Da Windows ai dispositivi indossabili: l'innovazione nei prodotti in legno

Sebbene i prodotti in legno siano utilizzati dall'umanità da millenni, i ricercatori stanno scoprendo di recente nuovi ed entusiasmanti modi in cui questo materiale può essere impiegato per promuovere la sostenibilità. Il settore dei prodotti forestali accoglie con favore queste nuove interessanti opportunità per i prodotti in legno, in particolare per i suoi residui legnosi come segatura, corteccia e trucioli. I residui legnosi provengono dalle cime e dai rami degli alberi abbattuti, dal diradamento dei boschi, dai tronchi di bassa qualità, dalle attività delle segherie e dalla cippatura del legno riciclato, compreso il materiale dei pallet a fine vita.

I residui legnosi vengono utilizzati per vari scopi, tra cui pacciamatura, ammendanti per il terreno, materiale di rivestimento per parchi giochi, combustibile per caldaie, pellet, nonché fibra per la produzione di pasta di cellulosa e pannelli strutturali come l'OSB. La domanda in molti segmenti di mercato è solida. In alcuni casi, infatti, è in forte espansione! Il COVID-19 ha contribuito a dare una"spinta in più"ai prodotti derivati dai residui legnosi destinati ai consumatori, comeil pacciame per il giardinaggio e i pellet per il riscaldamento domestico, poiché le persone hanno trascorso più tempo a casa e hanno investito in progetti di ristrutturazione.

Altri segmenti di mercato possono rivelarsi più instabili. Una delle principali sfide che devono affrontare i produttori di articoli in legno è che il trasporto della fibra di legno su lunghe distanze non è economicamente sostenibile a causa del suo scarso valore. In linea di massima, si ritiene che non sia redditizio trasportare trucioli e segatura per distanze superiori a 100 miglia.

Per questo motivo, i mercati delle fibre di legno tendono ad essere fortemente localizzati, in funzione della domanda locale di prodotti a base di fibre. Se i produttori di legno di una determinata zona dipendono da un grande acquirente locale di scarti, come ad esempio un impianto di produzione di pasta di cellulosa e carta, e tale fonte locale viene a mancare, le aziende possono trovarsi in difficoltà nel cercare un nuovo sbocco commerciale.

Una sfida particolare è stata rappresentata dalla chiusura degli stabilimenti di produzione di pasta di cellulosa e carta. Per quanto riguarda il mercato della carta da giornale, stiamo assistendo a un calo della domanda, poiché le persone si orientano sempre più verso i media digitali. Nel 2019, la domanda globaledi carta da giornale è crollata del 13% rispetto all'anno precedente. Nel 2020,la domanda di carta da giornale in Europa ha registrato un drastico calo del 20,5%.

Data la rilevanza di tale calo, sarà fondamentale per il settore forestale individuare nuovi mercati per i propri residui legnosi. Un ambito in cui si registrano attività di ricerca e investimenti intensi è quello dei bioprodotti, una categoria in rapida crescita che comprende sostanze biochimiche, biomateriali e bioenergia.

Isolamento in legno per edifici

Il mercato europeo dell'isolamento domestico in fibra di legno vale 700 milioni di dollari, è sostenuto da 15 impianti di produzione e offre prodotti isolanti con un'impronta di carbonio notevolmente inferiore rispetto alle alternative. Sebbene la linea di prodotti vanti una comprovata esperienza in Europa che risale a oltre 15 anni fa, non è mai stata prodotta negli Stati Uniti. Questa situazione sta per cambiare, con un nuovo impianto di produzione di isolanti in fibra di legno che dovrebbe avviare la produzione nel 2022.

Le attrezzature per il nuovo stabilimento produttivo nel Maine sono arrivate dalla Germania. Lo stabilimento, che a regime darà lavoro a un massimo di 130 dipendenti, è stato ricavato da un impianto di produzione di cellulosa e carta ormai in disuso. Utilizzerà residui legnosi come materia prima, creando così un mercato redditizio per tale materiale.

Lo stabilimento produrrà tre tipi di prodotti: pannelli isolanti, pannelli in rotoli e fibra di legno sfusa. Secondo il produttore, l'impronta di carbonio dei pannelli isolanti in legno è quattro volte inferiore a quella dei pannelli in schiuma plastica e sette volte inferiore a quella dei pannelli in lana minerale, i loro principali concorrenti. Per quanto riguarda i rotoli, l'impronta di carbonio è cinque volte inferiore a quella della fibra di vetro e sette volte inferiore a quella della lana minerale. Altre caratteristiche positive degne di nota sono il fatto che i prodotti non trattengono l'umidità e possono essere riciclati senza attrezzature specializzate. Sono inoltre atossici e biodegradabili.

Abbigliamento in fibra di legno

Un'azienda con sede in Finlandia sta sviluppando alternative più sostenibili ai materiali in fibra come il cotone e il rayon, la cui lavorazione richiede l'uso di sostanze chimiche che, a loro volta, possono causare l'inquinamento idrico e problemi di salute per i lavoratori.

Il processo produttivo dell'azienda trasforma il legno, compresa la biomassa, in un materiale chiamato cellulosa microfibrillata, che a sua volta può essere utilizzato per realizzare capi di abbigliamento ecologici. L'unico sottoprodotto della produzione è l'acqua evaporata, e il processo ne consuma una quantità molto inferiore rispetto a quella necessaria per la produzione del cotone. L'azienda ha recentemente avviato una joint venture al 50% per costruire un impianto da 61 milioni di dollari per la produzione di tessuti per abbigliamento a partire dalla polpa di legno, la cui apertura è prevista per il 2022.

Legno trasparente

Il vetro è comunemente utilizzato per le finestre, ma gli esperti sottolineano che ciò comporta un costo economico e ambientale non indifferente. La regolazione della temperatura degli edifici rappresenta il 14% del consumo di energia primaria negli Stati Uniti, e un quarto di questa energia va persa a causa dell'inefficienza delle finestre in vetro durante la stagione fredda.

Le finestre in legno trasparente, invece, vantano una conducibilità termica oltre cinque volte inferiore a quella del vetro e una resistenza tre volte superiore. I primi tentativi di realizzare legno trasparente prevedevano la rimozione della lignina mediante l'uso di sostanze chimiche tossiche e alte temperature, ma si trattava di un processo costoso e il prodotto ottenuto era fragile.

I ricercatori hanno tuttavia messo a punto un nuovo metodo economico ed efficace per produrre legno trasparente. Un sottile strato di legno tagliato a rotazione può essere trattato con una soluzione di perossido di idrogeno e, dopo un'ora al sole o sotto una lampada UV, il perossido ne sbianca il colore lasciando però intatta la lignina e rendendo il legno trasparente. Sebbene questa tecnologia non sia ancora stata commercializzata, i ricercatori ritengono che abbia un grande potenziale come nuovo materiale da costruzione.

Proseguono le ricerche volte allo sviluppo di innovazioni a base di cellulosa che garantiscano un'impronta di carbonio inferiore rispetto ai prodotti esistenti, senza comprometterne le prestazioni. Alcuni di questi prodotti offrono la possibilità di valorizzare meglio i residui legnosi, sottolineando al contempo l'importanza delle nostre risorse forestali.