INFOCURIOSANDO I MATERIALI
Ogni giorno, nel nostro quotidiano, entriamo in contatto con numerosi materiali. Li conosciamo veramente nel dettaglio? Facciamo scelte consapevoli del loro utilizzo? Iniziamo ad indagarne alcuni.
UN PO’ DI STORIA E ALCUNE CARATTERISTICHE DI ALLUMINIO, PVC E LEGNO
ALLUMINIO
L’alluminio è un metallo resistente color argento, a causa del leggero strato di ossidazione che si forma rapidamente quando è esposto all’aria, che previene la corrosione in quanto non solubile. Si estrae principalmente dai minerali di bauxite. L’elemento chimico di numero atomico 13, identificato dal simbolo Al.
L’alluminio è leggero (il suo peso specifico è di circa un terzo dell’acciaio e del rame), malleabile e duttile: può essere lavorato facilmente (il secondo metallo per malleabilità e sesto per duttilità). Ha un’eccellente resistenza alla corrosione, non è magnetico e non fa scintille.
L’alluminio è uno degli elementi più diffusi sulla terra (8,3%), secondo solo all’ossigeno (45,5%) e al silicio (25,7%), paragonabile al ferro (6,2%) e al calcio (4,6%) . In natura si trova sempre combinato con altri elementi ed è presente, infatti, in numerosi minerali.
PROPRIETA’:
• basso peso specifico (circa un terzo di quello dell’acciaio o delle leghe di rame)
• elevata resistenza alla corrosione
• alta conducibilità termica ed elettrica
• elevata plasticità
• eccellente duttilità e malleabilità
• basso potere radiante
La resistenza all’ossidazione, la morbidezza e la leggerezza sono le caratteristiche principali per cui l’alluminio è utilizzato in molte industrie per la fabbricazione di milioni di prodotti diversi.
ALCUNI CAMPI APPLICATIVI:
• trasporti (in quasi ogni tipo di mezzo di trasporto)
• imballaggi (lattine, pellicola d’alluminio, ecc.)
• costruzioni (finestre, porte, strutture per facciate continue, rivestimenti metallici, ecc.)
• beni di consumo durevoli (elettrodomestici, attrezzi da cucina, ecc.)
• linee elettriche
• macchinari
Nonostante l’alluminio sia il 3º elemento in ordine d’abbondanza sulla crosta terrestre è un metallo molto raro in forma libera, tanto che anticamente era considerato un metallo prezioso, con un valore superiore a quello dell’oro. È, quindi, un metallo relativamente nuovo per l’industria e la sua produzione in quantità commerciali avviene da poco più di 100 anni.
Gli antichi greci e gli antichi romani usavano l’allume (solfato di alluminio e potassio dodecaidrato), prodotto dalla lavorazione dell’alunite, un solfato d’alluminio che si trova in natura. L’allume era fondamentale nell’industria tessile come fissatore per colori, per le stampe su pergamena, per la concia delle pelli, per la produzione del vetro e, come emostatico, per curare le ferite.
Quando venne scoperto, infatti, l’alluminio era estremamente difficile da separare dalle rocce di cui faceva parte e, poiché si trovava solo legato in qualche composto, era difficile da ottenere, nonostante fosse uno dei più abbondanti elementi disponibili sulla terra.
Il primo scienziato ad isolare, in forma impura, il metallo fu H. C. Ørsted.
Friedrich Wöhler è invece generalmente accreditato per aver isolato l’alluminio in forma massiva, nel 1827, migliorando il metodo del collega.
Per un periodo l’alluminio costò più dell’oro, ma i prezzi scesero fino a collassare quando nel 1889 venne scoperto un facile metodo di produzione. Solo in questa data infatti venne messo a punto, in Francia da Heroult e in America da Hall, il metodo elettrolitico di produzione del metallo da allumina.
Il recupero di questo metallo dai rifiuti (attraverso il riciclaggio) è diventato oggi una parte importante dell’industria dell’alluminio. Il riciclaggio di questo metallo non è una novità, ma una pratica comune fin dai primi del Novecento. Era comunque un’attività a basso profilo fino ai primi anni Sessanta, quando il riciclaggio dell’alluminio delle lattine pose questa pratica sotto l’attenzione pubblica. Le fonti per il riciclaggio dell’alluminio comprendono automobili e serramenti, elettrodomestici, contenitori e altri prodotti.
PVC
Nel 1835 il francese V.H. Regnault opera in laboratorio la sintesi del cloruro di vinile, tramite polimerizzazione, ossia il processo chimico attraverso cui si ottiene una sostanza formata da due o più molecole dello stesso composto. Gran parte delle molecole si aggregano formando le macromolecole a catena del PVC, che essiccato e depurato si presenta come una polvere bianca.
Le materie prime da cui deriva il PVC (polivinilcloruro) sono il petrolio e il cloruro di sodio (più conosciuto come salgemma o sale).
Gli oggetti realizzati in PVC sono lisci, impermeabili agli oli, al grasso e agli aromi, sono autoestinguenti, non propagano la fiamma e resistono bene all’abrasione.
DAL PUNTO DI VISTA FISICO-MECCANICO ESISTONO DUE TIPI DI PVC:
• PVC rigido, che presenta elevata resistenza superficiale ed elevata rigidità; utilizzato per profilati per serramenti e per tubazioni;
• PVC plastificato, contenente cioè plastificanti: l’aggiunta di questi additivi crea una materia flessibile, utilizzata per film, guarnizioni, lastre, rivestimenti di cavi elettrici.
Questo materiale trova quindi applicazione in svariati campi:
• dalle costruzioni alle confezioni ed imballaggi
• dalle applicazioni mediche alle automobili
• dall’arredamento alle calzature
Per utilizzare il PVC nei profilati per serramenti è necessario un processo di additivazione: dopo la polimerizzazione il PVC viene unito ad altri prodotti, che garantiscono il mantenimento delle caratteristiche del manufatto finale. Questi additivi possono essere di origine organica o minerale e sono elaborati in condizioni tali da escludere la migrazione dal manufatto all’ambiente: antiurtizzante, stabilizzante, carbonato di calcio, biossido di titanio e i pigmenti (a base organica o inorganica) che conferiscono il colore desiderato al profilato.
LEGNO
Il legno è il materiale ricavato dai fusti delle piante, dagli arbusti ma soprattutto dagli alberi (sia conifere che latifoglie). Ha dunque un’origine biologica e dal punto di vista ambientale, se opportunamente trattato e conservato, può durare un tempo indefinito pur rimanendo un materiale completamente biodegradabile.
La varietà e la peculiarità del legno deriva dalla caratteristica intrinseca di ciascuna specie, che ha quindi diverso colore, diversa densità e diversa venatura. Queste differenze, unite al tasso di crescita, fanno sì che ciascun legno abbia un proprio valore e una precisa qualità.
UNA VOLTA TAGLIATO E STAGIONATO O ESSICCATO IL LEGNO È DESTINATO AD UN’AMPIA VARIETÀ DI UTILIZZI:
• produzione della carta, se scomposto in fibre e dando origine alla polpa di legno
• scolpito e lavorato con appositi utensili
• come materiale da costruzione (fin dalle origini dell’umanità, quando l’uomo iniziò a costruirsi i propri ripari)
• come combustibile per il riscaldamento.
Attualmente l’uso del legno è stato in molti casi sostituito dal metallo e da altri materiali. Sono anche impiegati derivati economici del legno al posto del legno classico, come per esempio il medium-density fibreboard (MDF).
Come nel resto del mondo, anche in Italia il legno strutturale è stato largamente usato come materia prima per la costruzione di case ed altri edifici fino agli anni venti del XX secolo. Successivamente è stato sostituito dal mattone e dal cemento.
Oggi sta riacquistando la sua importanza, grazie anche ad una nuova coscienza ambientale.
Gli elementi dell’arredamento sono frequentemente realizzati in legno, così pure come i vari rivestimenti (pavimenti in legno, pannellature ecc.).