Come si fa la carta? Spiegazione semplice per ragazzi

Ogni giorno la utilizzate per scrivere, per i vostri quaderni, per stampare documenti, ma vi siete mai chiesti come viene prodotta? Da dove arriva quel foglio bianco e liscio che sembra così semplice? Prima di diventare insegnante, ho lavorato per cinque anni come progettista in un'azienda che produceva macchinari industriali, e una delle commesse più interessanti che ho seguito riguardava proprio le macchine per la produzione della carta. Ricordo ancora la prima volta che sono entrato in una cartiera: il rumore assordante dei macchinari, l'odore particolare del processo di lavorazione, e soprattutto la meraviglia nel vedere come da semplici trucioli di legno si arrivasse a produrre fogli perfetti di carta.

Partiamo dall'inizio. La carta nasce da un materiale che conoscete benissimo: il legno degli alberi. Ma non tutti gli alberi sono uguali per fare la carta. Le essenze più utilizzate sono quelle resinose come l'abete, il pino e l'abete rosso, perché hanno fibre lunghe che danno resistenza al prodotto finale.

Pensate a un foglio di carta come a un tessuto: più le fibre sono lunghe e ben intrecciate, più il tessuto sarà resistente. Lo stesso principio vale per la carta. Ma come si trasforma un tronco d'albero in un foglio di carta? Il primo passo avviene nelle segherie, dove i tronchi vengono ridotti in piccoli pezzi chiamati chips, che assomigliano a delle patatine fritte ma sono fatti di legno.

Questi chips vengono poi trasportati nelle cartiere, dove inizia il vero processo di trasformazione. La prima fase si chiama digestione o cottura. I chips di legno vengono messi in enormi contenitori che si chiamano digestori, insieme a una soluzione chimica composta principalmente da soda caustica e solfuro di sodio. Questo cocktail chimico, che si chiama liquore bianco, ha un compito preciso: sciogliere la lignina.

La lignina è una sostanza che tiene unite le fibre di cellulosa nel legno, un po' come il cemento tiene uniti i mattoni in un muro. Per ottenere le fibre di cellulosa separate, dobbiamo eliminare questo "cemento" naturale. Il processo avviene a temperature molto elevate, intorno ai 170 gradi, e dura diverse ore. Immaginate una pentola a pressione gigantesca dove il legno viene letteralmente cotto fino a quando non si trasforma in una poltiglia marrone chiamata polpa.

Quando ho visto per la prima volta questa polpa uscire dai digestori, non riuscivo a credere che da quella massa informe si potesse ottenere della carta bianca e liscia. A questo punto la polpa contiene ancora molte impurità e ha un colore marrone scuro. Deve essere lavata accuratamente per eliminare i residui chimici e le sostanze indesiderate. Questo avviene in una serie di filtri e sistemi di lavaggio che separano le fibre pulite dal resto.

È un po' come quando lavate i piatti: dovete eliminare tutto lo sporco per avere un risultato perfetto. Ma la polpa è ancora marrone. Per ottenere la carta bianca che conoscete, serve un processo chiamato sbiancamento. Un tempo si usava il cloro, ma oggi le cartiere moderne utilizzano metodi più rispettosi dell'ambiente come il perossido di idrogeno o l'ozono.

Questi agenti sbiancanti attaccano i composti che danno colore alle fibre, rendendole bianche. È simile a quando utilizzate la candeggina per sbiancare una maglietta, ma molto più sofisticato e controllato. Ora abbiamo delle fibre di cellulosa bianche e pulite, ma ancora non assomigliano alla carta. Le fibre sono sospese in molta acqua, formando una sorta di minestra molto liquida.

Questa miscela si chiama impasto e contiene solo il 3-5% di fibre, il resto è acqua. Per fare un paragone, è come se aveste un bicchiere d'acqua con dentro solo un cucchiaino di farina. Il momento magico arriva quando questo impasto entra nella macchina continua per la produzione della carta. Questa macchina è lunga centinaia di metri e larga diversi metri.

L'impasto viene versato su un nastro trasportatore fatto di una rete metallica finissima. Mentre il nastro si muove, l'acqua inizia a scolare attraverso la rete, e le fibre cominciano a depositarsi formando uno strato uniforme. È come quando fate scolare la pasta: l'acqua passa attraverso i buchi del colapasta, ma la pasta rimane. Ma questo strato di fibre è ancora molto umido e fragile.

Deve passare attraverso una serie di rulli che hanno due funzioni: spremere via l'acqua rimasta e pressare le fibre perché si leghino tra loro. È un po' come quando strizzate un panno bagnato, ma fatto con una precisione incredibile. I rulli sono riscaldati per accelerare l'evaporazione dell'acqua e alcuni sono rivestiti di feltro per assorbire l'umidità. Durante il mio lavoro in azienda, ho progettato alcuni di questi rulli pressatori.

La precisione richiesta è incredibile: la pressione deve essere uniforme su tutta la larghezza della macchina, altrimenti si otterrebbero fogli con spessori diversi. Un errore di pochi centesimi di millimetro può rovinare chilometri di carta. Man mano che il foglio procede nella macchina, diventa sempre più secco e resistente. Verso la fine del processo, passa attraverso rulli molto lisci e levigati che gli danno la superficie uniforme che conoscete.

Questi rulli si chiamano calandre e funzionano come un ferro da stiro gigante: lisciando e comprimendo la superficie della carta. Il risultato finale è un foglio continuo di carta largo diversi metri che viene avvolto in enormi bobine. Queste bobine possono pesare diverse tonnellate e contenere chilometri di carta. Successivamente, vengono trasportate in altre fabbriche dove vengono tagliate nelle dimensioni che conoscete: fogli A4 per le stampanti, quaderni per la scuola, o rotoli per i giornali.

Ma non tutta la carta è uguale. Durante la produzione si possono aggiungere diversi additivi per modificare le caratteristiche del prodotto finale. Per esempio, per rendere la carta più resistente all'acqua si aggiungono resine speciali. Per renderla più bianca si utilizzano pigmenti come il caolino, un tipo di argilla finissima.

Per la carta da giornale si usa principalmente carta riciclata, mentre per i documenti importanti si preferiscono fibre vergini di alta qualità. Proprio il riciclo della carta è un aspetto fondamentale del processo produttivo moderno. La carta usata viene raccolta, pulita dai materiali estranei come punti metallici e colle, e poi reimmersa in acqua per separarle nuovamente le fibre. Queste fibre riciclate possono essere utilizzate per produrre nuova carta, anche se ogni volta che vengono riciclate diventano un po' più corte e meno resistenti.

È per questo che di solito si mescola carta riciclata con fibre vergini. Un aspetto che è interessante notare durante le mie visite alle cartiere è la quantità d'acqua utilizzata nel processo. Per produrre una tonnellata di carta servono circa 20-30 tonnellate d'acqua. Fortunatamente, le cartiere moderne hanno sistemi di ricircolo molto efficienti che permettono di riutilizzare la stessa acqua più volte, riducendo notevolmente il consumo.

Il controllo qualità durante tutto il processo è fondamentale. Sensori automatici controllano continuamente lo spessore, l'umidità, la resistenza e il colore della carta prodotta. Se qualche parametro non è corretto, il sistema interviene automaticamente per correggere il problema. È come avere migliaia di controllori che verificano ogni centimetro di carta prodotta.

La moderna industria cartaria è anche molto attenta all'ambiente. Le foreste utilizzate sono sempre più spesso coltivate appositamente per la produzione di carta, garantendo un ciclo sostenibile. Gli alberi assorbono anidride carbonica durante la crescita, e anche se vengono tagliati per fare la carta, ne vengono piantati di nuovi. Inoltre, i processi chimici utilizzati sono sempre più puliti e i reflui vengono trattati prima di essere rilasciati nell'ambiente.

Pensate che ogni giorno nel mondo si producono circa un milione di tonnellate di carta. Questa enorme quantità serve per soddisfare i bisogni di sette miliardi di persone che utilizzano carta per scrivere, stampare, imballare, pulire e per mille altri usi. Dal vostro quaderno di scuola ai cartoni della pizza, dalla carta igienica ai giornali, tutto nasce dallo stesso processo che vi ho descritto. La carta che utilizzate a scuola è generalmente carta da scrittura di media qualità, con una grammatura intorno ai 80 grammi per metro quadrato.

La grammatura indica quanto pesa un metro quadro di quella carta. Un foglio più spesso avrà una grammatura maggiore. La carta per giornali ha una grammatura di circa 45 grammi, mentre il cartoncino può arrivare anche a 300 grammi per metro quadrato. Ricapitolando quello che abbiamo visto oggi: la carta nasce dal legno degli alberi, che viene trasformato in chips e poi cotto con sostanze chimiche per separare le fibre di cellulosa dalla lignina.

Le fibre vengono lavate, sbiancate e diluite in acqua per formare l'impasto. Questo impasto viene steso su una rete metallica dove l'acqua scola via lasciando un sottile strato di fibre che, pressato e asciugato attraverso una serie di rulli, diventa il foglio di carta che conoscete. La prossima volta che prendete in mano un foglio di carta, pensate al lungo viaggio che ha fatto: da albero nella foresta a quaderno sui vostri banchi. È un processo che unisce chimica, fisica, meccanica e tecnologia in modo straordinario, e rappresenta uno degli esempi più belli di come l'uomo sia riuscito a trasformare i materiali naturali per soddisfare i propri bisogni.

Nella prossima lezione parleremo di un altro materiale fondamentale che utilizzate ogni giorno: la plastica. Scopriremo come nasce dal petrolio e come viene trasformata negli oggetti che vi circondano. Ci vediamo alla prossima lezione!