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Acque reflue nel settore del legno

L’industria del legno include attività come lo sfruttamento forestale, il commercio e la produzione di prodotti forestali primari, nonché di prodotti finiti come mobili, e prodotti secondari come la polpa di legno per l’industria della carta.

Sia nella fase di trasformazione, sia durante la fase di produzione, si può distinguere tra legno tenero e legno duro.

Mentre il legno tenero è destinato principalmente alla produzione di combustibile e pasta per carta, il legno duro è utilizzato per la fabbricazione di mobili, pavimenti, ecc.

Entrambi i tipi sono impiegati nel settore delle costruzioni.

Dopo il taglio, che viene tipicamente effettuato con grandi mietitrici, i tronchi degli alberi vengono tagliati nelle segherie e successivamente inviati ai vari produttori e fabbricanti che utilizzano il legno come materia prima: costruzioni di case in legno, mobili in legno massiccio, strumenti musicali, giocattoli, utensili da cucina, ecc.

L’industria della trasformazione e fabbricazione di prodotti in legno comprende quattro sottosettori:

  • Segheria e lavorazione
  • Prodotti manufatti in legno
  • Produzione di pannelli in legno
  • Commercializzazione del legno

Il sottosettore della segagione e lavorazione include diverse attività primarie come la segagione, la sbucciatura e la trinciatura dei tronchi degli alberi.

Il sottosettore dei prodotti manufatti si rifornisce di legno proveniente da segherie e altre attività di trasformazione per fabbricare componenti, sistemi strutturali e altri prodotti in legno.

Le tavole e i pannelli possono essere in legno massiccio, anche se generalmente sono prodotti con fibre di legno conglomerato pressato: MDF (media densità) e HDF (alta densità).

Nella fabbricazione di mobili e altri prodotti in legno massiccio si utilizzano solitamente colle, vernici e prodotti chimici che contengono un’elevata carica inquinante.

I componenti solidi come ritagli, trucioli, fibre o segatura possono essere impiegati come sottoprodotti per la produzione di pannelli conglomerati, oppure come combustibili e materiali da costruzione.

Durante i processi di produzione e lavaggio si generano effluenti liquidi che richiedono un trattamento efficiente prima di essere scaricati o riutilizzati.

Gli evaporatori a vuoto sono una tecnologia eccellente per ridurre il volume di questi effluenti, minimizzando sia il loro impatto ambientale che economico.

Fabbricazione di pannelli e mobili in legno

La fabbricazione di mobili è un processo complesso che coinvolge diversi passaggi. Di seguito sono elencati i processi industriali necessari per la fabbricazione di mobili:

  • Progettazione
  • Selezione dei materiali
  • Taglio
  • Assemblaggio
  • Finitura
  • Imballaggio e spedizione

Le principali materie prime si ottengono da specie come faggio, acero, ciliegio o pino, quercia, castagno, frassino, noce o tiglio.

In questi settori si utilizza legno massiccio e pannelli prodotti con materiali derivati dal legno (fibre, particelle e compensati) per la realizzazione dei prodotti finali.

Per il legno massiccio i processi vanno dalla marcatura, il taglio e la segagione e sbozzatura, fino alla curvatura, tornitura, intaglio, levigatura e calibrazione; per i pannelli derivati si evidenziano il taglio e la sagomatura su misura, la massicciatura e l’applicazione di bordi e impiallacciature.

Inoltre, entrambe le varietà condividono processi come la foratura e la fresatura, la levigatura e/o calibrazione, la finitura e infine il montaggio.

Nel processo di finitura si possono utilizzare prodotti che abbelliscono e proteggono la superficie dei pezzi in legno, oltre a fornire l’aspetto finale e la protezione desiderata in base all’uso a cui è destinato il prodotto:

  • Le colle e gli adesivi, che permettono di aumentare la resistenza dei prodotti finali a temperature e altri fattori ambientali.
  • L’applicazione di tinture e vernici conferisce un colore e una lucentezza determinati al legno, contribuendo a conservare la sua texture e aspetto.
  • I materiali più comuni nei rivestimenti sono le materie plastiche, le parti in alluminio, e persino ferramenta e prodotti semilavorati fabbricati con diversi materiali e geometrie. La loro funzione è rafforzare la struttura dei pezzi e abbellire il prodotto finale.

Fabbricazione di pannelli in legno

I pannelli di fibra di legno hanno una struttura omogenea e fine, per cui possono essere lavorati in modo simile al legno massiccio. I pannelli possono essere impiallacciati, laminati, verniciati o rivestiti.

Per la loro fabbricazione si utilizza la corteccia dei tronchi degli alberi, che viene triturata per ottenere le fibre che si legano insieme con resine sintetiche per ottenere i pannelli.

Si distingue principalmente tra MDF (pannelli di fibra a media densità) e HDF (pannelli di fibra ad alta densità).

I pannelli MDF (Medium Density Fiberboard) sono un conglomerato di fibre di legno, utilizzati principalmente per la fabbricazione di mobili.

Si tratta di un prodotto in crescita da anni poiché combina grande resistenza, stabilità e qualità delle finiture, con costi molto ragionevoli.

Il pannello di fibra a media densità (MDF) è utilizzato principalmente nell’industria del mobile e dei pavimenti, nonché nel design d’interni.

Altri campi di applicazione sono le porte, i rivestimenti interni nell’industria automobilistica, l’industria delle costruzioni o la produzione di semiconduttori.

Acque reflue prodotte dalle industrie del legno

L’industria del mobile produce una percentuale elevata delle acque reflue generate nel settore del legno.

Alcuni di questi rifiuti, come la segatura, i trucioli, i residui di impiallacciatura e pannelli, o i ritagli di legno sono riutilizzabili come materia prima per la fabbricazione di altri prodotti, prolungandone così la vita utile.

D’altra parte, ci sono consumabili legati al funzionamento e alla manutenzione delle macchine e delle attrezzature utilizzate dall’industria del legno:

  • Oli
  • Contenitori
  • Prodotti per la pulizia
  • Solventi
  • Etc.

A loro volta, le pistole e le cabine utilizzate per l’applicazione di vernici e tinture vengono pulite con solventi organici, generando rifiuti ed effluenti liquidi complessi.

Infine, ci sono i prodotti utilizzati in fasi come incollaggio, tintura, fondo, finitura, ecc., molti dei quali sono classificati come pericolosi.

Alcuni esempi sono:

  • Le colle con solventi organici o con altre sostanze pericolose utilizzate per l’unione dei pezzi o per scarti
  • I prodotti utilizzati per il rivestimento, come pitture e vernici, producono emissioni di COV durante l’applicazione e la pulizia delle attrezzature.
  • D’altra parte, nelle operazioni di finitura e lavorazione si genera la cosiddetta polvere di legno, che è molto pericolosa a causa della composizione dei prodotti utilizzati.
  • Allo stesso modo, durante la levigatura dei pezzi verniciati si forma la polvere di vernice.

Questi rifiuti devono essere stoccati e gestiti come previsto dalla legislazione vigente in ogni paese.

Trattamento degli scarichi generati nei processi di fabbricazione del legno

Il trattamento degli effluenti nella fabbricazione di mobili e pannelli in legno è cruciale per minimizzare l’impatto ambientale di questa industria.

Ecco un riassunto delle tecnologie più comunemente utilizzate:

  • Trattamento fisico-chimico: Questo processo include la coagulazione – flocculazione e sedimentazione delle sostanze in sospensione, riducendo i solidi sospesi totali (SST) e la domanda chimica di ossigeno (COD) delle acque reflue.
  • Evaporazione a vuoto: Questo metodo è molto efficace per l’industria dei pannelli MDF. Si separa l’acqua dai residui mediante evaporazione, ottenendo acqua distillata che può essere riutilizzata e un concentrato di residui che può essere usato come biomassa per generare energia.
  • Bioreattori: I bioreattori possono degradare i composti organici presenti negli effluenti mediante processi biologici, riducendo così il carico inquinante.

Questi metodi non solo aiutano a rispettare le normative ambientali, ma possono anche essere economicamente vantaggiosi riducendo i costi operativi e di gestione dei rifiuti.

A sua volta, l’acqua trattata può essere riutilizzata nel processo di fabbricazione, riducendo il consumo di acqua fresca e minimizzando gli scarichi.

Riciclo dei rifiuti e recupero del legno

Tra i rifiuti di legno generati nelle falegnamerie e nelle fabbriche di mobili, e che possono essere recuperati, si trovano i seguenti: schegge, segatura, ritagli, trucioli e residui di pannelli.

Se non recuperabili, devono essere raccolti per la gestione tramite un gestore autorizzato.

Riutilizzo del solvente di pulizia

Per poter riutilizzare il solvente usato nella pulizia degli utensili, è necessaria l’installazione di un sistema di distillazione capace di separare il solvente dalla frazione solida.

Per facilitare l’operazione si deve porre particolare attenzione a non contaminare il solvente, durante il suo uso, con acqua, oli o solidi, né con residui di vernice.

La distillazione può essere effettuata mediante evaporatori atmosferici, o mediante evaporatori a vuoto, nel qual caso si riduce la temperatura di evaporazione, aumentando la sicurezza.

Il solvente distillato può essere riutilizzato nelle operazioni di pulizia, permettendo così un risparmio significativo nell’acquisto di questa materia prima.

Il recupero del prodotto riduce anche la quantità di solvente scartato, così come i contenitori che lo contengono, contribuendo di conseguenza a una minimizzazione dei rifiuti classificati come pericolosi.

Scarico zero nella fabbricazione di pannelli MDF

A causa dell’umidità dei tronchi di legno, che può oscillare tra l’1% e il 15% a secco, gli effluenti generati contengono residui di fibra e dei vari componenti chimici presenti nel legno.

Si tratta di un effluente con un alto contenuto di solidi e un’elevata COD.

I processi fisico-chimici sono molto comuni in questo settore, anche se spesso non sono sufficienti per ridurre la COD a livelli adeguati per lo scarico.

Una soluzione che alcuni produttori hanno provato è quella di gettare l’acqua reflua nei forni in cui si trattano i pannelli affinché evapori con l’alto calore, ma non si è rivelata un’alternativa efficiente, poiché lascia residui e macchie sui pannelli.

Senza dubbio, l’alternativa più adatta per il trattamento degli effluenti generati nel processo di fabbricazione dei pannelli MDF è la evaporazione a vuoto, poiché permette di riutilizzare i due scarti ottenuti dopo l’evaporazione (l’acqua distillata e il concentrato di residui), ottenendo come risultato uno scarico zero.

Infatti, l’effluente viene introdotto nell’evaporatore, che separa l’acqua dai residui che contiene (le fibre e altri componenti chimici del legno) ottenendo come risultati un’acqua distillata, che invece di essere scaricata può essere inviata alle caldaie per generare vapore, e un concentrato di fibra di legno e altri componenti che può essere inviato alla caldaia a biomassa per essere miscelato con altri materiali e generare energia.

Per completare il ciclo di riutilizzo delle risorse, si può suggerire che tutti gli scarti dell’albero che non vengono utilizzati per produrre i pannelli MDF, come la corteccia, i rami, le foglie, ecc., possano essere bruciati per produrre l’energia necessaria al funzionamento dell’evaporatore, il che ridurrà praticamente a zero il costo energetico dell’installazione di questa soluzione.

Conclusione

L’industria del legno è una delle più antiche e tradizionali in tutto il mondo. Il legno è stato utilizzato per la costruzione di abitazioni, la fabbricazione di mobili, la produzione di carta e molti altri scopi.

Tuttavia, questa industria ha anche un grande impatto ambientale a causa del taglio degli alberi e dell’inquinamento dell’acqua prodotto dai suoi effluenti residui.

Una buona parte dei rifiuti solidi può essere separata e recuperata con un processo fisico-chimico, ma le acque reflue contengono anche cariche organiche elevate e componenti chimici che ne impediscono lo scarico senza un adeguato trattamento.

In Condorchem Enviro Solutions siamo specialisti nella progettazione e installazione di evaporatori a vuoto, una tecnologia che permette di depurare l’acqua contaminata, concentrando allo stesso tempo i vari residui, costituendo così una soluzione integrale per il trattamento delle acque reflue e la valorizzazione dei rifiuti.

Bibliografia e consultazioni

https://www.interempresas.net/Mobiliario
Industria del legno (maderapedia.com)

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