultati coerenti. Le classificazioni dell'esposizione in questi studi hanno spesso utilizzato l'ampia categoria industriale "carta e cellulosa", e anche le classificazioni più specifiche hanno raggruppato i lavoratori per tipi di pasta per pasta o grandi aree di produzione. I tre studi di coorte in letteratura fino ad oggi hanno coinvolto meno di 4,000 lavoratori ciascuno. Sono attualmente in corso diversi studi di coorte di grandi dimensioni e la IARC sta coordinando uno studio multicentrico internazionale che probabilmente includerà i dati di oltre 150,000 lavoratori della pasta e della carta, consentendo analisi dell'esposizione molto più specifiche. Questo articolo esaminerà le conoscenze disponibili dagli studi pubblicati fino ad oggi. Informazioni più dettagliate possono essere ottenute da revisioni precedenti pubblicate da IARC (1980, 1987 e 1995) e da Torén, Persson e Wingren (1996). I risultati per le neoplasie polmonari, gastriche ed ematologiche sono riassunti nella tabella 1.

Tabella 1. Sintesi degli studi sul cancro del polmone, cancro allo stomaco, linfoma e leucemia nei lavoratori della pasta e della carta

C = studio di coorte, CR = studio caso-referente, PM = studio di mortalità proporzionale.
* Statisticamente significante. ^§ = Dove riportato separatamente, NHL = linfoma non Hodgkin e HD = malattia di Hodgkin. X = 0 o 1 caso segnalato, nessuna stima del rischio calcolata, — = Nessun dato segnalato.

Una stima del rischio superiore a 1.0 significa che il rischio è aumentato e una stima del rischio inferiore a 1.0 indica una riduzione del rischio.

Fonte: adattato da Torén, Persson e Wingren 1996.

Tumori del sistema respiratorio

Gli addetti alla manutenzione delle cartiere e delle cartiere corrono un rischio maggiore di cancro ai polmoni e mesoteliomi maligni, probabilmente a causa della loro esposizione all'amianto. Uno studio svedese ha mostrato un triplice aumento del rischio di mesotelioma pleurico tra i lavoratori della pasta e della carta (Malker et al. 1985). Quando l'esposizione è stata ulteriormente analizzata, il 71% dei casi era stato esposto all'amianto, la maggior parte aveva lavorato nella manutenzione delle fabbriche. Aumenti del rischio di cancro al polmone tra gli addetti alla manutenzione sono stati osservati anche nelle cartiere svedesi e finlandesi (Torén, Sällsten e Järvholm 1991; Jäppinen et al. 1987).

Nello stesso studio finlandese, è stato osservato anche un doppio aumento del rischio di cancro ai polmoni tra i lavoratori delle cartiere e delle cartiere. I ricercatori hanno condotto uno studio successivo limitato ai lavoratori della cartiera esposti a composti di cloro e hanno riscontrato un rischio triplicato di cancro ai polmoni.

Pochi altri studi sui lavoratori della pasta e della carta hanno mostrato un aumento del rischio di cancro ai polmoni. Uno studio canadese ha mostrato un aumento del rischio tra le persone esposte alla polvere di carta (Siemiatycki et al. 1986), e studi statunitensi e svedesi hanno mostrato un aumento del rischio tra i lavoratori delle cartiere (Milham e Demers 1984; Torén, Järvholm e Morgan 1989).

Tumori gastrointestinali

L'aumento del rischio di cancro allo stomaco è stato indicato in molti studi, ma i rischi non sono chiaramente associati a nessuna area specifica; pertanto l'esposizione rilevante non è nota. Lo stato socio-economico e le abitudini alimentari sono anche fattori di rischio per il cancro allo stomaco e potrebbero essere fattori di confusione; questi fattori non sono stati presi in considerazione in nessuno degli studi esaminati.

L'associazione tra cancro gastrico e polpa e lavoro cartaceo è stata osservata per la prima volta in uno studio statunitense negli anni '1970 (Milham e Demers 1984). Il rischio è risultato essere ancora più alto, quasi raddoppiato, quando i lavoratori del solfito sono stati esaminati separatamente. In uno studio successivo è stato anche riscontrato che i lavoratori statunitensi di solfiti e legname macinato corrono un rischio maggiore di cancro allo stomaco (Robinson, Waxweiller e Fowler 1986). Un rischio della stessa entità è stato riscontrato in uno studio svedese tra i lavoratori delle cartiere e delle cartiere provenienti da un'area in cui veniva prodotta solo pasta al solfito (Wingren et al. 1991). I lavoratori americani della carta, del cartone e delle cartiere nel New Hampshire e nello stato di Washington hanno registrato un aumento della mortalità per cancro allo stomaco (Schwartz 1988; Milham 1976). I soggetti erano probabilmente un misto di operai solfiti, solfati e cartiere. In uno studio svedese, è stato riscontrato un triplice aumento della mortalità dovuta al cancro allo stomaco in un gruppo comprendente lavoratori di cartiere e solfiti (Wingren, Kling e Axelson 1985). La maggior parte degli studi sulla polpa e sulla carta riportava eccessi di cancro allo stomaco, sebbene alcuni non lo facessero.

A causa dell'esiguo numero di casi, la maggior parte degli studi su altri tumori gastrointestinali sono inconcludenti. In uno studio finlandese (Jäppinen et al. 1987) è stato riportato un aumento del rischio di cancro al colon tra i lavoratori del processo al solfato e nella produzione di cartone, così come tra i lavoratori statunitensi della cellulosa e della carta (Solet et al. 1989). L'incidenza del cancro delle vie biliari in Svezia tra il 1961 e il 1979 è stata collegata ai dati occupazionali del censimento nazionale del 1960 (Malker et al. 1986). È stata identificata un'aumentata incidenza di cancro della cistifellea tra i lavoratori maschi della cartiera. Aumentati rischi di cancro al pancreas sono stati osservati in alcuni studi sui lavoratori delle cartiere e dei lavoratori del solfito (Milham e Demers 1984; Henneberger, Ferris e Monson 1989), così come nell'ampio gruppo di lavoratori della cellulosa e della carta (Pickle e Gottlieb 1980; Wingren et al.1991). Questi risultati non sono stati confermati in altri studi.

Neoplasie ematologiche

Il problema dei linfomi tra i lavoratori delle cartiere e della pasta di cellulosa è stato originariamente affrontato in uno studio statunitense degli anni '1960, in cui è stato riscontrato un rischio quadruplicato di malattia di Hodgkin tra i lavoratori della pasta e della carta (Milham e Hesser 1967). In uno studio successivo, è stata studiata la mortalità tra i lavoratori delle cartiere nello stato di Washington tra il 1950 e il 1971, ed è stato osservato un rischio raddoppiato sia di malattia di Hodgkin che di mieloma multiplo (Milham 1976). Questo studio è stato seguito da uno che analizza la mortalità tra i membri dei sindacati della carta e della carta negli Stati Uniti e in Canada (Milham e Demers 1984). Ha mostrato un rischio quasi triplicato di linfosarcoma e sarcoma a cellule reticolari tra i lavoratori solfiti, mentre i lavoratori solfati avevano un rischio quadruplicato di malattia di Hodgkin. In uno studio di coorte negli Stati Uniti, è stato osservato che i lavoratori con solfati hanno un duplice rischio di linfosarcoma e reticolosarcoma (Robinson, Waxweiller e Fowler 1986).

In molti degli studi in cui è stato possibile indagare l'insorgenza di linfomi maligni, è stato riscontrato un aumento del rischio (Wingren et al. 1991; Persson et al. 1993). Poiché l'aumento del rischio si verifica sia nei lavoratori delle fabbriche di solfati che di solfiti, ciò indica una fonte comune di esposizione. Nei reparti di cernita e cippatura le esposizioni sono piuttosto simili. La forza lavoro è esposta a polvere di legno, terpeni e altri composti estraibili dal legno. Inoltre, entrambi i processi di spappolatura sbiancano con il cloro, che ha il potenziale per creare sottoprodotti organici clorurati, incluse piccole quantità di diossine.

Rispetto ai linfomi, gli studi sulle leucemie mostrano modelli meno coerenti e le stime di rischio sono inferiori.

Altre neoplasie

Tra i lavoratori delle cartiere statunitensi con presunta esposizione alla formaldeide, sono stati riscontrati quattro casi di cancro del tratto urinario dopo 30 anni di latenza, anche se solo uno era previsto (Robinson, Waxweiller e Fowler 1986). Tutti questi individui avevano lavorato nelle aree di essiccazione della carta delle cartiere.

In uno studio caso-controllo del Massachusetts, i tumori del sistema nervoso centrale nell'infanzia erano associati a un'occupazione paterna non specificata come operaio di cartiere e cartiere (Kwa e Fine 1980). Gli autori hanno considerato la loro osservazione come un evento casuale. Tuttavia, in tre studi successivi, sono stati riscontrati anche maggiori rischi (Johnson et al. 1987; Nasca et al. 1988; Kuijten, Bunin e Nass 1992). In studi condotti in Svezia e Finlandia, sono stati osservati rischi da due a tre volte maggiori di tumori al cervello tra i lavoratori delle cartiere e delle cartiere.

Di ritorno

Poiché l'industria della cellulosa e della carta è un grande consumatore di risorse naturali (ad esempio legno, acqua ed energia), può contribuire in modo determinante ai problemi di inquinamento dell'acqua, dell'aria e del suolo e negli ultimi anni è stata oggetto di un attento esame. Questa preoccupazione sembra giustificata, considerando la quantità di inquinanti dell'acqua generati per tonnellata di pasta di cellulosa (ad esempio, 55 kg di fabbisogno biologico di ossigeno, 70 kg di solidi sospesi e fino a 8 kg di composti organoclorurati) e la quantità di pasta prodotta a livello globale su base annua (circa 180 milioni di tonnellate nel 1994). Inoltre, solo il 35% circa della carta usata viene riciclata e la carta da macero contribuisce in modo determinante al totale dei rifiuti solidi mondiali (circa 150 milioni su 500 milioni di tonnellate all'anno).

Storicamente, il controllo dell'inquinamento non è stato considerato nella progettazione delle cartiere e delle cartiere. Molti dei processi utilizzati nell'industria sono stati sviluppati con poca attenzione per ridurre al minimo il volume degli effluenti e la concentrazione di sostanze inquinanti. Dagli anni '1970, le tecnologie di abbattimento dell'inquinamento sono diventate parte integrante della progettazione delle cartiere in Europa, Nord America e in altre parti del mondo. La figura 1 illustra le tendenze nel periodo dal 1980 al 1994 nelle cartiere canadesi in risposta ad alcune di queste preoccupazioni ambientali: aumento dell'uso di prodotti di scarto del legno e carta riciclabile come fonti di fibre; e diminuzione della domanda di ossigeno e di sostanze organiche clorurate nelle acque reflue.

Figura 1. Indicatori ambientali nelle cartiere canadesi, dal 1980 al 1994, che mostrano l'uso di scarti di legno e carta riciclabile nella produzione, e la domanda biologica di ossigeno (BOD) e composti organoclorurati (AOX) nelle acque reflue.

Questo articolo discute i principali problemi ambientali associati al processo della pasta e della carta, identifica le fonti di inquinamento all'interno del processo e descrive brevemente le tecnologie di controllo, inclusi sia il trattamento esterno che le modifiche all'interno dell'impianto. Le questioni derivanti dai rifiuti di legno e dai fungicidi anti-sapstain sono trattate più dettagliatamente nel capitolo Legname.

Problemi di inquinamento atmosferico

Le emissioni nell'atmosfera di composti di zolfo ossidato provenienti da cartiere e cartiere hanno causato danni alla vegetazione e le emissioni di composti di zolfo ridotto hanno generato lamentele per gli odori di "uovo marcio". Studi condotti tra i residenti delle comunità di cartiere, in particolare i bambini, hanno mostrato effetti respiratori correlati alle emissioni di particolato, irritazione delle membrane mucose e mal di testa ritenuti correlati a composti di zolfo ridotti. Tra i processi di spappolatura, quelli con il maggior potenziale di causare problemi di inquinamento atmosferico sono i metodi chimici, in particolare la spappolatura kraft.

Gli ossidi di zolfo vengono emessi ai tassi più elevati dalle operazioni di solfito, in particolare quelle che utilizzano basi di calcio o magnesio. Le fonti principali includono i colpi del digestore discontinuo, gli evaporatori e la preparazione del liquore, con le operazioni di lavaggio, vagliatura e recupero che contribuiscono in quantità minori. Anche i forni di recupero Kraft sono una fonte di anidride solforosa, così come le caldaie elettriche che utilizzano carbone o olio ad alto contenuto di zolfo come combustibile.

Composti a ridotto contenuto di zolfo, tra cui idrogeno solforato, metilmercaptano, dimetilsolfuro e dimetildisolfuro, sono quasi esclusivamente associati alla pasta kraft e conferiscono a questi mulini il loro caratteristico odore. Le fonti principali includono il forno di recupero, il soffio del digestore, le valvole di sfiato del digestore e gli sfiati della lavatrice, sebbene possano contribuire anche gli evaporatori, i serbatoi di fusione, gli smorzatori, il forno a calce e le acque reflue. Alcune operazioni sul solfito utilizzano ambienti riducenti nei loro forni di recupero e possono avere problemi di odore di zolfo ridotto associati.

I gas di zolfo emessi dalla caldaia di recupero sono meglio controllati riducendo le emissioni alla fonte. I controlli includono l'ossidazione del liquor nero, la riduzione della solfidità del liquor, le caldaie di recupero a basso odore e il corretto funzionamento del forno di recupero. I gas di zolfo del digestore soffiato, le valvole di scarico del digestore e l'evaporazione del liquor possono essere raccolti e inceneriti, ad esempio nel forno da calce. I gas di combustione della combustione possono essere raccolti mediante scrubber.

Gli ossidi di azoto sono prodotti come prodotti di combustione ad alta temperatura e possono formarsi in qualsiasi mulino con caldaia a recupero, caldaia di potenza o forno a calce, a seconda delle condizioni operative. La formazione di ossidi di azoto può essere controllata regolando le temperature, i rapporti aria-combustibile e il tempo di permanenza nella zona di combustione. Altri composti gassosi contribuiscono in misura minore all'inquinamento atmosferico del mulino (ad es., monossido di carbonio da combustione incompleta, cloroformio da operazioni di sbiancamento e sostanze organiche volatili dallo sfiato del digestore e dall'evaporazione del liquor).

Il particolato deriva principalmente dalle operazioni di combustione, sebbene anche i serbatoi per la dissoluzione degli odori possano essere una fonte minore. Più del 50% del particolato della cartiera è molto fine (meno di 1 μm di diametro). Questo materiale fine include solfato di sodio (Na₂SO₄) e carbonato di sodio (Na₂CO₃) da forni di recupero, forni da calce e vasche di dissoluzione del fuso, e NaCl da sottoprodotti della combustione di tronchi che sono stati immagazzinati in acqua salata. Le emissioni dei forni a calce includono una quantità significativa di particolato grossolano dovuto al trascinamento dei sali di calcio e alla sublimazione dei composti di sodio. Il particolato grossolano può includere anche ceneri volanti e prodotti di combustione organici, in particolare dalle caldaie elettriche. La riduzione delle concentrazioni di particolato può essere ottenuta facendo passare i gas di scarico attraverso precipitatori elettrostatici o scrubber. Le recenti innovazioni nella tecnologia delle caldaie elettriche includono inceneritori a letto fluidizzato che bruciano a temperature molto elevate, si traducono in una conversione energetica più efficiente e consentono la combustione di rifiuti di legno meno uniformi.

Problemi di inquinamento dell'acqua

Le acque reflue contaminate provenienti da cartiere e cartiere possono causare la morte di organismi acquatici, consentire il bioaccumulo di composti tossici nei pesci e alterare il gusto dell'acqua potabile a valle. Gli effluenti delle acque reflue di pasta di cellulosa e carta sono caratterizzati sulla base di caratteristiche fisiche, chimiche o biologiche, le più importanti sono il contenuto di solidi, la domanda di ossigeno e la tossicità.

Il contenuto di solidi delle acque reflue è tipicamente classificato sulla base della frazione sospesa (rispetto a quella disciolta), della frazione di solidi sospesi che è sedimentabile e delle frazioni di entrambi che sono volatili. La frazione sedimentabile è la più discutibile perché può formare una densa coltre di fango in prossimità del punto di scarico, che impoverisce rapidamente l'ossigeno disciolto nell'acqua ricevente e consente la proliferazione di batteri anaerobici che generano metano e gas di zolfo ridotti. Sebbene i solidi non sedimentabili siano solitamente diluiti dall'acqua ricevente e siano quindi meno preoccupanti, possono trasportare composti organici tossici agli organismi acquatici. I solidi sospesi scaricati dalle cartiere e dalle cartiere comprendono particelle di corteccia, fibre di legno, sabbia, graniglia da tritacarne meccanica, additivi per la fabbricazione della carta, residui di liquore, sottoprodotti dei processi di trattamento delle acque e cellule microbiche da operazioni di trattamento secondario.

I derivati ​​del legno disciolti nei liquidi di macerazione, compresi gli oligosaccaridi, gli zuccheri semplici, i derivati ​​della lignina a basso peso molecolare, l'acido acetico e le fibre di cellulosa solubilizzate, sono i principali responsabili sia della domanda biologica di ossigeno (BOD) sia della domanda chimica di ossigeno (COD). I composti che sono tossici per gli organismi acquatici includono sostanze organiche clorurate (AOX; dallo sbiancamento, in particolare pasta kraft); acidi resinici; acidi grassi insaturi; alcoli diterpenici (soprattutto da scortecciatura e spappolatura meccanica); juvabiones (soprattutto da solfito e spappolatura meccanica); prodotti di degradazione della lignina (soprattutto dalla polpa di solfito); sostanze organiche sintetiche, come slimicidi, oli e grassi; e prodotti chimici di processo, additivi per la fabbricazione della carta e metalli ossidati. Le sostanze organiche clorurate sono state fonte di particolare preoccupazione, poiché sono estremamente tossiche per gli organismi marini e possono bioaccumularsi. Questo gruppo di composti, compreso il policlorurato dibenzo-p-diossine, sono stati il ​​principale impulso per ridurre al minimo l'uso di cloro nello sbiancamento della polpa.

La quantità e le fonti di solidi sospesi, la domanda di ossigeno e gli scarichi tossici dipendono dal processo (tabella 1). A causa della solubilizzazione degli estrattivi del legno con poco o nessun recupero chimico e acido resinico, sia la polpa di solfito che quella di CTMP generano effluenti altamente tossici con BOD elevato. I mulini Kraft storicamente utilizzavano più cloro per lo sbiancamento e i loro effluenti erano più tossici; tuttavia, gli effluenti delle cartiere kraft che hanno eliminato Cl₂ nello sbiancamento e nell'uso di trattamenti secondari in genere presentano poca tossicità acuta, se presente, e la tossicità subacuta è stata notevolmente ridotta.

Tabella 1. Solidi sospesi totali e BOD associati all'effluente non trattato (grezzo) di vari processi di spappolatura

I solidi sospesi sono diventati un problema minore perché la maggior parte dei mulini utilizza la chiarificazione primaria (ad esempio, sedimentazione per gravità o flottazione con aria disciolta), che rimuove dall'80 al 95% dei solidi sedimentabili. Tecnologie secondarie di trattamento delle acque reflue come lagune aerate, sistemi a fanghi attivi e filtrazione biologica sono utilizzate per ridurre BOD, COD e sostanze organiche clorurate nell'effluente.

Le modifiche al processo interno allo stabilimento per ridurre i solidi sedimentabili, il BOD e la tossicità includono la scortecciatura a secco e il trasporto dei tronchi, una migliore vagliatura dei trucioli per consentire una cottura uniforme, una delignificazione estesa durante la spappolatura, modifiche alle operazioni di recupero chimico della digestione, tecnologie di sbiancamento alternative, lavaggio della polpa ad alta efficienza, recupero delle fibre dalle acque bianche e migliore contenimento delle fuoriuscite. Tuttavia, gli sconvolgimenti del processo (in particolare se si traducono in fognature intenzionali di liquori) e le modifiche operative (in particolare l'uso di legno non stagionato con una percentuale più elevata di estrattivi) possono ancora causare scoperte periodiche di tossicità.

Una strategia di controllo dell'inquinamento relativamente recente per eliminare completamente l'inquinamento idrico è il concetto di "mulino chiuso". Tali mulini sono un'alternativa attraente in luoghi che mancano di grandi fonti d'acqua per fungere da flussi di approvvigionamento di processo o di ricezione degli effluenti. I sistemi chiusi sono stati implementati con successo nei mulini CTMP e solfito base di sodio. Ciò che distingue i mulini chiusi è che l'effluente liquido viene evaporato e la condensa viene trattata, filtrata e quindi riutilizzata. Altre caratteristiche dei mulini chiusi sono le camere di vagliatura chiuse, il lavaggio in controcorrente nell'impianto di candeggio e i sistemi di controllo del sale. Sebbene questo approccio sia efficace nel ridurre al minimo l'inquinamento dell'acqua, non è ancora chiaro in che modo l'esposizione dei lavoratori sarà influenzata dalla concentrazione di tutti i flussi di contaminanti all'interno dello stabilimento. La corrosione è un problema importante per le cartiere che utilizzano sistemi chiusi e le concentrazioni di batteri e di endotossine aumentano nell'acqua di processo riciclata.

Gestione dei solidi

La composizione dei solidi (fanghi) rimossi dai sistemi di trattamento degli effluenti liquidi varia a seconda della loro origine. I solidi del trattamento primario sono costituiti principalmente da fibre di cellulosa. Il componente principale dei solidi provenienti dal trattamento secondario sono le cellule microbiche. Se lo stabilimento utilizza agenti sbiancanti clorurati, sia i solidi primari che quelli secondari possono contenere anche composti organici clorurati, una considerazione importante per determinare l'entità del trattamento richiesto.

Prima dello smaltimento, i fanghi vengono ispessiti in unità di sedimentazione per gravità e disidratati meccanicamente in centrifughe, filtri sottovuoto o presse a nastro o a vite. I fanghi del trattamento primario sono relativamente facili da disidratare. I fanghi secondari contengono una grande quantità di acqua intracellulare ed esistono in una matrice di melma; richiedono quindi l'aggiunta di flocculanti chimici. Una volta sufficientemente disidratati, i fanghi vengono smaltiti in applicazioni a terra (ad esempio, sparsi su terreni arabili o boschivi, usati come compost o come ammendante) o inceneriti. Sebbene l'incenerimento sia più costoso e possa contribuire a problemi di inquinamento atmosferico, può essere vantaggioso perché può distruggere o ridurre i materiali tossici (ad esempio, sostanze organiche clorurate) che potrebbero creare seri problemi ambientali se dovessero filtrare nelle acque sotterranee dalle applicazioni a terra .

I rifiuti solidi possono essere generati in altre operazioni di cartiera. La cenere delle caldaie elettriche può essere utilizzata nei fondi stradali, come materiale da costruzione e come abbattitore di polvere. I rifiuti dei forni da calce possono essere utilizzati per modificare l'acidità del suolo e migliorare la chimica del suolo.

Di ritorno

Evoluzione e struttura del settore

Si pensa che la fabbricazione della carta abbia avuto origine in Cina intorno al 100 d.C. utilizzando stracci, canapa ed erbe come materia prima e battendo contro malte di pietra come processo originale di separazione delle fibre. Sebbene la meccanizzazione sia aumentata negli anni successivi, i metodi di produzione in lotti e le fonti di fibre agricole sono rimasti in uso fino al 1800. Le macchine continue per la produzione della carta furono brevettate all'inizio di quel secolo. Tra il 1844 e il 1884 furono sviluppati metodi per spappolare il legno, una fonte di fibre più abbondante rispetto a stracci ed erbe, e includevano l'abrasione meccanica così come i metodi chimici con soda, solfito e solfato (kraft). Questi cambiamenti hanno dato inizio all'era moderna della produzione di cellulosa e carta.

La figura 1 illustra i principali processi di fabbricazione della pasta di legno e della carta nell'era attuale: pasta meccanica; spappolatura chimica; respingere la carta straccia; fabbricazione della carta; e conversione. L'industria oggi può essere suddivisa in due settori principali in base ai tipi di prodotti fabbricati. La pasta di cellulosa viene generalmente prodotta in grandi stabilimenti nelle stesse regioni in cui si raccoglie la fibra (vale a dire, principalmente regioni forestali). La maggior parte di queste cartiere produce anche carta, ad esempio carta da giornale, da scrittura, da stampa o velina; oppure possono fabbricare cartoni. (La figura 2 mostra uno stabilimento di questo tipo, che produce pasta kraft sbiancata, pasta termomeccanica e carta da giornale. Notare lo scalo ferroviario e il molo per la spedizione, l'area di stoccaggio dei trucioli, i trasportatori di trucioli che portano al digestore, la caldaia di recupero (alto edificio bianco) e gli stagni di chiarificazione degli effluenti) . Le operazioni di trasformazione separate sono solitamente situate vicino ai mercati di consumo e utilizzano cellulosa o carta del mercato per produrre borse, cartoni, contenitori, fazzoletti, carte da imballaggio, materiali decorativi, prodotti aziendali e così via.

Figura 1. Illustrazione del flusso di processo nelle operazioni di produzione di cellulosa e carta

Figura 2. Complesso moderno di una fabbrica di cellulosa e carta situato su un corso d'acqua costiero

Biblioteca Canfor

C'è stata una tendenza negli ultimi anni per le operazioni di cellulosa e carta a diventare parte di grandi aziende integrate di prodotti forestali. Queste società hanno il controllo delle operazioni di abbattimento forestale (cfr Silvicoltura capitolo), fresatura del legname (cfr Industria del legname capitolo), produzione di cellulosa e carta, nonché operazioni di trasformazione. Questa struttura garantisce all'azienda una fonte costante di fibre, un uso efficiente degli scarti di legno e acquirenti sicuri, il che spesso porta a un aumento della quota di mercato. L'integrazione ha operato in tandem con la crescente concentrazione del settore in un minor numero di aziende e la crescente globalizzazione mentre le aziende perseguono investimenti internazionali. L'onere finanziario dello sviluppo degli impianti in questo settore ha incoraggiato queste tendenze per consentire economie di scala. Alcune aziende hanno ormai raggiunto livelli di produzione di 10 milioni di tonnellate, simili alla produzione dei paesi con la produzione più elevata. Molte aziende sono multinazionali, alcune con stabilimenti in 20 o più paesi in tutto il mondo. Tuttavia, anche se molti degli stabilimenti e delle aziende più piccoli stanno scomparendo, l'industria ha ancora centinaia di partecipanti. A titolo di esempio, le prime 150 aziende rappresentano i due terzi della produzione di cellulosa e carta e solo un terzo dei dipendenti del settore.

Importanza economica

La produzione di cellulosa, carta e prodotti di carta è tra le più grandi industrie del mondo. Gli stabilimenti si trovano in più di 100 paesi in ogni regione del mondo e impiegano direttamente più di 3.5 milioni di persone. Le maggiori nazioni produttrici di cellulosa e carta includono Stati Uniti, Canada, Giappone, Cina, Finlandia, Svezia, Germania, Brasile e Francia (ognuna ha prodotto più di 10 milioni di tonnellate nel 1994; vedi tabella 1).

Tabella 1. Occupazione e produzione nelle operazioni di cellulosa, carta e cartone nel 1994, paesi selezionati.

* Paesi inclusi se più di 10,000 persone erano impiegate nel settore.

** Dati per il 1989/90 (ILO 1992).

Fonte: dati per tabella adattati da PPI 1995.

Ogni paese è un consumatore. La produzione mondiale di cellulosa, carta e cartone è stata di circa 400 milioni di tonnellate nel 1993. Nonostante le previsioni di una diminuzione dell'uso di carta di fronte all'era elettronica, dal 2.5 c'è stato un tasso annuo di crescita della produzione abbastanza costante del 1980% (figura 3) . Oltre ai vantaggi economici, il consumo di carta ha un valore culturale derivante dalla sua funzione di registrazione e diffusione delle informazioni. Per questo motivo, i tassi di consumo di cellulosa e carta sono stati utilizzati come indicatore dello sviluppo socioeconomico di una nazione (figura 4).

Figura 3. Produzione mondiale di cellulosa e carta, dal 1980 al 1993

Figura 4. Il consumo di carta e cartone come indicatore dello sviluppo economico

La principale fonte di fibra per la produzione di cellulosa nell'ultimo secolo è stata il legno delle foreste temperate di conifere, anche se più recentemente è andato aumentando l'uso di legni tropicali e boreali (si veda il capitolo Legname per i dati sulla raccolta industriale di legname in tronchi in tutto il mondo). Poiché le regioni boscose del mondo sono generalmente scarsamente popolate, tende a esserci una dicotomia tra le aree produttrici e utilizzatrici del mondo. La pressione dei gruppi ambientalisti per preservare le risorse forestali utilizzando scorte di carta riciclata, colture agricole e foreste di piantagioni a rotazione breve come fonti di fibre potrebbe cambiare la distribuzione degli impianti di produzione di cellulosa e carta in tutto il mondo nei prossimi decenni. Anche altre forze, tra cui l'aumento del consumo di carta nei paesi in via di sviluppo e la globalizzazione, dovrebbero svolgere un ruolo nel trasferimento del settore.

Caratteristiche della forza lavoro

La tabella 1 indica la dimensione della forza lavoro direttamente impiegata nella produzione di cellulosa e carta e nelle operazioni di trasformazione in 27 paesi, che insieme rappresentano circa l'85% dell'occupazione mondiale di pasta e carta e oltre il 90% delle cartiere e della produzione. Nei paesi che consumano la maggior parte di ciò che producono (ad esempio, Stati Uniti, Germania, Francia), le operazioni di trasformazione forniscono due posti di lavoro per ciascuno nella produzione di cellulosa e carta.

La forza lavoro nell'industria della cellulosa e della carta detiene principalmente posti di lavoro a tempo pieno all'interno di strutture di gestione tradizionali, sebbene alcune cartiere in Finlandia, Stati Uniti e altrove abbiano avuto successo con orari di lavoro flessibili e gruppi di lavoro autogestiti a rotazione. A causa dei loro elevati costi di capitale, la maggior parte delle operazioni di spappolamento è continua e richiede lavoro a turni; questo non è vero per la conversione degli impianti. L'orario di lavoro varia a seconda dei modelli di occupazione prevalenti in ciascun paese, con un range da circa 1,500 a più di 2,000 ore all'anno. Nel 1991, i redditi nel settore variavano da 1,300 dollari USA (lavoratori non qualificati in Kenya) a 70,000 dollari USA all'anno (personale di produzione qualificato negli Stati Uniti) (ILO 1992). I lavoratori maschi predominano in questo settore, con le donne che di solito rappresentano solo il 10-20% della forza lavoro. La Cina e l'India possono formare le estremità superiore e inferiore dell'intervallo con rispettivamente il 35% e il 5% di donne.

Il personale dirigente e ingegneristico delle cartiere e delle cartiere di solito ha una formazione di livello universitario. Nei paesi europei, la maggior parte della forza lavoro qualificata dei colletti blu (ad esempio, i fabbricanti di carta) e molti della forza lavoro non qualificata hanno avuto diversi anni di istruzione professionale. In Giappone, la formazione e l'aggiornamento formali interni sono la norma; questo approccio è adottato da alcune società latinoamericane e nordamericane. Tuttavia, in molte operazioni in Nord America e nei paesi in via di sviluppo, la formazione sul posto di lavoro informale è più comune per i lavori dei colletti blu. I sondaggi hanno dimostrato che, in alcune operazioni, molti lavoratori hanno problemi di alfabetizzazione e sono scarsamente preparati per l'apprendimento permanente richiesto nell'ambiente dinamico e potenzialmente pericoloso di questo settore.

I costi di capitale per la costruzione di moderni impianti di cellulosa e carta sono estremamente elevati (ad esempio, la costruzione di una fabbrica di carta kraft sbiancata che impiega 750 persone potrebbe costare 1.5 miliardi di dollari USA; una fabbrica di pasta chemi-termomeccanica (CTMP) che impiega 100 persone potrebbe costare 400 milioni di dollari USA), quindi ci sono grandi economie di scala con strutture ad alta capacità. Gli impianti nuovi e riadattati di solito utilizzano processi meccanizzati e continui, oltre a monitor elettronici e controlli computerizzati. Richiedono relativamente pochi dipendenti per unità di produzione (ad esempio, da 1 a 1.2 ore lavorative per tonnellata di cellulosa nei nuovi stabilimenti indonesiani, finlandesi e cileni). Negli ultimi 10-20 anni, la produzione per dipendente è aumentata grazie ai progressi progressivi della tecnologia. L'attrezzatura più recente consente cambi più facili tra le serie di prodotti, scorte inferiori e produzione just-in-time orientata al cliente. Gli aumenti di produttività hanno provocato la perdita di posti di lavoro in molte nazioni produttrici del mondo sviluppato. Tuttavia, ci sono stati aumenti dell'occupazione nei paesi in via di sviluppo, dove i nuovi stabilimenti in costruzione, anche se con personale scarso, rappresentano nuove incursioni nel settore.

Dagli anni '1970 al 1990, c'è stato un calo di circa il 10% nella quota di operai nelle attività europee e nordamericane, che ora rappresentano tra il 70 e l'80% della forza lavoro (ILO 1992). L'utilizzo di manodopera a contratto per le operazioni di costruzione, manutenzione e raccolta del legno è in aumento; molte operazioni hanno riferito che dal 10 al 15% della loro forza lavoro in loco sono appaltatori.

Di ritorno