Ott 202019
 

La stampa 3D è sicuramente una nuova tecnologia che sta prendendo sempre più piede in ogni ambito delle attività umane. Grandi successi sono già stati ottenuti in campo medico, chirurgico, delle costruzioni e oggettistica in genere. Si realizzano oggetti, casa, uffici, esoscheletri e i campi di applicazione crescono ogni giorno. Arriva, appunto, dagli Stati Uniti, dall’università del Maine la realizzazione della più grande stampante 3D al mondo, capace di crearee oggetti dalle dimensioni imponenti, lunghi fino a 30 metri, larghi fino a 7 metri e alti fino a 3 metri, il tutto con una velocità di stampa di circa 227 kg per ora.

Grazie a questa stampante l’università del Maine ha battuto contemporaneamente tre Guinness World Records ed esattamente quello della stampante 3D più grande del mondo, quello dell’oggetto stampato più grande del mondo e quello della barca stampata in 3D più grande del mondo. Tutto ciò è stato possibile grazie alla collaborazione tra la divisione UMaine Advance Structures and Composites Center dell’Università del Maine e grazie agli investimenti e collaborazioni, tra l’altro, con l’Oak Ridge National Laboratory.

La barca è stata stampata in soli tre giorni contro una media di costruzione di parecchie settimane se non addirittura di mesi per una barca costruita con procedure tradizionali. Questa è lunga 7,62 metri e pesa 2 tonnellate e 200 chilogrammi.

Questa tecnica di stampa, utilizza come materiale per la costruzione, un derivato della cellulosa, quindi parte del legno e viene ritenuta una grande risorsa per quei territori molto ricchi di vegetazione o ricoperti di di foreste. Anzi negli Stati Uniti si sta investendo tantissimo proprio per spingere l’economia di queste aree e il loro sviluppo.

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Nov 022018
 

E’ vincitrice del Luxe Pack in Green, il premio internazionale che ogni anno viene assegnato a Monaco di Baviera in Germania all’azienda che presenta la soluzione più innovativa in ambito ecologico. Ma di cosa sto parlando? Della Favini s.r.l., italianissima società eco-friendly che ha sede a Rossano Veneto in provincia di Vicenza che, ha brevettato Crush, una carta ottenuta dagli scarti agro-industriali risparmiando così fino al 15% della cellulosa proveniente dagli alberi.

Da questo processo produttivo, si ottengono sette differenti tonalità di colore di carta, legati ai materiali di origine da cui vengono prodotte. Favini ha sperimentato molte soluzioni, ma solo sette hanno consentito di ottenere una carta con resa ottimale, ed esattamente: agrumi (soprattutto arance), il pergamino ossia la pellicola che ricopre il chicco di caffè, il mais, le olive, le nocciole, le mandorle e il kiwi.

L’enorme risultato raggiunto dalla cartiera, non è dovuto soltanto alla riduzione della quantità di cellulosa da ottenere dagli alberi, bensì dal percorso virtuoso che essa innesca. Ad esempio, il pastazzo di agrumi, ossia ciò che resta delle arance dopo la loro spremitura, dopo che le aziende dolciarie ne hanno estratto la pectina, quelle estetiche le essenze e quelle dei pneumatici gli oli e la gomma che sostituirà il petrolio nella realizzazione degli pneumatici, viene destinato alla combustione o a diventare concime agricolo o a finire nelle discariche. In questo modo, anziché finire il suo ciclo vitale, questo è riportato a nuova vita (recuperato) attraverso un complesso processo che lo trasforma in bobine di carta colorata. Il processo, inoltre, è completamente green, perché oltre al recupero di materiale di scarto, anche l’energia necessaria alla produzione è al 100% autoprodotta attraverso turbine che trasformano la forza idrica in energia elettrica.

Crush viene a costare complessivamente il 20% in meno di una carta cellulosica al 100%, ma questo è ancora migliorabile come afferma Michele Posocco, brand manager di Favini. Oggi, infatti, gli scarti agro-alimentari sostituiscono solo per il 15% la cellulosa proveniente dagli alberi, il 55% è ottenuta da piantagioni certificate con fibra vergine e il 30% da fibra riciclata dopo il suo uso. Lo scopo è aumentare sempre di più le fibre ottenute da scarti di frutta e verdura riducendo quella da cellulosa.

Favini non è nuova ad imprese del genere. Già in passato aveva affrontato il problema della produzione in eccesso delle alghe nelle acque lagunari, brevettando una carta chiamata Shiro Alga Carta per contribuire a ridurre questo eccesso di mucillagini attraverso un percorso circolare di re-introduzione nel ciclo produttivo.

Speriamo che l’esempio di Favini sia seguito anche da altre aziende e anche in altri campi, per il momento non ci resta che plaudire al risultato di questa azienda nostrana.

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Apr 212016
 

Il legno come materiale da costruzione lo conosciamo tutti. E conosciamo tutti le sue intrinseche proprietà e qualità. Negli anni la tecnologia nell’uso di questo materiale si è evoluta facendogli raggiungere traguardi una volta impensabili, basti pensare al legno lamellare resistente come un acciaio ma pur sempre realizzato con lo stesso materiale.

Ma fino ad oggi nessuno si era spinto fino questo livello, creando un nuovo tipo di legno capace di oltrepassare pure i suoi naturali limiti fisici.

I ricercatori dell’università della KTH Royal Institute of Technology di Stoccolma, sono riusciti ad alterare le sue caratteristiche fisiche fino a farlo diventare trasparente, o meglio traslucido.

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Per ottenere questo miracolo, i ricercatori dell’Università svedese, hanno elaborato un processo alquanto sofisticato. Hanno per primo tolto la lignina dal legno, la fibra naturale che lo costituisce e che ne determina anche la colorazione. Per cui il legno così trattato è diventato bianco. A questo punto è stato aggiunto un polimero, il metil metacrilato prepolimerizzato (PMMA) capace di cambiare l’indice di rifrazione della luce del legno mantenendone la struttura. In questo modo, alterando la densità della cellulosa, è possibile alterare le sue proprietà ottiche modificandone di conseguenza anche il grado di trasparenza.

Le possibili applicazioni sono diverse: una prima sperimentazione è stata effettuata provando a sostituire il vetro delle finestre con questo nuovo materiale traslucido. Il legno risulta essere molto più leggero del vetro e allo stesso tempo molto più resistente; abbassa anche il costo di produzione e potendo variare il grado di densità è possibile ottenere finestre più o meno trasparenti, quindi in grado di far passare la luce e di garantire la privacy agli occupanti.

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Ma la vera rivoluzione verrebbe dalle celle solari trasparenti. Il tessuto del legno, infatti, provoca una maggiore dispersione della luce a causa della propria struttura interna per cui, la luce, verrebbe trattenuta sul materiale per un tempo assai più lungo di quello che accade sul normale vetro. Applicando piastrine solari trasparenti su questa superficie, l’interazione tra la piastrina e la luce, renderebbe molto più efficenti queste celle solari. Inoltre, il loro costo sarebbe notevolmente inferiore rendendo queste ultime molto più competitive a livello economico ed in grado di confrontarsi con sistemi tradizionali per la produzione di energia. Una massiccia applicazione di questo sistema in architettura consentirebbe notevoli risparmi in ambito energetico e notevoli passi avanti sull’impatto ambientale e il riciclaggio dei materiali.

Il team di studiosi, sta verificando diverse opzioni, testando differenti essenze lignee e prendendo in considerazione soprattutto materiali provenienti da fonti rinnovabili e dal riciclo, in modo da mantenere bassi i costi di produzione.

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Ott 192015
 
IL LEGNO#1 (L’ALBERO)
Indice Argomenti
1 GLI ALBERI
2 IL NUTRIMENTO (la linfa)
3 MAPPA CONCETTUALE DELL’ARGOMENTO
4 APPROFONDISCI CON I VIDEO
Prossime Lezioni sul Legno
#2 IL LEGNO (IL CICLO DI LAVORAZIONE) argomento ancora non attivo
#3 IL LEGNO (L’INDUSTRIA DEL PANNELLO)

Il LEGNO è sicuramente uno dei materiali più antichi che l’uomo ha da sempre utilizzato per una grande varietà di impieghi. E’ servito per scaldarsi, per proteggersi, per realizzare utensili. Oggi con lo sviluppo industriale anche questo materiale ha assunto ruoli e utilizzi diversi, sempre più evoluti, basti pensare al legno lamellare.

Lamellare massiccioApprofondisco: il Legno Lamellare, è un materiale composito, fatto essenzialmente di assi di legno opportunamente righettate, incollate e pressate per costituire un nuovo materiale molto resistente che supera i difetti tipici del legno massello. Viene utilizzato in ambito strutturale in edilizia.

Questo prezioso materiale è ottenuto dai tronchi dei grandi alberi, ma oggi grazie alle nuove tecnologie anche da scarti e residui ottenendo prodotti di grande qualità e resistenza: i pannelli di legno.

Ma andiamo con ordine e scopriamo questi grandi organismi presenti ovunque sul nostro pianeta: gli alberi.

GLI ALBERI

L’albero è una pianta legnosa, sviluppata in altezza dal terreno tramite un tronco che inizia a ramificare a qualche metro dal suolo. In botanica lo si distingue dagli arbusti perché questi ultimi sono privi del tronco.

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In natura, le piante vengono classificate in due gruppi ben distinti in virtù delle loro differenti caratteristiche riproduttive: angiospermӕ e gymnospermӕ.
Le angiospermӕ o latifoglie (piante dalle foglie larghe) sono piante che hanno un sistema riproduttivo complesso. Infatti, gli ovuli sono chiusi da un ovario in cui i semi sono raccolti all’interno di un frutto. Possono essere di tipo erbaceo oppure legnose, arbustive o arboree ed avere foglie persistenti oppure caduche. Le foglie, proprio per la loro forma, possono essere molto varie: semplici oppure formate da più foglioline, con i margini lobati, seghettati, dentellati, ecc.

Il margine delle foglie

Sono latifoglie ad esempio: il pioppo, l’ontano, la betulla, il nocciolo, il faggio, il castagno, il tiglio, l’acero, il frassino e molti altri.

Le gymnospermӕ o conifere hanno un sistema riproduttivo molto semplice. La caratteristica fondamentale di queste piante è che l’ovulo, da cui si formerà il seme, non è protetto da un ovario, ma è solo appoggiato a una foglia modificata. Ad esempio i pinoli, che sono i semi del pino, sono appoggiati a una squama della pigna e non sono racchiusi all’interno del frutto come accade, ad esempio, ai noccioli delle ciliegie.

Pigna e pinoliLe conifere, devono il loro nome alla forma conica dei loro frutti, basti pensare alle pigne appunto. Sono tutte piante legnose (alberi o arbusti), le foglie sono quasi esclusivamente aghiformi, sono piante sempreverdi con l’unica eccezione del larice.

Sono conifere gli abeti, i pini, i larici, i cedri, ecc.

Osservando un albero si nota subito una cosa. Non tutta la pianta è visibile, perché una parte scompare nel terreno. Distingueremo, per cui, una parte SOTTERRANEA, non visibile e una parte AEREA al contrario completamente visibile.

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Scendendo più nello specifico, possiamo individuare nell’albero 3 differenti parti:

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Scomposizione dell’Albero

Nella parte sotterranea, troviamo le radici. Queste hanno una duplice funzione:

nutrizionale – assorbendo dal terreno le sostanze necessarie e l’acqua che poi, trasportate da un sistema efficientissimo, giungono alle foglie e ai rami più alti.

strutturale – sostegno della pianta; affondando in profondità nel terreno, realizzano un sistema di fondazioni, capace di reggere carichi notevolissimi quali le sollecitazioni dovute al vento o al peso stesso dell’albero.

Nella parte aerea, troviamo invece, il fusto e la chioma.

Il fusto ha una funzione portante come per noi lo è lo scheletro. Può variare di forma come di altezza, ed è costituito da un insieme di tessuti protettivi, di sostegno e conduttori. Il tronco è di legno, tessuto formato da fibre di cellulosa saldate fortemente tra di loro da una sostanza chiamata lignina.

Approfondisco: la Cellulosa si presenta come un materiale fibroso di colore bianco presente all’interno delle piante tenuta insieme dalla lignina (dal latino lignum=legno).

Cellulosa

Il fusto sostiene i rami e le foglie ed è costituito da un insieme di strati che assolvono a differenti funzioni. Vediamo quali sono questi strati e quali le loro funzioni:

stuttura-del-legno

Strati del tronco

  • Corteccia – è il vestito dell’albero, o meglio la corazza protettiva per gli strati più interni. E’ costituita da cellule morte spinte all’esterno dalle nuove cellule che si formano nel libro.
  • Libro – è la parte più esterna del tronco ed è anche lo strato in cui scorre, dall’alto verso il basso, la linfa elaborata attraverso la fotosintesi clorofilliana dalle foglie.
  • Cambio – è la parte fondamentale di una pianta, perché l’unica in grado di generare tessuti nuovi; ne produce di due tipi, uno verso l’esterno, ossia verso il libro, chiamato floema, ed uno verso l’interno, ossia verso la parte legnosa del tronco, chiamato xilema.
Età albero

Calcolo dell’età di un Albero

Il cambio ha un’attività periodica legata a fattori esterni (stagioni) e interni (ormonali). Questa periodicità nella crescita, genera i caratteristici anelli di accrescimento che rappresentano l’età di una pianta. Nelle zone calde, in cui il cambio stagionale non avviene, tali anelli non si evidenziano a causa di una attività cambiale continuativa (in pratica la pianta cresce sempre durante tutto l’anno). 

  • Alburno – è lo strato più esterno del durame, costituito da cellule vive che hanno lo scopo di trasportare la linfa dalle radici alle foglie.
  • Durame – è la parte più interna del tronco ed è costituita da tessuti lignificati, le cui cellule sono oramai morte. Presenta un colore più scuro ed è la parte migliore da utilizzare nell’industria mobiliera.
  • Midollo – è la parte più interna del tronco e assolve alla funzione nutritiva nei primi anni di vita della pianta. Con il passare del tempo lignifica diventando parte del durame e viene sostituito nella sua funzione dall’alburno.

La chioma è il complesso di rami e foglie che caratterizzano la parte alte delle piante. Può assumere differenti forme a seconda delle caratteristiche genetiche di ciascuna specie o in base ad operazioni esterne, quali potatura.

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IL NUTRIMENTO (La Linfa)

L’albero ottiene nutrimento attraverso la linfa che risale dalle radici immerse nel terreno fino alla parte sommitale della pianta. La linfa altro non è che una soluzione di ioni inorganici e piccole molecole di sali minerali che vengono assorbite dalla pianta attraverso quegli organi contenuti nelle radici che si chiamano peli radicali. Ma il percorso dell’acqua e solo all’inizio, perché partendo dal basso della pianta deve raggiungere altezze in alcuni casi incredibili (vedi le sequoie americane alte più di 100 m). Come fa la natura a spingere l’acqua contro gravità fino a queste altezze? Il fenomeno avviene in tre differenti modi contemporaneamente. Per pressione radicale, capillarità e traspirazione. L’azione dei tre modi avviene sinergicamente: la pressione radicale e la capillarità spingono l’acqua dal basso, mentre la traspirazione la tira su dall’alto.

Risalita linfa

Percorso della linfa dalle radici alla chioma

Approfondisco: la Pressione Radicale o Osmosi,  è quel fenomeno per cui tra due liquidi di uguale composizione ma con densità diversa, separati da una membrana attraversabile, si genera una differenza di concentrazione. Nel caso della pianta si genera una differenza di pressione tra i sali nel terreno e sali maggiormente concentrati all’interno della pianta generando in questo modo quella che viene definita “pressione radicale” che è in grado di spingere l’acqua a grosse altezze.

Approfondisco: la Capillarità è quando un liquido scorre verso l’alto a causa della forza di adesione delle molecole in un condotto molto stretto. Nella pianta, a causa della dimensione microscopica dei condotti xilematici che trasportano l’acqua al suo interno, questo fenomeno è molto evidente. In pratica, esiste una forza di adesione tra le molecole d’acqua e le pareti del condotto e una forza di coesione tra le molecole dell’acqua. A causa della dimensione ridottissima del condotto, la forza di adesione supera quella di coesione per cui l’acqua risale.

Approfondisco: la Traspirazione è un fenomeno naturale che dipende dalla natura e dimensione della chioma e dall’intensità del calore solare. L’acqua, per effetto del calore, passa dallo stato liquido a quello di vapore. La perdita di quest’acqua per evaporazione, genera all’interno dei capillari in cui scorre la linfa, una depressione di alcune atmosfere che aspira l’acqua verso l’alto consentendole di superare le grandi altezze degli alberi.

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MAPPA CONCETTUALE DELL’ARGOMENTO

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STRUTTURA DELL’ALBERO Video 2
Durata: 1:04 Durata: 0:00
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