Processo di segheria

Le segherie possono variare notevolmente in termini di dimensioni. Le più piccole sono unità fisse o portatili costituite da una testata per sega circolare, un semplice carrello per tronchi e una molatrice a due seghe (vedere le descrizioni di seguito) alimentata da un motore diesel o a benzina e azionata da un minimo di uno o due lavoratori. I mulini più grandi sono strutture permanenti, hanno attrezzature molto più elaborate e specializzate e possono impiegare oltre 1,000 lavoratori. A seconda delle dimensioni del mulino e del clima della regione, le operazioni possono essere eseguite all'aperto o al chiuso. Mentre il tipo e la dimensione dei tronchi determinano in larga misura quali tipi di attrezzature sono necessarie, l'attrezzatura nelle segherie può anche variare notevolmente in base all'età e alle dimensioni della segheria, nonché al tipo e alla qualità delle tavole prodotte. Di seguito una descrizione di alcune delle lavorazioni svolte in una tipica segheria.

Dopo il trasporto in una segheria, i tronchi vengono stoccati a terra, in corpi idrici adiacenti alla segheria o in stagni costruiti a scopo di stoccaggio (vedi figura 1 e figura 2). I tronchi vengono ordinati in base alla qualità, alla specie o ad altre caratteristiche. Fungicidi e insetticidi possono essere utilizzati nelle aree di stoccaggio di tronchi a terra se i tronchi verranno conservati per lungo tempo fino a ulteriore lavorazione. Una troncatrice viene utilizzata per livellare le estremità dei tronchi prima o dopo la scortecciatura e prima dell'ulteriore lavorazione in segheria. La rimozione della corteccia da un tronco può essere eseguita con diversi metodi. I metodi meccanici includono la fresatura periferica ruotando i tronchi contro i coltelli; scortecciatura ad anello, in cui le punte degli utensili vengono premute contro il tronco; abrasione legno su legno, che batte i tronchi contro se stessi in un tamburo rotante; e usando catene per strappare via la corteccia. La corteccia può anche essere rimossa idraulicamente utilizzando getti d'acqua ad alta pressione. Dopo la scortecciatura e tra tutte le operazioni all'interno della segheria, i tronchi e le tavole vengono spostati da un'operazione all'altra utilizzando un sistema di nastri trasportatori, nastri e rulli. Nelle grandi segherie questi sistemi possono diventare piuttosto complessi (vedi figura 3).

Figura 1. Caricamento del truciolo con stoccaggio in acqua dei tronchi sullo sfondo

Fonte: Canadian Forest Products Ltd.

Figura 2. Long che entrano in una segheria; stoccaggio e forni in background

Fonte: Canadian Forest Products Ltd.

Figura 3. Interno del mulino; nastri trasportatori e rulli trasportano il legno

Ministero delle Foreste della Columbia Britannica

La prima fase della segheria, a volte indicata come rottura primaria, viene eseguita su un carro armato. L'headrig è una grande sega circolare fissa o sega a nastro utilizzata per tagliare longitudinalmente il tronco. Il tronco viene trasportato avanti e indietro attraverso la testata utilizzando un carrello mobile che può ruotare il tronco per un taglio ottimale. Possono essere utilizzati anche più headrig con sega a nastro, specialmente per tronchi più piccoli. I prodotti dell'headrig sono una sopraelevazione (il centro quadrato del tronco), una serie di lastre (i bordi esterni arrotondati del tronco) e, in alcuni casi, tavole di grandi dimensioni. Laser e raggi X stanno diventando comuni nelle segherie per essere utilizzati come guide di visualizzazione e taglio al fine di ottimizzare l'uso del legno e le dimensioni e i tipi di tavole prodotte.

Nella scomposizione secondaria, la sopraelevazione e le tavole o le lastre di grandi dimensioni vengono ulteriormente lavorate in dimensioni di legname funzionali. Per queste operazioni vengono solitamente utilizzate più lame di sega parallele, ad esempio seghe quadruple con quattro seghe circolari collegate o seghe a telaio che possono essere del tipo a fascia o sega circolare. Le tavole vengono tagliate alla giusta larghezza utilizzando molatrici, costituite da almeno due seghe parallele, e alla giusta lunghezza utilizzando seghe da taglio. La bordatura e la rifilatura vengono solitamente eseguite utilizzando seghe circolari, anche se a volte le molatrici sono seghe a nastro. Le motoseghe manuali sono solitamente disponibili nelle segherie per liberare il legname intrappolato nel sistema perché piegato o svasato. Nelle moderne segherie, ogni operazione (ad es. testata, molatrice) avrà generalmente un solo operatore, spesso di stanza all'interno di una cabina chiusa. Inoltre, i lavoratori possono essere stazionati tra le operazioni nelle fasi successive del guasto secondario per garantire manualmente che le assi siano posizionate correttamente per le operazioni successive.

Dopo la lavorazione in segheria, le tavole vengono calibrate, selezionate in base alle dimensioni e alla qualità, quindi impilate a mano oa macchina (vedi figura 4). Quando il legname viene movimentato manualmente, quest'area viene definita "catena verde". In molti mulini moderni sono stati installati contenitori di cernita automatizzati per sostituire la cernita manuale ad alta intensità di manodopera. Al fine di aumentare il flusso d'aria per facilitare l'asciugatura, è possibile posizionare piccoli pezzi di legno tra le assi mentre vengono impilate.

Figura 4. Carrello elevatore con carico

Produzioni forestali canadesi Ltd.

I tipi di legname da costruzione possono essere stagionati all'aria aperta o essiccati in forni, a seconda delle condizioni meteorologiche locali e dell'umidità del legname verde; ma i gradi di finitura sono più comunemente essiccati in forno. Ci sono molti tipi di forni. I forni a camere e ad alta temperatura sono forni seriali. Nei forni continui, i fasci impilati possono muoversi attraverso il forno in posizione perpendicolare o parallela e la direzione del movimento dell'aria può essere perpendicolare o parallela alle tavole. L'amianto è stato utilizzato come materiale isolante per i tubi del vapore nei forni.

Prima dello stoccaggio del legname verde, specialmente in luoghi umidi o bagnati, è possibile applicare fungicidi per prevenire la crescita di funghi che macchiano il legno di blu o nero (sapstain). I fungicidi possono essere applicati nella linea di produzione (di solito mediante spruzzatura) o dopo aver raggruppato il legname (di solito in vasche di immersione). Il sale sodico del pentaclorofenolo è stato introdotto negli anni '1940 per il controllo della macchia di linfa, ed è stato sostituito negli anni '1960 dal tetraclorofenato più solubile in acqua. L'uso del clorofenato è stato in gran parte interrotto a causa della preoccupazione per gli effetti sulla salute e la contaminazione con policlorodibenzo-p-diossine. I sostituti includono didecildimetil ammonio cloruro, 3-iodo-2-propinil butil carbammato, azaconazolo, borace e 2-(tiocianometiltio)benztiazolo, la maggior parte dei quali sono stati poco studiati tra la forza lavoro degli utenti. Spesso il legname, specialmente quello che è stato essiccato in forno, non ha bisogno di essere trattato. Inoltre, il legno di alcune specie arboree, come il cedro rosso occidentale, non è suscettibile ai funghi della linfa.

Prima o dopo l'essiccazione, il legno è commerciabile come legname verde o grezzo; tuttavia, il legname deve essere ulteriormente lavorato per la maggior parte degli usi industriali. Il legname viene tagliato alla dimensione finale e affiorato in una piallatrice. Le pialle vengono utilizzate per ridurre il legno a dimensioni standard commerciabili e per levigare la superficie. La testa pialla è una serie di lame di taglio montate su un cilindro che ruota ad alta velocità. L'operazione è generalmente alimentata elettricamente ed eseguita parallelamente alla venatura del legno. Spesso la piallatura viene eseguita contemporaneamente su due lati della tavola. Le pialle che operano su quattro lati sono chiamate matcher. A volte le formatrici vengono utilizzate per arrotondare i bordi del legno.

Dopo la lavorazione finale, il legno deve essere smistato, impilato e impacchettato in preparazione per la spedizione. Sempre più spesso, queste operazioni vengono automatizzate. In alcuni mulini specializzati, il legno può essere ulteriormente trattato con agenti chimici usati come conservanti del legno o ritardanti di fiamma, o per proteggere la superficie dall'usura meccanica o dagli agenti atmosferici. Ad esempio, traversine ferroviarie, palificazioni, pali di recinzioni, pali del telefono o altro legno che dovrebbe essere a contatto con il suolo o l'acqua possono essere trattati a pressione con arseniato di rame cromato o ammoniacale, pentaclorofenolo o creosoto in olio di petrolio. Macchie e coloranti possono essere utilizzati anche per la commerciabilità e le vernici possono essere utilizzate per sigillare le estremità delle tavole o per aggiungere marchi aziendali.

Grandi quantità di polvere e detriti vengono generate dalle seghe e da altre operazioni di lavorazione del legno nelle segherie. In molte segherie le lastre e altri grossi pezzi di legno vengono scheggiati. Le cippatrici sono generalmente dischi rotanti di grandi dimensioni con lame diritte incorporate nella faccia e fessure per il passaggio dei trucioli. I trucioli vengono prodotti quando i tronchi o gli scarti di lavorazione vengono introdotti nelle lame utilizzando l'alimentazione a gravità inclinata, l'autoalimentazione orizzontale o l'alimentazione a potenza controllata. Generalmente l'azione di taglio della cippatrice è perpendicolare alle lame. Per i tronchi interi vengono utilizzati disegni diversi rispetto a lastre, bordi e altri pezzi di legno di scarto. È comune che una cippatrice sia integrata nell'headrig per cippare lastre inutilizzabili. Vengono utilizzate anche cippatrici separate per gestire i rifiuti dal resto del mulino. I trucioli di legno e la segatura possono essere venduti per pasta di legno, produzione di cartone ricostituito, abbellimento, combustibile o altri usi. Anche corteccia, trucioli di legno, segatura e altro materiale possono essere bruciati come combustibile o come rifiuto.

Le segherie grandi e moderne avranno in genere un personale di manutenzione considerevole che comprende addetti alle pulizie, carpentieri (meccanici industriali), carpentieri, elettricisti e altri lavoratori qualificati. Il materiale di scarto può accumularsi su macchinari, nastri trasportatori e pavimenti se le operazioni di segheria non sono dotate di ventilazione di scarico locale o se l'attrezzatura non funziona correttamente. Le operazioni di pulizia vengono spesso eseguite utilizzando aria compressa per rimuovere la polvere di legno e lo sporco da macchinari, pavimenti e altre superfici. Le seghe devono essere ispezionate regolarmente per rilevare eventuali denti rotti, crepe o altri difetti e devono essere adeguatamente bilanciate per evitare vibrazioni. Questo viene fatto da un mestiere che è unico per le industrie del legno: i limatori di seghe, che sono responsabili della dentatura, affilatura e altra manutenzione di seghe circolari e seghe a nastro.

Rischi per la salute e la sicurezza delle segherie

La tabella 1 indica i principali tipi di rischi per la salute e la sicurezza sul lavoro riscontrati nelle principali aree di processo di una tipica segheria. Ci sono molti seri rischi per la sicurezza all'interno delle segherie. La protezione della macchina è necessaria nel punto di lavoro per seghe e altri dispositivi di taglio, nonché per ingranaggi, cinghie, catene, ruote dentate e punti di presa su nastri trasportatori, nastri e rulli. I dispositivi anti-contraccolpo sono necessari in molte operazioni, come le seghe circolari, per evitare che il legname inceppato venga espulso dalle macchine. I parapetti sono necessari sui passaggi pedonali adiacenti alle operazioni o che attraversano nastri trasportatori e altre linee di produzione. È necessaria una corretta pulizia per evitare un pericoloso accumulo di polvere di legno e detriti, che potrebbe causare cadute e presentare un rischio di incendio ed esplosione. Molte aree che richiedono pulizia e manutenzione ordinaria si trovano in aree pericolose che normalmente sarebbero inaccessibili durante i periodi in cui la segheria è in funzione. La corretta osservanza delle procedure di blocco dei macchinari è estremamente importante durante le operazioni di manutenzione, riparazione e pulizia. Le apparecchiature mobili devono essere dotate di segnali acustici e luci. Le corsie di circolazione e le passerelle pedonali devono essere chiaramente contrassegnate. Sono inoltre necessari giubbotti catarifrangenti per aumentare la visibilità dei pedoni.

Tabella 1. Rischi per la salute e la sicurezza sul lavoro per area di processo dell'industria del legname

* Indica un alto grado di pericolo.

La cernita, la classificazione e alcune altre operazioni possono comportare la movimentazione manuale di assi e altri pezzi di legno pesanti. Il design ergonomico dei nastri trasportatori e dei contenitori di ricezione e le adeguate tecniche di movimentazione dei materiali dovrebbero essere utilizzati per aiutare a prevenire lesioni alla schiena e agli arti superiori. I guanti sono necessari per prevenire schegge, ferite da puntura e contatto con conservanti. Pannelli di vetro di sicurezza o materiale simile devono essere collocati tra gli operatori e i punti operativi a causa del rischio di lesioni agli occhi e di altro tipo dovute a polvere di legno, trucioli e altri detriti espulsi dalle seghe. I raggi laser sono anche potenziali pericoli oculari e le aree che utilizzano laser di classe II, III o IV devono essere identificate e devono essere affissi segnali di avvertimento. Occhiali di sicurezza, elmetti protettivi e stivali con punta in acciaio sono dispositivi di protezione individuale standard che dovrebbero essere indossati durante la maggior parte delle operazioni di segheria.

Il rumore è un pericolo nella maggior parte delle aree delle segherie a causa delle operazioni di scortecciatura, segatura, bordatura, rifilatura, piallatura e scheggiatura, nonché dei tronchi che si urtano l'un l'altro su nastri trasportatori, rulli e smistatori. I controlli ingegneristici fattibili per ridurre i livelli di rumore includono cabine insonorizzate per gli operatori, recinzione delle macchine da taglio con materiale fonoassorbente all'ingresso e all'uscita e costruzione di barriere acustiche di materiali acustici. Sono possibili anche altri controlli tecnici. Ad esempio, il rumore di funzionamento a vuoto delle seghe circolari può essere ridotto acquistando seghe con una forma dei denti adatta o regolando la velocità di rotazione. L'installazione di materiale assorbente su pareti e soffitti può aiutare a ridurre il rumore riflesso in tutta la cartiera, anche se il controllo della sorgente sarebbe necessario dove l'esposizione al rumore è diretta.

I lavoratori in quasi tutte le aree della segheria sono potenzialmente esposti al particolato. Le operazioni di scortecciatura comportano un'esposizione minima o nulla alla polvere di legno, poiché l'obiettivo è lasciare intatto il legno, ma è possibile l'esposizione al suolo aereo, alla corteccia e agli agenti biologici, come batteri e funghi. I lavoratori in quasi tutte le aree di segatura, scheggiatura e piallatura sono potenzialmente esposti alla polvere di legno. Il calore generato da queste operazioni può causare l'esposizione agli elementi volatili del legno, come monoterpeni, aldeidi, chetoni e altri, che varieranno a seconda della specie arborea e della temperatura. Alcune delle più alte esposizioni alla polvere di legno possono verificarsi tra i lavoratori che utilizzano aria compressa per la pulizia. È probabile che i lavoratori vicino alle operazioni di essiccazione del forno siano esposti ai volatili del legno. Inoltre, esiste un potenziale di esposizione a funghi e batteri patogeni, che crescono a temperature inferiori a 70°C. L'esposizione a batteri e funghi è possibile anche durante la movimentazione di trucioli e rifiuti di legno e il trasporto di tronchi in cantiere.

Esistono controlli ingegneristici fattibili, come la ventilazione di scarico locale, per controllare i livelli di contaminanti aerodispersi e potrebbe essere possibile combinare misure di controllo del rumore e della polvere. Ad esempio, le cabine chiuse possono ridurre sia l'esposizione al rumore che alla polvere (oltre a prevenire lesioni agli occhi e altre lesioni). Tuttavia, le cabine forniscono protezione solo all'operatore ed è preferibile controllare le esposizioni alla fonte attraverso la chiusura delle operazioni. La chiusura delle operazioni di piallatura è diventata sempre più comune e ha avuto l'effetto di ridurre l'esposizione al rumore e alla polvere tra le persone che non devono entrare nelle aree chiuse. Metodi di pulizia con vuoto ea umido sono stati usati in alcuni mulini, di solito da appaltatori di pulizia, ma non sono di uso generale. L'esposizione a funghi e batteri può essere controllata riducendo o aumentando la temperatura del forno e adottando altre misure per eliminare le condizioni che promuovono la crescita di questi microrganismi.

Esistono altre esposizioni potenzialmente pericolose all'interno delle segherie. L'esposizione a temperature estreme di freddo e caldo è possibile vicino ai punti in cui i materiali entrano o escono dall'edificio e il calore è anche un potenziale pericolo nelle aree del forno. L'elevata umidità può essere un problema durante il taglio di tronchi bagnati. L'esposizione ai fungicidi avviene principalmente per via cutanea e può verificarsi se le tavole vengono maneggiate mentre sono ancora bagnate durante le operazioni di classificazione, cernita e altre operazioni. Guanti e grembiuli adeguati sono necessari quando si maneggiano pannelli bagnati con fungicidi. Durante le operazioni di spruzzatura si dovrebbe utilizzare una ventilazione di scarico locale con tende antispruzzo ed eliminatori di nebbie. L'esposizione al monossido di carbonio e ad altri prodotti della combustione è possibile da attrezzature mobili utilizzate per spostare tronchi e legname all'interno delle aree di stoccaggio e per caricare semirimorchi o vagoni ferroviari. I filer per seghe possono essere esposti a livelli pericolosi di fumi metallici tra cui cobalto, cromo e piombo derivanti da operazioni di molatura, saldatura e brasatura. Sono necessari sistemi di ventilazione locale e protezione della macchina.

Processi di laminazione di impiallacciatura e compensato

Il termine compensato viene utilizzato per pannelli composti da tre o più impiallacciature incollate tra loro. Il termine è utilizzato anche per riferirsi a pannelli con un'anima di listelli di legno massello o pannelli di particelle con superfici superiori e inferiori impiallacciate. Il compensato può essere ricavato da una varietà di alberi, comprese sia le conifere che le non conifere.

Le impiallacciature vengono solitamente create direttamente da tronchi interi scortecciati mediante sfogliatura rotativa. Una pelatrice rotativa è una macchina simile a un tornio utilizzata per tagliare impiallacciature, sottili fogli di legno, da tronchi interi mediante un'azione di tranciatura. Il ceppo viene ruotato contro una barra di pressione mentre colpisce un coltello da taglio per produrre un foglio sottile tra 0.25 e 5 mm di spessore. I tronchi utilizzati in questo processo possono essere immersi in acqua calda o cotti a vapore per ammorbidirli prima della pelatura. I bordi del foglio sono solitamente tagliati da coltelli attaccati alla barra di pressione. Le impiallacciature decorative possono essere create tagliando una sopraelevazione (il centro quadrato del tronco) utilizzando un braccio di pressione e una lama in un modo simile alla pelatura. Dopo la pelatura o l'affettatura, le impiallacciature vengono raccolte su vassoi lunghi e piatti o arrotolate su bobine. L'impiallacciatura viene ritagliata in lunghezze funzionali utilizzando una macchina simile a una ghigliottina ed essiccata mediante riscaldamento artificiale o ventilazione naturale. I pannelli essiccati vengono ispezionati e, se necessario, rappezzati utilizzando pezzetti o listelli di legno e resine a base di formaldeide. Se le impiallacciature essiccate sono più piccole di un pannello di dimensioni standard, possono essere giuntate insieme. Questo viene fatto applicando un adesivo liquido a base di formaldeide ai bordi, premendo i bordi insieme e applicando calore per polimerizzare la resina.

Per produrre i pannelli, le impiallacciature vengono rivestite a rullo oa spruzzo con resine a base di formaldeide, quindi posizionate tra due impiallacciature non incollate con le loro venature nella direzione perpendicolare. Le faccette vengono trasferite in una pressa a caldo, dove vengono sottoposte sia a pressione che a calore per indurire la resina. Gli adesivi a base di resina fenolica sono ampiamente utilizzati per produrre compensato di legno tenero per condizioni di servizio gravose, ad esempio per l'edilizia e la costruzione di imbarcazioni. Gli adesivi a base di resina ureica sono ampiamente utilizzati nella produzione di compensato di legno duro per mobili e rivestimenti interni; questi possono essere fortificati con resina melamminica per aumentarne la resistenza. L'industria del compensato utilizza colle a base di formaldeide nell'assemblaggio del compensato da oltre 30 anni. Prima dell'introduzione delle resine a base di formaldeide negli anni '1940, venivano utilizzati adesivi a base di soia e albume di sangue ed era comune la pressatura a freddo dei pannelli. Questi metodi possono ancora essere utilizzati, ma sono sempre più rari.

I pannelli vengono tagliati alle dimensioni adeguate utilizzando seghe circolari e vengono levigati utilizzando levigatrici a tamburo oa nastro di grandi dimensioni. Possono essere eseguite anche lavorazioni aggiuntive per conferire caratteristiche speciali al compensato. In alcuni casi, pesticidi come clorofenoli, lindano, aldrin, eptacloro, cloronaftaleni e ossido di tributilstagno possono essere aggiunti alle colle o utilizzati per trattare la superficie dei pannelli. Altri trattamenti superficiali possono includere l'applicazione di oli a base di petrolio (per pannelli in calcestruzzo), pitture, coloranti, lacche e vernici. Questi trattamenti superficiali possono essere eseguiti in luoghi separati. Impiallacciature e pannelli vengono spesso trasportati tra le operazioni utilizzando attrezzature mobili.

Pericoli del laminatoio per impiallacciatura e compensato

La tabella 1 indica i principali tipi di rischi per la salute e la sicurezza sul lavoro riscontrati nelle principali aree di processo di una tipica fabbrica di compensato. Molti dei rischi per la sicurezza nelle segherie di compensato sono simili a quelli delle segherie e anche le misure di controllo sono simili. Questa sezione si occupa solo di quei problemi che differiscono dalle operazioni di segheria.

L'esposizione sia cutanea che respiratoria alla formaldeide e ad altri componenti di colle, resine e adesivi è possibile tra i lavoratori nelle operazioni di preparazione della colla, giunzione, rappezzatura, levigatura e pressatura a caldo e tra i lavoratori nelle vicinanze. Le resine a base di urea rilasciano più facilmente formaldeide durante l'indurimento rispetto a quelle a base di fenolo; tuttavia, i miglioramenti nella formulazione della resina hanno ridotto le esposizioni. Per ridurre l'esposizione respiratoria e cutanea alla formaldeide e ad altri componenti della resina sono necessari un'adeguata ventilazione locale degli scarichi e l'uso di guanti appropriati e altri dispositivi di protezione.

Il legno utilizzato per produrre impiallacciati è umido e le operazioni di pelatura e cimatura generalmente non producono molta polvere. Le maggiori esposizioni alla polvere di legno durante la produzione di compensato si verificano durante la levigatura, la lavorazione e la segatura necessarie per rifinire il compensato. La levigatura, in particolare, può produrre grandi quantità di polvere fine perché durante la levigatura può essere rimosso fino al 10-15% del pannello. Questi processi dovrebbero essere chiusi e avere una ventilazione di scarico locale; le levigatrici manuali dovrebbero avere lo scarico integrato in un sacco a vuoto. Se lo scarico locale non è presente o non funziona correttamente, può verificarsi un'esposizione significativa alla polvere di legno. I metodi di aspirazione e di pulizia a umido si trovano più comunemente nelle segherie di compensato perché la dimensione fine della polvere rende gli altri metodi meno efficaci. A meno che non siano in atto misure di controllo del rumore, è probabile che i livelli di rumore delle operazioni di levigatura, segatura e lavorazione superino i 90 dBA.

Quando le impiallacciature vengono essiccate, possono essere rilasciati numerosi costituenti chimici del legno, inclusi monoterpeni, acidi resinici, aldeidi e chetoni. I tipi e le quantità di sostanze chimiche rilasciate dipendono dalla specie di albero e dalla temperatura dell'essiccatore per impiallacciatura. Sono necessari un'adeguata ventilazione di scarico e la pronta riparazione delle perdite dell'essiccatore per impiallacciatura. L'esposizione allo scarico del motore dei carrelli elevatori può verificarsi in tutte le fabbriche di compensato e anche le attrezzature mobili rappresentano un pericolo per la sicurezza. I pesticidi miscelati nelle colle sono solo leggermente volatili e non dovrebbero essere rilevabili nell'aria del laboratorio, ad eccezione dei cloronaftaleni, che evaporano notevolmente. L'esposizione ai pesticidi può avvenire attraverso la pelle.

Altre industrie di pannelli prodotti

Questo gruppo di industrie, compresa la produzione di pannelli truciolari, waferboard, strandboard, pannelli isolanti, pannelli di fibre e pannelli duri, produce pannelli costituiti da elementi in legno di varie dimensioni, che vanno da grandi scaglie o wafer a fibre, tenuti insieme da colle resinose o, nel caso di pannelli di fibra lavorati a umido, legame “naturale” tra le fibre. Nel senso più semplice, le schede vengono create utilizzando un processo in due fasi. Il primo passo è la generazione degli elementi direttamente da tronchi interi o come sottoprodotto di scarto di altre industrie del legno, come le segherie. Il secondo passaggio è la loro ricombinazione in fogli o pannelli mediante adesivi chimici.

Truciolare, truciolare, truciolare e waferboard sono realizzati con trucioli di legno di varie dimensioni e forme utilizzando processi simili. I pannelli truciolari e truciolari sono costituiti da piccoli elementi in legno e sono spesso utilizzati per la realizzazione di pannelli impiallacciati in legno o laminati plastici per la realizzazione di mobili, armadi e altri prodotti in legno. La maggior parte degli elementi può essere realizzata direttamente con scarti di legno. Waferboard e strandboard sono costituiti da particelle molto grandi - rispettivamente trucioli di legno e trefoli - e sono utilizzati principalmente per applicazioni strutturali. Gli elementi sono generalmente ricavati direttamente dai tronchi utilizzando una macchina dotata di una serie di coltelli rotanti che pelano sottili cialde. Il design può essere simile a quello di una cippatrice, tranne per il fatto che il legno deve essere alimentato alla sfogliatrice con la grana orientata parallelamente ai coltelli. Possono essere utilizzati anche modelli di fresatura periferica. Il legno saturo d'acqua funziona meglio per questi processi e, poiché il legno deve essere orientato, vengono spesso utilizzati tronchi corti.

Prima di realizzare lastre o pannelli, gli elementi devono essere selezionati per dimensione e grado, quindi essiccati con mezzi artificiali, fino a un contenuto di umidità strettamente controllato. Gli elementi essiccati vengono mescolati con un adesivo e disposti in stuoie. Vengono utilizzate sia resine fenolo-formaldeide che urea-formaldeide. Come nel caso del compensato, è probabile che le resine fenoliche vengano utilizzate per pannelli destinati ad applicazioni che richiedono durabilità in condizioni avverse, mentre le resine urea-formaldeide vengono utilizzate per applicazioni interne meno impegnative. Le resine di melamina formaldeide possono anche essere utilizzate per aumentare la durata, ma raramente lo sono perché sono più costose. Negli ultimi decenni è emersa una nuova industria per la produzione di legname ricostituito per vari usi strutturali come travi, supporti e altri elementi portanti. Sebbene i processi di produzione utilizzati possano essere simili al pannello truciolare, vengono utilizzate resine a base di isocianato a causa della resistenza aggiuntiva necessaria.

I tappetini sono divisi in sezioni delle dimensioni di un pannello, generalmente utilizzando una fonte di aria compressa automatizzata o una lama diritta. Questa operazione viene eseguita in un recinto in modo che il materiale in eccesso possa essere riciclato. I pannelli vengono formati in lastre polimerizzando la resina termoindurente utilizzando una pressa a caldo in modo simile al compensato. Successivamente i pannelli vengono raffreddati e rifilati a misura. Se necessario, le levigatrici possono essere utilizzate per rifinire la superficie. Ad esempio, i pannelli ricostituiti che devono essere rivestiti con un'impiallacciatura di legno o un laminato plastico devono essere carteggiati per produrre una superficie relativamente liscia e uniforme. Mentre le levigatrici a tamburo venivano utilizzate all'inizio del settore, ora vengono generalmente utilizzate levigatrici a nastro largo. Possono anche essere applicati rivestimenti superficiali.

I pannelli di fibre (inclusi pannelli isolanti, pannelli di fibre a media densità (MDF) e pannelli duri) sono pannelli costituiti da fibre di legno legate. La loro produzione varia in qualche modo dai pannelli truciolari e di altro tipo (vedi figura 5). Per creare le fibre, si riducono (spappolati) tronchi corti o trucioli di legno in modo simile a quello utilizzato per produrre pasta per l'industria della carta (vedere il capitolo Industria della carta e della cellulosa). In generale, viene utilizzato un processo di spappolamento meccanico in cui i trucioli vengono immersi in acqua calda e quindi macinati meccanicamente. I pannelli di fibra possono variare notevolmente in densità, dai pannelli isolanti a bassa densità ai pannelli duri, e possono essere realizzati con conifere o non conifere. Le non conifere generalmente producono pannelli duri migliori, mentre le conifere producono pannelli isolanti migliori. I processi coinvolti nella spappolatura hanno un effetto chimico minore sul legno macinato, rimuovendo una piccola quantità di lignina e materiali estrattivi.

Figura 5. Classificazione dei pannelli prodotti per granulometria, densità e tipo di processo

Due diversi processi, umido e secco, possono essere utilizzati per unire le fibre e creare i pannelli. Il pannello rigido (pannello di fibra ad alta densità) e l'MDF possono essere prodotti mediante processi "a umido" o "a secco", mentre il pannello isolante (pannello di fibra a bassa densità) può essere prodotto solo mediante processo a umido. Il processo a umido è stato sviluppato per primo e si estende dalla produzione della carta, mentre il processo a secco è stato sviluppato successivamente e deriva dalle tecniche del pannello truciolare. Nel processo a umido, un impasto di polpa e acqua viene distribuito su un vaglio per formare un tappeto. Successivamente, il tappeto viene pressato, asciugato, tagliato e rivestito. I pannelli creati dai processi a umido sono tenuti insieme da componenti in legno simili a adesivi e dalla formazione di legami idrogeno. Il processo a secco è simile, tranne per il fatto che le fibre vengono distribuite sul tappeto dopo l'aggiunta di un legante (una resina termoindurente, una resina termoplastica o un olio essiccante) per formare un legame tra le fibre. Generalmente, durante la produzione di pannelli di fibre lavorati a secco vengono utilizzate resine fenolo-formaldeide o urea-formaldeide. Un certo numero di altri prodotti chimici può essere utilizzato come additivi, inclusi sali inorganici come ritardanti di fiamma e fungicidi come conservanti.

In generale, i rischi per la salute e la sicurezza nell'industria dei pannelli truciolari e dei pannelli lavorati correlati sono abbastanza simili a quelli dell'industria del compensato, con l'eccezione delle operazioni di spappolatura per la produzione di pannelli di fibre (cfr. tabella 1). L'esposizione alla polvere di legno è possibile durante la lavorazione per creare gli elementi e può variare notevolmente a seconda del contenuto di umidità del legno e della natura dei processi. Le massime esposizioni alla polvere di legno sono attese durante il taglio e la finitura dei pannelli, in particolare durante le operazioni di levigatura se i controlli tecnici non sono presenti o non funzionano correttamente. La maggior parte delle levigatrici sono sistemi chiusi e sono necessari sistemi ad aria di grande capacità per rimuovere la polvere generata. L'esposizione alla polvere di legno, così come a funghi e batteri, è possibile anche durante la cippatura e la molatura del legno essiccato e tra i lavoratori addetti al trasporto dei trucioli dalle aree di stoccaggio alle aree di lavorazione. Sono possibili esposizioni al rumore molto elevate in prossimità di tutte le operazioni di levigatura, scheggiatura, molatura e relative operazioni di lavorazione del legno. L'esposizione alla formaldeide e ad altri costituenti della resina è possibile durante la miscelazione delle colle, la posa del materassino e le operazioni di pressatura a caldo. Le misure di controllo per limitare l'esposizione a rischi per la sicurezza, polvere di legno, rumore e formaldeide nell'industria dei pannelli prodotti sono simili a quelle per l'industria del compensato e delle segherie.

Di ritorno

Injuries

Le segherie e le altre segherie sono ambienti di lavoro estremamente pericolosi a causa della natura del processo, che comporta il movimento e il taglio di pezzi di legno grandi e molto pesanti a velocità relativamente elevate. Anche quando sono in atto buoni controlli ingegneristici, è necessaria una stretta aderenza alle regole e alle procedure di sicurezza. Ci sono una serie di fattori generali che possono contribuire al rischio di lesioni. Una cattiva pulizia può aumentare il rischio di scivolamenti, inciampi e cadute e la polvere di legno può rappresentare un pericolo di incendio o esplosione. Gli alti livelli di rumore sono stati causa di infortuni a causa della ridotta capacità dei lavoratori di comunicare e sentire i segnali di avvertimento sonori. Molti grandi stabilimenti operano su più turni e le ore di lavoro, in particolare i cambi di turno, possono aumentare la probabilità di incidenti.

Alcune cause comuni di lesioni mortali o molto gravi vengono colpite da apparecchiature mobili; cadute da passerelle e piattaforme sopraelevate; mancata diseccitazione o blocco dell'apparecchiatura durante la manutenzione o tentativi di rimuovere gli inceppamenti; contraccolpi da seghe, molatrici e pialle; e annegamento in stagni di tronchi o corsi d'acqua. I lavoratori neoassunti sono maggiormente a rischio. Ad esempio, in un'analisi delle cause di 37 decessi in segheria tra il 1985 e il 1994 nella British Columbia, Canada, 13 (35%) degli incidenti mortali si sono verificati entro il primo anno di impiego e 5 di questi si sono verificati entro la prima settimana di impiego (4 il primo giorno) (Howard 1995).

C'è anche un alto rischio di lesioni che non sono in pericolo di vita. Lesioni agli occhi possono derivare da particelle e piccoli pezzi di legno o detriti espulsi dai macchinari. Schegge, tagli e ferite da puntura possono derivare dal contatto tra il legno e la pelle non protetta. Stiramenti, distorsioni e altre lesioni muscoloscheletriche possono derivare da tentativi di spingere, tirare o sollevare materiali pesanti durante le operazioni di cernita, classificazione e altre operazioni.

Malattie non maligne

I lavoratori delle segherie e delle industrie correlate sono esposti a una varietà di rischi respiratori, tra cui polvere di legno, componenti volatili del legno, muffe e batteri presenti nell'aria e formaldeide. Numerosi studi hanno esaminato la salute respiratoria tra i lavoratori di segheria, compensato, pannelli truciolari e truciolari. Il focus degli studi sulle segherie è stato generalmente sulla polvere di legno, mentre il focus degli studi sul compensato e sui pannelli di particelle è stato principalmente sull'esposizione alla formaldeide.

L'esposizione professionale alla polvere di legno è stata associata a un'ampia gamma di effetti sulle vie respiratorie superiori e inferiori. A causa delle dimensioni delle particelle generate dalle operazioni nelle industrie del legname, il naso è un sito naturale per gli effetti dell'esposizione alla polvere di legno. È stata segnalata un'ampia varietà di effetti seno-nasali, tra cui rinite, sinusite, ostruzione nasale, ipersecrezione nasale e ridotta clearance mucociliare. Anche gli effetti sulle vie respiratorie inferiori, tra cui asma, bronchite cronica e ostruzione cronica del flusso d'aria, sono stati associati all'esposizione alla polvere di legno. Entrambi gli effetti respiratori superiori e inferiori sono stati associati a specie di alberi di conifere e latifoglie provenienti da climi sia temperati che tropicali. Ad esempio, è stato riscontrato che l'asma professionale è associata all'esposizione alla polvere di acero africano, zebra africana, frassino, sequoia della California, cedro del Libano, noce centroamericana, cedro bianco orientale, ebano, iroko, mogano, quercia, ramino e cedro occidentale cedro rosso e altre specie arboree.

Il legno è composto principalmente da cellulosa, poliosi e lignina, ma contiene anche una varietà di composti organici biologicamente attivi come monoterpeni, tropoloni, acidi resinici (diterpeni), acidi grassi, fenoli, tannini, flavonoidi, chinoni, lignani e stilbeni. Poiché è stato riscontrato che gli effetti sulla salute variano a seconda della specie di albero, si sospetta che possano essere dovuti a queste sostanze chimiche presenti in natura, denominate estrattivi, che variano anche a seconda della specie. In alcuni casi estrattivi specifici sono stati identificati come la causa degli effetti sulla salute associati all'esposizione al legno. Ad esempio, l'acido plicatico, che si trova naturalmente nel cedro rosso occidentale e nel cedro bianco orientale, è responsabile dell'asma e di altri effetti allergenici negli esseri umani. Mentre gli estratti di peso molecolare più elevato rimangono con la polvere durante le operazioni di lavorazione del legno, altri estratti di peso più leggero, come i monoterpeni, vengono facilmente volatilizzati durante le operazioni di essiccazione in forno, segatura e rifilatura. I monoterpeni (come α-pinene, β-pinene, d³-carene e limonene) sono i componenti principali della resina di molti legni teneri comuni e sono associati a irritazione della bocca e della gola, mancanza di respiro e compromissione della funzionalità polmonare.

Le muffe che crescono sul legno sono un'altra esposizione naturale legata al legno con effetti potenzialmente dannosi. L'esposizione alle muffe tra i lavoratori delle segherie sembra essere comune nelle regioni in cui il clima è sufficientemente umido e caldo per la crescita delle muffe. Casi di alveolite allergica estrinseca, nota anche come polmonite da ipersensibilità, sono stati osservati tra i lavoratori delle segherie in Scandinavia, Gran Bretagna e Nord America (Halpin et al. 1994). Un effetto molto più comune, anche se meno grave, dell'esposizione alle muffe è la febbre da inalazione, detta anche sindrome tossica da polveri organiche, che consiste in attacchi acuti di febbre, malessere, dolori muscolari e tosse. La prevalenza della febbre da inalazione tra i taglialegna svedesi è stata stimata tra il 5 e il 20% in passato, anche se è probabile che i tassi siano ora molto più bassi a causa dell'introduzione di misure preventive.

Gli effetti respiratori sono possibili anche dall'esposizione a sostanze chimiche utilizzate come adesivi nell'industria del legname. La formaldeide è irritante e può causare infiammazioni al naso e alla gola. Sono stati osservati effetti acuti sulla funzione polmonare e si sospettano effetti cronici. È stato anche segnalato che l'esposizione causa asma e bronchite cronica.

Gli effetti irritanti o allergenici della polvere di legno, della formaldeide e di altre esposizioni non si limitano al sistema respiratorio. Ad esempio, gli studi che riportano sintomi nasali hanno spesso riportato una maggiore prevalenza di irritazione oculare. È stato scoperto che la dermatite è associata alla polvere di oltre 100 diverse specie di alberi, inclusi alcuni comuni legni duri, conifere e specie tropicali. La formaldeide è anche irritante per la pelle e può causare dermatiti allergiche da contatto. Inoltre, è stato riscontrato che un certo numero di fungicidi anti-sapstain utilizzati sui legni teneri causano irritazione agli occhi e alla pelle.

I lavoratori delle segherie e di altre industrie del legname corrono un rischio elevato di perdita dell'udito dovuta al rumore. Ad esempio, in una recente indagine in una segheria degli Stati Uniti, il 72.5% dei lavoratori ha mostrato un certo grado di deficit uditivo a una o più frequenze di test audiometrico (Tharr 1991). I lavoratori in prossimità di seghe e altri macchinari per la lavorazione del legno sono generalmente esposti a livelli superiori a 90 o 95 dBA. Nonostante questo pericolo ben noto, i tentativi di ridurre i livelli di rumore sono relativamente rari (ad eccezione dei recinti delle pialle) e continuano a verificarsi nuovi casi di perdita dell'udito indotta dal rumore.

Cancro

Il lavoro nelle industrie del legname può comportare l'esposizione ad agenti cancerogeni sia noti che sospetti. La polvere di legno, l'esposizione più comune nelle industrie del legname, è stata classificata come cancerogena per l'uomo (Agenzia internazionale per la ricerca sul cancro (IARC) - Gruppo 1). Rischi relativi molto elevati di cancro seno-nasale, in particolare adenocarcinoma seno-nasale, sono stati osservati tra i lavoratori esposti ad alti livelli di polvere di legni duri, come faggio, quercia e mogano, nell'industria del mobile. Le prove per la polvere di legno tenero sono meno conclusive e sono stati osservati rischi in eccesso minori. Vi è evidenza di un eccesso di rischio tra i lavoratori delle segherie e delle industrie correlate sulla base di una rianalisi aggregata dei dati grezzi di 12 studi caso-controllo sul cancro seno-nasale (IARC 1995). Il cancro seno-nasale è un tumore relativamente raro in quasi tutte le regioni del mondo, con un tasso di incidenza annuale grezzo di circa 1 ogni 100,000 abitanti. Si pensa che il dieci per cento di tutti i tumori seno-nasali siano adenocarcinomi. Sebbene in alcuni studi siano state osservate associazioni tra polvere di legno e altri tumori più comuni, i risultati sono stati molto meno coerenti rispetto al cancro seno-nasale.

La formaldeide, un'esposizione comune tra i lavoratori del compensato, dei pannelli truciolari e delle industrie correlate, è stata classificata come probabile cancerogeno per l'uomo (IARC - Gruppo 2A). È stato scoperto che la formaldeide causa il cancro negli animali e in alcuni studi sull'uomo sono stati osservati eccessi di cancro sia nasofaringeo che seno-nasale, ma i risultati sono stati incoerenti. I pesticidi pentaclorofenolo e tetraclorofenolo, fino a poco tempo fa comunemente usati nelle industrie del legno, sono noti per essere contaminati da furani e diossine. Il pentaclorofenolo e il 2,3,7,8-tetraclorodibenzo-para-diossina sono stati classificati come possibili cancerogeni per l'uomo (IARC - Gruppo 2B). Alcuni studi hanno trovato un'associazione tra i clorofenoli e il rischio di linfoma non Hodgkin e sarcoma dei tessuti molli. I risultati per il linfoma non Hodgkin sono stati più coerenti rispetto al sarcoma dei tessuti molli. Altre potenziali esposizioni cancerogene che possono colpire alcuni lavoratori nelle industrie del legname includono l'amianto (IARC - Gruppo 1), che viene utilizzato per l'isolamento di tubi del vapore e forni, gas di scarico diesel (IARC - Gruppo 2A) da apparecchiature mobili e creosoto (IARC - Gruppo 2A), utilizzato come preservante del legno per traversine ferroviarie e pali telefonici.

Sono stati eseguiti relativamente pochi studi sul cancro tra i lavoratori specificamente impiegati nelle segherie, nelle fabbriche di compensato o nelle relative industrie di produzione di pannelli. Il più grande è stato uno studio di coorte condotto da Hertzman e colleghi (26,000) su oltre 1997 lavoratori di segherie canadesi per esaminare il rischio di cancro associato all'esposizione ai pesticidi clorofenoli. Sono stati osservati un doppio eccesso di cancro seno-nasale e un eccesso minore di linfoma non-Hodgkin. L'eccesso di linfoma non-Hodgkin sembrava essere associato all'esposizione ai clorofenati. Gli studi rimanenti sono stati molto più piccoli. Jäppinen, Pukkala e Tola (1989) hanno studiato 1,223 lavoratori finlandesi di segheria e hanno osservato eccessi di tumori della pelle, della bocca e della faringe, linfomi e leucemie.

Blair, Stewart e Hoover (1990) e Robinson e colleghi (1986) hanno condotto studi rispettivamente su 2,309 e 2,283 lavoratori di una fabbrica di compensato statunitense. In un'analisi dei dati raccolti dalle due coorti di compensato, sono stati osservati eccessi per cancro nasofaringeo, mieloma multiplo, malattia di Hodgkin e linfoma non Hodgkin. Non è chiaro dai risultati di questi studi quali eventuali esposizioni professionali possano essere state responsabili degli eccessi osservati. Gli studi più piccoli non hanno il potere di esaminare il rischio di tumori rari e molti degli eccessi si basavano su numeri molto piccoli. Ad esempio, non sono stati osservati tumori seno-nasali, ma solo 0.3 erano previsti nello studio più piccolo della segheria e 0.3 e 0.1 erano previsti negli studi sulla segheria di compensato.

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Uso e smaltimento dei rifiuti di legno

I sottoprodotti dell'industria del legname che possono causare problemi ambientali possono includere emissioni atmosferiche, effluenti liquidi e rifiuti solidi. La maggior parte di questi problemi deriva dal legno di scarto, che può includere trucioli di legno o segatura dalle operazioni di fresatura, corteccia dalle operazioni di scortecciatura e detriti di tronchi nei corsi d'acqua dove sono immagazzinati i tronchi.

La segatura e altre polveri di processo presentano un rischio di incendio ed esplosione nelle cartiere. Per ridurre al minimo questo pericolo, la polvere può essere rimossa con mezzi manuali o, preferibilmente, raccolta da sistemi di ventilazione di scarico locali e raccolta in cappe o cicloni. I rifiuti di legno più grandi vengono scheggiati. La maggior parte della segatura e dei trucioli prodotti nell'industria del legname può essere utilizzata in altri prodotti in legno (ad es. pannelli truciolari, cellulosa e carta). L'uso efficiente di questo tipo di scarti di legno sta diventando sempre più comune con l'aumentare dei costi di smaltimento dei rifiuti e con l'integrazione verticale delle aziende forestali. Alcuni tipi di rifiuti di legno, in particolare la polvere fine e la corteccia, non sono facilmente utilizzati in altri prodotti in legno, quindi è necessario cercare altri mezzi di smaltimento.

La corteccia può rappresentare un'elevata percentuale del volume dell'albero, specialmente nelle regioni in cui i tronchi raccolti sono di piccolo diametro. La corteccia e la segatura fine e, in alcune operazioni, tutti gli scarti di legno, compresi i trucioli, possono essere bruciati (vedere figura 1). Le operazioni di vecchio stile hanno utilizzato tecniche di combustione inefficienti (ad esempio, bruciatori per alveari, bruciatori per teepee) che producono una gamma di prodotti di combustione organici incompleti. L'inquinamento atmosferico da particolato, che può produrre "nebbia", è un disturbo comune in prossimità di questi bruciatori. Nelle segherie in cui vengono utilizzati i clorofenoli, c'è anche preoccupazione per la produzione di diossina e furano in questi bruciatori. Alcune segherie moderne utilizzano caldaie elettriche chiuse a temperatura controllata per produrre vapore per forni o energia per il mulino o altri utenti di elettricità. Altri vendono i loro scarti di legno alle cartiere e alle cartiere, dove vengono bruciati per soddisfare il loro elevato fabbisogno di energia (vedi il capitolo Industria della carta e della cellulosa). Le caldaie e altri bruciatori di solito devono soddisfare gli standard di controllo delle emissioni di particolato utilizzando sistemi come precipitatori elettrostatici e scrubber a umido. Per ridurre al minimo la combustione dei rifiuti di legno, è possibile trovare altri usi per la corteccia e la segatura fine, incluso come compost o pacciame nell'abbellimento del paesaggio, nell'agricoltura, nella rivegetazione delle miniere e nel rinnovamento delle foreste, o come estensori nei prodotti commerciali. Inoltre, l'uso di seghe a taglio sottile nella segheria può comportare una drastica riduzione della produzione di segatura.

Figura 1. I nastri trasportatori trasportano i rifiuti a un bruciatore per alveari

Leanne Van Zwieten

Corteccia, tronchi e altri detriti di legno possono affondare nelle aree di stoccaggio dei tronchi a base d'acqua, ricoprendo il fondo e uccidendo gli organismi bentonici. Per ridurre al minimo questo problema, i tronchi nelle barre possono essere raggruppati insieme e i fasci spezzati a terra, dove i detriti possono essere facilmente raccolti. Anche con questa modifica, i detriti sommersi devono essere dragati di tanto in tanto. I tronchi recuperati sono disponibili per il legname, ma altri rifiuti richiedono lo smaltimento. Lo smaltimento a terra e lo scarico in acque profonde sono stati entrambi utilizzati nell'industria. L'effluente di scortecciatura idraulica può causare problemi simili, da qui la tendenza ai sistemi meccanici.

I cumuli di trucioli possono creare problemi di deflusso dell'acqua piovana poiché il percolato del legno contiene resina, acidi grassi e fenoli che sono estremamente tossici per i pesci. Lo smaltimento in discarica dei rifiuti di legno produce anche percolato, che richiede misure di mitigazione per proteggere le acque sotterranee e superficiali.

Antisapstain e fungicidi per la conservazione del legno

Il trattamento del legno con fungicidi per prevenire la crescita di organismi sapstain ha portato alla contaminazione dei corsi d'acqua vicini (a volte con grandi uccisioni di pesci), nonché alla contaminazione del suolo in loco. I sistemi di trattamento che comportano la guida del legname in fasci attraverso grandi vasche di immersione scoperte e il drenaggio nel cortile della segheria consentono il tracimamento delle precipitazioni e un ampio spostamento del deflusso. Serbatoi di immersione coperti con elevatori di immersione automatizzati, cabine di verniciatura nella linea di produzione e terrapieni di contenimento attorno sia al sistema di trattamento che all'area di essiccazione del legname riducono notevolmente il potenziale e l'impatto delle fuoriuscite. Tuttavia, sebbene le cabine di verniciatura antimacchia riducano al minimo il potenziale di esposizione ambientale, possono comportare una maggiore esposizione dei lavoratori a valle rispetto alle vasche di immersione che trattano il legname in fasci finito.

Gli impatti ambientali sembrano essere stati ridotti dalla nuova generazione di fungicidi che hanno sostituito i clorofenoli. Sebbene la tossicità per gli organismi acquatici possa essere la stessa, alcuni fungicidi sostitutivi si legano più fortemente al legno, rendendolo meno biodisponibile e sono più facilmente degradabili nell'ambiente. Inoltre, la maggiore spesa di molti dei sostituti e il costo dello smaltimento ha incoraggiato il riciclaggio dei rifiuti liquidi e altre procedure di minimizzazione dei rifiuti.

Il trattamento termico e a pressione del legno per la resistenza a lungo termine a funghi e insetti è stato tradizionalmente effettuato in strutture più chiuse rispetto al trattamento antisapstain, e quindi tende a non produrre gli stessi problemi di rifiuti liquidi. Lo smaltimento dei rifiuti solidi, inclusi i fanghi provenienti dai serbatoi di trattamento e di stoccaggio, presenta problemi simili per entrambi i processi. Le opzioni possono includere lo stoccaggio confinato in contenitori a tenuta stagna in un'area impermeabile con banchina, l'interramento in una discarica per rifiuti pericolosi sicura e idrogeologicamente isolata o l'incenerimento ad alte temperature (ad es. 1,000°C) con tempi di permanenza specificati (ad es. 2 secondi).

Problemi speciali nelle operazioni di compensato e truciolare

Gli essiccatori per impiallacciatura nelle fabbriche di compensato possono produrre una caratteristica foschia blu costituita da estratti volatili del legno come terpeni e acidi resinici. Questo tende ad essere più un problema all'interno delle piante, ma può anche essere presente nei pennacchi di vapore acqueo dell'essiccatore. Le fabbriche di truciolare e compensato spesso bruciano i rifiuti di legno per produrre calore per le presse. I metodi di controllo del vapore e del particolato, rispettivamente, possono essere utilizzati per queste emissioni nell'aria.

L'acqua di lavaggio e altri effluenti liquidi delle fabbriche di compensato e truciolato possono contenere le resine di formaldeide utilizzate come colle; tuttavia, è ormai prassi comune riciclare le acque reflue per la composizione delle miscele di colla.

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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.

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