Le preziose foreste americane sono ricche di risorse che contribuiscono al benessere della società. Oltre a offrire alla popolazione locale e ai turisti un luogo dove fare escursioni e rilassarsi, le aree boschive forniscono materie prime quali materiali da costruzione, carta, imballaggi e legname per abitazioni ed edifici commerciali. In alcuni casi, i prodotti forestali possono essere utilizzati anche in integratori alimentari e medicinali, nonché come carburante per i veicoli. In poche parole, gli stili di vita contemporanei dipendono totalmente dalle foreste e dalle loro numerose risorse.

Naturalmente, un uso efficiente delle risorse forestali richiede che si presti particolare attenzione alle questioni relative alla sostenibilità e alla conservazione. Il Forest Products Laboratory (FPL) – con sede a Madison, nel Wisconsin – è uno dei numerosi centri di ricerca che promuovono pratiche responsabili nel settore forestale.

In collaborazione con altre agenzie governative e aziende pubbliche e private, la FPL studia come continuare a produrre prodotti forestali essenziali, garantendo al contempo la protezione contro gli incendi boschivi, le specie invasive e altre problematiche legate al cambiamento climatico.

In questo articolo vedremo quali tipi di prodotti la FPL sta attualmente studiando e in che modo sta aprendo la strada a un approccio alla silvicoltura incentrato sulla scienza. Le principali aree di ricerca includono:

Compositi avanzati

I compositi di legno sono materiali prodotti utilizzando una vasta gamma di materie prime forestali, quali fibre legnose, trucioli di legno, scarti di legno e biofibre naturali come la paglia di mais e le piume di pollame. I compositi di legno possono contribuire a ridurre la produzione di rifiuti e a migliorare l'efficienza economica dei progetti di riforestazione.

L'FPL continua a sperimentare nuovi metodi di produzione di materiali compositi, molti dei quali trovano impiego nell'arredamento domestico e in grandi progetti edilizi. Più precisamente, i compositi avanzati vengono spesso utilizzati per i rivestimenti interni e per le strutture portanti impiegate nella costruzione di nuovi edifici. Oltre a contribuire alla tutela delle foreste e alla riduzione dei rifiuti, il legno composito è leggero, resistente, economico e facile da lavorare. In futuro, l'FPL spera di progettare compositi che offrano una durata e una praticità d'uso ancora maggiori.

Strutture avanzate

Le strutture avanzate sono prodotti in legno comunemente utilizzati nelle abitazioni private, negli edifici commerciali e nelle infrastrutture di trasporto. In genere, questi prodotti offrono resistenza, un design all'avanguardia, controllo dell'umidità e un'ampia gamma di rivestimenti e finiture.

Il legno è utilizzato da millenni come materiale da costruzione fondamentale grazie alla sua resistenza e al suo costo accessibile. È interessante notare che le strutture in legno di nuova generazione possono persino contribuire a contrastare il cambiamento climatico grazie alla loro riciclabilità e alla capacità di immagazzinare carbonio. Di conseguenza, il legno ha un impatto ambientale inferiore rispetto all’acciaio e al cemento. Considerati i chiari vantaggi del legno, la FPL continua a studiare modi per migliorarne l’efficienza e la sostenibilità.

Bioraffineria forestale

Le aree boschive rappresentano alcune delle fonti più ricche al mondo di sostanze chimiche e combustibili di origine biologica. Inoltre, a differenza di altre fonti di sottoprodotti biologici, come il mais e il riso, non richiedono l’uso di pesticidi o fertilizzanti. Per questo motivo, la FPL si impegna a studiare come migliorare le tecnologie di bioraffineria per produrre sostanze chimiche e combustibili di valore destinati al settore dei trasporti.

Attualmente, i prodotti biologici vengono ottenuti idrolizzando il legno per ricavarne zuccheri. Questi zuccheri vengono poi sottoposti a fermentazione per produrre etanolo o altre sostanze fermentate. L'FPL sta studiando nuovi metodi per modificare il DNA del lievito al fine di aumentare la quantità di etanolo prodotta durante questo processo.

Sotto molti aspetti, questa ricerca non poteva arrivare in un momento migliore. Man mano che le aree boschive si riempiono di alberi troppo fitti e di residui forestali, si presentano nuove opportunità per ripulire le foreste e soddisfare un fabbisogno sempre crescente di combustibili alternativi. Tuttavia, la raccolta della biomassa per la produzione di sostanze chimiche e combustibili è costosa e richiede molto tempo. Per questo motivo, dobbiamo trovare metodi più convenienti per rimuovere la biomassa dalle foreste.

Nanotecnologia

La nanotecnologia rappresenta un settore all'avanguardia nell'ambito delle discipline scientifiche e tecnologiche. In linea di massima, si riferisce allo studio e alla manipolazione della materia su scala molecolare e atomica. Per dare un'idea della grandezza, un nanometro equivale a un miliardesimo di metro.

In che modo la nanotecnologia si collega alla silvicoltura e ai prodotti del legno? Ebbene, gli scienziati stanno attualmente conducendo ricerche e sviluppando materiali e sistemi legati al legno che presentano proprietà chimiche, fisiche e biologiche diverse rispetto ai materiali che si trovano su scala più ampia. I ricercatori dell'FPL, ad esempio, stanno conducendo studi su scala nanometrica per esplorare componenti del legno finora poco studiati.

La nostra crescente capacità di studiare e manipolare i materiali su scala così ridotta è fonte di grande entusiasmo per i ricercatori dei settori dell'ingegneria e della tecnologia. I nanomateriali potrebbero essere aggiunti a qualsiasi prodotto, dal cemento ai tessuti, per aumentarne la durata e la sostenibilità. In alcuni casi, potrebbero persino essere utilizzati per produrre materiali resistenti al calore. Più specificamente, la nanocellulosa offre un potenziale promettente come sostituto economico dei materiali non rinnovabili in quasi tutti i settori manifatturieri.

Biomassa legnosa

Negli ultimi anni si è registrata negli Stati Uniti una tendenza allarmante, caratterizzata da un numero crescente di incendi boschivi di grande intensità. Una delle ragioni di questo aumento è legata al fatto che le foreste statunitensi contengono notevoli quantità di materiale legnoso sottoutilizzato e di piccolo diametro. Queste foreste troppo fitte aumentano il rischio di insorgenza di incendi. Inoltre, sono soggette a infestazioni e malattie.

Qual è la soluzione a questo grave problema? Tradizionalmente, le foreste vengono diradate per ridurre il rischio di incendi e mantenerle in buona salute. Tuttavia, questo processo è relativamente costoso e potrebbe superare il valore dei prodotti forestali raccolti durante l'operazione di diradamento.

Pertanto, l'FPL sta studiando i modi migliori per utilizzare i sottoprodotti del diradamento, aiutando le comunità locali minacciate dagli incendi boschivi a sfruttare al meglio la biomassa legnosa. Attualmente, l'FPL sta valutando la possibilità di utilizzare il legno di piccolo diametro nella realizzazione di grandi strutture quali capannoni, ponti, sentieri, aree attrezzate per picnic e altri edifici che possano trarre vantaggio da un aspetto rustico.

Prodotti forestali = Cambiamento positivo

Esistono numerosi modi innovativi in cui le comunità e le imprese possono utilizzare il legno e i sottoprodotti forestali. In futuro, il settore si orienterà probabilmente verso processi ancora più sostenibili, con l'obiettivo di aiutare le aziende e le comunità ad acquisire una maggiore consapevolezza ecologica e ad avere un impatto più positivo sul cambiamento climatico.