Techno-logics - Edizione compatta

Francesco Furci – Elisabetta Pozzi

Techno logics

tecnologia e disegno

• Metodologie didattiche aggiornate

• Agenda 2030 e Educazione civica

• Innovazione e sostenibilità

• Apprendimento guidato nel disegno tecnico tra teoria e pratica

Francesco Furci – Elisabetta Pozzi

Techno logics

edizione compatta

tecnologia e disegno

Il corso Techno-Logics

La parte Tecnologia del corso Techno-Logics approfondisce gli interventi e le trasformazioni tecnologiche che l’essere umano opera nell’ambiente per soddisfare i propri bisogni.

La parte Disegno, divisa in pagine teoriche e pagine pratiche introduce gli strumenti e le regole del disegno tecnico e geometrico, la progettazione, la grafica e il design.

Ricco di approfondimenti sulle tematiche dell’Agenda 2030, dibattiti e verifica delle conoscenze e delle competenze, il testo dedica particolare attenzione all’inclusione e alla conoscenza della lingua inglese specifica della disciplina.

DIDATTICA

Con la Didattica Inclusiva Digitale Integrata l’offerta formativa si arricchisce di strumenti e contenuti pensati per consentire la personalizzazione dell’apprendimento attraverso percorsi didattici innovativi e flessibili che supportano e valorizzano i diversi bisogni educativi, favorendo molteplici modalità di insegnamento e di studio.

L’obiettivo è quello di potenziare, stimolare e includere in modo efficace studentesse e studenti nel loro processo di apprendimento con un’offerta didattica ampia, variegata e di facile accessibilità.

Inquadrando il QR code presente in ogni doppia pagina si ha immediato accesso a strumenti inclusivi dell’opera e alle risorse digitali, di base e integrative, di cui vedremo utilizzo, scopo e funzionalità nelle pagine seguenti.

Libro digitale

Il volume mette a disposizione in ciascuna Unità o Area risorse multimediali studiate per supportare l’attività didattica:

• un video o un’immagine interattiva in apertura (solo Tecnologia);

• box CLIL in formato audio in corrispondenza dei glossari CLIL;

• attività di drag and drop (trascina e rilascia), in inglese, nelle pagine Bene in vista (solo Tecnologia);

• mappe di sintesi finali in alta leggibilità (solo Tecnologia);

• esercizi conclusivi in Google Moduli (solo Tecnologia).

Accanto alle risorse multimediali sempre presenti in ogni Unità o Area, nell’indice sono riportate le risorse digitali aggiuntive di ciascun argomento.

Libro digitale

Il volume si apre con delle schede che forniscono alcuni concetti base, utili per affrontare lo studio della disciplina.

Il QR code consente l’accesso libero e immediato a contenuti e strumenti inclusivi del testo.

Per accedere a tutte le altre risorse digitali basta attivare il Libro digitale, registrandosi sul nostro portale.

Le pagine collegate direttamente al QR code sono pensate per supportare l’apprendimento, con strumenti e funzioni altamente inclusivi:

• il testo liquido consente di modificare la dimensione del testo e il font;

• l’audiolettura, realizzata da speaker professionisti, facilita la comprensione del testo;

• il traduttore multilingue aiuta anche gli alunni e le alunne non italofoni nella comprensione del testo;

• il dizionario permette di consolidare il lessico specifico.

Inquadra il QR code e guarda i video tutorial per scoprire come accedere e usare tutte le funzionalità e gli strumenti digitali del Raffaello Player.

Libro digitale

Libro digitale

Presentazione dell’opera

Tecnologia

La parte Tecnologia è divisa in tre Aree, ognuna dedicata a uno specifico settore economico.

Ogni Area si apre con un breve testo riassuntivo dei contenuti, una mappa riepilogativa e l’elenco delle pagine dedicate all’Agenda 2030.

Libro digitale

Sono presenti anche un video utile per la flipped classroom e un’attività laboratoriale nel box Al lavoro! Queste proposte permettono di approcciarsi alla disciplina in maniera attiva.

Ogni Unità è introdotta da un riassunto per parole chiave.

Il testo è scandito in paragrafi, con un linguaggio accessibile ma preciso e scientifico, corredato di immagini e illustrazioni, box, tabelle e schemi.

Libro digitale

I video presenti all’inizio dell’Unità anticipano gli argomenti che verranno affrontati nelle pagine successive, stimolando la curiosità e consentendo di approcciarsi all’argomento in modo critico e consapevole.

I termini specifici della disciplina sono tradotti in inglese (CLIL), mentre il glossario contiene la spiegazione delle parole in rosso.

Le pagine Bene in vista analizzano i processi produttivi o elementi importanti della disciplina con grandi tavole illustrate, ricche di particolari e dettagli.

Libro digitale

Le attività di drag and drop in lingua inglese, presenti in queste pagine, incentivano l’approccio esperienziale alla disciplina; attraverso un’attività ludica di consolidamento, sarà possibile apprendere la lingua inglese in modo intuitivo ed efficace.

In queste pagine sono presenti dei box che consentono di approfondire alcuni contenuti in chiave di Educazione civica

Le pagine Obiettivo 2030 trattano alcune tematiche relative all’Agenda 2030, che possono essere approfondite nei percorsi all’interno del Green Book.

Presentazione dell’opera

Le Sintesi, presenti alla fine di ogni Unità, sono realizzate con carattere ad alta leggibilità e rappresentano un ottimo strumento per la didattica inclusiva, rivolta a tutta la classe. I testi, organizzati in modo schematico ed essenziale, e le parole chiave evidenziate facilitano la comprensione dei concetti affrontati nell’Unità.

Libro

digitale

Le mappe di sintesi riassumono i punti salienti dell’Unità e, insieme all’audiolettura, permettono di individuare e consolidare i nuclei fondanti, facilitando la memorizzazione e l’esposizione orale dei contenuti.

Gli Esercizi permettono di accertare le conoscenze acquisite nelle singole Unità.

Libro digitale

Le esercitazioni finali, realizzate tramite Google Moduli, forniscono un riscontro immediato su quanto appreso.

Libro digitale

Attivando il Libro digitale sarà inoltre possibile visualizzare tutti i contenuti digitali del corso, oltre a quelli già illustrati.

I focus in PDF aiutano il consolidamento dei concetti basilari, approfondendone aspetti specifici.

I video all’interno delle Unità facilitano la comprensione degli argomenti, rispondendo alle diverse esigenze didattiche.

I link rimandano a risorse multimediali tratte dal web che permettono di ampliare la visione sulle tematiche affrontate, rendendo la didattica coinvolgente e connessa con il mondo che ci circonda.

Le attività interattive in lingua inglese supportano l’assimilazione dei contenuti e la loro esposizione in lingua.

Le immagini interattive favoriscono la contestualizzazione dei contenuti coinvolgendo lo studente in modo immersivo. Il supporto audio della rappresentazione facilita la decodifica del testo e la memorizzazione dei concetti.

disegno

Ogni Area si apre con un breve testo riassuntivo dei contenuti e una mappa riepilogativa.

Libro digitale

È presente anche un video, utile per la flipped classroom, che permette di approcciarsi alla disciplina in maniera attiva.

Le pagine contenenti le nozioni teoriche della disciplina sono contraddistinte dalla dicitura Da sapere e sono collegate alle pagine In pratica

Le costruzioni geometriche, le proiezioni ortogonali e le proiezioni assonometriche sono rappresentate con una grafica chiara e accessibile, accompagnate da testi che forniscono le istruzioni per la loro realizzazione.

Libro digitale

I video presenti in queste pagine contengono animazioni di disegno tecnico che mostrano le varie fasi del processo del disegno, facilitandone la realizzazione.

Le pagine Esercita le abilità permettono a studenti e studentesse di sviluppare le proprie abilità dopo aver familiarizzato con le varie tipologie di costruzioni.

Libro digitale

Sul Libro digitale sono inoltre disponibili attività di disegno tecnico, pensate in ottica inclusiva, da svolgere in maniera dettagliata e progressiva (Costruzioni per tutti) e attività più complesse per mettere alla prova le proprie capacità (Costruzioni sfida)

L’artigianato e l’industria

La carta

7.1

7.4

Il vetro

La ceramica

Le fibre tessili

Materie plastiche e gomme

I metalli

L’industria alimentare

Il settore edile

La produzione di energia

La corrente elettrica

Urbanizzazione e città

Comunicazioni

In pratica

Geometria solida

In pratica

Disegno tecnico

1. La tecnologia

Prima di iniziare il tuo cammino per le strade della tecnologia, ti consigliamo di soffermarti un attimo a riflettere su alcuni concetti: potrai avere così le idee un po’ più chiare per affrontare, insieme ai tuoi compagni e alle tue compagne, il viaggio all’interno di questo meraviglioso mondo.

Tecnologia e scienza, insieme per il progresso

La tecnologia è la disciplina finalizzata alla progettazione e alla realizzazione di oggetti e macchinari utili alla vita degli esseri umani. Ha il compito di trovare soluzioni innovative per la produzione di dispositivi e di sistemi da applicare, per esempio, per migliorare, velocizzare e rendere più sicure la produzione industriale e la mobilità, per perfezionare le tecniche agricole, per affinare la capacità di calcolo, per ottimizzare la robotica e la comunicazione, ma anche per curarci in modo efficiente in ambito sanitario.

Lo studio della tecnologia è quindi molto importante perché aiuta a capire come gli esseri umani, grazie alle loro competenze e facendo uso del sapere (conoscenze) e del saper fare (abilità), riescano a realizzare tutto ciò che è necessario per soddisfare le proprie esigenze.

Bisogna ricordare che l’evoluzione della tecnologia è frutto della collaborazione con diverse discipline, soprattutto con la scienza che, grazie ai suoi metodi rigorosi e ai suoi calcoli precisi, offre risposte oggettive, misurabili e ripetibili. La scienza cerca di spiegare i fenomeni che non conosce: parte da un’ipotesi, la verifica e mette il risultato ottenuto a disposizione delle persone. La tecnologia approfitta della conoscenza scientifica e la utilizza per creare o migliorare i suoi prodotti al fine di potenziare le capacità umane.

Possiamo quindi dire che scienza e tecnologia, pur essendo due discipline ben distinte, lavorano insieme per rendere le condizioni di vita migliori per tutti, garantendo il progresso dell’umanità.

Tecnologia e tecnica, due concetti differenti

Tecnologia e tecnica sono due termini molto utilizzati nel quotidiano, spesso senza distinguerli, ma in realtà non esprimono lo stesso significato.

Il termine tecnologia indica i processi scientifici utilizzati per ottenere con la materia prima un prodotto finito da immettere sul mercato. Si occupa, inoltre, di apportare innovazioni sia nei processi sia nei materiali.

Con il termine tecnica si intende, invece, l’acquisizione di conoscenze teoriche finalizzate ad attuare con metodo una procedura. Per capire meglio i due concetti si può prendere come esempio la costruzione di una figura geometrica o di un qualsiasi altro disegno. Naturalmente serviranno attrezzi, come squadre, compasso, matita oppure pennelli, tempere, pastelli. Gli strumenti usati per il lavoro sono i prodotti della tecnologia e il modo di realizzare il disegno è la tecnica.

La materia

Il termine materia deriva dal latino mater, che significa madre, cioè l’origine di ogni cosa.

Gli elementi presenti sulla Terra, come l’aria, l’acqua, gli animali, i vegetali e i minerali, sono tutti costituiti da materia, ossia qualcosa che ha la proprietà di occupare uno spazio con una massa e un volume.

La materia è costituita da un insieme di particelle legate tra loro, le molecole, che a loro volta sono formate da un raggruppamento di altri elementi invisibili a occhio nudo, chiamati atomi

A seconda della forza che tiene unite le molecole, la materia può assumere diverse forme ed essere quindi:

• allo stato solido, per esempio legno, vetro, metalli, plastica...;

• allo stato liquido, per esempio acqua, petrolio, bevande…;

• allo stato aeriforme, per esempio ossigeno, anidride carbonica, gas...

TECNOLOGIA PER L’AMBIENTE

La chimica verde

Un notevole contributo viene oggi offerto dalla Green Chemistry (chimica verde), il cui impegno è finalizzato a ottenere prodotti e processi che mirano a rispettare l’ambiente e la salute degli esseri umani.

Questo tipo di approccio etico punta anche al risparmio energetico, attraverso la creazione di materiali biodegradabili o con processi di riciclo più sostenibili.

Tecnologia e chimica: qual è il legame?

La chimica è la scienza che studia la composizione e le proprietà della materia esistente in tutte le sue forme e ne analizza le trasformazioni.

Nel quotidiano, tutti noi dipendiamo costantemente dalla chimica. Reazioni chimiche avvengono dentro e fuori di noi: i prodotti di cui ci circondiamo ogni giorno, come cibo, acqua, medicine, materie plastiche, carta, metalli, vetro, combustibili e detersivi sono solo alcuni degli elementi che hanno come artefice la chimica.

È grazie alla chimica se gli esseri umani, attraverso i vari processi di trasformazione, possono creare materiali innovativi utili per il progresso tecnologico. Molti dei principali materiali usati dall’industria si ottengono, infatti, legando tra loro atomi o molecole di diversa natura con modalità differenti. La materia viene, cioè, manipolata e trasformata dagli esseri umani grazie a questa disciplina, permettendo alla tecnologia di avere a disposizione nuove materie prime per i suoi processi industriali. Va precisato, tuttavia, che la chimica, così come svolge un ruolo molto importante nello sviluppo dell’industria e delle tecnologie fondamentali per la vita, necessita anche di sistemi tecnologici per riuscire a portare avanti nel migliore dei modi le sue attività. Anche tra tecnologia e chimica, quindi, la collaborazione e la relazione sono assolutamente indispensabili.

Punto zero 2. Tecnologia e innovazione

L’innovazione

Agricoltura, comunicazione, medicina, produzione energetica, informazione e trasporti sono solo alcuni dei settori in cui il progresso tecnologico è fondamentale per assicurare sicurezza, affidabilità e competitività. Tale progresso si basa sull’innovazione, ossia sull’introduzione di nuovi sistemi tecnologici, o di nuovi metodi produttivi, in grado di ottimizzare tempo e costi a favore della crescita economica e sociale e della tutela ambientale.

Per la tecnologia l’innovazione è sempre un obiettivo prioritario: la ricerca, nel tempo, porta a nuove scoperte in grado di migliorare le caratteristiche delle materie prime, le modalità di progettazione, di produzione e di vendita dei prodotti e dei servizi. Innovare vuol dire anche rendere la produzione industriale più competitiva sul mercato globale.

L’innovazione non coinvolge solo la struttura fisica delle industrie, ovvero i loro macchinari, ma anche le persone che ci lavorano: queste devono avere, infatti, conoscenze e competenze tali da riuscire a gestire il cambiamento finalizzato allo sviluppo. Le nuove figure professionali devono possedere quindi un appropriato know-how per poter gestire le innovazioni tecnologiche: pensiamo per esempio a chi, per svolgere il proprio lavoro, deve utilizzare la robotica, la digitalizzazione o le nuove forme di comunicazione.

Le nuove professioni necessitano, oggi, di un continuo aggiornamento e di una formazione specifica, conseguita attraverso il ciclo di studi e/o gli appositi corsi di formazione.

Le discipline STEAM

STEAM è l’acronimo in inglese dei termini Scienza, Tecnologia, Ingegneria, Arte e Matematica.

La sinergia tra questo gruppo di discipline è fondamentale per il raggiungimento di specifiche competenze, necessarie per affrontare il mondo produttivo e per l’innovazione. Si tratta di un nuovo tipo di didattica che si prefigge come obiettivo quello di fornire ampie competenze nel settore scientifico-tecnologico, che permettano di risolvere problematiche o trovare soluzioni a imprevisti nel corso del lavoro (tinkering). Le discipline STEAM facilitano il ragionamento creativo con l’ausilio degli strumenti che la tecnologia mette a disposizione, favorendo così una migliore gestione delle diverse situazioni.

Know-how

Saper fare, avere delle competenze specifiche.

Tinkering

Dall’inglese to tinker (armeggiare, provare ad aggiustare), indica un approccio educativo che si basa sull’apprendimento attraverso la sperimentazione.

Scienza - Science

La scienza è di fondamentale importanza perché affronta tutti i fenomeni che avvengono in natura, svelando come e perché si verificano gli eventi. La scienza si pone come obiettivo quello di ottenere delle conoscenze rispondendo continuamente a una precisa domanda: «Perché avviene questo fenomeno o evento?».

Le leggi, le teorie e i princìpi, sempre verificati dalla scienza, sono il punto di partenza fondamentale dei processi tecnologici finalizzati a soddisfare i bisogni degli esseri umani.

Tecnologia - Technology

La tecnologia è un’esperienza, collaudata nel tempo, che basa il proprio sviluppo produttivo su continue innovazioni riguardanti i processi e i prodotti, con il preciso fine di utilizzo pratico. Nella vita quotidiana i fondamentali cambiamenti favoriti da tale disciplina ci vengono offerti dall’interazione con altre materie, quali scienze, ingegneria, arte e matematica. Queste concorrono a trovare nuove soluzioni ai problemi umani che si presentano di volta in volta per semplificare il lavoro e aumentare la produttività. In sintesi, la tecnologia applica alla produzione le conoscenze, le scoperte, la logica e la creatività delle altre discipline.

Ingegneria - Engineering

L’ingegneria mira al raggiungimento di precisi obiettivi attraverso l’applicazione di calcoli matematici per eseguire la progettazione e la direzione dei lavori nelle varie fasi di produzione, al fine sia di realizzare grandi opere strutturali, sia di creare una qualunque cosa che abbia una specifica funzionalità. L’ingegneria non è una scienza generica, ossia valida per tutti gli obiettivi che si vogliono raggiungere, ma è specifica in base ai vari campi di applicazione. L’ingegneria studia e ricerca la presenza di un problema nel quotidiano, mentre la tecnologia fornisce, sulla scorta di conoscenze acquisite nel tempo, la soluzione con la creazione di specifici mezzi tecnologicamente avanzati.

Arte - Art

L’arte è la disciplina che coltiva il pensiero creativo e concorre a far risaltare i pregi innovativi delle informazioni attraverso la comunicazione. Gli artisti e le artiste utilizzano le conoscenze tecnologiche dei materiali e della comunicazione multimediale per esprimere concetti, filosofie di vita e anche per esaltare le proprietà di materiali e manufatti. L’arte organizza un tipo di comunicazione efficace che, grazie ai contenuti e all’uso dei colori e delle immagini, viene recepito in modo immediato. Il mondo produttivo collabora con quello dell’arte, coinvolgendolo nei processi di ricerca e di produzione dei manufatti e influenzando spesso l’innovazione.

Matematica - Math

La matematica è il pilastro fondamentale della rivoluzione tecnologica che pervade in ogni momento la nostra vita quotidiana. Non esiste innovazione in cui non entri questa disciplina; le scienze, la tecnologia, l’ingegneria trovano in questa materia la linfa vitale del progresso. Ciascuno di noi, inoltre, utilizza quotidianamente la matematica: la conquista dello spazio, il navigatore, lo smartphone, la televisione, i videogiochi, internet, l’intelligenza artificiale sono solamente alcune delle applicazioni rese possibili grazie ai calcoli matematici e alla tecnologia.

Punto zero

3. Tecnologia ed economia

Le innovazioni in ambito tecnologico, avvenute a partire dalla fine del Settecento, hanno avuto enormi conseguenze sulla vita e sulle condizioni economiche del mondo occidentale.

La tecnologia è sempre stata al centro del mondo economico ma, oggi più che mai, si assiste a una massiccia influenza delle nuove tecnologie sulle diverse attività protagoniste dei settori economici.

Gli elementi primari dell’evoluzione tecnologica sono stati, e sono tuttora, gli esseri umani e le risorse della natura: i primi sono i produttori di nuovi beni e, contemporaneamente, i fruitori degli stessi. Spinti dalla necessità di sopravvivenza essi hanno organizzato, infatti, le proprie capacità intellettive e creative al fine di sfruttare al meglio le risorse naturali per procurarsi i beni desiderati.

Già in epoche primitive, quindi, si delineò quello che è diventato il modello tradizionale di ciclo industriale:

nascita del bisogno utilizzo delle risorse per produrre i beni necessari consumo

I bisogni

I bisogni rappresentano uno «stato di insoddisfazione» che spinge le persone a procurarsi ciò che è necessario per soddisfarlo.

Alcuni bisogni sono individuali, cioè percepiti singolarmente, come la necessità di mangiare; altri sono collettivi, avvertiti dalle persone in quanto membri di un certo contesto sociale, per esempio il bisogno di istruzione, di sicurezza o di comunicare. In genere i bisogni sono soggettivi, cioè variano da persona a persona, e sono anche variabili, quindi cambiano nel tempo.

Alcuni sono considerati più importanti di altri e, a volte, più urgenti da soddisfare. Solitamente i bisogni si classificano in primari, secondari e superiori.

PRIMARI

Sono strettamente legati alla sopravvivenza (mangiare, bere, vestiti, abitazione).

SECONDARI

Tendono a migliorare la qualità della vita (istruzione, automobile, telefoni, elettrodomestici, arredi).

SUPERIORI

Sono relativi alla realtà culturale e sociale (viaggi, musei, divertimenti).

BISOGNI

I beni

Questo termine raggruppa i prodotti, i mezzi e gli strumenti in grado di soddisfare i bisogni.

I beni forniscono un’utilità, spesso soggettiva, soddisfacendo sia i desideri di chi li consuma, sia le esigenze delle imprese che li producono.

I beni disponibili in natura in quantità illimitata e utilizzabili in modo gratuito, come l’aria e l’acqua, sono definiti beni liberi, mentre quelli disponibili in quantità limitata e per i quali occorre pagare un prezzo sono beni economici. È un bene economico tutto ciò che viene prodotto dagli esseri umani attraverso le trasformazioni di una materia prima.

I beni possono essere classificati anche in base all’uso che ne viene fatto:

• i beni di consumo sono quelli che soddisfano in maniera diretta il bisogno e non necessitano di ulteriori lavorazioni, per esempio una torta acquistata in pasticceria;

• i beni strumentali (o fattori di produzione) sono quelli utilizzati per la produzione di altri beni, come la farina, lo zucchero, il lievito e le uova necessari per preparare una torta.

Un’altra distinzione riguarda, invece, le caratteristiche specifiche dei beni:

• i beni durevoli soddisfano più volte il medesimo bisogno poiché conservano le loro caratteristiche nel tempo, per esempio una casa o un telefono;

• i beni non durevoli possono essere utilizzati una sola volta, per esempio un alimento.

I servizi

I bisogni delle persone possono essere soddisfatti, oltre che dai beni, anche dai servizi. Questi ultimi sono legati allo svolgimento di determinate attività e possono essere di tipo privato o pubblico:

• i servizi privati sono gestiti da professionisti e professioniste che mettono a disposizione delle persone le proprie prestazioni in cambio di un pagamento (per esempio avvocati, commercialisti, istruttori/istruttrici);

• i servizi pubblici, come l’istruzione, la sanità, la sicurezza e la giustizia, sono offerti ai cittadini e alle cittadine direttamente dallo Stato tramite la Pubblica Amministrazione. Il servizio di istruzione pubblica, per esempio, è garantito dal Ministero dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca (MIUR), che stabilisce le politiche educative, attuate poi localmente dagli uffici regionali e dalle istituzioni scolastiche. La tutela della salute è garantita, invece, dal Servizio Sanitario Nazionale (SSN), che assicura un’assistenza medica e l’accesso ai servizi ospedalieri.

Punto zero

4. I settori dell’economia

La teoria economica classica definisce come attività umana tutto ciò che genera un reddito.

Queste attività vengono suddivise in tre distinti settori: il primario, il secondario e il terziario. Quest’ultimo si divide, a sua volta, in terziario tradizionale e quaternario (o terziario avanzato), che riguarda i servizi della ricerca, della conoscenza e delle nuove forme di tecnologia dell’informazione.

Ultimamente si parla anche di settore quinario per indicare l’insieme di coloro che hanno delle competenze molto specifiche e devono prendere decisioni importanti per la società.

Conoscere la suddivisione nei diversi settori facilita la visione dell’articolata struttura economica.

Il settore primario

Il settore economico primario interessa le attività che coinvolgono la produzione delle materie prime, indispensabili per la vita delle persone, ottenute attraverso l’allevamento degli animali, la coltivazione del suolo o l’estrazione dal sottosuolo.

Comprende quindi: l’agricoltura, la pesca, la zootecnia, la silvicoltura, le attività estrattive dei minerali e delle risorse energetiche.

Il settore secondario

Si occupa di tutte le attività lavorative finalizzate alla trasformazione delle materie prime in prodotti semilavorati o prodotti finiti. È strettamente legato al settore primario poiché non avrebbe motivo di esistere se non vi fossero le materie prime da trasformare.

Comprende l’industria e l’artigianato.

Il settore terziario

Comprende tutte le attività che permettono la vendita dei beni prodotti e la fornitura dei vari servizi ai cittadini e alle cittadine, inclusi quelli di pubblica utilità. Fanno parte di questo settore, per esempio, i trasporti, il commercio, l’attività bancaria e il turismo, oppure servizi di pubblica utilità come la giustizia, la sanità, la sicurezza, l’istruzione.

Il settore terziario avanzato

È un settore di ultima generazione, definito anche quaternario, al quale appartengono le attività di ricerca scientifica e di sviluppo di programmi informatici associati all’innovazione tecnologica, capaci di gestire le macchine per la produzione e che offrono un valido supporto nella gestione amministrativa delle società.

Il settore quinario

È un nuovo settore di cui si comincia a parlare negli ultimi tempi. Raggruppa le attività svolte da professionisti e professioniste che ricoprono alte cariche e hanno responsabilità decisionali sia nelle aziende, sia nella Pubblica Amministrazione. Fanno parte del settore quinario, quindi, i lavori svolti da funzionari e dirigenti nei settori del governo, dell’università, dell’economia, della sanità, della scienza e delle organizzazioni no profit (senza scopo di lucro).

IL TERZO SETTORE

Oltre ai settori economici indicati ne esiste un altro, denominato terzo settore, che si affianca alle istituzioni pubbliche e al mercato, agendo per l’interesse delle comunità

In questo settore rientrano tutte le cooperative sociali, associazioni di volontariato ecc. che si occupano di offrire servizi a coloro che ne hanno più bisogno agendo in diversi ambiti; dall’assistenza alle persone malate o con disabilità alla tutela dell’ambiente, dai servizi socioassistenziali all’animazione culturale.

Queste associazioni sono organizzate, nella maggior parte dei casi, da volontari e volontarie e, essendo no profit, si reggono per lo più su donazioni.

Si tratta di un settore molto importante perché permette alla comunità di usufruire di alcuni servizi fondamentali per il soddisfacimento di alcuni bisogni, garantendo ai cittadini e alle cittadine un maggiore benessere (welfare).

Il settore primario Area 1

Scopri sul Libro digitale le pagine di Verifica delle competenze collegate all’Area 1.

Risorse naturali

Senza le risorse naturali, come aria, acqua, Sole, vento, legna, carbone e minerali, non avverrebbe la produzione di energia e, di conseguenza, la vita sul pianeta risulterebbe impossibile. Allo stesso modo, anche l’agricoltura, la zootecnia, la pesca e l’acquacoltura sono attività delle quali non possiamo fare a meno per la nostra sopravvivenza. Tutti questi elementi, che andrai a studiare all’interno di quest’Area, fanno parte del settore primario.

Agricoltura

Settore primario

e acquacoltura

Green Book

Nell’Area sono presenti contenuti legati all’Agenda 2030, che verranno affrontati in maniera più approfondita all’interno del Green Book.

• Ambiente: alcune problematiche (pp. 20-21)

• Alimentazione e sostenibilità (pp. 46-47)

Pesca

Zootecnia

FLIPPED CLASSROOM LO STATO DI SALUTE DELL’ACQUA

Le risorse idriche del nostro pianeta sono fortemente minacciate dall’utilizzo indiscriminato, che ne sta riducendo le scorte all’interno delle falde. Pur essendo una risorsa rinnovabile, infatti, l’acqua non è più sufficiente per soddisfare le necessità di tutti gli abitanti della Terra. Ma perché? Che cosa abbiamo combinato, soprattutto negli ultimi anni, per ritrovarci in questa situazione?

In autonomia

1 Inquadra il QR code nella pagina a fianco e cerca il filmato per renderti conto, in modo chiaro, della situazione attuale.

Con un po’ di attenzione scoprirai le molteplici cause della condizione critica in cui versano le riserve d’acqua.

2 Approfondisci alcune delle problematiche messe in luce dal video e cerca di capire qual è la situazione in Italia.

Leggi attentamente il libro di testo (pp. 14-15) e il Green Book (pp. 8-9), poi cerca ulteriori informazioni su internet, sulle riviste o sui giornali, prendendo appunti su ciò che reputi interessante. Cerca anche video di attualità che mostrino alcuni aspetti della realtà italiana (episodi di inquinamento con sostanze specifiche, città o Paesi colpiti da particolari crisi idriche ecc.), poi annota le informazioni secondo te più importanti.

In gruppo

Dopo aver formato dei piccoli gruppi in classe:

• confrontatevi su quanto ciascuno di voi ha imparato autonomamente a casa;

• esaminate appunti e materiale raccolto e discutetene tra di voi;

• preparate un documento nel quale, sulla base di dati certi, si chiariscano le problematiche e si propongano le relative soluzioni.

Vi piacerebbe creare, nel cortile della scuola, qualcosa di innovativo che renda l’ambiente più piacevole, lasci una vostra impronta green e vi permetta, allo stesso tempo, di ricavare prodotti vegetali?

Con un preciso progetto, una buona organizzazione e la voglia di mettersi in gioco si possono creare piccoli orti produttivi, che abbelliscono lo spazio esterno.

Volete saperne di più? Inquadrate il QR code in alto e, accedendo alla sezione «Risorse digitali» all’interno del Libro digitale, troverete tutte le informazioni necessarie per mettere a frutto le vostre competenze!

Le risorse naturali

Le risorse sono tutti gli elementi presenti nell’ambiente naturale che vengono usati dagli esseri umani per soddisfare i propri bisogni.

CLIL

Risorsa: resource

Riserva: reserve

L’acqua è una risorsa fondamentale per la vita sulla Terra.

VERSO IL FUTURO

Scarti che diventano risorse

AGENDA 2030

La necessità di sviluppare nuove tecnologie per salvaguardare le risorse disponibili ha portato, e porterà sempre di più, al recupero degli scarti di molti materiali. Si considerano oggi risorse, per esempio, gli scarti delle attività agricole che, grazie alle tecnologie esistenti, vengono utilizzati per ottenere nuove materie prime da utilizzare in moltissimi settori. Non è escluso che la ricerca e il progresso tecnologico renderanno possibile anche lo sfruttamento futuro di risorse al momento impossibili da recuperare.

1.1 Risorse e riserve

Gli esseri umani utilizzano le risorse per soddisfare i propri bisogni primari, per produrre ricchezza e per migliorare il sistema socioeconomico. Grazie alle risorse l’industria può avere a disposizione l’energia e le materie prime necessarie per ottenere i suoi prodotti.

La risorsa acqua permette, per esempio, di ottenere energia idroelettrica grazie alla quale una fabbrica fa funzionare i suoi macchinari, che riescono così a trasformare la risorsa grano nel prodotto pasta che noi utilizziamo per soddisfare il nostro bisogno di sfamarci.

Purtroppo, accurate ricerche e continue osservazioni del suolo hanno rilevato che i giacimenti di alcune materie prime stanno esaurendo le loro scorte a causa delle incessanti estrazioni: diviene quindi necessario sviluppare nuove tecnologie per limitare il loro uso e poterle salvaguardare.

In questo ambito si parla spesso di riserve: con questo termine si intende l’insieme delle risorse effettivamente disponibili e di cui si conosce l’esatta collocazione, economicamente sfruttabili oggi e negli anni futuri grazie alle tecnologie a disposizione.

Le risorse possono essere classificate con modalità differenti. Secondo la loro origine si dividono in:

• ambientali, per esempio acqua, aria, vento...;

• minerarie, sfruttate attraverso le attività estrattive, per esempio metalli, materie inorganiche…;

• biologiche, per esempio prodotti agricoli, materie organiche…;

• energetiche, che permettono di ottenere energia (fonti), come biomasse, petrolio, Sole, uranio, carbone…

Secondo la loro disponibilità si dividono, invece, in:

• esauribili (o non rinnovabili), la cui riserva è destinata a estinguersi a causa del continuo utilizzo e dei tempi necessari per la loro ricostituzione (minerali, combustibili fossili…);

• rinnovabili, la cui riserva è quasi infinita o può essere comunque ricostituita in tempi brevi (acqua, Sole, prodotti della Terra...).

1.2 Le fonti energetiche

Le risorse energetiche possono essere suddivise in ulteriori categorie:

• le fonti primarie sono quelle esistenti in natura e il cui utilizzo avviene senza che subiscano delle trasformazioni: petrolio, carbone, gas naturale, uranio, legna, Sole, vento, maree, energia geotermica, biomasse;

• le fonti secondarie sono definite così in quanto ottenute dalla trasformazione delle fonti primarie: benzina, gasolio, elettricità, idrogeno;

• le fonti inquinanti sono il carbone fossile, il petrolio, il gas naturale, la termovalorizzazione da rifiuti;

• le fonti pulite sono il Sole, il vento, il calore terrestre, il moto ondoso, il movimento dell’acqua.

Di seguito vengono descritte le caratteristiche delle principali fonti energetiche primarie.

Carbone, petrolio, gas

Sono fonti di energia fossile la cui formazione è avvenuta con la trasformazione di sostanze organiche, presenti sulla Terra e sepolte nel sottosuolo milioni di anni fa. Il calore, la forte pressione e l’assenza di ossigeno hanno contribuito alla decomposizione di sostanze organiche e alla loro trasformazione nelle varie tipologie di combustibili.

Legna

La legna da ardere è da considerarsi come il combustibile che è stato, fin dai tempi antichi, il più utilizzato dagli esseri umani per ottenere energia termica e quindi per cucinare, per scaldarsi e per trasformare e migliorare alcune proprietà dei materiali. È considerato l’unico combustibile rinnovabile grazie alla riproduzione delle piante.

Sole

Per il nostro pianeta rappresenta la fonte di energia primaria per eccellenza e fornisce calore e luce. È fondamentale per la vita di tutti gli esseri viventi ed è anche alla base della formazione di altre forme di energia (eolica, idrica ecc.). Si tratta di un’energia inesauribile, pulita, rinnovabile e il suo utilizzo non comporta l’emissione di polveri sottili o di anidride carbonica.

Energia geotermica

Vulcani, geyser, fumarole e sorgenti termali sono l’esempio della presenza del calore interno al nostro pianeta, che affiora verso l’esterno in modo continuo. Ne consegue che più si scende in profondità, più alta sarà la temperatura. Queste variazioni interne vengono chiamate «gradienti geotermici» e sono sfruttati soprattutto per ottenere energia elettrica.

Vento

È un’energia di movimento che coinvolge una massa d’aria che si genera dall’impatto tra l’aria calda (alta pressione) e l’aria fredda (bassa pressione). In passato è stato utillizzato per far muovere le navi a vela e far girare le pale dei mulini per macinare il grano o prelevare l’acqua dal sottosuolo. Oggi viene sfruttato per generare energia elettrica.

Biomasse

Le biomasse sono materiali di origine biologica, provenienti dall’attività degli animali e degli esseri umani, che vengono utilizzati come fertilizzante agricolo o per ottenere energia. Molti di questi, quando vengono bruciati per ottenere energia, emettono una quantità di anidride carbonica pari a quella assimilata con la fotosintesi, per cui sono considerati a impatto zero.

CLIL

Aria: air

Acqua: water

Aria

L’aria, elemento praticamente invisibile ai nostri occhi, è una risorsa fondamentale per la nostra esistenza. Avvolge la Terra formando l’atmosfera ed è composta prevalentemente da azoto, ossigeno e alcuni gas nobili. L’aria pura non è percepibile al tatto, non ha né colore né odore, ma è indispensabile per gli esseri viventi in quanto permette il trasporto dell’ossigeno e l’attività del cervello.

Gas nobili

Gas presenti nell’atmosfera che non formano legami con altri atomi.

Ozono

Gas presente nell’atmosfera che assorbe e trattiene parte dell’energia proveniente dal Sole.

I grafici illustrano la distribuzione globale dell’acqua sulla Terra. Il 97% dell’acqua terrestre è salata, solo un 3% è dolce. Più del 68% dell’acqua dolce è bloccata in calotte glaciali e ghiacciai; un altro 31% è nelle falde acquifere. L’acqua dolce superficiale, che è quella di cui gli esseri umani possono disporre, costituisce lo 0,3% del totale.

L’atmosfera, tramite l’ozono, ci protegge dalle radiazioni pericolose del Sole e, grazie alla presenza dei gas serra in percentuali limitate, regola il calore terrestre. Inoltre, con i fenomeni dell’evaporazione, condensazione e precipitazione, favorisce lo scambio dell’acqua tra il mare e la Terra.

Sotto il profilo tecnologico, l’aria ha una peculiarità unica che è quella di favorire e mantenere la combustione, fenomeno importantissimo che permette di scaldare le nostre case, di trasformare e lavorare, in particolar modo, i minerali metallici e di far funzionare i motori termici. Purtroppo, negli ultimi anni la qualità dell’aria è andata via via peggiorando in molte zone del mondo, soprattutto nelle aree metropolitane, a causa delle numerose sostanze inquinanti che gli esseri umani emettono con le loro attività e i loro spostamenti.

TECNOLOGIA PER L’AMBIENTE

Un albero liquido che purifica l’aria

AGENDA 2030

A Belgrado si trova un albero speciale, perché è liquido. Si tratta di un bioreattore contenente delle microalghe immerse nell’acqua che, grazie a un processo di fotosintesi da 10 a 50 volte più efficiente rispetto a quello degli alberi naturali, consentono di ridurre l’anidride carbonica presente nell’aria, purificandola. Questo tipo di albero può essere molto utile laddove non ci siano spazi per piante vere, come per esempio nelle grandi città.

Acqua

Tra le risorse naturali l’acqua potabile presente sulla Terra è senza dubbio un elemento fondamentale per la vita di tutti gli esseri viventi. È una risorsa energetica primaria di cui non possiamo fare a meno: si utilizza per bere, cucinare, pulire, per l’igiene personale, ma anche per tutte le attività produttive e antropiche.

Pur essendo considerata una risorsa rinnovabile, l’acqua non è disponibile in quantità sufficiente per soddisfare le necessità di tutte le persone della Terra. La sua distribuzione sul pianeta non è omogenea e, inoltre, gli abitanti stanno aumentando, contrariamente alla quantità di acqua che resta sempre la stessa.

Alcuni settori, come l’agricoltura e la zootecnia, dipendono prevalentemente dall’utilizzo di ingenti quantità di acqua, necessarie per ottenere i prodotti alimentari o allevare gli animali. Anche i processi produttivi delle varie tipologie di aziende hanno bisogno di acqua in quantità variabile a seconda delle specifiche produzioni. Ogni singolo prodotto agricolo o industriale risulta, quindi, responsabile di aver consumato, nel corso delle trasformazioni che l’hanno reso tale, una certa quantità di acqua che viene generalmente indicata come acqua virtuale L’acqua è sempre stata anche un’importante via di comunicazione per il commercio globale: i vari tipi di imbarcazione, infatti, consentono l’interscambio di merci e il trasporto di persone.

L’acqua, così come l’aria, non gode oggi di buona salute e ciò rappresenta un grave rischio per il benessere delle persone e degli animali. Purtroppo, infatti, le attività umane negli ultimi decenni hanno riversato direttamente e indirettamente scarti, rifiuti biologici e sostanze chimiche nei fiumi, nei laghi e nei mari, contaminandoli.

Le risorse idriche del nostro pianeta sono inoltre minacciate dall’utilizzo indiscriminato, che ne sta riducendo le scorte all’interno delle falde.

1.3

Acqua virtuale Acqua necessaria per ottenere, nella filiera produttiva, un manufatto o un bene.

CLIL

Attività estrattiva: extracting activity

TECNOLOGIA PER L’AMBIENTE

I dissalatori marini

La siccità è un problema globale. Per far fronte alla carenza d’acqua la tecnologia e, in particolare, gli impianti di desalinizzazione dell’acqua marina possono rivelarsi dei validi alleati. Questi impianti funzionano con un particolare meccanismo (osmosi inversa) che permette di potabilizzare l’acqua salata e risparmiare il consumo di acqua dolce. L’acqua salata viene infatti prelevata dal mare e depurata, eliminando eventuali impurità presenti (sabbia, fanghi, polveri…). Terminato il processo di dissalazione ha inizio quello di potabilizzazione, che rende l’acqua utilizzabile dagli esseri umani.

L’attività estrattiva

L’attività estrattiva comprende attività economiche che riguardano il settore primario e che hanno un’importanza strategica perché permettono alle industrie di produrre beni per la collettività. L’attività estrattiva è tra le più antiche svolte dagli esseri umani e ha sempre influenzato e reso possibile lo sviluppo innovativo e il progresso, in quanto consente di ricavare pietre ornamentali e da costruzione, di prelevare dal sottosuolo minerali e combustibili fossili e di recuperare l’acqua che scorre nelle falde freatiche.

Le operazioni di estrazione hanno purtroppo un elevato impatto sull’ambiente e sull’ecosistema, per cui i Paesi ricchi di minerali impongono alle aziende di estrazione alcune norme per il rispetto del sottosuolo, la sicurezza del territorio e la tutela del paesaggio nel suo complesso. Tutte le risorse minerarie e i combustibili sono da considerarsi esauribili: la loro estrazione e il loro impiego devono quindi avvenire in modo consapevole e responsabile, nel rispetto della sostenibilità. Occorre evitarne gli sprechi e, soprattutto, cercare di recuperarle dai prodotti che le contengono per riciclarle.

L’estrazione del petrolio costituisce un grave problema ambientale.

Nei Paesi africani, anche le donne e i bambini sono costretti a cercare materie prime nelle miniere.

AGENDA 2030

CLIL

1.4 Le pietre naturali

Le pietre naturali sono i primi materiali da costruzione usati nella storia e per millenni hanno costituito il materiale principale con cui realizzare le strutture portanti degli edifici. Costituite da minerali, hanno caratteristiche di resistenza, compattezza e durata nel tempo: basti pensare alle piramidi d’Egitto, al Colosseo o alle tante cattedrali sparse per il mondo. Oggi, a causa del loro costo, della loro pesantezza e scarsa flessibilità, sono state sostituite da materiali artificiali molto più leggeri ed economici, ma sono ancora usate per le pavimentazioni e i rivestimenti.

Le pietre naturali si estraggono dalle cave, che possono essere a cielo aperto o scavate in gallerie.

I grandi blocchi di pietra vengono ridotti in lastre, il cui spessore varia a seconda dell’utilizzo, a mezzo di seghe a telaio o con disco diamantato. Le lastre grezze vengono poi tagliate per ottenere le forme desiderate.

La finitura superficiale determina le caratteristiche estetiche del prodotto e si può realizzare con diverse tecniche.

• Levigatura: rende il manufatto piatto e la superficie opaca e resistente anche all’esterno.

• Lucidatura: rende il colore vivido e lucente e aumenta la resistenza della pietra agli agenti chimici in quanto chiude i suoi pori.

• Bocciardatura: eseguita a mano o a macchina, rende la superficie ruvida e mette in evidenza la brillantezza dei cristalli.

• Fiammatura: è un trattamento termico effettuato con una fiamma a circa 2 500 °C; viene eseguita su graniti e porfidi.

• Sabbiatura: si ottiene colpendo la lastra con una miscela abrasiva di aria (o acqua) e sabbia a forte pressione e velocità.

Dal punto di vista commerciale, si dividono in diverse categorie.

• Graniti: hanno una struttura durissima; sono particolarmente indicati per produrre pavimenti soggetti a utilizzo intenso.

• Marmi: sono lucidi, solidi e duraturi ma poco resistenti; sono impiegati per rivestimenti, pavimenti, scale interne e anche per alcuni elementi d’arredo (tavoli e camini).

• Pietre: sono suddivise in tenere (rocce calcaree, tufi, arenarie) e dure (porfidi, basalti, quarziti, ardesie); vengono utilizzate per realizzare pavimenti e rivestimenti, anche da esterno.

• Travertini: sono impiegati nelle pavimentazioni e nei rivestimenti, anche esterni.

Pietra: stone

1.5 I minerali e i combustibili fossili

Tutte le rocce che vediamo, o sulle quali camminiamo, sono costituite da minerali: si tratta di sostanze inorganiche, prevalentemente solide, formatesi in modo naturale nel corso di milioni di anni. Essi possono essere estratti dalle miniere, hanno una composizione chimica precisa e delle proprietà ben definite. Se ne conoscono tantissime tipologie, alcune particolarmente rare, altre più abbondanti.

Alcuni minerali sono definiti metalliferi, in quanto contengono uno o più metalli che, attraverso specifiche lavorazioni, vengono estratti e poi lavorati nelle industrie per ottenere semilavorati e prodotti finiti.

Altri minerali vengono invece definiti industriali, in quanto si utilizzano direttamente, o solo dopo pochissime trasformazioni, all’interno dei processi produttivi (sale, gesso, calcare, argille…).

L’URANIO

L’uranio appartiene alla categoria dei minerali metalliferi. Per il suo comportamento e per la sua struttura chimica è ritenuto pericoloso per la salute degli esseri viventi in quanto, allo stato naturale, è debolmente radioattivo. Non è quindi utilizzabile per la produzione di oggetti di uso comune, ma riveste particolare importanza in specifici settori, come quello navale, aeronautico, militare. Rappresenta il materiale indispensabile per la produzione di energia elettrica nelle centrali nucleari a fissione.

I combustibili fossili sono risorse esauribili utilizzate dagli esseri umani per ottenere energia termica. Si sono formati nel corso di milioni di anni in seguito a una serie di reazioni chimiche che hanno portato alla trasformazione di organismi animali e vegetali in sostanze stabili come carbone, petrolio e gas naturale. Si trovano all’interno di giacimenti situati in modo disomogeneo sotto alla superficie terrestre o sotto ai fondali marini, secondo le differenti caratteristiche geologiche delle aree geografiche.

Il carbone è un combustibile solido che deriva dalla decomposizione del legno di antiche foreste rimaste sepolte sotto la crosta terrestre. Viene utilizzato per produrre energia elettrica nelle centrali termiche, per produrre carbone coke (vedi p. 222) necessario ai processi di lavorazione delle acciaierie, oppure per preparare solventi, fertilizzanti e prodotti farmaceutici.

Il petrolio e il gas naturale sono due idrocarburi, il primo liquido e il secondo gassoso, formatisi nei fondali marini dalla decomposizione di plancton e alghe mescolate ad argille. Il petrolio, una volta estratto, deve subire la raffinazione che permette di ottenere sostanze diverse (benzina, gasolio, oli combustibili…).

I combustibili fossili, oltre a essere fonti energetiche non rinnovabili, sono molto inquinanti.

CLIL

Miniera: mine

Argilla: clay

Sbancamento concentrico

Rimozione di una massa di terreno o roccia effettuata in maniera circolare, partendo da un punto centrale.

1.6 Le miniere

La miniera è un sito posto nel sottosuolo, a una profondità variabile, che permette l’estrazione delle risorse. Per essere sfruttabili dagli esseri umani, la quantità di minerale presente nel giacimento deve essere tale da rendere l’estrazione economicamente vantaggiosa. Oggi, grazie alle nuove tecnologie, è più facile scoprire nuove zone minerarie e valutare l’importanza del giacimento per stabilire la convenienza dell’estrazione.

Tra le miniere più importanti ricordiamo quelle dei:

• minerali metallici: ferro, rame, alluminio, mercurio, zinco, piombo, oro, argento;

• minerali non metallici: argilla, sabbia, marmo, pietre, calcare;

• combustibili fossili: petrolio, carbone, gas naturale.

L’attività estrattiva dei minerali avviene generalmente con due differenti metodologie: la miniera a cielo aperto (o cava) e la miniera sotterranea.

• Miniera a cielo aperto (o cava): prevede lo sbancamento concentrico del suolo quando il deposito del minerale è poco profondo, oppure il prelievo di parte di un costone di una montagna, come avviene per esempio per le cave di marmo. Questo metodo arreca però gravi danni all’ambiente perché crea profonde modifiche al territorio. In alcuni casi, ultimata la fase estrattiva, la cava viene utilizzata come sito per una discarica.

IL GRANDE BUCO SUDAFRICANO

Il Big Hole (grande buco) si trova in Sudafrica ed è la più grande miniera di diamanti a cielo aperto. Fino a un secolo fa al suo posto si trovava una collinetta, sulla quale venne scoperto un filone di diamanti che attirò un numero molto elevato di minatori. Vennero rimosse 22 milioni di tonnellate di terra e di roccia, provocando una voragine profonda più di 1 000 metri che è diventata, nel corso degli anni, un bacino di riserva idrica.

• Miniera sotterranea: l’estrazione dei minerali o del carbone, in questo caso, avviene con la creazione di pozzi verticali e gallerie scavate nel sottosuolo per raggiungere il filone minerario. Diversa metodologia è riservata all’estrazione del petrolio e del gas, che prevedono una profonda trivellazione nel sottosuolo per permetterne la fuoriuscita.

1.7 Ambiente, paesaggio, territorio

Come abbiamo avuto modo di vedere, l’essere umano ha un forte legame con tutto ciò che lo circonda: è quindi necessario definire alcuni concetti fondamentali e capire le differenze tra ambiente, paesaggio e territorio.

L’ambiente è tutto ciò che sta intorno a noi, ossia un insieme di elementi viventi e non viventi. Come si può immaginare non può esserci un solo tipo di ambiente, ma ne esistono innumerevoli tipologie: alla sua creazione concorrono, infatti, molti fattori, per esempio il clima o la morfologia fisica della zona, ma anche l’influenza che tutti gli esseri viventi hanno in modo costante sullo stesso.

Gli esseri umani hanno da sempre modificato il mondo intorno a loro; il risultato di tutte queste modifiche, unito all’ambiente naturale, si chiama paesaggio. È importante non confondere il paesaggio con il panorama. Il paesaggio, infatti, è l’insieme non solo degli elementi naturali e antropici che vediamo, ma anche di tutti i cambiamenti che hanno portato quel luogo a essere così come si presenta oggi. È molto importante perché racconta non solo il presente, ma anche la storia di una regione, gli interventi umani e gli eventi di origine naturale che si sono susseguiti nel tempo. Il panorama, invece, è la visione generale di un paesaggio, di una città o di un territorio da un punto sopraelevato.

Gli esseri umani interagiscono con il paesaggio, lo organizzano, lo controllano e creano quello che viene definito territorio, cioè un’area più o meno vasta dove si svolgono varie attività produttive e socioeconomiche.

Un territorio è caratterizzato dalla presenza di risorse naturali e infrastrutture artificiali: esso muta continuamente perché l’essere umano prova, con il supporto della tecnologia, ad adeguarlo alle proprie necessità e spesso non tiene in considerazione che le risorse biologiche, tipiche del pianeta Terra, vengono danneggiate dalle alterazioni ambientali causate dalle attività antropiche, che mettono in pericolo tutto ciò che rappresenta il fabbisogno indispensabile alla vita animale e vegetale. Questo avviene con lo sviluppo dei tradizionali settori economici, di cui abbiamo già parlato nelle pagine 8-9.

Obiettivo 2030

Ambiente: alcune problematiche

AGENDA 2030

Mai come in questo periodo storico gli esseri umani si sono trovati a dover decidere delle sorti dell’intero pianeta, troppo sfruttato dalle attività antropiche. Come la situazione sia insostenibile lo dimostrano, per esempio, le gravi problematiche di inquinamento di quell’aria senza la quale non potremmo vivere. Infatti, oltre al problema dello smog, si stanno diffondendo anche altre questioni ambientali: piogge acide, buco dell’ozono ed effetto serra sono solo alcuni nemici dell’ambiente, che vanno conosciuti meglio e combattuti.

L’inquinamento ambientale

Questo termine generico, che deriva dall’inglese smoke (fumo) e fog (nebbia), indica un tipo di inquinamento atmosferico caratteristico dei centri urbanizzati.

In base alle caratteristiche, lo smog viene distinto in:

• classico (o Londra), dovuto alla presenza nell’aria di grandi quantità di particolato pm10 e di biossido di zolfo;

• fotochimico, causato dalla presenza di ossido di azoto, ossido di carbonio, ozono e altri composti organici volatili che si concentrano maggiormente durante le giornate particolarmente calde e con scarsa ventilazione.

Piogge acide

Le piogge acide si verificano quando nell’atmosfera anidride solforosa, ossidi di zolfo e ossidi di azoto, in particolari condizioni climatiche, si trasformano in acidi e ricadono sul suolo sotto forma di neve, pioggia, grandine o nebbia, provocando gravi danni. Risultano, infatti, responsabili della modificazione dell’acidità delle acque dei laghi e dei fiumi, della riduzione della disponibilità di nutrienti per le piante (in particolar modo per quelle boschive) e, soprattutto, incidono pesantemente sulla corrosione dei metalli delle opere edilizie, dei ponti e dei monumenti in marmo.

Evaporazione Pioggia acida

Anidride solforica e nitrica

Vapore acqueo

Acido solforico e nitrico + =

Buco dell’ozono

Nella stratosfera è presente un gas serra molto «particolare», chiamato ozono. La sua presenza è molto importante in quanto funziona come un filtro che ci protegge dalle radiazioni ultraviolette del Sole. Il fenomeno del buco, che in realtà è un assottigliamento dello strato di ozono, permette alle radiazioni solari di raggiungere la Terra con una maggiore intensità. Questo fatto provoca numerosi problemi alle piante, alle persone e, più in generale, a tutto l’ecosistema, in quanto ne altera gli equilibri. È inoltre una delle cause del riscaldamento globale. L’assottigliamento dello strato di ozono che protegge la Terra è connesso all’immissione nell’ambiente di molte sostanze inquinanti, in modo particolare i CFC (clorofluorocarburi), dei gas che sono stati utilizzati, per molti anni, nelle bombolette spray e nei circuiti refrigeranti dei frigoriferi.

Effetto serra

Fatti e cifre Educazione civica

Costituzione e ambiente

La tutela dell’ambiente si sta guadagnando una posizione di rilievo nelle agende politiche di tutto il mondo. L’Italia, per esempio, nel febbraio 2022 ha inserito nell’articolo 9 della propria Costituzione il principio della tutela dell’ambiente, della biodiversità e degli ecosistemi, anche nell’interesse delle future generazioni.

L’effetto serra è un fenomeno naturale necessario per creare un clima adatto alla vita di tutti gli esseri viventi perché, senza di esso, la temperatura media del pianeta sarebbe sempre fortemente sotto lo zero! Le radiazioni solari, infatti, colpiscono la superficie della Terra e tornano nell’atmosfera. Durante questo «viaggio di ritorno» una parte di essi, i raggi infrarossi, viene trattenuta da alcuni gas serra (anidride carbonica, metano, azoto ecc.) e ritorna sulla superficie terrestre, riscaldandola. Purtroppo, però, le cose sono cambiate con l’incremento dell’industrializzazione e delle attività antropiche che hanno causato l’aumento dei gas serra che, oggi, impediscono quasi totalmente alle radiazioni riflesse di disperdersi nell’atmosfera. Di conseguenza la temperatura terrestre aumenta sempre più, causando squilibri climatici molto pericolosi.

I due esempi seguenti ti aiuteranno a capire meglio l’importanza di questo fenomeno.

Radiazioni

Temperatura esterna fredda

L’ambiente interno si riscalda

Raggi infrarossi

Dentro a una serra il calore aumenta perché i raggi infrarossi non riescono a oltrepassare il vetro e restano intrappolati al suo interno.

Radiazioni

La Terra è simile a una grande serra ma, al posto del vetro, ha uno strato di gas che intrappola il calore e lo fa ritornare sulla superficie.

Approfondisci l’importanza della tutela dell’ambiente nel Percorso 1 del Green Book (pp. 6-13)

solari

Gasserra

solari

Risorse e riserve

Le risorse sono gli elementi presenti nell’ambiente naturale che vengono usati dagli esseri umani per soddisfare i propri bisogni primari.

Le riserve sono le risorse effettivamente disponibili e di cui si conosce l’esatta collocazione.

Le risorse, secondo la loro origine, si dividono in ambientali, minerarie, biologiche, energetiche; secondo la loro disponibilità possono essere esauribili (o non rinnovabili) o rinnovabili.

Le fonti energetiche

Le risorse energetiche possono essere suddivise in fonti primarie (esistenti in natura), fonti secondarie (ottenute dalla trasformazione delle fonti primarie), fonti inquinanti (carbone fossile, petrolio, gas naturale) e fonti pulite (Sole, vento, calore terrestre).

L’aria è un elemento che forma l’atmosfera ed è fondamentale per gli esseri viventi.

L’acqua potabile si utilizza per bere, cucinare, pulire, ma anche per tutte le attività produttive e antropiche.

L’attività estrattiva

L’attività estrattiva comprende attività economiche che hanno un’importanza strategica perché permettono alle industrie di produrre beni per la collettività.

Le operazioni di estrazione hanno un elevato impatto sull’ambiente e sull’ecosistema, quindi i Paesi ricchi di minerali impongono alcune norme per la tutela del paesaggio e del territorio.

Le pietre naturali

Le pietre naturali sono i principali materiali da costruzione con cui realizzare le strutture portanti degli edifici. Hanno caratteristiche di resistenza, compattezza e durata nel tempo e si dividono in graniti, marmi e pietre.

I minerali e i combustibili fossili

I minerali sono sostanze inorganiche, formatesi in modo naturale, che si estraggono dalle miniere.

I combustibili fossili (carbone, petrolio, gas naturale) sono fonti energetiche non rinnovabili, utilizzate dagli esseri umani per ottenere energia termica.

Le miniere

La miniera è un sito posto nel sottosuolo che permette l’estrazione delle risorse. Può essere a cielo aperto oppure sotterranea.

Ambiente, paesaggio, territorio

L’ambiente è tutto ciò che sta intorno a noi, un insieme di elementi viventi e non viventi. Il paesaggio è il risultato delle modifiche che gli esseri umani hanno apportato al mondo intorno a loro.

Il territorio è un’area più o meno vasta dove si svolgono attività produttive e socioeconomiche.

Esercizi

1. Indica se le seguenti affermazioni sono vere o false.

1. Le risorse servono anche per produrre ricchezza. V F

2. L’estrazione mineraria causa l’esaurimento delle scorte. V F

3. Le riserve indicano le risorse effettivamente disponibili. V F

4. I combustibili fossili sono fonti rinnovabili. V F

5. Le risorse rinnovabili sono limitate. V F

2. Abbina le risorse energetiche alla giusta categoria. petrolio – elettricità – benzina – legna – carbone –gasolio

Fonti primarie: -Fonti secondarie: - -

3. Associa a ciascuna risorsa le funzioni svolte.

Aria: – – Acqua:

a. Si utilizza per vari tipi di pulizia – b. Favorisce il fenomeno della combustione – c. Permette il trasporto dell’ossigeno – d. Regola il calore terrestre

4. Scegli l’alternativa corretta.

1. L’attività estrattiva fa parte del settore:

A primario B secondario

2. L’estrazione dei minerali è un’attività economica:

A recente B antica

3. Le risorse minerarie sono:

A esauribili B non esauribili

4. L’estrazione delle risorse minerarie deve avvenire in modo:

A illimitato B consapevole

5. Completa il testo inserendo i termini seguenti. crosta – estrattiva – settore – economiche – materie

L’attività si occupa dell’estrazione delle prime minerali che si trovano nel sottosuolo della terrestre.

Fa parte del primario ed è importante per le attività di un Paese.

6. Collega ogni pietra naturale alla caratteristica corretta.

1. Granito a. È lucido

2. Marmo b. Ha una struttura durissima

3. Pietra c. Può avere una consistenza dura o tenera

7. Scegli l’alternativa corretta.

1. I minerali sono formati da sostanze:

A organiche B inorganiche

2. I combustibili fossili sono risorse:

A inesauribili B esauribili

3. Il petrolio è una fonte energetica:

A molto inquinante B poco inquinante

4. Appartiene ai minerali industriali: A gesso B gas naturale

8. Sottolinea l’alternativa corretta tra le due proposte.

1. Il calcare /mercurio è un minerale non metallico.

2. L’attività estrattiva dei minerali può avvenire nelle miniere sotterranee /sopraelevate.

3. Quando il deposito del minerale è poco profondo si esegue lo sbancamento incentrico /concentrico

4. L’estrazione del petrolio avviene con una trivellazione profonda /uno sbancamento a cielo aperto.

9. Indica se le seguenti affermazioni sono vere o false.

1. L’ambiente è un insieme di esseri non viventi. V F

2. Il clima è un elemento dell’ambiente. V F

3. Paesaggio e ambiente hanno lo stesso significato. V F

4. Nel territorio non sono presenti risorse naturali. V F

5. Le infrastrutture rappresentano l’evoluzione del territorio. V F

DISCUTIAMONE INSIEME

Da alcuni anni a questa parte diversi pensatori ritengono che le piante, in quanto esseri viventi, dovrebbero essere trattate con maggior rispetto. Questa posizione ha suscitato un ampio dibattito; chi è favorevole chiede che le persone limitino le loro azioni, ripensando completamente il loro rapporto con la natura, chi è contrario, invece, sostiene che le posizioni avanzate sono irrealizzabili e che lo sviluppo delle attività umane debba essere considerato prioritario. Su internet cercate di approfondire le diverse posizioni presenti sul tema, quindi discutetene in classe.

CLIL

Agricoltura: agriculture

Clima: climate

Humus

Componente organica del terreno da cui le piante traggono il nutrimento. Deriva dalla decomposizione di residui animali e vegetali a opera dei microrganismi.

L’agricoltura

L’ agricoltura è l’insieme delle attività volte a lavorare e coltivare il terreno in modo da produrre soprattutto beni alimentari.

2.1 Il terreno agrario e il clima

Il terreno agrario, ossia la parte più esterna della crosta terrestre, è in grado di ospitare e nutrire le piante coltivate grazie alle componenti organiche e inorganiche che contiene. Chiamato anche suolo, si differenzia dal terreno naturale perché nel tempo ha subìto profonde trasformazioni da parte degli esseri umani, che lo hanno reso sempre più adatto alle coltivazioni delle piante. Il suolo agrario ha uno spessore di circa 30 cm, in cui sono presenti minerali e organismi viventi che contribuiscono alla crescita dei vegetali. Da sempre, il suolo rappresenta un ciclo produttivo chiuso in perfetto equilibrio con l’ambiente, dove tutto il prodotto torna alla terra per essere trasformato in altro materiale organico.

Il suolo agricolo è suddiviso in:

• strato attivo, è la parte più superficiale ed è ricchissimo di humus e organismi viventi; • strato inerte, occupa la parte sottostante ed è povero di sostanze nutritive ma ricco di sali minerali.

Per garantire una buona produzione il terreno deve essere fertile, ovvero possedere tutti gli elementi nutritivi ed essere soffice per favorire la circolazione dell’aria e dell’acqua. Le principali sostanze presenti nel terreno sono argilla, calcare, sabbia e humus: un terreno argilloso trattiene l’acqua ed è compatto; un terreno calcareo favorisce la decomposizione delle sostanze organiche; un terreno sabbioso assorbe molta acqua ed è povero di sostanze nutritive; un terreno umifero, cioè ricco di humus, è molto fertile.

Il clima è l’insieme dei fenomeni meteorologici che interessano una regione nell’arco delle stagioni e svolge un’azione determinante sulla vita degli organismi viventi, condizionando lo sviluppo delle piante e, di conseguenza, anche la qualità e la quantità dei raccolti.

In particolare, la luce e la temperatura favoriscono la fotosintesi clorofilliana e il ciclo dell’acqua, permettendo la crescita e la maturazione dei prodotti agricoli.

L’acqua permette alle colture, tramite le radici e le foglie, l’assorbimento delle sostanze nutritive, quindi sia le precipitazioni sia l’umidità dell’aria influiscono sulla crescita delle piante.

Infine, i venti favoriscono l’impollinazione e, quindi, la fruttificazione e la riproduzione delle piante.

2.2 Le tecniche agronomiche

L’agronomia è la scienza che studia i metodi di sistemazione e di sfruttamento del terreno in modo da renderlo fertile e ottenere una migliore produttività dalle piante.

Esistono due distinti sistemi di coltivazione:

• di tipo intensivo, utilizzato per ottenere la massima produttività dal terreno;

• di tipo estensivo, quando la coltivazione interessa aree molto estese e viene eseguita riducendo al minimo le concimazioni, i diserbanti e le lavorazioni del terreno, risultando quindi più sostenibile.

Vi è poi l’agricoltura di sussistenza, destinata al consumo alimentare diretto per piccole comunità.

CLIL

Aratura: ploughing Semina: sowing

Le tecniche agronomiche comprendono tutti gli interventi eseguiti con macchine operatrici per migliorare lo stato fisico e chimico del suolo, al fine di ottenere una buona fertilità. Nel caso in cui il suolo non sia mai stato coltivato si inizia con il dissodamento, un’aratura profonda fino a circa 80 cm, in seguito al quale il terreno viene predisposto alla coltura grazie alle seguenti tecniche:

• l’aratura, che viene eseguita con un aratro a vomere trainato da un trattore e ha la funzione di rivoltare la parte superiore del terreno per renderlo più soffice;

• l’estirpatura, che consiste nella rimozione della vegetazione spontanea;

Completati questi lavori preparatori si procede con:

• l’erpicatura, che si esegue con l’erpice e ha lo scopo di rompere le zolle rovesciate precedentemente dall’aratro e livellare il terreno;

• la fresatura, che ha lo scopo di sminuzzare le zolle e livellare la superficie del terreno.

• la semina, eseguita con la seminatrice che depone i semi in un solco a una distanza prefissata;

• la rullatura, che serve per comprimere leggermente il terreno permettendo di far meglio aderire la terra al seme;

• la sarchiatura, grazie alla quale si rimescola lo strato superficiale del terreno tra le file delle piante germogliate in modo da estirpare le erbe infestanti, favorire l’ossigenazione e limitare l’evaporazione del terreno;

• la rincalzatura, che permette di stabilizzare le piante grazie alla terra addossata alla base delle stesse.

Mietitrebbiatrice.

Le macchine agricole

Quasi tutti i lavori agricoli sono oggi eseguiti dalle macchine agricole, classificate in base alle caratteristiche del lavoro che svolgono.

Le macchine operatrici sono quelle che svolgono specifiche funzioni sul terreno, come la vangatrice, l’erpice, l’aratro, il rullo compressore, l’estirpatore ecc.

Start up

Piccola azienda o organizzazione che entra nel mercato con un’idea innovativa.

Le macchine motrici sono quelle che generano la potenza per far funzionare le macchine operatrici, come per esempio il trattore.

TECNOLOGIA PER L’AMBIENTE

Un robot biologico per la pulizia dei campi

CLIL

Concime: fertilizer

Le macchine semoventi sono macchine più o meno complesse che utilizzano un’autonoma propulsione per la mobilità e per il lavoro che devono svolgere, come la mietitrebbiatrice e la falciatrice.

Gli interventi

Dall’idea di una start up francese è nato Dino, un robot biologico con quattro motori elettrici che riesce a ripulire i terreni agricoli senza l’utilizzo di prodotti chimici, rispettando l’ambiente. Dino è in grado di trattare quattro ettari di terreno al giorno e rappresenta una vera e propria rivoluzione culturale, che testimonia l’intenzione di molte aziende di rendere più efficaci e sostenibili i processi produttivi dell’agricoltura.

Oltre alle lavorazioni del terreno l’agricoltura moderna prevede anche alcuni interventi, come la fertilizzazione, l’irrigazione e la difesa delle colture, necessari per assicurare uno sviluppo adeguato delle piante.

La fertilizzazione

La fertilizzazione è necessaria per apportare uno o più elementi nutritivi utili ad aumentare la fertilità del terreno e, quindi, la produttività delle piante coltivate.

La fertilizzazione, o concimazione, può essere:

• naturale o organica, con il letame e lo stallatico, un miscuglio di escrementi animali e paglia delle lettiere;

• sintetica, grazie a prodotti ottenuti chimicamente in laboratorio. Questi concimi, a contatto con l’acqua, formano una soluzione nutritiva che le piante assorbono grazie alle radici. Le sostanze nutrienti possono essere somministrate alle piante anche tramite la fertirrigazione (i nutrienti vengono diluiti in acqua e somministrati attraverso l’irrigazione) e la concimazione fogliare (il concime viene spruzzato sulle foglie).

Trattore.

Aratro.

L’irrigazione

Un ruolo fondamentale per garantire alle piante la vita e il trasporto delle sostanze nutritive lo svolge l’irrigazione. I metodi irrigui più comuni avvengono per:

• scorrimento, nel terreno si creano dei solchi dentro cui si fa scorrere l’acqua;

• localizzazione o microirrigazione, sistema per fornire alla pianta l’acqua attraverso dei gocciolatoi situati in un tubo;

CLIL

Irrigazione: irrigation

• aspersione, l’acqua viene spruzzata sulle piante con appositi irrigatori;

• sommersione, si utilizzano grandi quantità di acqua per sommergere il terreno e mantenere l’umidità sufficiente alla crescita di specifiche piante.

Oltre a questi metodi di irrigazione si può applicare anche l’irrigazione di precisione che, grazie ad appositi sensori e sistemi automatizzati, stabilisce la giusta quantità di acqua per ogni pianta, riducendo così gli sprechi.

La difesa delle colture

La difesa delle colture si rende necessaria perché le piante coltivate sono soggette a danneggiamenti dovuti ai parassiti che condizionano la produttività dal punto di vista qualitativo e quantitativo. A difesa delle colture si può intervenire utilizzando dei preparati chimici o ricorrendo a una lotta integrata (vedi p. 30).

Secondo le funzioni che svolgono, i prodotti fitosanitari sono classificati in:

• anticrittogamici o fungicidi, usati per combattere o prevenire la diffusione di funghi e batteri sulle piante;

• insetticidi, provocano la morte degli insetti per contatto, inalazione o ingestione;

• erbicidi, usati per combattere la crescita della vegetazione infestante sulle piante coltivate.

Agricoltura e pesticidi

Rachel Carson è stata una biologa statunitense nota per aver indagato sulle conseguenze dei pesticidi e delle sostanze chimiche in agricoltura. Scoprì che questi prodotti, utilizzati per curare le piante e garantire una migliore resa dei campi, inquinavano il terreno e le acque, arrivando fino al mare. Inoltre, assorbiti dalle piante, entravano nella catena alimentare. In seguito ai suoi studi, negli anni Sessanta, gli Stati Uniti vietarono l’uso del DDT e di altri prodotti nocivi.

FIGURE CHIAVE

VERSO IL FUTURO

Agricoltura digitale

L’agricoltura 4.0 o agricoltura di precisione (precision farming) è un metodo integrato che impiega dispositivi altamente tecnologici per interventi agronomici mirati alle effettive necessità biofisiche e chimiche del terreno e delle colture, permettendo un’agricoltura più sostenibile.

L’agricoltura di precisione si avvale di sistemi elettronici per eseguire, in modo autonomo e mirato, il lavoro nei campi, utilizzando la tecnologia del GPS satellitare a cui si associa un software per ricevere, elaborare e gestire i dati del territorio (mapping).

Robot, droni e speciali macchine a rateo variabile (ossia in grado di rilevare, in tempo reale, i dati relativi alla coltura) controllano la salute delle coltivazioni e intervengono con trattamenti fitosanitari in base al reale fabbisogno.

Le colture protette

Si definiscono colture protette o forzate le piante che vengono coltivate al coperto, all’interno di apposite serre nelle quali è possibile creare particolari condizioni di temperatura, favorevoli alla loro crescita. In questo modo è possibile coltivare le piante a prescindere dai ritmi stagionali: oggi, infatti, il mercato richiede gli stessi prodotti durante tutto l’anno. È il caso, per esempio, di pomodori, zucchine, peperoni e numerosi altri ortaggi. Le serre di ultima generazione sono fornite di tecnologie computerizzate e automatizzate che permettono di gestire il controllo dell’irrigazione, delle condizioni microclimatiche, della temperatura, della concimazione e degli interventi fitosanitari.

La raccolta dei prodotti

La raccolta dei prodotti da terra o dagli alberi tradizionalmente è sempre stata eseguita manualmente. Anche oggi avviene in gran parte così, ma l’innovazione tecnologica ha messo a disposizione una vasta gamma di macchine operatrici che permettono di velocizzare i tempi e ridurre i costi della manodopera.

Abbiamo così macchine agricole i cui sistemi permettono di separare il prodotto dagli scarti, come avviene per i cereali; macchine per l’estirpazione e la raccolta dei tuberi delle patate; scuotitori di alberi per le olive e la frutta; macchine per la vendemmia, per la raccolta dei pomodori o dei vari tipi di verdura a foglia.

I prodotti, una volta raccolti, vengono portati nei magazzini per lo stoccaggio o direttamente nelle aziende per le varie tipologie di commercializzazione o di trasformazione.

AGENDA 2030

L’AVVICENDAMENTO

E LA CONSOCIAZIONE

2.3 Coltivazioni speciali

La lavorazione minima

Nell’ottica di un’agricoltura più sostenibile si praticano oggi alcune tecniche di coltivazione alternative a quelle tradizionali, che limitano le lavorazioni del terreno, privilegiano la rotazione delle colture, diminuiscono o eliminano l’uso di sostanze chimiche e impediscono l’erosione del suolo.

Tra queste coltivazioni, dette anche coltivazioni speciali, ricordiamo:

• la no tillage, o non lavorazione, consiste in un metodo di semina delle colture direttamente su pascoli e prati, senza che sia necessaria alcuna lavorazione preventiva;

• la minimum tillage, o lavorazione minima, si propone di ridurre il numero di lavori preparatori che utilizzano macchinari. Il terreno, infatti, viene lavorato meccanicamente solo superficialmente per preparare il letto di semina.

Per sfruttare la massima fertilità del terreno e avere una buona produttività è meglio evitare di coltivare la stessa pianta sulla medesima superficie perché ogni coltura esercita diverse azioni sulle caratteristiche del terreno.

Sulla base di ciò, le colture possono essere distinte in tre grandi gruppi:

• colture preparatrici, rendono il terreno soffice senza apportare sostanze nutritive;

• colture miglioratrici, arricchiscono il terreno di azoto aumentando la fertilità grazie alla presenza di batteri che vivono tra le radici in simbiosi con la pianta;

• colture sfruttatrici, impoveriscono la fertilità del terreno a causa di una maggiore esigenza nutritiva.

L’alternanza delle piante sulla stessa superficie può avvenire senza alcun ordine prestabilito, oppure può seguire un determinato ciclo che si ripete per una o più volte di seguito in quello che si chiama avvicendamento chiuso o rotazione. La regola fondamentale è alternare colture miglioratrici a colture sfruttatrici.

Per consociazione si intende la coltivazione contemporanea di più specie sullo stesso appezzamento di terreno. Questo sistema colturale, abitualmente praticato negli orti familiari, sta diventando un metodo non trascurabile nell’ottica di un’agricoltura sostenibile. AGENDA

Esempio di coltivazione acquaponica.

CLIL

Agricoltura biologica: organic agriculture

Sovescio

Pratica agricola che consiste nell’interrare particolari colture che cedono al suolo azoto e materia organica, aumentandone la fertilità.

L’agricoltura verticale

Tra le coltivazioni speciali rientra anche l’agricoltura verticale (vertical farm). Si tratta di un metodo colturale finalizzato a integrare la produzione agricola tradizionale con un sistema che, sfruttando strutture artificiali, si sviluppa verso l’alto. Si possono applicare diverse modalità di coltivazione verticale:

• idroponica, la terra è sostituita da argilla espansa in cui vengono messe a dimora le piante. Una soluzione acquosa costituita da acqua e fertilizzanti favorisce la loro crescita;

• aeroponica, le piante sono sistemate su appositi pannelli forati per favorire il passaggio delle radici. Alla base si trovano alloggiati dei nebulizzatori che irrorano direttamente le radici con i fertilizzanti in soluzione acquosa;

• acquaponica, è un complesso sistema ecosostenibile che associa la coltivazione dei vegetali all’allevamento dei pesci nelle vasche. L’acqua di scarto di questi è ricca di sostanze nutritive, per cui viene utilizzata per irrigare le colture idroponiche. I microrganismi presenti nel substrato di crescita delle colture provvedono poi a trasformare le sostanze di rifiuto dei pesci in sostanze utili per le piante, che le assorbono con le radici. L’acqua sottoposta a questo trattamento naturale viene poi reimmessa nelle vasche dei pesci per un nuovo ciclo.

2.4 Agricoltura biologica e miglioramento genetico

Le tecniche agricole industrializzate utilizzano grandi quantità di acqua, fertilizzanti chimici, pesticidi per aumentare la produzione e soddisfare le richieste dei mercati, e hanno quindi un forte impatto ambientale. Oggi si tende a incentivare nuove forme di coltivazioni meno inquinanti per l’ambiente e più salutari per gli esseri umani, definite sostenibili.

La sostenibilità agraria consiste in un insieme di tecniche agronomiche finalizzate a non alterare le caratteristiche ambientali della zona di coltivazione; si mettono a dimora le piante più compatibili con il terreno da coltivare, si evitano grosse trasformazioni del suolo per ospitare l’impianto agricolo e, soprattutto, si limita al minimo l’uso di concimi chimici e di fitofarmaci.

L’agricoltura sostenibile si pone come obiettivo il rispetto di tutto l’ambiente della filiera agricola, di quella agroalimentare e della salute di chi lavora in questo comparto.

L’agricoltura biologica e integrata

L’agricoltura biologica e integrata mira alla salvaguardia degli ecosistemi naturali, degli esseri viventi e dei prodotti alimentari attraverso varie azioni: rendendo il terreno più fertile, utilizzando concimi organici (letame e sovescio), sfruttando le rotazioni colturali, intervenendo nella lotta ai parassiti con preparati sostenibili e con insetti predatori e integrando i lavori al terreno con continue fresature per eliminare meccanicamente le erbe infestanti.

L’interazione di mezzi biologici e mezzi chimici nelle diverse fasi della coltivazione viene definita lotta integrata

Le coccinelle si nutrono dei parassiti e sono un ottimo sistema di lotta integrata.

L’agricoltura biodinamica

L’agricoltura biodinamica è una filosofia che propone la coltura delle piante in modo esclusivamente naturale e senza alcun apporto di elementi chimici. La fertilità del terreno viene garantita utilizzando l’humus e altre pratiche solo naturali. Di conseguenza a una coltura biodinamica si associa, quasi sempre, l’allevamento, che deve fornire la materia prima per la concimazione. Inoltre, vengono curate in modo rigoroso le rotazioni colturali delle piante, per garantire la biodiversità animale e vegetale. Gli interventi per le lavorazioni del suolo e la semina osservano fedelmente le fasi lunari: il corretto equilibrio conferisce vitalità alle piante, necessaria per resistere ai parassiti e alle malattie e per produrre alimenti di altissima qualità.

Il miglioramento genetico

Il miglioramento genetico è un processo che avviene in natura in tutte le piante. Gli esseri umani usano la tecnica dell’ibridazione incrociando specie o varietà diverse per ottenere nuove varietà, più resistenti e più produttive. La ricerca oggi ha trovato una nuova strada: la sigla MAS (Marker Assisted Selection) indica una tecnologia avanzata di selezione assistita, che ha come fine quello di individuare le caratteristiche desiderate (per esempio la resistenza ai parassiti, il miglioramento dei princìpi nutritivi, l’alta produttività, la resistenza alla siccità) nelle piante selvatiche, per poi ibridarle con quelle in commercio dello stesso tipo.

Gli organismi geneticamente modificati

La sigla OGM indica gli Organismi Geneticamente Modificati che vengono creati inserendo nel patrimonio genetico dell’organismo «ospite» frammenti del DNA di organismi diversi.

Lo scopo è quello di migliorare le caratteristiche delle colture e aumentarne la produttività, con particolare riguardo verso la resistenza agli erbicidi, agli insetti, alla siccità e l’inibizione della marcescenza. Hanno quindi l’obiettivo di creare piante che possano crescere e fruttificare senza dover subire eccessivi trattamenti fitosanitari.

Queste tecniche della biotecnologia sono però molto controverse; non si conoscono, infatti, le possibili conseguenze sulla salute delle persone e le ricadute sull’ambiente.

VERSO IL FUTURO

Semi da tutto il pianeta

Nelle isole Svalbard, in Norvegia, è stato costruito un bunker per la conservazione a –18 °C di migliaia di semi provenienti da tutto il mondo che dovranno garantire, in caso di catastrofi ambientali, la continuità delle specie. I semi riguardano sia le piante coltivate sia quelle selvatiche. A questo progetto, il cui scopo è garantire la sopravvivenza degli esseri umani, partecipano molte università e centri di ricerca di tutto il mondo.

Ibridazione

Incrocio genetico tra specie o varietà diverse di qualsiasi famiglia animale o vegetale.

Biotecnologia

Disciplina che modifica le attività biologiche degli organismi viventi per ottenere prodotti a livello industriale e scientifico.

CLIL

Cereale: cereal

Legume: legume

2.5 Tipi di colture

Le colture erbacee

Le piante erbacee sono caratterizzate da un fusto tenero e non legnoso. Sono quasi tutte piante annuali, cioè il loro ciclo si conclude nell’arco di un anno. Sono fondamentali per l’alimentazione umana e si dividono in vari gruppi.

I cereali

Con il nome di cereali si indicano le diverse specie di piante coltivate per i loro frutti (cariossidi) da cui si ottengono delle farine usate per moltissimi prodotti alimentari. Costituiscono la fonte energetica principale nella dieta di gran parte dell’umanità.

I cereali più diffusi sono il frumento o grano, il riso, il mais o granturco, la segale, l’avena e l’orzo, in parte destinati alla zootecnia.

I legumi

I legumi comprendono un gran numero di specie di notevole importanza alimentare. Forniscono chicchi simili a granella che si conservano con facilità e contengono proteine più di qualsiasi altro prodotto vegetale. I semi di alcune leguminose sono anche ricchi di grassi e sono utilizzati come materia prima per l’industria degli oli e dei derivati.

I legumi più diffusi sono i fagioli, i piselli, i ceci, le fave, le lenticchie, la soia, le arachidi, i lupini.

Le piante industriali

Le piante industriali sono impiegate come materia prima nei vari settori di consumo, dopo processi di estrazione o di trasformazione. Si distinguono in quattro gruppi.

• Piante saccarifere: barbabietola da zucchero e canna da zucchero, da cui si ottiene lo zucchero.

• Piante oleifere: girasole, colza, sesamo, arachide, utilizzate per usi alimentari (olio) e industriali (saponi, lubrificanti, solventi).

• Piante da fibra: cotone, lino, canapa, che forniscono le fibre tessili.

• Piante aromatiche: tabacco, menta, coriandolo, zafferano, coltivate per ricavarne essenze oppure composti aromatici o medicinali.

Ceci.

Dalla canna da zucchero e dalla barbabietola da zucchero si ottiene, mediante processi industriali, lo zucchero.

In Italia la semina del grano avviene tra ottobre e novembre, mentre la mietitura viene eseguita tra giugno e luglio.

Fave.

Gli ortaggi

Le colture ortive sono le piante destinate a produrre gli ortaggi, ossia prodotti vegetali di varia natura (foglie, fiori, radici, tuberi, frutti) da usare freschi, conservati o trasformati in altri prodotti utilizzati nell’alimentazione umana. Gli ortaggi rivestono una grande importanza nell’alimentazione umana: sono integratori della dieta base in quanto la arricchiscono di importanti componenti essenziali quali vitamine e sali minerali, oltre a fibre e proteine.

La floricoltura

La floricoltura si occupa della produzione di piante per il mercato dei fiori recisi e di piante ornamentali fiorite (anche per il verde pubblico), della riproduzione di semi, bulbi e tuberi

L’industria della floricoltura si è sviluppata grazie alle coltivazioni in serra, che hanno permesso la produzione dei fiori anche in zone con clima o ambiente inadatto, e grazie ai progressi scientifici nel campo degli studi genetici, che hanno sviluppato nuovi incroci e nuove varietà.

Le colture foraggere

Ortaggio: vegetable

Le colture foraggere sono le formazioni vegetali o le colture erbacee che producono i foraggi, cioè quei prodotti vegetali non adatti per l’alimentazione umana né per usi industriali, ma utilizzati per alimentare il bestiame. Gli animali erbivori, infatti, grazie alla particolarità del loro apparato digerente, riescono ad assimilare sostanze molto complesse come la cellulosa, presenti per esempio nell’erba medica o nel trifoglio.

Queste formazioni possono crescere spontaneamente, cioè in modo naturale, oppure possono essere seminate.

CLIL

Il fieno viene raccolto in balle che possono avere forma circolare o quadrata.

CLIL

Agrume: citrus

Vite: grapevine

Olivo: olive tree

Le colture arboree da frutto

La frutticoltura è la coltivazione di piante con fusto legnoso e arboreo che producono frutti. A differenza delle coltivazioni erbacee, le piante da frutto sono pluriennali, cioè fruttificano in un periodo che va da alcuni anni a decenni.

Il frutteto

Il frutteto è un’area del terreno dedicata alla coltura degli alberi da frutto, i cui prodotti sono consumati freschi o inviati alle industrie alimentari.

Le piante da frutto sono ottenute, con la tecnica dell’innesto, dall’unione tra individui della stessa famiglia: quello inferiore, chiamato portainnesto, fornisce l’apparato radicale, mentre quello superiore, la marza o nesto, diventa la parte visibile della pianta. Il portainnesto viene scelto per conferire particolari caratteristiche al nuovo albero, come la resistenza alla siccità e alle malattie; il nesto viene invece selezionato per ottenere la varietà del frutto. Per ottenere una buona quantità e qualità produttiva dal frutteto occorre:

La potatura serve a dare la forma alla pianta e a migliorare la produzione dei frutti.

Le arance vengono tradizionalmente raccolte a mano ma, se la buccia è molto sottile, si può ricorrere a forbici e cesoie, con cui si taglia direttamente il gambo.

• ottimizzare la fertilità del terreno con la concimazione periodica;

• scegliere la varietà delle piante più rispondente all’ambiente in cui si effettua la coltivazione;

• irrigare il terreno in modo appropriato;

• prevenire il diffondersi di insetti e parassiti che potrebbero danneggiare il frutto con anticrittogamici il più possibile sostenibili;

• eseguire una potatura adeguata.

Gli alberi da frutto

Gli alberi da frutto più diffusi nel nostro Paese sono gli agrumi, la vite, l’olivo, il melo e il pero.

Gli agrumi sono molto sensibili alle basse temperature, per questo prediligono i climi temperati delle zone centro-meridionali. In Italia la produzione di aranci, mandaranci, mandarini, clementine, pompelmi e limoni è concentrata soprattutto in Sicilia e Campania. La vite viene coltivata in tutte le regioni italiane per produrre uva da vino e uva da tavola. L’85% della produzione è destinata alla vinificazione. Le piante possono produrre, in funzione della varietà, uva chiara oppure uva scura.

L’olivo è una pianta sempreverde tipica dell’area mediterranea che presenta una notevole varietà. Il suo frutto (drupa) ha un colore che va dal verde al violaceo-nero; può essere mangiato (dopo opportune lavorazioni) e, soprattutto, utilizzato mediante spremitura per produrre l’olio.

Il melo è coltivato in tutto il territorio italiano, prevalentemente nelle regioni montane e pedemontane. Questo albero da frutto è stato oggetto di una lunga opera di selezione, che ha permesso di ottenere piccole piante, facilitando la potatura e la raccolta dei frutti, e di migliorare le caratteristiche qualitative e quantitative.

Il pero è diffuso prevalentemente in Emilia-Romagna; non ha bisogno di cure particolari, se non di regolari irrigazioni perché soffre la siccità.

2.6 La silvicoltura

La silvicoltura (o selvicoltura) è la disciplina che si occupa della semina, della conservazione e dell’utilizzo dei boschi

Le foreste sono fondamentali perché, oltre a prevenire l’erosione causata dalle piogge, impedendo frane e smottamenti, contribuiscono a diminuire i gas serra grazie all’assorbimento di anidride carbonica e alla produzione di ossigeno.

La coltivazione degli alberi permette, inoltre, di ottenere legno e sughero per la costruzione di molteplici strutture o utensili e fornisce la materia prima per la produzione della carta.

Le tipologie

Due sono le tipologie di silvicoltura, quella naturalistica e quella agronomica.

Nella prima il bosco è considerato un sistema in grado di regolare da solo i propri equilibri. Gli interventi di taglio sono pochi e lontani tra loro nel tempo; solo se ritenuto strettamente necessario vengono piantate nuove specie arboree, ma rigorosamente autoctone, cioè originarie dell’area geografica in questione.

La silvicoltura agronomica ha, al contrario, un obiettivo prettamente produttivo, ossia ricavare legname da commercializzare, e ha caratteristiche simili a quelle delle colture agrarie. Questa disciplina si può dividere in due ulteriori categorie: la silvicoltura generale, che si occupa di studiare l’intero ecosistema forestale e le metodologie di gestione, e quella speciale, che studia nel dettaglio le singole specie arboree presenti nel bosco.

Le attività forestali

Le foreste sono ecosistemi terrestri con una grande quantità di organismi viventi; la silvicoltura, quindi, non si occupa solo di alberi, ma di tutte le relazioni che essi hanno con gli altri fattori ecologici del bosco (flora, fauna, clima ecc.).

Le attività in questo campo devono essere sempre sostenibili, ossia garantire la continuità produttiva e l’utilizzo dei boschi, ma anche la conservazione delle risorse per i bisogni delle generazioni future.

A livello pratico, le attività forestali servono per:

• garantire la stabilità delle piante e controllarne la crescita;

• favorire il rinnovamento naturale del bosco;

• mantenere elevati i livelli di biodiversità;

• gestire la produzione del legname da costruzione;

• seguire la produzione di beni non legnosi come castagne, funghi, frutti di bosco ecc.;

• tutelare e offrire nuovi pascoli al bestiame;

• garantire alle persone la possibilità di svagarsi e rigenerarsi a contatto con la natura.

FIGURE CHIAVE

Green Belt Movement

Green Belt Movement è un’organizzazione non governativa nata nel 1977 dall’idea dell’attivista kenyota Wangari Maathai e formata da donne provenienti da aree rurali del Kenya. Lo scopo è quello di difendere il suolo dallo sfruttamento e dalla deforestazione e combattere le disuguaglianze di genere attraverso la promozione del lavoro femminile. Dal 1977 a oggi oltre 30 000 donne kenyote hanno piantato oltre 51 milioni di alberi, ricevendo un reddito.

Per il suo contributo con questo progetto, Maathai ha ricevuto il Nobel per la pace nel 2004.

Il terreno agrario e il clima

Il terreno agrario può ospitare e nutrire le piante coltivate grazie alle componenti organiche e inorganiche che contiene. Per garantire una buona produzione deve essere fertile, ovvero possedere tutti gli elementi nutritivi.

Il clima svolge un’azione determinante sulla vita degli organismi viventi, condizionando lo sviluppo delle piante.

Le tecniche agronomiche

Le lavorazioni agricole creano un ambiente adatto ad accogliere le piante.

L’aratura rivolta gli strati superiori del terreno. Con l’erpicatura si sminuzzano le zolle. Seguono la semina e i lavori di coltivazione durante lo sviluppo della pianta.

Per migliorare la produttività del terreno si usano i fertilizzanti; con l’irrigazione si apporta acqua al terreno. Per difendere le piante dagli attacchi esterni si utilizzano prodotti chimici o metodi naturali (lotta integrata).

Per coltivare le piante a prescindere dal loro ritmo stagionale si usano le serre. La raccolta dei prodotti può avvenire manualmente oppure con l’utilizzo di macchine operatrici.

Coltivazioni speciali

Le coltivazioni speciali servono per sviluppare un’agricoltura più sostenibile. Tra di esse rientra anche l’agricoltura verticale, che può essere idroponica, aeroponica o acquaponica.

Agricoltura biologica e miglioramento genetico

L’agricoltura biologica è una tecnica agricola che usa fertilizzanti organici per salvaguardare l’ambiente. Per ottenere coltivazioni più resistenti o produttive si ricorre al miglioramento genetico (ibridazione tra piante) o alla manipolazione del DNA in modo da ottenere Organismi Geneticamente Modificati (OGM).

Tipi di colture

Le colture erbacee sono piante fondamentali per l’alimentazione umana. Si dividono in: cereali (frumento, riso, mais), legumi (fagioli, piselli, ceci), piante industriali, ortaggi (pomodori, insalata, carote) e colture foraggere

Le colture arboree sono piante con fusto legnoso che producono frutti. Gli alberi da frutto più diffusi sono gli agrumi, la vite, l’olivo, il melo e il pero.

La silvicoltura

La silvicoltura è la disciplina che si occupa della semina, della conservazione e dell’utilizzo dei boschi. Le foreste sono ecosistemi terrestri con una grande quantità di organismi viventi; le attività in questo campo devono essere sempre sostenibili.

Esercizi

1. Indica se le seguenti affermazioni sono vere o false.

1. Il terreno agrario ospita e nutre le piante. V F

2. Il suolo agrario ha uno spessore di circa 10 cm. V F

3. Il terreno fertile non deve possedere elementi nutritivi. V F

4. I venti favoriscono l’impollinazione e, quindi, la riproduzione delle piante. V F

2. Completa le frasi scegliendo tra i termini seguenti. operatrice – serre – rullatura – estensivo – trasporto

1. I due sistemi di coltivazione sono di tipo intensivo ed

2. La serve a comprimere il terreno.

3. La vangatrice è una macchina .

4. L’irrigazione favorisce il dei nutrienti alle piante.

5. Le di ultima generazione hanno tecnologie computerizzate.

3. Scegli l’alternativa corretta.

1. La coltivazione no tillage prevede un terreno con: A molte lavorazioni B nessuna lavorazione

2. Le colture che impoveriscono il terreno si chiamano: A miglioratrici B sfruttatrici

3. La consociazione indica la coltivazione di un terreno con:

A più specie di piante B una specie di pianta

4. La coltivazione acquaponica associa la coltivazione delle piante all’allevamento di: A pesci B polli

4. Collega ciascun termine alla definizione corretta.

1. Lotta integrata a. Insieme di tecniche agronomiche che non alterano le caratteristiche ambientali.

2. Sostenibilità agraria b. Interazione, nelle fasi della coltivazione, di mezzi biologici e chimici.

3. OGM

4. Agricoltura biodinamica

5. Miglioramento genetico

c. Filosofia che propone la coltura delle piante in modo naturale.

d. Processo che avviene naturalmente in tutte le piante.

e. Piante create utilizzando frammenti del DNA di organismi diversi.

5. Indica se le seguenti affermazioni sono vere o false.

1. I cereali hanno un fusto tenero. V F

2. Il frumento è un cereale. V F

3. I fagioli sono degli ortaggi. V F

4. Il girasole è una pianta oleifera. V F

5. Le colture foraggere servono per alimentare il bestiame. V F

6. Le piante da frutto si ottengono con la tecnica dell’innesto. V F

7. L’innesto è una tecnica attuata sulle piante annuali. V F

8. Gli agrumi prediligono i climi molto freddi. V F

6. Individua l’intruso.

1. La silvicoltura si occupa:

A della semina dei boschi

B dell’utilizzo delle foreste

C dell’arredamento

2. La silvicoltura può essere:

A intensiva

B naturalistica

C agronomica

3. Le attività forestali servono per garantire:

A la produzione del legname

B gli smottamenti

C la biodiversità

DISCUTIAMONE INSIEME

Da molti anni nel mondo è aperto il dibattito sull’uso degli OGM nell’industria alimentare. Secondo alcuni, ricorrere a queste tecnologie rappresenta l’unico modo per aumentare la produzione dei prodotti agricoli e garantire così cibo a sufficienza per l’intera popolazione mondiale. In molti però contestano gli OGM, sostenendo che investire in queste tecnologie finisce per limitare la biodiversità, danneggiare l’ambiente e attribuire troppo potere alle multinazionali. Dividetevi in due gruppi, poi, con l’aiuto dell’insegnante, svolgete una ricerca, quindi avviate un dibattito in classe.

CLIL

Allevamento: breeding/livestock

Zootecnia, pesca e acquacoltura

Le zootecnia è la disciplina finalizzata alla riproduzione e all’allevamento degli animali. La pesca permette agli esseri umani di catturare i pesci, i molluschi e i crostacei di cui hanno bisogno; quando questi animali vengono allevati a fini commerciali si parla di acquacoltura .

3.1 Zootecnia

La zootecnia, che ha lo scopo di ottenere prodotti alimentari come carne, latte e uova, coinvolge altre scienze, come per esempio quella dell’alimentazione, necessaria per selezionare i cibi e i mangimi adatti ad assicurare il benessere del bestiame. Anche la tecnologia gioca un ruolo importante in questo settore: per migliorare la filiera delle produzioni animali le aziende praticano la zootecnia di precisione nella quale, grazie a specifici sensori, si riesce a monitorare ogni animale, velocizzando l’individuazione di malattie o di problemi legati alla nutrizione non idonea. Esistono tre diverse forme di allevamento del bestiame, che presentano specifiche caratteristiche a seconda dell’animale allevato.

INTENSIVO

Il bestiame è allevato in stalle o gabbie e viene nutrito con mangimi per aumentarne il peso in breve tempo. Questo tipo di allevamento viene praticato dalle grandi aziende zootecniche e riguarda prevalentemente i bovini, i polli e i suini.

SEMI-INTENSIVO

Gli animali trovano ricovero fisso nelle stalle, ma possono anche pascolare all’aperto. I foraggi destinati all’alimentazione del bestiame possono essere coltivati direttamente dall’azienda e il letame prodotto dagli animali viene utilizzato per la concimazione dei campi.

ESTENSIVO

Gli animali vivono allo stato brado, cioè sono liberi di pascolare all’aperto.

Questa tipologia di allevamento è praticata nelle zone montane, prevalentemente per gli ovini e in parte anche per i bovini.

I bovini

L’allevamento dei bovini si divide in due tipologie: le bovine da latte e i bovini da carne.

Le bovine da latte sono animali di razza selezionata, allevati per ottenere la massima produzione di latte. L’allevamento avviene in stalle, dove sia l’aspetto igienico-ambientale sia quello sanitario vengono continuamente monitorati e controllati; anche l’alimentazione, di fondamentale importanza perché influenza la resa e la qualità del latte, è selezionata e sottoposta a controlli.

Negli allevamenti di bovini da carne è indispensabile ottenere lo sviluppo di una notevole massa muscolare: pertanto è necessaria una particolare alimentazione, finalizzata a ottenere la massima resa di carne.

I bovini sono distinti a seconda della loro età: il vitello è l’animale che non ha ancora raggiunto un anno di vita, il manzo (castrato) e il vitellone (non castrato) hanno da uno a quattro anni e rappresentano il tipo di carne più consumata al mondo.

I suini

In Italia il metodo di allevamento suino più diffuso è quello di tipo intensivo o industriale.

Commercialmente esistono due tipologie di allevamenti:

• allevamento di maiale magro, finalizzato alla produzione di carne fresca per il consumo diretto;

• allevamento di maiale pesante, destinato alla preparazione di insaccati e di prosciutti.

Gli alimenti per i suini sono l’orzo, l’avena, il frumento, la farina di soia, la granella di mais e i mangimi.

Gli ovini e i caprini

L’allevamento degli ovini e dei caprini è diffuso in tutto il mondo e in particolare nelle aree ricche di pascoli. In Italia è tipico delle zone montane; nel periodo invernale gli animali si spostano (transumanza) e trovano ricovero fisso nelle stalle in pianura.

Da questi animali si ottengono il latte per produrre formaggi e la carne da consumarsi allo stato fresco; inoltre, dal vello si ricava la lana.

Fino a un anno di età gli ovini sono chiamati agnelli, distinti in agnellino da latte (o abbacchio), agnello leggero e agnellone.

Transumanza Migrazione stagionale di animali, che dai pascoli estivi di montagna e collina si spostano verso le stalle per l’inverno.

CLIL

Bovino: beef/bovine

Suino: swine

Le bovine da latte vengono munte due volte al giorno tramite un impianto chiamato mungitrice.

Allevamento di galline in batteria, per la produzione delle uova.

L’avicoltura

L’avicoltura è l’attività legata all’allevamento di polli e galline per la produzione della carne e delle uova.

Gli allevamenti del pollame sono classificati in base alle modalità con cui gli animali vengono cresciuti e nutriti e possono essere:

• in batteria, le galline sono allevate in gabbie, anche su più piani;

• a terra, gli animali sono allevati in capannoni, all’interno dei quali sono liberi di muoversi senza mai uscire all’esterno;

• all’aperto, gli animali vivono all’interno di spazi coperti, ma con la possibilità di razzolare in uno spazio verde esterno.

Se l’alimentazione destinata ai polli è certificata naturale ed è priva di OGM e se gli animali hanno molto spazio all’aperto a loro disposizione, i prodotti vengono definiti biologici.

Oltre alle galline si allevano in modo intensivo anche tacchini, oche e faraone, che integrano la richiesta di carne povera di grassi e facilmente digeribile.

La coniglicoltura

La coniglicoltura è l’attività legata all’allevamento dei conigli per la produzione di carne.

Questi animali vengono allevati dentro gabbie rettangolari, generalmente disposte su due o tre piani e su più file. Questo metodo consente a chi li alleva di avere un alto numero di animali per ogni metro quadrato del suo capannone.

La coniglicoltura permette di produrre una carne bianca e povera di grassi; esiste poi una particolare razza di conigli, l’Angora, la cui lana permette di produrre un filato pregiato per i capi d’abbigliamento.

L’apicoltura

Tra le branche della zootecnia vi è anche l’apicoltura, ovvero l’allevamento delle api, . Consiste nell’allevare uno o più alveari di api e raccoglierne i prodotti, come il miele, la pappa reale, il polline e la propoli.

L’apicoltore costruisce, generalmente in legno, le arnie, dove si prende cura della colonia di api che vi si stabilirà. Le api volano sui fiori in prossimità delle loro arnie, si nutrono di nettare, una sostanza ricca di zuccheri e vitamine che viene secreta dai fiori, e producono il miele. Gli apicoltori, con una serie di tecniche specifiche, lo raccolgono, lo lavorano e lo confezionano per la vendita. Le tipologie di miele sono determinate dai fiori presenti nell’area dell’allevamento: acacia, castagno, arancio ecc. Quando non si ha un fiore prevalente il miele viene detto millefiori, ed è generalmente il più diffuso.

Oltre al miele le api sono in grado di produrre anche la cera, necessaria per la costruzione delle loro celle, e la pappa reale, una sostanza ricca di proteine che utilizzano per sfamare le piccole larve.

Il coniglio d’Angora.

3.2 Allevamenti sostenibili

Negli ultimi anni la crescente richiesta di carne ha prodotto un notevole incremento degli allevamenti che, in alcuni casi, ha causato un peggioramento delle condizioni di vita degli animali, dovuto sia a un numero troppo elevato di capi in spazi molto ristretti, sia alle cure e all’alimentazione non del tutto salutari, con mangimi troppo calorici e un eccesso di farmaci antibiotici per incrementarne il peso e per preservarli da possibili malattie. Il benessere animale, invece, dovrebbe essere garantito; per questo motivo si stanno diffondendo sempre di più gli allevamenti sostenibili.

Allevamenti biologici

Negli allevamenti biologici gli animali sono più liberi di muoversi, hanno a disposizione spazio a sufficienza per pascolare e vengono nutriti con foraggi e mangimi privi di sostanze chimiche e farmaci. L’attenzione si concentra maggiormente sull’animale e sul suo benessere, nel pieno rispetto dei cicli della natura, dell’ambiente e dei consumatori finali. Si seguono alcuni princìpi basilari come, per esempio, quello di non utilizzare ormoni per aumentare la velocità di crescita del bestiame o incrementare la produzione di latte, uova ecc.

L’alimentazione prevede l’utilizzo di foraggi e mangimi biologici e, quando un animale è malato, si prova a curarlo con prodotti omeopatici (contenenti sostanze di origine vegetale, animale e minerale in dosi molto basse) o fitoterapici (a base di piante). Negli allevamenti biologici si crescono solo razze autoctone, ossia specie nate ed evolutesi in un preciso territorio, che sono in grado quindi di adattarsi meglio alle condizioni climatiche di un luogo. In generale si privilegiano pascoli all’aperto in cui il numero di animali sia proporzionale alla superficie di terra a disposizione. Particolare attenzione è data poi agli spazi coperti e alle lettiere, organizzati in modo tale da rispondere alle esigenze specifiche dei singoli animali.

Il trasporto deve essere effettuato solo per brevi tragitti, mettendo gli animali in condizione di non soffrire durante gli spostamenti. In Italia le leggi sono particolarmente severe per chi non rispetta le norme sulla conduzione degli allevamenti e i controlli che vengono eseguiti su tutta la filiera sono assidui e costanti.

VERSO IL FUTURO

Gli esseri umani e gli animali: il salto di specie

AGENDA 2030

Con il termine spillover si indica un processo, noto anche come «salto di specie», che dà origine alle zoonosi, ovvero malattie che si trasmettono dagli animali alle persone. È il caso, per esempio, del virus Sars-CoV-2, che ha causato la malattia definita Covid-19. Si pensa, infatti, che il virus responsabile della pandemia sia passato da alcune specie di pipistrelli agli esseri umani, passando prima per un ospite intermedio, il pangolino. Le zoonosi e gli spillover sono fenomeni naturali sempre più frequenti, causati dall’alterazione degli ecosistemi e dal processo di antropizzazione, che comporta la convivenza tra gli esseri umani e gli animali selvatici. SpillOver è anche il nome di una piattaforma digitale, creata dagli scienziati e dalle scienziate dell’Università della California, che serve a monitorare i virus che rischiano di fare il salto di specie, con l’obiettivo di evitare un’altra devastante pandemia come quella da Covid-19.

3.3 L’azienda agricola

CLIL

Azienda agricola: farm

Con lo sviluppo industriale e l’aumentare della popolazione, la richiesta di prodotti agricoli è cresciuta sempre di più. Tale incremento ha portato a una serie di trasformazioni sia nel modo di coltivare sia nell’organizzazione della produzione. I lavori manuali dei contadini e delle contadine sono scomparsi per lasciare spazio alla meccanizzazione e alla nascita dell’azienda agricola, che può essere:

• piccola, quando il lavoro nei campi è svolto solo da una famiglia;

• media, quando il lavoro, oltre che dalla famiglia, viene svolto da altre persone retribuite con un salario per periodi stagionali;

• grande, se il lavoro è svolto da molti salariati o da più famiglie, oppure se è richiesta la consulenza continua di un amministratore-direttore.

Stalla cavalli

Abitazioni

Concimaia

Canale

Serre

Caseificio

Silos

Stalla bovini

Corte

Locali mungitura

Fienile

Porcile

Pollaio

Deposito mezzi e attrezzi

Cereali

Ortaggi

Frutteto

CLIL

Pesca: fishing

Acquacoltura: aquaculture

3.4 Pesca e acquacoltura

La pesca

La pesca può essere effettuata con piccole imbarcazioni attrezzate per rimanere in mare da uno a più giorni, oppure praticata a livello industriale con imbarcazioni per la pesca d’altura, in grado di rimanere in mare per alcune settimane. Viene anche effettuata con navi oceaniche di notevole stazza, dove generalmente avviene la surgelazione del pescato. Le attrezzature per la pesca sono costituite principalmente dalle reti, che si diversificano in funzione della tecnica di cattura.

Reti da traino: sono enormi sacchi a forma di imbuto che possono essere trascinati in superficie oppure sul fondo. In quest’ultimo caso si parla di pesca a strascico, che cattura nelle reti tutto ciò che incontra: è proibita nel Mar Mediterraneo in quanto distrugge la biodiversità.

Reti da circuizione: sono lunghe circa 800 metri e alte 120 metri e vengono utilizzate per racchiudere in modo circolare un banco di pesci; tirando la cima posta sul fondo della rete, i pesci vi restano intrappolati all’interno.

Reti da posta: vengono posizionate lungo un possibile passaggio dei pesci. Possono essere fisse, quindi ancorate sul fondo marino, oppure derivanti, cioè dotate di galleggianti nella parte superiore e lasciate libere di muoversi in quella inferiore. Tale metodo cattura tutti i pesci e i mammiferi e ha gravi conseguenze ambientali.

Palangari o palamiti: sono lunghi cavi dotati di ami per catturare molte specie di pesci.

Nasse: sono attrezzature per pescare crostacei e molluschi, che vengono attirati da un’esca posta al loro interno. Una volta entrati, non possono più uscire.

L’acquacoltura

A causa dell’impoverimento ittico dei mari, dovuto alla pesca eccessiva e all’inquinamento, e in seguito alla crescente richiesta di pescato per il settore alimentare, si è diffusa l’acquacoltura, ossia l’allevamento di pesci, molluschi e crostacei a fini commerciali che può essere praticata sia in acqua marina sia in acqua dolce (fiumi e laghi).

La prima fase di allevamento riguarda la fecondazione delle uova, da cui in breve tempo nasceranno migliaia di giovani pesci. Questi vengono inizialmente allevati in vasche e successivamente posti in gabbie di allevamento. Durante tutta la crescita sono nutriti con un apposito mangime che favorisce il raggiungimento del peso per la commercializzazione. Come avviene per l’allevamento del bestiame, i metodi di allevamento in acqua possono essere distinti in tre tipologie:

• intensivo, se avviene con alimentazione a base di mangimi;

• semi-intensivo, se prevede l’integrazione del cibo disponibile in natura con mangimi;

• estensivo, in cui il cibo per i pesci è tratto esclusivamente dall’ambiente e non si hanno apporti alimentari da parte degli esseri umani.

Le problematiche

La pesca in mare non ha mai sfruttato il progresso tecnologico per promuovere una pesca selettiva, ma ha sempre catturato di tutto per poi fare una cernita e gettare nuovamente in mare i pesci che non si mangiano o che hanno poco mercato. Inoltre, poiché i ritmi di pesca sono più intensi di quelli naturali di riproduzione delle specie, ne deriva un impoverimento degli stock ittici.

L’Unione Europea ha emanato diverse norme per porre rimedio a queste problematiche, fissando regole più severe circa la dimensione delle maglie e delle reti, il periodo di pesca e il quantitativo del pescato; inoltre ha bloccato la pratica illogica di gettare in mare il pescato ed è intervenuta sui piani di gestione degli stock ittici.

Anche le questioni legate all’acquacoltura sono diverse; l’allevamento di pesci in gabbie poste vicino alla costa causa una forte concentrazione di deiezioni animali e avanzi di mangime, producendo effetti negativi sul suolo marino.

Inoltre, per evitare la diffusione di malattie e parassiti, si utilizzano antibiotici, antiparassitari e altre sostanze chimiche che finiscono nell’ambiente, contaminando l’ecosistema.

la quantità di pesce sfruttabile con la pesca.

TECNOLOGIA PER L’AMBIENTE

GAIN, un progetto per un’acquacoltura sostenibile Il progetto europeo GAIN (Green Aquaculture Intensification in Europe), conclusosi a ottobre 2021, ha coinvolto ben 21 università nel mondo e ha aperto la strada a un futuro più sostenibile per l’acquacoltura.

Coloro che hanno lavorato a questo progetto hanno seguito tre princìpi:

• migliorare l’efficienza degli allevamenti grazie all’elaborazione di una piattaforma per la gestione dei dati e la formulazione di previsioni in tempo reale, basandosi sui princìpi dell’agricoltura di precisione;

• riutilizzare i materiali di scarto per produrre mangimi più sostenibili, in un’ottica di economia circolare (vedi p. 57);

• valutare l’effettiva efficacia delle innovazioni sviluppate nel progetto e sensibilizzare i consumatori e le consumatrici rispetto alle caratteristiche nutrizionali e al processo di produzione degli alimenti.

Stock ittico Indica

Obiettivo 2030

Alimentazione e sostenibilità

AGENDA 2030

L’aumento della popolazione mondiale porta con sé numerose conseguenze, tra cui la crescita della richiesta di cibo e, quindi, la produzione smisurata di alimenti e la diffusione degli allevamenti intensivi.

La situazione che si è venuta a creare è molto lontana dagli equilibri degli ecosistemi naturali; per questo motivo stanno aumentando le associazioni che coinvolgono gli allevatori nell’individuazione di soluzioni mirate a un minor impatto sull’ambiente e iniziano a vedere la luce progetti che puntano a una produzione alimentare sostenibile.

Coltivare sotto le onde del mare: fantascienza o realtà?

Il progetto Nemo’s Garden (Giardino di Nemo) è un progetto di coltivazione subacquea sostenibile che, dal 2012, porta avanti sperimentazioni all’interno di speciali orti posizionati sott’acqua. Al largo della costa di Noli, in Liguria, alcune cupole in materiale vinilico trasparente sono state ancorate in profondità: si tratta di vere e proprie biosfere al cui interno crescono varietà di basilico, fragole, piante aromatiche, pomodori, fagioli e lattuga. I «contadini-subacquei» entrano dalla parte inferiore della calotta per la semina e la raccolta e studiano le tipologie di colture più adatte a questo microclima. Questo sistema è idroponico e non necessita di alcun tipo di energia. Le piante, inoltre, ricevono l’illuminazione necessaria dai raggi solari che filtrano attraverso l’acqua e quest’ultima, circondando le serre, mantiene costante la loro temperatura. All’inizio del processo le piante vengono irrigate con acqua desalinizzata, ma poi non serve più bagnarle in quanto all’interno della biosfera si forma vapore desalinizzato, dato dalla differenza di temperatura tra l’aria interna e l’acqua all’esterno, che garantisce l’idratazione delle piante.

Il microclima interno viene comunque monitorato costantemente da terra grazie a un sistema audio-video alimentato con energia eolica e solare. Non è necessario usare pesticidi perché le piante non possono essere attaccate da insetti o parassiti.

Il progetto Nemo’s Garden sarebbe molto utile in quelle zone con tanto mare e poco terreno da coltivare, come per esempio i Paesi della fascia tropicale ed equatoriale. Restano da risolvere, però, alcuni aspetti negativi come gli alti costi di installazione e quelli di manutenzione.

La nascita di Nemo’s Garden e di progetti simili può aiutare a ridurre l’impatto ambientale delle attività destinate alla produzione alimentare tra cui, oltre alla coltivazione delle piante, ricoprono un ruolo di primo piano gli allevamenti.

Allevamenti e inquinamento: la situazione

Gli allevamenti sempre più industrializzati e la produzione della carne e di altri alimenti di origine animale hanno oggi una forte influenza sugli equilibri del pianeta. Analisi e dati affermano che il 40% della terra arabile è dedicata al pascolo e un terzo della produzione totale di cereali è destinato agli allevamenti. L’Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA) ha certificato che in Italia le emissioni inquinanti di particolato degli allevamenti intensivi sono talmente aumentate da posizionarsi oggi al secondo posto, subito dopo quelle dei sistemi di riscaldamento. Va aggiunto che in questi contesti gli animali vivono in situazioni che non hanno più nulla di naturale e la carne da loro fornita risulta di scarsa qualità.

Alimentazione e spreco

È stato appurato che, in generale, nel corso della prima parte della pandemia da Covid-19, la percentuale di cibo buttata nel secchio della spazzatura sia stata molto bassa. Il risultato della ricerca è abbastanza scontato; dati il lockdown e la costante permanenza presso le abitazioni, in quel periodo le persone sono state più attente all’acquisto, all’uso e al recupero degli alimenti.

Purtroppo, però, gli indicatori dello spreco alimentare domestico hanno, in seguito, ripreso a salire. Negli scarti domestici l’Italia, rispetto a Spagna, Russia, Germania, Inghilterra e Stati Uniti, risulta comunque essere il Paese più virtuoso.

NORD 522,4 gr -12%

v / media nazionale

CENTRO 537,8 gr -10%

v / media nazionale

SUD 705,3 gr +18%

Fatti e cifre Educazione civica

Acquisti a chilometro zero

In Italia stanno aumentando coloro che si recano nelle aziende agricole per acquistare, direttamente da chi li produce, i prodotti alimentari. L’acquisto nel luogo di produzione permette a chi compra di osservare le colture, di informarsi sulle tecniche agricole utilizzate e di consumare i prodotti nel momento della loro piena maturazione, integri, senza conservanti e pertanto salubri. Questa modalità di spesa, oltre a far apprezzare prodotti agricoli tipici di un territorio, permette di seguirne l’andamento stagionale e di eliminare l’impatto ambientale dei sistemi di trasporto e conservazione.

v / media nazionale

MEDIA ITALIANA

595,3 gr

Negli ultimi 7 giorni...

Grafico che mostra lo spreco alimentare pro capite delle famiglie italiane nel 2021. Dati presi dal rapporto Il caso Italia a cura dell’Osservatorio Waste Watcher International

Zootecnia

La zootecnia è l’allevamento di animali utili per l’alimentazione umana e può essere di tipo intensivo, semi-intensivo o estensivo.

Generalmente i bovini vengono allevati in stalle aperte, i suini in stalle chiuse, gli ovini e i caprini nei ricoveri, i polli all’aperto o a terra e i conigli in gabbie.

L’allevamento delle api prende il nome di apicoltura.

Allevamenti sostenibili

Negli allevamenti biologici, o sostenibili, gli animali vivono in condizioni di maggiore benessere. Sono infatti più liberi di muoversi, vengono nutriti con foraggi e mangimi biologici e vengono curati con prodotti naturali.

L’azienda agricola

Lo sviluppo industriale e l’aumento della popolazione hanno portato alla nascita dell’azienda agricola.

Può essere piccola, se il lavoro nei campi è svolto da una sola famiglia; media se il lavoro viene svolto anche da altre persone per periodi stagionali; grande se il lavoro è svolto da molti salariati o da più famiglie.

Pesca e acquacoltura

La pesca è un’attività importante per l’alimentazione dell’essere umano e avviene con imbarcazioni attrezzate. Le attrezzature per la pesca sono costituite principalmente dalle reti, che si diversificano in funzione della tecnica di cattura.

L’acquacoltura è l’allevamento di pesci, molluschi e crostacei a fini commerciali e, come avviene per l’allevamento del bestiame, può essere di tipo intensivo, semi-intensivo o estensivo.

La pesca in mare ha sempre catturato di tutto e portato a un impoverimento degli stock ittici; per questo motivo l’Unione Europea ha emanato delle norme per porre rimedio a queste problematiche.

L’acquacoltura provoca effetti negativi sul suolo marino e nell’ecosistema a causa della forte concentrazione di deiezioni di animali, avanzi di mangime e dell’utilizzo di antibiotici e antiparassitari.

Esercizi

1. Collega ciascun tipo di allevamento alla definizione corretta.

1. Estensivo a. Il bestiame è allevato in stalle o gabbie.

2. Intensivo b. Gli animali si trovano nelle stalle, ma possono anche pascolare all’aperto.

3. Semi-intensivo c. Gli animali sono liberi di pascolare all’aperto.

2. Indica se le seguenti affermazioni sono vere o false.

1. La zootecnia di precisione utilizza dei sensori per monitorare gli animali. V F

2. I bovini da carne sviluppano una modesta massa muscolare. V F

3. L’allevamento del maiale magro è destinato alla produzione di insaccati. V F

4. L’allevamento degli ovini e dei caprini è diffuso nelle zone montane. V F

5. Le galline possono essere allevate in gabbie anche su più piani. V F

6. La coniglicoltura permette di produrre carne rossa e priva di grassi. V F

7. Le api producono la cera, necessaria per costruire le loro celle.

3. Scegli l’alternativa corretta.

1. Negli allevamenti biologici gli animali hanno a disposizione:

A poco spazio B molto spazio

2. Negli allevamenti biologici l’alimentazione prevede l’utilizzo di:

A foraggi B integratori chimici

3. Negli allevamenti biologici le malattie vengono curate con prodotti:

A chimici B fitoterapici

4. Negli allevamenti biologici il trasporto degli animali avviene per tragitti: A brevi B lunghi

4. Completa il testo inserendo i termini seguenti. grande – piccola – media

L’azienda agricola può essere quando il lavoro è svolto da una sola famiglia, quando il lavoro viene svolto dalla famiglia e da altre persone retribuite per periodi stagionali, se il lavoro è svolto da molti salariati o da più famiglie.

F

5. Collega le attrezzature da pesca alla definizione corretta.

1. Reti da circuizione a. Enormi sacchi a forma di imbuto.

2. Reti da traino b. Lunghi cavi dotati di ami per catturare molte specie di pesci.

3. Palangari c. Reti utilizzate per racchiudere in modo circolare un banco di pesci.

6. Indica se le seguenti affermazioni sono vere o false.

1. La pesca viene effettuata sempre con grandi imbarcazioni. V F

2. Le nasse sono attrezzature per pescare crostacei e molluschi. V F

3. Le reti di circuizione sono lunghe circa 80 metri. V F

4. Nell’acquacoltura i pesci si allevano in apposite gabbie o vasche. V F

5. L’allevamento dei molluschi è solo di tipo estensivo. V F

6. I pesci vengono nutriti con un apposito mangime che favorisce il raggiungimento del peso per la commercializzazione. V F

7. Indica se le seguenti affermazioni sono vere o false.

1. L’UE permette di buttare in mare il pescato che non si vende. V F

2. L’allevamento dei pesci è causa di inquinamento del suolo marino. V F

3. Nella pratica dell’acquacoltura, per evitare la diffusione di malattie, si utilizzano antibiotici. V F

4. I ritmi di pesca sono sostenibili perché inferiori alla riproduzione naturale dei pesci. V F

COMPETENZE DIGITALI

1. Utilizzando internet approfondite la correlazione esistente tra allevamento e inquinamento, poi cercate di ipotizzare delle possibili soluzioni al problema.

2. Effettuate una ricerca su internet per approfondire in che modo il consumo della carne rossa incide maggiormente sull’impronta ecologica rispetto agli alimenti di origine vegetale.

3. Spiegate, creando una presentazione multimediale, i vantaggi e gli svantaggi delle diverse tipologie di allevamento.

Il settore secondario Area 2

Scopri sul Libro digitale le pagine di Verifica delle competenze collegate all’Area 2.

Artigianato e industria

Corrente elettrica

Energia

• Fonti rinnovabili

• Fonti non rinnovabili

Le materie prime che si trovano in natura devono subire una serie di trasformazioni per dare vita agli oggetti finiti, che possono quindi essere utilizzati. Queste trasformazioni riguardano diversi ambiti: i materiali, l’alimentazione, il settore edile, l’energia e la corrente elettrica e tanto altro ancora.

Tutti questi elementi, che andrai a studiare all’interno di quest’Area, fanno parte del settore secondario.

• Legno

• Carta

• Fibre tessili

• Vetro

• Ceramica

Settore secondario

Green Book

• Macchine semplici

• Trasmissione e trasformazione del moto

• Macchine motrici

Industria alimentare

Settore edile

• Plastica e gomma

• Metalli

Nell’Area sono presenti contenuti legati all’Agenda 2030, che verranno affrontati in maniera più approfondita all’interno del Green Book.

• Un pianeta pieno di rifiuti (pp. 58-59)

• Energia: prototipi e sperimentazioni (pp. 256-257) Materiali

FLIPPED CLASSROOM LA CARTA E L’AMBIENTE

In Italia si producono ogni anno moltissimi prodotti cartacei, sia con materie prime «vergini», sia con materie prime dette «seconde», ossia con la carta da macero. Ma… che tipo di rapporto c’è tra cartiera e ambiente?

In autonomia

1 Inquadra il QR code nella pagina a fianco, cerca il filmato e scopri la storia dei fogli di carta. Scoprirai molte informazioni utili e interessanti sul processo produttivo della carta.

2 Analizza l’impatto ambientale delle diverse fasi produttive: scopri eventuali criticità e proponi adeguate soluzioni alternative.

Per farlo leggi la procedura di preparazione delle paste di cellulosa e dei fogli di carta (pp. 81, 82 e 83); poi cerca ulteriori informazioni visitando specifici siti internet. Prendi appunti ed eventualmente stampa il materiale che reputi interessante.

3 Approfondisci le tue conoscenze sul riciclo di questo materiale.

Leggi attentamente pagina 85. Cerca su internet qualche video che mostri il processo di riciclo della carta. Annota le informazioni che reputi interessanti.

In gruppo

Dopo aver formato dei piccoli gruppi in classe:

• confrontatevi su quanto ciascuno di voi ha imparato autonomamente a casa;

• esaminate appunti e materiale raccolto e discutetene tra di voi;

• preparate un documento nel quale, sulla base di motivazioni e dati certi, si definisca il rapporto tra cartiera e ambiente e la sostenibilità del riciclo della carta.

Vi piacerebbe costruire un forno per poter cucinare senza gas o elettricità, ma solo utilizzando l’energia pulita e gratuita del Sole?

Grazie a qualche nozione teorica, un po’ di ingegno e la collaborazione tra compagni e compagne riuscirete sicuramente nell’impresa.

Volete saperne di più? Inquadrate il QR code in alto e, accedendo alla sezione «Risorse digitali» all’interno del Libro digitale, troverete tutte le informazioni necessarie per mettere a frutto le vostre competenze!

L’artigianato e l’industria

CLIL

Artigiano: artisan

L’ artigianato è un’attività in cui i prodotti vengono realizzati a mano o per mezzo di utensili specifici.

L’ industria è un sistema di lavoratori e macchine finalizzato alla realizzazione di beni da vendere sul mercato.

4.1 L’artigianato

Il termine artigiano deriva da «arte», che a sua volta proviene dal latino ars ossia «metodo pratico»; lo stesso termine viene anche associato alla parola greca téchne, a cui viene dato il significato di «arte del saper fare». Ci possiamo rendere conto, quindi, come fin dall’antichità l’artigianato sia strettamente legato alla creatività, ma anche alla materialità in quanto «crea» cose.

Nel Medioevo la figura dell’artigiano era di fondamentale importanza sia per lo sviluppo dell’economia sia per la formazione di chi voleva imparare un mestiere. La bottega artigiana era un luogo dove si produceva, ma soprattutto si sperimentava, l’innovazione che nei successivi secoli è stata tramandata di generazione in generazione. Le professioni artigiane, nonostante le loro antiche origini, si sono costantemente evolute grazie al rinnovamento degli strumenti utilizzati, delle tecniche di lavorazione e, soprattutto, delle nuove modalità comunicative. Oggi, infatti, con l’aiuto di internet e dei social, si riesce a far conoscere prodotti d’eccellenza e tradizioni locali in qualsiasi parte del mondo. Gli artigiani e le artigiane riescono a creare sia prodotti derivanti da antichissime tradizioni, sia prodotti innovativi, utilizzando spirito di iniziativa e creatività che permettono loro di rivisitare ciò che la cultura del proprio territorio gli ha tramandato, applicando contemporaneamente tecniche moderne per ottenere prodotti unici

4.2 Cosa comprende

l’artigianato

La produzione artigianale raggruppa varie attività le cui figure professionali, dotate di competenze e di abilità manuali, realizzano oggetti e prodotti con un alto valore di mercato.

Tutto ciò che viene prodotto all’interno del mondo artigianale non è uguale a ciò che proviene dalla produzione industriale che crea, al contrario, oggetti in serie, identici tra loro. Tuttavia, pur utilizzando modalità lavorative molto diverse da quelle delle industrie, gli artigiani e le artigiane si trovano spesso a operare nei medesimi ambiti come, per esempio, nel settore tessile o della pelletteria, nell’edilizia ecc.

Del settore artigiano fanno parte anche fabbri, elettricisti, idraulici, meccanici, parrucchieri, estetisti: si tratta di professionisti e professioniste che non producono beni, ma offrono servizi.

Nonostante l’attuale prevalenza economica dell’industria, il mercato dell’artigianato continua ad avere buone prospettive di crescita. Per il territorio italiano rappresenta un settore produttivo importante: si pensi per esempio al settore alimentare. Importanti, dal punto di vista economico, sono anche gli artefatti ottenuti con la lavorazione dei materiali da falegnami, orafi, sarti, ceramisti ecc. Ecco alcuni esempi di professioni artigianali.

CERAMISTA

Artefatto Prodotto realizzato «ad arte» per rispondere ai bisogni e ai desideri delle persone.

Plasma, cuoce e decora vari tipi di materiale (per esempio l’argilla) per ottenere prodotti unici: vasi, piastrelle decorate, tazze, piatti ecc. Oltre al forno di cottura utilizza pochi strumenti, tutti manuali, come il tornio.

ELETTRICISTA

Si occupa dell’installazione, della manutenzione e della riparazione di impianti elettrici civili e industriali. Nei cantieri si occupa della predisposizione degli impianti e del loro allacciamento alla rete urbana di distribuzione dell’energia elettrica.

FALEGNAME

Realizza e monta mobili e complementi d’arredo, generalmente in legno a cui si affiancano altri materiali (laminati, vetro e resine plastiche), su richiesta diretta del cliente. Crea, ripara ed esegue manutenzioni a porte, finestre, infissi. Utilizza utensili, ma anche macchinari di medie dimensioni.

IDRAULICO

Installa e ripara impianti idrici, igienico-sanitari e termoidraulici di piccole o grandi dimensioni, sia civili sia industriali. Deve conoscere bene, oltre ai sistemi di conduzione dell’acqua, anche la tecnologia legata agli impianti di riscaldamento e di condizionamento.

IMBIANCHINO/A

Applica, in modo lineare o con particolari tecniche, vernici e pitture sulle pareti interne ed esterne degli edifici. Stende smalti e vernici su superfici metalliche, recinzioni e ringhiere. A volte si occupa di interventi artistici sui muri, creando decorazioni e disegni.

PELLETTIERE

Crea piccoli oggetti di pelletteria come portafogli, borse, valigette e portachiavi. Lavora prevalentemente a mano, ma con l’ausilio di alcuni macchinari per cucire o per assottigliare lo spessore della pelle; deve quindi conoscere molto bene le caratteristiche dei diversi pellami.

SARTO/A

Disegna e confeziona capi di abbigliamento, generalmente su misura oppure su commissione da parte di specifici negozi. Dopo aver preparato il modello, taglia e cuce i pezzi di stoffa; deve conoscere bene tutte le tipologie di tessuto, ma anche le richieste del mercato.

4.3 Le imprese artigiane e le professioni

Le imprese artigiane, solitamente di piccole dimensioni, sono regolate da una specifica legge (Legge 443/1985) che offre una chiara definizione delle stesse. Secondo la normativa, il titolare dell’impresa artigiana, oltre a gestire l’attività assumendosene ogni responsabilità, deve lavorare al suo interno producendo beni o offrendo servizi. Lo stesso imprenditore può organizzarsi con una ditta individuale o familiare, oppure può svolgere il lavoro associandosi con altri professionisti e professioniste.

L’impresa artigiana può prevedere anche la presenza di personale dipendente, in un numero preciso in base alle specifiche attività.

Il settore dell’artigianato comprende tanti professionisti e professioniste che possiedono competenze molto diverse tra loro:

• alcune figure si occupano di attività pratiche che si svolgono in luoghi differenti, come imbianchini, giardinieri o impiantisti;

• altre operano all’interno di laboratori artistici, come quelli di oreficeria o sartoria;

• altre ancora prestano il loro servizio all’interno di officine specializzate, come per esempio i meccanici.

Le professioni artigiane richiedono quasi sempre abilità manuali e molta esperienza sul campo per poter utilizzare al meglio gli strumenti manuali o motorizzati.

Alcuni artigiani devono essere, inoltre, fisicamente idonei per poter sostenere gli sforzi in modo continuo o svolgere, per lungo tempo, attività in posizioni spesso scomode.

IL MARKETPLACE

Per aiutare le imprese artigianali più piccole o i professionisti e le professioniste a farsi conoscere esistono oggi start up che organizzano i marketplace, ossia dei veri e propri mercati virtuali grazie ai quali chi produce e chi acquista si incontrano sul web e conducono le loro compravendite.

In queste «piazze» si possono trovare selezioni di prodotti che provengono da ambiti differenti, dai capi d’abbigliamento agli arredi, dall’oggettistica ai gioielli. Un posto rilevante è occupato dai prodotti sostenibili

4.4 Il processo produttivo industriale

Un processo produttivo industriale consiste nella trasformazione delle risorse prelevate dalla natura in prodotti finiti o beni economici. Ogni processo produttivo è organizzato con strutture e modalità di lavoro proprie, ma alla base c’è quasi sempre la ricerca di metodi e di tecnologie innovative. In generale un processo produttivo deve seguire delle rigorose fasi che sono:

• l’ideazione, ossia pensare a ciò che si vuole produrre;

• la progettazione, ovvero la creazione di tutti i disegni dell’oggetto da produrre;

• la realizzazione di test sperimentali su un prototipo per valutarne meglio le caratteristiche;

• la realizzazione, che coinvolge materiali, impianti, macchine automatizzate e personale specializzato per il controllo e consente di individuare eventuali anomalie nella catena produttiva;

• il collaudo, per verificare se i parametri e le caratteristiche fisiche e funzionali sono conformi al progetto;

• la certificazione di conformità, che attesta la qualità e le caratteristiche richieste dalle normative;

• la consegna, che rappresenta la fase conclusiva prima della commercializzazione.

Ogni processo industriale, poi, necessita dei propri impianti, ossia di un insieme di macchine, strumenti e servizi indispensabili per mettere in opera le diverse fasi di un ciclo produttivo.

Ogni impianto ha una specifica capacità produttiva, ossia ha la possibilità teorica di produrre un certo numero di pezzi in una precisa unità di tempo.

Gli impianti industriali possono essere organizzati secondo due tipi di processi:

• processo di tipo continuo: svolge un unico ciclo di lavorazione fornendo una sola varietà di prodotto grazie alla catena di montaggio, ossia alla disposizione dei macchinari nell’ordine in cui si svolgono le fasi di lavorazione;

• processo di tipo intermittente: svolge in modo alterno cicli di lavorazione diversi per ottenere differenti varietà di prodotti.

Prototipo Modello unico che simula l’oggetto reale da produrre.

VERSO IL FUTURO

Rivoluzioni industriali e industria 4.0

L’evoluzione dell’industria ha avuto inizio nel Settecento quando, con la prima Rivoluzione industriale, la tecnologia delle macchine azionate dal vapore cambiò le modalità produttive e modificò il panorama economico.

Nel corso dell’Ottocento, con la seconda Rivoluzione industriale, si assistette allo sviluppo dell’industria chimica, dell’industria pesante, delle telecomunicazioni, ma anche all’invenzione del motore a scoppio, dei nuovi mezzi di trasporto e delle tecnologie in grado di produrre energia elettrica.

La terza Rivoluzione industriale ebbe inizio nel Novecento con l’avvento delle tecnologie informatiche che hanno rivoluzionato il sistema globale delle comunicazioni.

Oggi, mondo reale e mondo virtuale si intrecciano; la tecnologia 4.0, a braccetto con la ricerca scientifica, annuncia l’avvento della quarta Rivoluzione industriale!

CLIL

Industria: industry

Filiera

Insieme delle attività svolte dalle varie imprese di un settore per trasformare la materia prima in prodotti finiti.

4.5 I tipi di industrie e il ciclo produttivo industriale

Ogni industria opera all’interno di diversi settori produttivi ed è organizzata con strutture specifiche per la gestione della filiera del prodotto finale.

Alcune di esse non producono dei manufatti finali pronti per il consumo, ma semilavorati necessari ad altri sistemi produttivi come, per esempio, alle piccole e medie imprese chiamate manifatturiere. Ci sono industrie che utilizzano l’alta tecnologia e lavorano con i centri di ricerca allo scopo di creare gli utensili, i macchinari e gli impianti, indispensabili per gli altri settori industriali.

Tra le varie tipologie di industria esistenti ricordiamo quelle alimentari, metallurgiche, petrolchimiche, tessili, elettroniche, automobilistiche e meccaniche.

Per dare vita a un processo industriale occorrono materiali offerti dalla natura: questi dovranno essere facilmente lavorabili e, soprattutto, economicamente convenienti da trasformare.

Le risorse naturali che entrano nell’industria per essere immesse in un ciclo produttivo vengono chiamate materie prime. Esse subiscono una serie di trasformazioni che cambiano le loro caratteristiche fisiche o chimiche rendendole adatte alle successive fasi del ciclo, divengono cioè materiali semilavorati.

I semilavorati devono poi essere sottoposti a ulteriori lavorazioni, al termine delle quali diventano dei prodotti finiti pronti per la commercializzazione. Ogni prodotto è utilizzato dalle persone per un certo periodo di tempo, breve o lungo a seconda delle caratteristiche dell’oggetto stesso: questa fase viene chiamata consumo Quando il prodotto ha soddisfatto il bisogno per cui è stato realizzato, cioè quando è stato consumato, si trasforma in rifiuto e deve essere eliminato: si parla in questo caso di dismissione.

Ecco un esempio per illustrare il ciclo produttivo industriale.

Materie prime

Il cotone è una risorsa naturale adatta alla produzione industriale.

Prodotti semilavorati

Subisce una prima lavorazione che lo trasforma in filato, cioè in un semilavorato, e diventa una materia prima per il settore tessile. Il filato viene successivamente lavorato per ottenere un tessuto, ovvero un altro semilavorato.

Prodotti finiti

Saranno le successive lavorazioni a trasformarlo in un prodotto finito, per esempio una T-shirt, pronto a soddisfare i desideri dei consumatori finali.

Consumo

Il prodotto ottenuto, la T-shirt, viene utilizzato.

Dismissione

Nel momento in cui la T-shirt sarà rovinata, verrà dismessa.

4.6 Economia circolare: un ciclo industriale sostenibile

Nel corso dei millenni l’essere umano ha sempre utilizzato quanto trovava in natura per la propria sopravvivenza, senza mai preoccuparsi della gestione dei rifiuti che produceva: era la natura stessa che provvedeva, in un tempo breve, a riutilizzare i rifiuti come parte integrante di un ciclo biologico. Ogni forma di rifiuto diveniva una risorsa indispensabile per altri esseri viventi: la nascita, la crescita, la morte e la trasformazione erano alla base di quello che si definisce ciclo naturale chiuso, ossia materia che si trasforma in altra materia. Con il tempo, però, le scoperte della chimica e il progredire della tecnologia hanno contribuito alla produzione di materiali sintetici che hanno apportato vantaggi nella vita quotidiana, ma i cui scarti non si sono mostrati adatti a essere smaltiti dalla natura: sono risultati cioè non biodegradabili.

Le persone hanno interrotto il virtuoso ciclo della natura, che si può definire chiuso, per dare vita a un ciclo aperto, ossia un sistema caratterizzato dall’estrazione delle materie prime e dalla loro trasformazione prima in prodotti e poi in rifiuti. Tutto ciò ha portato, nel tempo, a squilibri ambientali; per questo motivo, negli ultimi anni l’essere umano ha cominciato a ripensare a un ciclo simile a quello della natura, ossia chiuso: il rifiuto torna a essere una risorsa e quindi, attraverso il riciclo, nuovamente materia prima Gli obiettivi prioritari diventano quindi:

• dare una seconda vita ai prodotti che sarebbero invece pronti per la discarica;

• diminuire l’uso di nuovi materiali in favore di quelli recuperati dagli oggetti dismessi;

• eliminare l’uso di sostanze chimiche dannose per l’ambiente e per le persone;

• diminuire lo spreco dei materiali in fase produttiva grazie a una più attenta progettazione iniziale;

• aumentare la durabilità fisica del prodotto in modo che possa resistere meglio a danni e usura;

• aumentare la durabilità emozionale del prodotto, ossia ricercare qualità che gli consentano di non stancare chi lo utilizza;

• prevedere la riparazione di un oggetto, grazie anche a un design intelligente.

Questo modello produttivo, definito economia circolare, non solo agisce sui singoli aspetti della produzione industriale, ma rivede integralmente tutto il processo economico, partendo dalla riorganizzazione delle imprese.

CLIL

Economia circolare: circular economy

RIFIUTI RESIDUI

ECONOMIA CIRCOLARE

DISTRIBUZIONE

CONSUMO, USO, RIUTILIZZO, RIPARAZIONE

Da

rifiuti a matite di design

Susanna Martucci è un’imprenditrice che ha creato un’azienda in grado di trasformare i rifiuti in matite di design. La sua idea è nata dalla volontà di dare nuova vita ai materiali di scarto prodotti dalle imprese e ha portato alla nascita, nel 2013, di Perpetua, una matita fatta di grafite riciclata, materiale che altrimenti sarebbe finito in discarica. Perpetua ha ottenuto un successo enorme ed è stata richiesta da moltissimi negozi e musei di design, fino ad arrivare al prestigioso MoMA di New York!

RACCOLTA

RICICLO

FIGURE CHIAVE

Obiettivo 2030

Un pianeta pieno di rifiuti

AGENDA 2030

Camminando su una spiaggia, in un bosco o per le vie di una città capita spesso di vedere bottiglie, lattine, pacchetti di sigarette e involucri di merendine sparsi ovunque. Nello stesso momento, rifiuti pericolosi vengono sversati nei fiumi o sotterrati nei campi, magari accanto alle colture. Questi gesti comportano costi ambientali ed economici che ricadono sull’intera collettività.

Oltre al senso civico delle persone, sono fondamentali il riciclo, il riuso e il recupero dei rifiuti, ma occorre anche costruire discariche controllate, dove sistemare tutto ciò che non si può recuperare senza impattare troppo sull’ambiente.

Diverse tipologie, un solo problema: i rifiuti

Quando una sostanza, un materiale o un oggetto finiscono di svolgere la funzione per la quale sono stati acquistati diventano rifiuti.

Generalmente i rifiuti sono distinti in tre categorie principali:

• rifiuti urbani, provenienti da fabbricati o altri insediamenti civili, o posti nei cestini su strade e aree pubbliche o private;

• rifiuti speciali, derivanti da lavorazioni industriali e da attività agricole, commerciali, artigianali. Rientrano in questa categoria anche i rifiuti ospedalieri, i materiali provenienti da demolizioni e scavi, quelli dei veicoli a motore, i residui di rifiuti solidi e i fanghi derivanti dalla depurazione delle acque;

• rifiuti nocivi, contenenti sostanze tossiche e nocive come, per esempio, amianto, arsenico, mercurio, piombo, solventi e scorie radioattive.

Fatti e cifre Educazione civica

Differenziare correttamente

Al fine di ridurre la produzione di rifiuti e recuperare alcune materie prime è fondamentale una corretta raccolta differenziata. Ecco una breve descrizione delle principali sigle, utili per differenziare correttamente i rifiuti.

La sigla VE sta per vetro, CA sta per carta, AL sta per alluminio, ACC sta per acciaio. Le sigle PE, PET, PP e PVC indicano tutti prodotti riciclabili con la plastica.

Il simbolo con la fiamma indica che un prodotto è infiammabile, il simbolo del teschio che il prodotto è tossico, la X o il punto esclamativo indicano che il prodotto è nocivo per la salute.

La discarica controllata

Le discariche controllate sono impianti di smaltimento finale dei rifiuti realizzati secondo una struttura a barriera geologica, che consente di isolare i rifiuti dal suolo e di riutilizzare i biogas prodotti come combustibile.

Queste strutture, ubicate su ampi terreni solidi, non alluvionali e lontano dalle abitazioni e dalle falde acquifere, sono regolate da apposite norme che prevedono tre tipologie di centri:

• la discarica per i rifiuti urbani non pericolosi, ossia quelli che provengono dai cassonetti della città e dalla raccolta porta a porta (indifferenziato);

• la discarica per rifiuti inerti, ossia quelli impossibili da riciclare, come per esempio la ceramica;

• la discarica per rifiuti pericolosi che accoglie, oltre a diversi materiali trattati chimicamente, anche le ceneri degli inceneritori.

La struttura base di una discarica prevede un fondo di argilla e uno di isolamento con apposite membrane plastiche, uno strato di sabbia (o altro materiale) per l’assorbimento e il recupero del percolato (liquido inquinante che si forma soprattutto quando non si effettua una corretta raccolta differenziata), e uno strato di terreno per la copertura dei rifiuti precedentemente compattati e la futura crescita delle piante. Le moderne discariche controllate prevedono anche strumenti di captazione che intercettano il percolato per poi inviarlo ad appositi impianti di trattamento e recuperano il biogas, in modo da ridurre l’inquinamento atmosferico. Il funzionamento delle discariche controllate è regolato da una specifica direttiva europea (Direttiva UE 2018/850 del 30 maggio 2018).

La discarica spaziale

I rifiuti non si trovano solo sul nostro pianeta. Il termine discarica spaziale, o rifiuto spaziale (space junk), si riferisce a tutto ciò che l’essere umano ha creato e inviato nello spazio per la ricerca, l’osservazione e la comunicazione e che adesso è stato abbandonato perché non più riutilizzabile. Tutti questi materiali costituiscono un serio pericolo sia per le missioni spaziali, che per i satelliti delle telecomunicazioni attivi e le stazioni orbitali di ricerca. Un detrito di pochi centimetri, infatti, potrebbe impattare un satellite, provocando un danno irreparabile. Generalmente, quando i rifiuti cadono sulla Terra, a contatto con l’atmosfera terrestre si distruggono, ma se resistono e proseguono il loro cammino possono causare seri danni a persone e cose. Gli esperti dell’ESA (Agenzia Spaziale Europea) stanno studiando tecnologie innovative per sviluppare un sistema che consenta il recupero di questi rifiuti o lo spostamento dalla loro orbita, in modo da evitare collisioni e garantire maggiore sicurezza alle future missioni.

Approfondisci l’importanza della riduzione dei rifiuti nel Percorso 3 del Green Book (pp. 20-27)

Recinzione

Manto di rivestimento

Pozzo di percolato

Pozzetto spia perdite

Vascone del percolato

Terra di copertura Pesa

Impianto di aspirazione del biogas

Piezometro monitoraggio acqua di falda

Lavaggio ruote camion

L’artigianato

L’artigianato indica la realizzazione di prodotti e di oggetti completamente a mano o per mezzo di utensili specifici. Gli artigiani creano prodotti unici che possono derivare da antiche tradizioni oppure essere molto innovativi.

Cosa comprende l’artigianato

La produzione artigianale comprende varie attività in cui le figure professionali realizzano oggetti con un alto valore di mercato. Le principali professioni artigianali sono: ceramista, elettricista, falegname, idraulico, imbianchino, pellettiere e sarto.

Le imprese artigiane e le professioni

Le imprese artigiane sono solitamente di piccole dimensioni

Il settore dell’artigianato comprende tanti professionisti e professioniste che possiedono competenze molto diverse tra loro; fondamentali sono le abilità manuali e l’esperienza sul campo, che permettono di utilizzare al meglio gli strumenti manuali o motorizzati.

Il processo produttivo industriale

Un processo produttivo industriale consiste nella trasformazione delle risorse prelevate dalla natura in prodotti finiti o beni economici. Le fasi del processo produttivo sono l’ideazione, la progettazione, la realizzazione di test sperimentali su un prototipo, la realizzazione, il collaudo, la certificazione di conformità e la consegna

Gli impianti industriali possono essere organizzati secondo due tipi di processi: di tipo continuo e di tipo intermittente.

I tipi di industrie e il ciclo produttivo industriale

Ogni industria è organizzata con strutture specifiche per la gestione della filiera del prodotto finale.

Per dare vita a un processo industriale occorrono le materie prime, che vengono trasformate in semilavorati. Questi vengono sottoposti a ulteriori lavorazioni e diventano prodotti finiti, utilizzati dalle persone durante la fase di consumo.

In seguito diventano rifiuti e vengono eliminati (dismissione).

Economia circolare: un ciclo industriale sostenibile

L’economia circolare è un modello produttivo sostenibile che rivede tutto il processo economico, partendo dalla riorganizzazione delle imprese.

I rifiuti tornano a essere risorse e, attraverso il riciclo, nuovamente materie prime.

Esercizi

1. Indica se le seguenti affermazioni sono vere o false.

1. Il termine artigiano deriva dal nome «cortigiano». V F

2. La bottega artigiana era il luogo dove si sperimentavano nuove tecniche produttive. V F

3. Gli artigiani e le artigiane creano manufatti di antichissime tradizioni. V F

4. Nell’artigianato non si utilizzano tecniche moderne per produrre oggetti. V F

2. Collega ciascuna professione artigianale ai prodotti corrispondenti.

1. Pellettiere

2. Ceramista

3. Falegname

a. Infissi, porte

b. Borse, valigette

c. Piatti, vasi

3. Scegli l’alternativa corretta.

1. Le imprese artigiane sono generalmente di:

A piccole dimensioni

B grandi dimensioni

2. Il titolare dell’impresa artigiana:

A non produce beni

B produce beni

3. Il settore dell’artigianato comprende:

A pochi professionisti e professioniste

B molti professionisti e professioniste

4. L’impiantista svolge la sua opera:

A nello stesso luogo

B in luoghi diversi

5. Le professioni artigiane richiedono abilità:

A manuali

B descrittive

4. Completa le frasi scegliendo tra i termini seguenti. processi – prototipo – fasi – prodotti – ciclo

1. I processi produttivi industriali trasformano le risorse in finiti.

2. Il processo produttivo segue delle rigorose .

3. Il è un modello che simula l’oggetto reale da produrre.

4. Ogni processo industriale necessita di macchine, strumenti e servizi, indispensabili per consentire il produttivo.

5. Gli impianti industriali possono essere organizzati secondo due tipi di .

5. Indica se le seguenti affermazioni sono vere o false.

1. L’organizzazione dei diversi settori della produzione si chiama filiera. V F

2. Le industrie producono solo materiali semilavorati. V F

3. Dai semilavorati si ottengono i prodotti finiti. V F

4. La metallurgia non è una tipologia di industria. V F

5. Le risorse naturali che entrano nell’industria si chiamano materie prime. V F

6. Quando un bene è stato consumato si procede alla sua dismissione. V F

6. Scegli l’alternativa corretta.

1. L’economia circolare è un’economia a ciclo:

A chiuso

B aperto

2. La distribuzione dei prodotti avviene prima:

A della produzione

B del consumo

3. L’economia circolare prevede che i rifiuti vengano:

A riciclati

B bruciati

4. Il ciclo industriale sostenibile prevede l’utilizzo di:

A nuovi materiali

B materiali riciclati

5. Tra gli obiettivi dell’economia circolare vi è quello di:

A eliminare l’utilizzo della plastica

B prevedere la riparazione di un oggetto

APPRENDIMENTO COOPERATIVO

1. Dividetevi in gruppi e realizzate un cartellone dove illustrate il ruolo che riveste il lavoro svolto dagli artigiani e dalle artigiane e il benessere economico che ne deriva per il territorio.

2. Illustrate, utilizzando schemi, immagini e grafici, come l’economia circolare aiuti a cambiare e a migliorare sia il mondo della produzione che la gestione delle risorse primarie, oggi più che mai bisognose di salvaguardia.

CLIL

Materiale: material

Argilla Roccia sedimentaria utilizzata nella realizzazione della ceramica e dei laterizi.

Silice

Minerale diffuso sulla crosta terrestre, utilizzato nella produzione del vetro.

I materiali

Si definisce materiale qualunque elemento fisico con caratteristiche definite prelevato dall’ambiente naturale e impiegato per ottenere prodotti utili a soddisfare i bisogni delle persone.

5.1 Dalle risorse ai materiali

Ogni volta che gli esseri umani vogliono produrre un oggetto devono avere a disposizione un materiale da cui partire: le risorse naturali vengono allora in aiuto offrendosi, direttamente o indirettamente, per i più svariati scopi.

I primi materiali conosciuti e usati furono il legno e la pietra, in quanto erano facili da reperire; seguirono l’argilla, le fibre tessili e i metalli. Alcune epoche storiche devono il loro nome proprio ai materiali scoperti e usati in quel determinato periodo: età della pietra, età del bronzo… Con il passare del tempo e con le nuove scoperte, gli esseri umani impararono a trasformare i materiali naturali in prodotti aventi caratteristiche diverse da quelle di origine. Accadde, per esempio, con il vaso di ceramica, ottenuto dalla cottura dell’argilla; poi fu la volta del vetro, ricavato dalla lavorazione della silice.

I materiali possono essere classificati in differenti modi. In relazione all’origine si dividono in:

• materiali naturali, cioè quelli impiegati senza eccessive trasformazioni o sottoposti a minime lavorazioni finalizzate al loro impiego (acqua, pietra, legno, gas naturale ecc.);

• materiali naturali trasformati, quelli la cui materia prima si trova in natura ma necessita di processi industriali per ottenere i prodotti utili alle persone (truciolato, vetro, ferro, carta ecc.);

• materiali artificiali, ottenuti da miscele di materie prime sottoposte a specifici processi industriali, trasformati con lo scopo di avere determinate prestazioni (conglomerati, gomme, plastica ecc.).

I materiali naturali, a loro volta, sono classificati in:

• materiali organici, ovvero di origine animale o vegetale, che si ricavano da organismi viventi in grado di riprodursi (legno, paglia, cotone, caucciù, ecc.);

• materiali inorganici, ovvero di origine minerale, cioè composti naturali non in grado di riprodursi che si trovano sulla crosta terrestre (oro, argento, ferro, marmo, diamanti, sabbia ecc.).

TECNOLOGIA PER L’AMBIENTE

Scienza e ingegneria dei materiali

La scienza e l’ingegneria dei materiali sono discipline che portano avanti studi e analisi al fine di creare materiali con caratteristiche strutturali innovative e in grado di soddisfare ogni esigenza, tenendo conto della compatibilità ambientale degli stessi. Hanno assunto grande importanza per molti settori produttivi; in particolare i settori spaziale e marino, nei quali la struttura delle macchine e degli strumenti necessita di materiali adatti a operare in ambienti estremi. La scienza e l’ingegneria dei materiali non rappresentano solamente il presente, ma soprattutto il futuro dello sviluppo economico di molti Paesi, sia industrializzati sia in via di sviluppo.

5.2 Le proprietà dei materiali

Ogni materiale possiede specifiche proprietà che lo rendono unico e idoneo alla produzione di manufatti e oggetti per le più svariate esigenze umane. Conoscere tali caratteristiche è indispensabile perché consente di ottenere prodotti funzionali, sicuri, affidabili, duraturi nel tempo, facili da lavorare e che si prestino al riciclo nel rispetto dell’ambiente.

Le proprietà dei materiali si suddividono in fisico-chimiche, meccaniche e tecnologiche.

Proprietà fisico-chimiche

Le proprietà fisico-chimiche sono proprie degli elementi che costituiscono i singoli materiali, ovvero si riferiscono alle caratteristiche generali della materia stessa.

Le proprietà fisiche non alterano la composizione della materia, ma agiscono sulla forma e sul volume; quelle chimiche invece cambiano la composizione della sostanza. Le principali sono:

• conducibilità termica ed elettrica, la capacità di trasmettere calore o elettricità;

• resistenza all’ossidazione e alla corrosione, cioè al deterioramento dovuto ad agenti esterni;

• peso specifico, il rapporto tra il peso e il volume di un corpo;

• colore, la sensazione che dà all’occhio la luce riflessa dai corpi;

• temperatura di fusione, alla quale una sostanza passa dallo stato solido a quello liquido;

• dilatazione termica, la variazione del volume di una sostanza dovuta alla temperatura;

• igroscopicità o impermeabilità, la capacità o meno di una sostanza di assorbire acqua e umidità.

Resistenza all’ossidazione e alla corrosione. Peso specifico.

Igroscopicità.

Conducibilità termica ed elettrica.

Dilatazione termica.

Temperatura di fusione.

Compressione.

Malleabilità.

Duttilità.

Proprietà meccaniche

Le proprietà meccaniche si riferiscono al comportamento dei materiali quando si trovano in presenza di particolari sollecitazioni esterne. Le principali sono:

• resistenza alle sollecitazioni meccaniche, come la trazione (che allunga il materiale), la compressione (che lo schiaccia), la flessione (che lo piega), la torsione (che lo ruota), il taglio (che lo divide);

• durezza, la resistenza di un materiale alla penetrazione di una punta metallica;

• elasticità, la capacità di un materiale di tornare alla forma di partenza dopo aver subìto una sollecitazione meccanica o una deformazione;

• resilienza, la capacità di un materiale di resistere agli urti senza rompersi.

Proprietà tecnologiche

Le proprietà tecnologiche riguardano i materiali sottoposti a qualsiasi tipo di lavorazione e consistono nell’attitudine a lasciarsi modellare per ottenere una determinata forma finale. Le principali sono:

• malleabilità, la proprietà di un materiale di poter essere ridotto in lamine e lastre sottili;

• duttilità, la proprietà di un materiale di poter essere ridotto in fili;

• plasticità, la capacità di un materiale di cambiare forma in maniera definitiva;

• temprabilità, la capacità di acquistare maggiore resistenza attraverso la tempra, che consiste nel riscaldamento e nell’immediato raffreddamento del materiale;

• fusibilità, la proprietà di un materiale di fondere a determinate temperature;

• saldabilità, la capacità di un materiale di essere unito con altri costituendo un unico nuovo pezzo.

Temprabilità.

Saldabilità.

Trazione.

Flessione.

Torsione.

5.3 I materiali tecnologicamente avanzati

I materiali tecnologicamente avanzati sono quelli caratterizzati da particolari proprietà in grado di renderli tali da offrire prestazioni molto elevate in ambiti differenti. Sono materiali giovani e in continua evoluzione e si differenziano molto tra loro. Eccone alcuni.

Materiali sinterizzati

Sono il risultato di un processo di lavorazione chiamato metallurgia delle polveri e permettono di ottenere oggetti con specifiche forme (sia semplici, sia complesse) e con caratteristiche meccaniche e fisiche predeterminate. Si ricavano partendo da più polveri di base che vengono miscelate tra loro in opportune dosi a seconda delle caratteristiche da ottenere. Tali polveri vengono compattate sotto pressione in un apposito stampo e sottoposte ad alte temperature che ne determinano la coesione definitiva e la resistenza meccanica.

I campi di applicazione sono molti, grazie alla versatilità della lavorazione: dalla produzione di componenti meccanici, all’ingegneria chimica o elettronica.

Materiali compositi

I materiali compositi derivano dall’unione di almeno due elementi che hanno caratteristiche chimico-fisiche diverse ma che, combinati tra loro, acquisiscono delle proprietà migliori non riscontrabili se utilizzati singolarmente.

Industrialmente i materiali compositi sono formati da una matrice e da uno o più rinforzi, tenuti assieme da additivi o resine. La matrice può essere metallica, ceramica e polimerica. Tra i rinforzi maggiormente utilizzati vi sono delle fibre tessili molto particolari: le fibre di vetro e le fibre di carbonio.

La fibra di vetro è una fibra minerale che si ottiene fondendo la silice assieme ad altri minerali. La massa fusa viene fatta passare attraverso una filiera che crea un sottile filo. Con le fibre di vetro combinate a resine plastiche si realizza la vetroresina, un materiale composito che viene utilizzato nella produzione di oggetti esposti agli agenti atmosferici: serbatoi, piscine, imbarcazioni, pale eoliche e attrezzi sportivi. La fibra di carbonio è una fibra minerale formata da atomi di carbonio e polimeri: i sottilissimi fili di carbonio vengono intrecciati per creare delle strutture tessili. Le fibre di carbonio hanno proprietà eccezionali dal punto di vista della resistenza meccanica e della resistenza al calore, sono inoltre leggerissime e vengono perciò impiegate nell’industria aerospaziale, nautica e automobilistica. Si usano, inoltre, per la produzione di tessuti resistenti alle alte temperature e per la realizzazione di attrezzi sportivi, come sci, canne da pesca, biciclette, canoe e racchette da tennis.

Oltre alla leggerezza, altri vantaggi di questi materiali sono la resistenza, la rigidità e il basso costo di produzione.

Pezzi in materiale metallico sinterizzato.

Le biciclette in fibra di carbonio sono molto leggere e resistenti.

Grafene

CLIL

Grafene: graphene

La flessibilità permette al grafene di essere piegato senza che le sue caratteristiche strutturali cambino.

VERSO IL FUTURO

Cristalli liquidi di nuova generazione

Oltre al grafene esistono altri materiali bidimensionali, che stanno trovando applicazione soprattutto in campo tecnologico. Uno di questi è il borofene, composto da atomi di boro e più forte e flessibile rispetto al grafene. Questo materiale è stato utilizzato per produrre cristalli liquidi, estremamente ricercati grazie alle loro potenzialità. Il loro sviluppo, però, è molto complesso perché richiede un intervallo di temperatura molto ristretto, limitandone le possibilità di applicazione.

Per risolvere questo problema i ricercatori e le ricercatrici dell’Istituto di Tecnologia di Tokyo hanno sviluppato l’ossido di borofene, una variante liquida del materiale che rimane estremamente stabile a un’ampia gamma di temperature, rendendone la produzione e l’applicazione molto più semplici.

Il grafene è un materiale bidimensionale che si ottiene dalla grafite, utilizzata anche per le matite da disegno. È formato da un solo strato di atomi di carbonio legati saldamente tra di loro. Anche se lo spessore di un atomo è minimo, il materiale ha eccellenti proprietà: è, infatti, un ottimo conduttore di calore ed elettricità, ha un’apprezzabile flessibilità e una buona resistenza meccanica, possiede una straordinaria trasparenza, una buona leggerezza ed è indistruttibile. I campi di utilizzo di questo materiale sono molteplici. Grazie alla sua flessibilità e alla sua conducibilità elettrica questo materiale può essere utilizzato in campo informatico per sviluppare prodotti che possono ripiegarsi su se stessi, oppure componenti elettronici a basso consumo da inserire negli smartphone e nei tablet, che potranno così essere ricaricati meno frequentemente rispetto a quelli attuali. Anche nel settore dell’edilizia sono state avviate diverse sperimentazioni, utili a osservare il comportamento del cemento a cui viene aggiunto il grafene; questo per capire se, in futuro, sarà possibile sostituire il riscaldamento a pavimento con questa nuova tecnologia, sfruttando la conducibilità di questo materiale.

Biomateriali

I biomateriali sono dei materiali che svolgono la loro funzione all’interno del corpo umano: vengono utilizzati, cioè, in campo medico per sostituire una particolare struttura ossea oppure per riparare un tessuto muscolare o il sistema cardiocircolatorio.

I biomateriali devono essere puri per non provocare allergie o rigetto, avere una buona resistenza meccanica per evitare usura o deformazioni e possedere un’assoluta atossicità, ovvero non scatenare risposte infiammatorie da parte dell’organismo.

In base alla loro origine possono essere: ceramici, polimerici, compositi e metallici.

Materiali ceramici avanzati

I materiali ceramici avanzati sono dei materiali inorganici, quasi puri, che si ottengono attraverso complessi procedimenti che conferiscono al prodotto finale caratteristiche funzionali superiori. Hanno proprietà tecnologicamente avanzate, per cui rivestono molteplici impieghi nell’industria aerospaziale, automobilistica, elettronica, delle telecomunicazioni e in campo medico (protesi e prodotti odontoiatrici).

Risultano resistenti alle alte temperature e agli agenti ambientali aggressivi grazie alla loro inerzia chimica. Sono materiali molto duri ma fragili, buoni isolanti elettrici e termici e posseggono anche un’ottima resistenza alla compressione e all’usura.

Altri materiali

Inerzia chimica

Scarsa tendenza a partecipare a reazioni chimiche con altre sostanze.

La cellulosa nanofibrillata viene prodotta a partire dalla cellulosa delle piante ed è un materiale leggero, elastico e resistente, simile alla plastica, che però, essendo prodotto dalle fibre delle piante, ha un minore impatto ambientale.

L’aerogel è un gel in cui la componente liquida viene sostituita con una componente gassosa; si tratta di un materiale solido ma poroso e molto leggero, costituito in larga percentuale da spazio vuoto (98% circa). Questo materiale è anche un ottimo isolante termico e resiste a temperature molto alte.

L’alluminio trasparente è un nuovo materiale, ancora in fase di studio, che viene ottenuto bombardando il metallo con potenti raggi X in modo da renderlo estremamente sottile ma, allo stesso tempo, resistente. Questo materiale potrebbe essere utilizzato nella costruzione delle celle solari che compongono gli impianti fotovoltaici.

La Shrilk è una bioplastica (vedi p. 123), sviluppata dall’Università di Harvard, ottenuta dai carapaci dei gamberetti e dalle proteine della seta. Può essere utilizzata per costruire schiume, pellicole e strumenti medici monouso a basso impatto ambientale.

Questi sono solo alcuni dei materiali di ultima generazione, molti dei quali ancora in fase di studio, che potranno rivelarsi molto utili anche per la salvaguardia dell’ambiente.

Aerogel.

VERSO IL FUTURO

Le nanotecnologie

La nanotecnologia è una disciplina che si occupa della manipolazione della materia a livello molecolare e atomico per realizzare dispositivi e materiali con misura nanometrica: in fisica un nanometro corrisponde alla lunghezza di un milionesimo di millimetro.

I materiali trattati con questa tecnologia offrono notevoli vantaggi perché, modificando la loro sequenza strutturale atomica, è possibile cambiare le caratteristiche chimico-fisiche e strutturali, così da poter ottenere numerose applicazioni in molti settori come il tessile, l’edilizia, la medicina, l’elettronica, il risparmio energetico e per lo sviluppo dei materiali intelligenti in grado di eseguire dei compiti specifici.

Le corone dentali sono realizzate con materiali ceramici avanzati.

Dalle risorse ai materiali

Il materiale è un elemento fisico con caratteristiche definite che viene prelevato dall’ambiente naturale e utilizzato per ottenere prodotti finiti.

In base alla loro origine, i materiali possono essere:

• naturali (acqua, pietra, legno);

• naturali trasformati (vetro, ferro, carta);

• artificiali (gomma, plastica).

I materiali naturali, a loro volta, si dividono in organici (paglia, cotone, legno) e inorganici (oro, argento, ferro).

Le proprietà dei materiali

Ogni materiale possiede delle proprietà che lo rendono unico e adatto alla produzione di determinati oggetti.

Le proprietà fisico-chimiche (conducibilità termica ed elettrica, peso specifico, colore) si riferiscono alle caratteristiche generali della materia stessa.

Le proprietà meccaniche (resistenza alle sollecitazioni meccaniche, durezza, elasticità) fanno riferimento al comportamento dei materiali in presenza di sollecitazioni esterne.

Le proprietà tecnologiche (malleabilità, duttilità, plasticità) riguardano l’attitudine dei materiali a lasciarsi modellare.

I materiali tecnologicamente avanzati

I materiali tecnologicamente avanzati sono caratterizzati da proprietà in grado di renderli tali da offrire prestazioni molto elevate in ambiti differenti.

I materiali sinterizzati permettono di ottenere oggetti con specifiche forme e caratteristiche meccaniche e fisiche; i campi di applicazione variano dalla produzione di componenti meccanici all’ingegneria chimica o elettronica.

I materiali compositi derivano dall’unione di almeno due elementi con caratteristiche diverse; i principali sono la fibra di vetro e la fibra di carbonio.

Il grafene è un ottimo conduttore di elettricità e calore, è flessibile, resistente e indistruttibile.

I biomateriali vengono utilizzati in campo medico per sostituire una struttura ossea o riparare un tessuto muscolare.

I materiali ceramici avanzati sono resistenti alle alte temperature e agli agenti ambientali aggressivi; vengono utilizzati nell’industria aerospaziale, automobilistica e in campo medico.

Esercizi

1. Indica se le seguenti affermazioni sono vere o false.

1. Le risorse naturali vengono utilizzate per i più svariati scopi. V F

2. I metalli sono stati i primi materiali usati dagli esseri umani. V F

3. La scoperta di alcuni materiali ha caratterizzato alcune epoche storiche. V F

4. I materiali naturali subiscono profonde trasformazioni. V F

5. I materiali inorganici sono di origine minerale. V F

6. La sabbia è un materiale di origine artificiale. V F

2. Completa le frasi scegliendo tra i termini seguenti. meccaniche – tecnologiche – fisico-chimiche

1. Le proprietà si riferiscono alle caratteristiche generali della materia stessa.

2. Le proprietà si riferiscono al comportamento dei materiali quando sono sottoposti a sollecitazioni esterne.

3. Le proprietà consistono nell’attitudine dei materiali a lasciarsi modellare.

3. Collega ogni proprietà fisico-chimica dei materiali alla definizione corretta.

1. Conducibilità termica ed elettrica

2. Temperatura di fusione

3. Dilatazione termica

a. Capacità di trasmettere calore o elettricità.

b. Variazione del volume di una sostanza dovuta alla temperatura.

c. Temperatura alla quale una sostanza passa dallo stato solido a quello liquido.

4. Collega ogni proprietà meccanica dei materiali alla definizione corretta.

1. Durezza

2. Resilienza

3. Elasticità

a. Capacità di resistere agli urti.

b. Capacità di tornare alla forma di partenza.

c. Resistenza alla penetrazione di una punta metallica.

5. Collega ogni proprietà tecnologica dei materiali alla definizione corretta.

1. Malleabilità

2. Saldabilità

3. Duttilità

a. Proprietà di essere ridotto in fili.

b. Proprietà di essere ridotto in lamine.

c. Capacità di essere unito con altri costituendo un unico pezzo.

6. Indica se le seguenti affermazioni sono vere o false.

1. I materiali sinterizzati sono il risultato della metallurgia delle polveri. V F

2. I materiali compositi si ottengono dall’unione di più elementi. V F

3. Le fibre di carbonio hanno poca resistenza meccanica. V F

4. Il grafene si ottiene dalla grafite. V F

5. I biomateriali sono utilizzati in campo agricolo. V F

6. I biomateriali, per essere utilizzati, devono essere puri.

V F

7. I materiali ceramici avanzati sono duri ma fragili. V F

8. I materiali ceramici avanzati sono materiali organici quasi puri. V F

9. Nell’aerogel la componente liquida viene sostituita con una componente gassosa. V F

7. Abbina ciascun materiale alla caratteristica corretta.

Fibra di carbonio:

Fibra di vetro:

Shrilk:

a. È formata da atomi di carbonio e polimeri – b. Si ottiene dai carapaci dei gamberi e dalle proteine della seta –

c. Si ottiene fondendo la silice assieme ad altri minerali

8. Individua l’intruso.

1. Il grafene è un materiale:

A flessibile

B trasparente

C fragile

D leggero

2. La cellulosa nanofibrillata è un materiale:

A elastico

B resistente

C leggero

D trasparente

COMPETENZE DIGITALI

1. Realizzate una presentazione multimediale per illustrare le proprietà dei materiali e per descrivere l’importanza che esse rivestono nella scelta di quelli più idonei alle funzioni che devono svolgere.

2. Utilizzando internet approfondite e illustrate su un cartellone i vantaggi che i materiali tecnologicamente avanzati offrono nei vari ambiti della produzione industriale.

Il settore secondario

CLIL

Legno:

Il legno

Il legno è un materiale vegetale rinnovabile che si ricava dal tronco e dai rami degli  alberi.

6.1 Il materiale e le sue caratteristiche

Fin dai tempi più antichi gli esseri umani hanno utilizzato il legno per soddisfare i propri bisogni sia costruttivi sia energetici: grazie alla sua abbondante presenza sulla Terra e alle sue proprietà, il legno ha avuto un ruolo fondamentale per lo sviluppo delle civiltà. Questo materiale deriva da una risorsa rinnovabile: si ricava, infatti, dalle fibre vegetali situate sotto la corteccia di piante provenienti da boschi e foreste. È costituito prevalentemente da cellulosa e da lignina, sostanza che gli conferisce durezza e resistenza. Si distingue per la diversità di colore (bruno, biondo o rosso), per la lunghezza delle fibre, per le venature o per altre caratteristiche più specifiche.

Per chi lo produce è molto importante conoscere le proprietà del legno, in modo da scegliere correttamente la materia prima.

Proprietà fisico-chimiche

Colore e odore: caratteristiche per cui si distingue un legno da un altro.

Igroscopicità: capacità di assorbire acqua o umidità.

Ritiro e dilatazione: variazione delle dimensioni per effetto della perdita di umidità o dell’assorbimento.

Conducibilità elettrica e termica: capacità di opporsi al passaggio della corrente e del calore (il legno è un isolante).

Proprietà meccaniche

Durezza : resistenza alla scalfittura e all’abrasione.

Resistenza: capacità di opporsi a tutte le forze esterne come la trazione, la compressione, la torsione, la flessione e il taglio.

Elasticità: capacità di deformarsi temporaneamente per tornare poi alla forma iniziale.

Proprietà tecnologiche

Plasticità: capacità di deformarsi sotto l’effetto di una forza esterna.

Curvabilità: capacità di assumere una forma curva e di mantenerla nel tempo.

Fendibilità: capacità di fendersi, cioè di lasciarsi spaccare nel senso della lunghezza delle fibre.

Attitudine al taglio: capacità di lasciarsi tagliare con gli attrezzi.

6.2 Il tronco e la sua struttura

Dal punto di vista tecnologico, il tronco è la parte più importante dell’albero. Ha una forma cilindrica irregolare e viene facilmente trasformato in legname.

Osservando la sezione del tronco di un albero che cresce nelle zone temperate, si notano dei cerchi concentrici chiamati anelli annuali di accrescimento. Questi sono caratterizzati dall’alternanza di due toni di colore: uno chiaro, che identifica il legno formatosi in primavera/estate, e uno scuro per l’autunno/inverno. Poiché ogni anno si formano due anelli di accrescimento, è facile determinare l’età della pianta.

wood

Albero: tree

Analizzando la sezione del tronco si notano sei differenti strati che, dall’interno verso l’esterno, prendono il nome di midollo, durame, alburno, cambio, libro e corteccia.

STRUTTURA DEL TRONCO

2 Durame, o legno propriamente detto. È la parte più vecchia del tronco e la più compatta.

1 Midollo. È situato al centro del tronco, è costituito da una sostanza spugnosa e, nelle piante più vecchie, tende a sparire.

3 Alburno. È la parte di legno di più recente formazione.

4 Cambio È uno strato elastico che produce nuove cellule per la crescita del tronco.

6.3 Classificazione e difetti

5 Libro. È uno strato sottile sotto la corteccia.

6 Corteccia È lo strato superficiale, formato da cellule morte, che riveste il tronco e lo protegge dagli agenti atmosferici e dai parassiti.

Quando il legno viene utilizzato come combustibile prende il nome di legna; si parla, invece, di legname (o semplicemente legno) quando viene impiegato come materiale da costruzione.

Il termine essenze indica le diverse tipologie di piante presenti in natura e, di conseguenza, il tipo di legno che da esse si ricava (come larice, abete, pioppo ecc.).

I legnami, in relazione alla regione geografica di provenienza, sono distinti in europei (zone temperate: abete, larice, pino ecc.) ed esotici (zone tropicali: rovere, palissandro, noce, mogano, ebano ecc.).

In base alle proprietà meccaniche i legnami si classificano in:

• essenze tenere, facilmente lavorabili ma che si scalfiscono con facilità, come pioppo, betulla, tiglio ecc.;

• essenze dure, che resistono molto bene alle sollecitazioni esterne, non si scalfiscono facilmente e conferiscono un maggior pregio ai manufatti, come frassino, faggio, noce, rovere, ciliegio ecc.

Tutte le essenze sono soggette, a volte, a malformazioni naturali che possono comprometterne l’utilizzo e la lavorazione. Si considerano difetti del legno:

• la cipollatura, ossia la formazione di distacchi tra le fibre attorno agli anelli di accrescimento;

• l’eccentricità, quando il midollo è spostato verso l’esterno, anziché essere al centro;

• le fenditure, cioè i distacchi delle fibre in modo radiale, dalla corteccia verso il midollo;

• i nodi, ovvero le deformazioni dovute al mancato sviluppo dei rami.

6.4 La produzione del legname

Il ciclo produttivo del legno ha inizio subito dopo il taglio delle piante, che avviene nei boschi. Prosegue poi nelle segherie, dove i tronchi subiscono delle lavorazioni per essere trasformati in prodotti semilavorati da inviare alle varie industrie o per la lavorazione artigianale.

1 Abbattimento

Il taglio, o abbattimento della pianta, viene generalmente eseguito nella stagione invernale, quando l’attività vegetativa è minima. Si usano motoseghe manuali o speciali macchine montate su trattori, dotate di braccio meccanico e cesoie.

2 Sramatura e depezzatura

Al taglio seguono la sramatura, cioè l’eliminazione dei rami, e la depezzatura o troncatura, che consiste nella riduzione del tronco a misure standardizzate per agevolarne il trasporto. Spesso la sramatura avviene prima dell’abbattimento, per non danneggiare le altre piante.

3 Trasporto

I tronchi vengono trasportati alla segheria per mezzo di camion, vagoni ferroviari oppure, dove possibile, per via fluviale, immergendoli in acqua.

4 Scortecciatura e lavaggio

Arrivati in segheria, i tronchi vengono scortecciati. La corteccia, assieme ad altri scarti, viene macinata e ridotta in chip che verranno riciclati. Per evitare la proliferazione di batteri e funghi, che lo rovinerebbero, il legno viene lavato immergendolo in vasche con acqua o tramite getti di vapore a 100 °C.

5 Segagione

Il taglio dei tronchi viene effettuato con la sega a nastro o con macchine multilame. Con la sega a nastro, dopo aver tolto lo sciavero, si taglia la parte più esterna del tronco, una tavola per volta. È così possibile controllare eventuali difetti o imperfezioni. L’uso della multilame, invece, permette di trasformare tutto il tronco in tavole di uguale spessore.

6 Stagionatura

Mediante questo processo, detto anche essiccatura, il legno cede all’ambiente la propria umidità.

La stagionatura naturale si esegue lasciando, per uno o più anni, il legname all’aperto, disposto in cataste. Queste sono coperte da tettoie per proteggere il legname dal Sole e dalla pioggia e sono posizionate in modo da favorire la ventilazione.

La stagionatura artificiale si realizza mettendo il legname all’interno di locali riscaldati con aria calda. Il processo dura alcuni giorni.

Sciavero

La prima tavola ottenuta dal taglio del tronco. Presenta una faccia interna piatta e una esterna curva.

Chip Piccoli trucioli o pezzetti di legno triturati.

CLIL

Legname: timber

Massello: solid wood

6.5 I derivati del legno

Il legname ricavato direttamente dal tronco dell’albero è detto massello. Oggi, però, il suo utilizzo è stato ampiamente superato da quello dei pannelli in legno trasformato, ottenuti grazie ai rami e agli scarti della lavorazione dei tronchi.

Le moderne tecnologie consentono di trasformare il legname di piccole dimensioni, o di scarsa qualità, in fogli (sfogliati, tranciati), in listelli, oppure in trucioli o fibre. I semilavorati ottenuti sono poi uniti tra loro, o impastati, grazie a collanti molto tenaci. La bassa qualità estetica dei pannelli che ne derivano è «nascosta» sotto uno strato sottile di legno pregiato chiamato piallaccio. Questi prodotti si chiamano impiallacciati. I piallacci si ottengono facendo ruotare sul proprio asse il tronco, reso cilindrico, contro una lama affilatissima chiamata sfogliatrice, che lo riduce a un foglio continuo. Oppure si ottengono tramite la tranciatura, realizzata bloccando il tronco mentre una lama, detta coltello, lo riduce in singoli fogli, la cui larghezza varia in base alle dimensioni del tronco. Per effettuare queste operazioni è necessario che il tronco sia reso morbido con il vapore.

SFOGLIATURA

Una lama affilatissima sfoglia il tronco di legno.

I rulli fanno ruotare il tronco di legno.

I principali pannelli

Tronco di legno

TRANCIATURA

Oggi le industrie hanno a disposizione pannelli più economici del massello, ma altrettanto resistenti, che necessitano di minor manutenzione e che sono in grado di adattarsi alle diverse esigenze produttive. Vediamone qualcuno.

Compensato: si ottiene incollando, a caldo o a freddo, tre fogli sottili di legno. Per aumentarne la resistenza, lo strato centrale viene disposto con le fibre nella direzione opposta e in modo perpendicolare rispetto agli altri due strati. I due fogli esterni possono essere due piallacci di essenze pregiate.

Eventuale piallaccio con essenze pregiate

Piallaccio con essenze poco pregiate

Piallaccio

Piallaccio

Lama

Multistrato: è un semilavorato che si ottiene con la sovrapposi zione di più strati di legno sfogliato, incollati tra loro con le fibre incrociate per migliorarne la resistenza alla flessione. Per la sua facilità di lavorazione e per le sue caratteristiche di resistenza è usato nell’industria del mobile e nelle lavorazioni artigianali. In commercio si trova allo stato grezzo, impiallacciato, laccato e con finiture varie.

Eventuale piallaccio con essenze pregiate

Paniforte: è un pannello ottenuto incollando tra loro dei listelli di legno a sezione quadrata o rettangolare, che ne formano l’anima, rivestiti con due fogli di piallaccio che possono essere di legno pregiato. Il prodotto così ottenuto non si deforma e si presta molto bene alla fabbricazione di porte, tavoli e mobili in generale.

Tamburato: è formato da un telaio in legno massello e da una struttura interna in cartone pressato a nido d’ape. Due fogli di compensato o laminati chiudono la struttura. Il pannello risulta leggero e resistente, non si deforma e viene usato per la fabbricazione di porte e ante di mobili.

Truciolato: si ottiene riducendo rami e scarti di lavorazione in piccoli trucioli di legno poco pregiati. Questi, dopo essere stati impastati con una resina collante, vengono stesi e compressi in casseforme. La sua versatilità e il basso costo ne fanno un prodotto molto usato sia allo stato naturale sia ricoperto con piallacci di essenze pregiate o laminati. Con lo stesso procedimento si ottiene il pannello OSB, formato da scaglie di legno incrociate per conferire una maggiore resistenza.

MDF (fibra a media densità): è un pannello costituito da una finissima fibra di legno mista a un materiale collante resinoso, il tutto adeguatamente pressato. Ricorda il truciolato, ma si differenzia per la facilità di lavorazione della superficie. La compattezza uniforme delle fibre lo rende un materiale omogeneo; può essere facilmente verniciato, laccato, impiallacciato o rivestito con laminati plastici colorati. Viene usato nella costruzione di mobili.

Lamellare: si tratta di un insieme di listelli incollati e pressati tra loro, con i quali si realizzano travi e tavole. Risulta molto resistente alla flessione e viene utilizzato soprattutto per costruire grosse strutture portanti, come i ponti e le coperture degli impianti sportivi, con grandi luci e prive di pilastri.

Piallacci con essenze poco pregiate

Piallaccio

Listelli massicci di legno poco pregiato

Anima a nido d’ape di cartone Intelaiatura di legno

Piallaccio

Piallaccio

Piallacci

Trucioli di legno e resina

Fibre di legno e resina

Listelli

Trattamento ignifugo

Trattamento al quale viene sottoposto un materiale per impedirne o limitarne la combustione.

6.6 Gli impieghi del legno

Anche se oggi l’industria ha a disposizione moderne materie prime per ottenere i suoi prodotti, il legno resta un materiale molto utilizzato e soprattutto versatile, ossia che può essere applicato in svariati ambiti. Analizziamone alcuni.

Edilizia

Questo materiale ha, tra i suoi pregi, quello di possedere una buona elasticità e di essere un ottimo isolante termico oltre che acustico. Molti architetti usano il legno anche per realizzare le strutture portanti, ovvero travi o assi di legno incollate, incastrate o avvitate tra loro, oltre che per le finiture estetiche degli interni. Inoltre viene adoperato nella costruzione degli edifici antisismici. Occorre ricordare, però, che il principale difetto del legno è la sua infiammabilità, per questo motivo spesso deve essere sottoposto a trattamenti ignifughi.

Il parquet è una pavimentazione composta da legno massello con spessore di 10-22 mm, oppure ottenuta dall’assemblaggio di singoli elementi di legno nobile con spessore di 2,5 mm.

VERSO IL FUTURO

Il super legno

Arredamento

L’Italia è leader tra i produttori europei di arredi. In questo settore il legno è sicuramente il materiale più utilizzato. Per tavoli e sedie si usa il legno massello, mentre, in genere, gli altri mobili sono fabbricati con semilavorati impiallacciati, dai costi inferiori. Per i mobili da giardino si utilizzano legnami molto resistenti provenienti da alberi a legno duro, come il teak o la quercia.

Industria navale

Il legno ha il grande vantaggio di galleggiare e non arrugginisce, a differenza dei metalli, a contatto con l’acqua. Al tradizionale impiego del legno massello, si è affiancato quello del compensato marino e del lamellare incrociato, utilizzati per realizzare interni e arredi, paratie, sottofondo dei ponti e cabine sia su motoscafi sia per grandi navi.

I ricercatori e le ricercatrici dell’università del Maryland, negli Stati Uniti, sono riusciti, con particolari interventi fisico-chimici, ad apportare profonde modifiche alla struttura originaria del legno, ottenendo un materiale duro e resistente come l’acciaio

Il processo utilizzato consiste nell’eliminare la lignina dal legno per poi sottoporlo a un trattamento con il calore e a una lunga compressione che permette di consolidare i legami chimici, rendendolo più resistente. Sostituendo la lignina con polimeri sintetici si può ottenere addirittura una trasparenza simile a quella del vetro.

Industria musicale

Per la realizzazione di strumenti musicali come chitarra, pianoforte, oboe, violino, viola, si utilizzano legni di primissima scelta, con caratteristiche meccaniche particolari: la qualità della materia prima è infatti fondamentale per ottenere un buon prodotto.

Industria cartaria

Fa un largo uso di legno tenero per l’estrazione di pasta di legno e pasta di cellulosa.

6.7 Sostenibilità e riciclo

Il riciclo del legno è fondamentale sia per l’equilibrio ambientale sia per il risparmio delle risorse boschive, preziose per la vita del nostro pianeta. È importante anche prestare attenzione alla provenienza del legno; esistono numerose organizzazioni che si occupano di certificarne la sostenibilità della produzione, attraverso i marchi FSC e PEFC.

RICICLO DEL LEGNO

2 Altri scarti più voluminosi provengono dalle industrie e dalla demolizione di edifici: travi, porte, finestre, pavimenti, mobili, scarti di lavorazione di mobilifici, pallet ecc.

1 Il legno da riciclare (imballi, cassette di frutta e verdura, piccoli mobili, ramaglie provenienti dalla potatura o dall’abbattimento di alberi ecc.) viene raccolto in apposite isole ecologiche.

6 I pannelli vengono utilizzati per realizzare nuovi mobili.

Gli scarti industriali della lavorazione del legno vergine (segature, rifili, rimanenze da tagli) possono essere impiegati nella produzione di pasta di cellulosa per le industrie cartarie e blocchi di legno-cemento per il settore edile. Quando il legno non è adatto al riciclo viene inviato agli impianti di termovalorizzazione e utilizzato per produrre calore ed energia elettrica; si tratta di un processo non ripetibile, dato che la materia viene eliminata. AGENDA

3 Gli scarti vengono portati nei centri di trasformazione. Qui subiscono una prima fase di triturazione grossolana e un lavaggio per eliminare impurità e corpi estranei minori, come chiodi o sassolini; quindi vengono ridotti in chip.

4 I chip di legno vengono trasformati, a seconda della tipologia, in altri prodotti: pellet, pasta di cellulosa, compost.

5 Oppure i chip sono utilizzati per la produzione di pannelli di legno.

Con i chip, una volta amalgamati con resine e pressati, si producono pannelli di legno impiegati per la costruzione di mobili e rivestimenti e pellet per alimentare stufe.

LEGNO

I VANTAGGI

• Garantisce alti livelli di salubrità.

• È leggero e flessibile, per cui si adatta bene alle sollecitazioni sismiche.

• Se trattato, dura per secoli.

• Ha buone caratteristiche estetiche e funzionali.

• È un ottimo isolante acustico, termico ed elettrico.

• È facile da riciclare.

• Ha una buona lavorabilità.

GLI SVANTAGGI

• Assorbe facilmente l’umidità.

• È soggetto al ritiro in estate e a rigonfiamento in inverno.

• Nel tempo va incontro a un deterioramento biologico e all’attacco di funghi e muffe.

• Non consente costruzioni oltre i quattro piani.

• Necessita di manutenzione, controlli periodici e trattamenti chimici per la protezione dagli agenti atmosferici.

Il materiale e le sue caratteristiche

Il legno è un materiale vegetale rinnovabile che si ricava dal tronco e dai rami degli alberi È un materiale resistente, è un isolante acustico e termico, assorbe l’umidità, è infiammabile e ha una straordinaria capacità elastica.

Il tronco e la sua struttura

Il tronco è la parte più importante dell’albero, ha una forma cilindrica e viene facilmente trasformato in legname. Ha una sua struttura: all’esterno c’è la corteccia, che ha una funzione di protezione, verso l’interno si trovano l’alburno (il legno di nuova formazione) e il durame (lo strato più duro).

Classificazione e difetti

Il termine essenze indica le diverse tipologie di piante presenti in natura e, di conseguenza, il tipo di legno che da esse si ricava

Le essenze si distinguono in base alla durezza e alla zona di provenienza: i legni teneri si lasciano scalfire facilmente, i legni duri sono molto resistenti. Il legno può presentare difetti, spesso dovuti a malformazioni naturali, che ne possono compromettere l’utilizzo.

La produzione del legname

La produzione del legname inizia con il taglio della pianta nel bosco e il successivo trasporto alla segheria. Qui si procede alla scortecciatura e alla segagione per trasformare il tronco in tavole; segue poi la stagionatura per far evaporare l’acqua.

A questo punto, le tavole sono vendute alle falegnamerie o alle industrie.

I derivati del legno

I legni derivati sono i semilavorati ottenuti impiegando diverse parti dell’albero

Il piallaccio è un sottile foglio continuo di legno che si ottiene facendo ruotare il tronco contro una lama. I piallacci vengono poi incollati e pressati tra loro ottenendo compensati e multistrati; con l’aggiunta di listelli di legno si producono paniforti e tamburati; con i trucioli di legno miscelati con colle si hanno i truciolati e l’MDF.

Gli impieghi del legno

Il legno è utilizzato principalmente nel settore edile: per realizzare le strutture portanti e per le finiture estetiche degli interni. L’industria navale usa soprattutto il legno massello; l’industria musicale impiega legni di prima scelta per strumenti come chitarre e violini; l’industria cartaria estrae dal legno la cellulosa.

Sostenibilità e riciclo

Il legno da riciclare viene raccolto nelle isole ecologiche e poi ritrasformato in semilavorato per la produzione di pannelli, con cui si realizzeranno nuovi mobili. Con la parte non riciclabile si produce il pellet, combustibile per le stufe.

Esercizi

1. Indica se le seguenti affermazioni sono vere o false.

1. Il legno ha avuto un ruolo importante nello sviluppo delle civiltà. V F

2. Il legno è una risorsa non rinnovabile. V F

3. La lignina e la cellulosa sono delle sostanze che compongono il legno. V F

4. La conoscenza delle proprietà del legno è importante ai fini del suo utilizzo. V F

5. Il ritiro e la dilatazione sono proprietà tecnologiche. V F

6. Il legno è un isolante termico. V F

7. La fendibilità è una proprietà tecnologica del legno. V F

2. Collega ogni parte del tronco alla definizione corretta.

1. Corteccia a. È la parte più vecchia del tronco.

2. Midollo b. È lo strato più superficiale formato da cellule morte.

3. Durame c. È la parte di legno di recente formazione.

4. Alburno d. È la parte centrale del tronco.

3. Scegli l’alternativa corretta.

1. I legnami a essenza tenera si scalfiscono con:

A facilità B difficoltà

2. Il faggio e il ciliegio sono legnami a essenza:

A dura B tenera

3. I legni esotici provengono da zone:

A tropicali B fredde

4. Tutte le essenze sono soggette a malformazioni:

A antropiche B naturali

5. L’eccentricità si ha quando il midollo è spostato verso:

A il centro B l’esterno

4. Metti in ordine le fasi di produzione del legname. sramatura e depezzatura – abbattimento – trasporto –segagione – stagionatura – scortecciatura e lavaggio

1. 2. 3. 4.

5. Sottolinea l’alternativa corretta tra le due proposte.

1. Il legname ricavato direttamente dal tronco è detto pannello /massello.

2. La sfogliatura è utilizzata per ricavare il piallaccio / compensato.

3. La tranciatura viene realizzata utilizzando una lama / lima.

4. Il pannello tamburato ha una struttura in cartone pressato a nido circolare /d’ape

5. L’MDF è un pannello costituito da tavole lamellari / fibra di legno

6. Completa le frasi scegliendo tra i termini seguenti. antisismico – carta – infiammabile – edilizia

1. Il legno è molto utilizzato in .

2. Il legno viene impiegato come materiale .

3. Il legno, essendo , deve essere sottoposto a trattamenti ignifughi.

4. L’industria della utilizza la cellulosa del legno.

7. Indica se le seguenti affermazioni sono vere o false.

1. Il riciclo del legno salvaguarda l’ambiente. V F

2. Nella prima fase del riciclo gli scarti del legno vengono bruciati. V F

3. Dal riciclo del legno si ottiene il massello. V F

4. I chip sono utilizzati per produrre dei pannelli.

V F

5. Il legno non adatto al riciclo viene inviato agli impianti di termovalorizzazione e utilizzato per produrre calore ed energia elettrica. V F

COMPETENZE DIGITALI

1. Effettuate una ricerca su internet sull’importanza che il legno ha avuto per il progresso della vita dell’essere umano e preparate una presentazione di sole immagini che illustrino il vostro lavoro.

2. Utilizzando un programma di presentazioni, spiegate:

- perché il legno viene considerato una risorsa rinnovabile; - quali benefici porta la presenza degli alberi sulla Terra; - le conseguenze del disboscamento sul pianeta.

Il settore secondario

La carta

La carta è un materiale ottenuto dalla lavorazione di milioni di  fibre di cellulosa e di sostanze minerali tenute insieme da collanti.

CLIL

Carta: paper

Cellulosa: cellulose

7.1 Il materiale e le sue caratteristiche

La carta è un supporto per la scrittura che ha contribuito a facilitare, in modo indiscusso, la divulgazione della cultura dei popoli di tutto il mondo e tuttora, nonostante gli strumenti tecnologici, rimane un valido mezzo per la comunicazione e l’informazione.

Si ottiene da una materia prima vegetale ed è un prodotto biodegradabile e riciclabile.

L’invenzione della carta risale a tempi molto antichi; venne inventata in Cina attorno al 105 a.C. in sostituzione della pergamena e, grazie agli scambi commerciali, la tecnica della fabbricazione di questo materiale arrivò in Europa e venne perfezionata da alcuni artigiani di Fabriano, che la resero più resistente agli attacchi dei microrganismi.

La maggior parte della carta prodotta industrialmente deriva da legno a essenza tenera: abete, larice, betulla, pioppo, pino; anche dalla canapa e dal lino si ricavano, però, grandi quantità di cellulosa. Nella vita quotidiana il termine «carta» si usa per indicare, oltre al foglio su cui scriviamo tutti i giorni, una vasta gamma di prodotti utilizzati in diversi campi. Il recupero e il riciclo di questo materiale consentono il risparmio del legno e, quindi, la salvaguardia del patrimonio forestale.

Proprietà fisico-chimiche

Grammatura: peso della carta, espresso in g/m2 .

Spessore: misura dello spessore del foglio, espressa in mm.

Igroscopicità: capacità di assorbire acqua o umidità.

Opacità: proprietà di non lasciarsi attraversare dalla luce.

Proprietà meccaniche

Resistenza alla trazione: capacità di resistere a due forze uguali e contrarie.

Resistenza allo strappo: capacità di resistere alla rottura per lacerazione.

Resistenza alla piegatura: scarsa capacità di opporsi alla piegatura (la carta è facilmente piegabile, il cartone meno).

CARTA SOSTENIBILE

Proprietà tecnologiche

Lisciatura: capacità di assumere un aspetto ruvido, liscio, satinato.

Stampabilità: capacità di assorbire prodotti per la stampa. Collatura: proprietà che migliora la scrivibilità del foglio.

AGENDA 2030

Acquistare un prodotto di carta o cartone proveniente da foreste che non siano state tagliate illegalmente o in violazione dei diritti civili di chi lavora è molto importante. Anche per la carta, così come per il legno, esistono marchi (FSC e PEFC) che certificano che la carta è stata realizzata con materie prime provenienti da foreste dove sono rispettati rigorosi standard ambientali, sociali ed economici.

7.2 La produzione delle paste di cellulosa

Per poter estrarre la cellulosa dal legno si utilizzano modalità differenti che possono influenzare la qualità e le prestazioni della futura carta. I sistemi più utilizzati sono quello meccanico e quello chimico

Sistema meccanico

In questo sistema si sottopone il legno scortecciato all’azione abrasiva di una mola rotante che, in presenza di acqua, lo sfibra, creando un impasto a cui viene sottratta gran parte della lignina, la sostanza che rende duro il legno.

Si ottiene in questo modo la pasta meccanica, di colore paglierino scuro, che presenta il vantaggio di sfruttare al 95% il legno; la qualità, però, risulta scadente. Trattando chimicamente questa pasta si riesce a eliminare la lignina residua, ottenendo così la pasta semi-chimica.

Sistema chimico

All’interno di grossi recipienti, chiamati autoclavi, i chip di legno vengono fatti bollire insieme a sostanze chimiche che staccano tutta la lignina, permettendo di eliminarla. Il prodotto così ottenuto, chiamato pasta chimica o pasta di cellulosa, subisce solitamente un processo di sbiancatura, che può avvenire con l’ossigeno, il cloro o l’acqua ossigenata, per renderlo più bianco. Il cloro ha sempre dato ottimi risultati, ma è molto inquinante; si preferisce, quindi, usare l’acqua ossigenata, che migliora anche la qualità della carta.

PASTA PER CARTA

Pasta meccanica

Pasta chimica

Mola rotante

Strumento in grado di levigare o tagliare i diversi materiali.

I maggiori produttori di legna e cellulosa per carta sono i Paesi scandinavi e il Canada.

Trucioli di legno

In autoclavi, recipienti ad alta pressione, le scaglie vengono bollite a 150 °C con prodotti chimici per eliminare la lignina.

I tronchetti di legno scortecciati vengono sfibrati tramite lame.

Il composto viene filtrato, sbiancato e lavato.

La pasta viene filtrata, raffinata, quindi resa più fine, sbiancata e lavata.

Viene poi tolta l’acqua (disidratazione).

Si ottiene la pasta meccanica.

Viene poi tolta l’acqua (disidratazione).

Si ottiene la pasta di cellulosa. Confezionata in balle, viene venduta alle cartiere.

7.3 La produzione della carta

Partendo dalla cellulosa si arriva alla carta attraverso una serie di processi di lavorazione automatizzati, eseguiti da apposite macchine: l’impianto di produzione della carta viene chiamato macchina continua.

1 Magazzini della materia prima

Contengono le diverse paste per carta: pasta meccanica (A), pasta di cellulosa (B) e pasta semi-chimica (C).

4 Vasca di afflusso

Nella vasca di afflusso l’impasto, costituito per il 95% da acqua e per la percentuale restante da fibre, viene distribuito in modo uniforme sulla tela.

5 Rulli

L’impasto viene posto su una rete metallica mentre una serie di rulli fa avanzare il foglio. Le fibre di cellulosa rimangono sulla tela e l’impasto si compatta mentre l’acqua filtra verso il basso.

2 Raffinatore conico

Le materie prime vengono miscelate nel raffinatore conico. La pasta di cellulosa viene sminuzzata, in presenza di acqua. Le fibre, sotto l’effetto mescolante delle pale rotanti, si dispongono in modo disordinato intrecciandosi e aumentando la compattezza e la resistenza.

3 Impasto

Per migliorare la qualità della carta, all’impasto si aggiungono minerali in polvere, come caolino, talco o polvere di marmo, che conferiscono peso, opacità e stampabilità al prodotto finito. Infine si aggiunge una colla di origine animale o sintetica, che serve per tenere compatta la pasta e regolare l’assorbenza dell’inchiostro.

6 Seccheria

Nella seccheria il sottile foglio passa attraverso una serie di rulli riscaldati che lo privano dell’acqua restante.

LA BOBINA DI CARTA

La bobina può raggiungere una lunghezza di 10 km e una larghezza di 10 m. Viene tagliata trasversalmente in bobine di dimensioni inferiori, della larghezza di 1 o 2 metri, che vengono poi inviate ad altre cartiere più piccole, che si occupano di ulteriori processi di lavorazione.

CLIL

Macchina continua: paper machine

Bobina: paper reel

8 Patinatura

È un trattamento che si effettua nella calandra. Per rendere la carta più brillante, sul foglio viene stesa una patina, una miscela di pigmenti.

9 Bobina

Il foglio, che esce dalla macchina continua alla velocità di circa 2 chilometri al minuto, viene avvolto in una bobina.

7 Calandratura

Il foglio umido passa nella calandra, costituita da una serie di rulli che rendono la superficie liscia e lucida. La calandratura determina lo spessore finale del foglio e diminuisce la porosità della carta.

7.4 I tipi di carta e gli impieghi

La carta viene impiegata per molte necessità, che vanno dall’uso domestico all’uso industriale.

Carte per stampare

• Carta da stampa: viene usata nelle tipografie e litografie e si adatta ai vari inchiostri specifici per la stampa; è impiegata per realizzare giornali, dépliant, libri, carte geografiche.

• Carta per quotidiani: di qualità scadente, non contiene sostanze collanti.

• Carta patinata: grazie alla sua caratteristica di buona resistenza viene usata per libri e riviste.

Carte per disegnare e scrivere

• Carta da disegno: è prodotta con cellulosa pregiata, non contiene sostanze minerali e resiste molto bene alle cancellature. È impiegata anche per i lucidi da disegno.

• Carta da ufficio: è la carta utilizzata per stampanti, fotocopie, fax, buste.

• Carta per quaderni: viene realizzata con pasta di cellulosa ed è poco assorbente.

Carte per alimenti e imballaggi

• Carta da forno: è una carta oleata e resiste alle alte temperature.

• Carta accoppiata: si tratta di una carta per alimenti, dotata di una protezione in plastica.

• Carta paglia: è usata generalmente per avvolgere alimenti quali carni e salumi, accoppiata a un sottile foglio plastificato. Per fabbricarla si impiega la paglia di grano.

• Carta kraft o carta per pacchi: di colore marrone, è molto resistente ed economica. Viene utilizzata per sacchetti, buste della spesa, fogli per rivestire i pacchi.

• Carta di riso: è una qualità pregiata, ottenuta dalla pianta del riso; è molto resistente allo strappo e molto sottile, per questo viene impiegata per realizzare volumi di migliaia di pagine.

Carte speciali

• Carta assorbente: essendo priva di colla risulta molto assorbente e trova largo impiego nella realizzazione di fazzoletti e tovaglioli.

• Carta per uso domestico, igienico e sanitario: è usata per asciugamani, rotoli asciugatutto, lenzuola mediche.

• Carta per banconote: è di ottima qualità e molto resistente, presenta una filigrana ed è fabbricata esclusivamente dalla Zecca dello Stato.

• Carta decorativa, carta da parati, carta adesiva, carta per fotografia: si tratta di materiali accoppiati, che hanno un supporto di carta unito ad altre sostanze, come la plastica o la colla.

Cartoni

• Cartoni e cartoncini: hanno una struttura rigida e resistente e una grammatura più elevata della carta. I primi sono formati da due fogli spessi, incollati e distanziati da un foglio ondulato, e sono usati per realizzare scatole per l’imballaggio. Il cartoncino è utilizzato per biglietti da visita, flyer, cartellette, raccoglitori.

LA CARTA CRUSH

La carta Crush è un nuovo tipo di carta ecologica che si ottiene da scarti agroindustriali come mais, kiwi, uva, agrumi, ecc. Questi, opportunamente trattati, conferiscono una vasta gamma di colori e sostituiscono circa il 15% della cellulosa ottenuta dagli alberi, apportando benefici all’ambiente. Inoltre, grazie al loro riutilizzo, non costituiscono un aggravio per le discariche. Questo nuovo prodotto è molto utilizzato nel packaging e nella realizzazione di etichette, biglietti e cataloghi. AGENDA 2030

7.5 Sostenibilità e riciclo

Carta e cartoni non più utili diventano rifiuti che possono essere riutilizzati per ricavare nuova carta. La carta recuperata prende il nome di carta da macero, dalla quale, attraverso diversi processi, si ottiene la carta riciclata. L’utilizzo della carta da macero per produrre nuovo materiale comporta diversi vantaggi: si limitano il taglio di nuovi alberi e lo smaltimento nelle discariche, e si risparmiano acqua ed energia elettrica. Il riciclo ha inizio con la raccolta di tutti i prodotti a base di cellulosa, come gli imballaggi, i giornali, i quaderni, i libri, i cartoni ecc.

2 In questi centri il materiale viene separato dei corpi estranei.

1 La carta e il cartone provenienti dalla raccolta differenziata, dalla raccolta porta a porta dei Comuni e dalle isole ecologiche vengono portati presso i centri di raccolta.

4 Le balle di carta vengono acquistate dalle cartiere.

5 Le balle di carta vengono sminuzzate.

6 Il materiale viene immerso nell’acqua all’interno di uno spappolatore per ottenere un impasto.

7 Segue la depurazione, un processo mediante il quale le fibre, con l’ausilio di mezzi chimici o meccanici, vengono ripulite da residui di resine, collanti ed eventuali patinature.

8 Segue la disinchiostrazione, passaggio obbligato in quanto sia i quotidiani sia le riviste presentano alte percentuali di inchiostro di stampa, che deve essere eliminato per ottenere una pasta bianca, chiamata in gergo «pasta carta».

3 Il materiale filtrato viene compresso in balle.

9 La pasta carta proveniente dalla carta da macero viene utilizzata da sola, o mista a pasta carta vergine, e trasferita nella macchina continua per produrre nuove bobine di carta.

I VANTAGGI GLI SVANTAGGI

• È facilmente riciclabile.

• Deriva da materie prime rinnovabili.

• Concorre a soddisfare molte esigenze nella vita quotidiana.

• Assume un valore in funzione di ciò che rappresenta (per esempio assegni, banconote).

• È facilmente infiammabile.

• Una produzione non corretta favorisce la deforestazione.

• Producendola partendo dalla materia prima, si consumano molta energia e acqua.

• Nella produzione si usano sostanze chimiche inquinanti.

RICICLO DELLA CARTA

CARTA

Il materiale e le sue caratteristiche

La carta è un materiale ottenuto dalla lavorazione di milioni di fibre di cellulosa e di sostanze minerali tenute insieme da collanti. È un prodotto biodegradabile e riciclabile; il suo riciclo consente il risparmio di legno e, quindi, la salvaguardia delle foreste.

La produzione delle paste di cellulosa

Per poter estrarre la cellulosa dal legno si utilizzano modalità differenti; i sistemi più utilizzati sono quello meccanico e quello chimico.

Dal sistema meccanico si ottiene la pasta meccanica, di qualità scadente.

Dal sistema chimico si ottiene la pasta chimica, di qualità superiore.

La produzione della carta

La produzione della carta avviene con la macchina continua, un grande impianto in cui viene inserito un impasto costituito per il 95% da acqua e in minima parte da fibre di cellulosa e da altre sostanze per migliorarne le caratteristiche finali.

L’impasto passa poi in una lunga serie di rulli che dapprima lo compattano, poi lo asciugano e, se necessario, rendono il foglio lucido; quindi viene avvolto su una grande bobina.

La bobina, lunga fino a dieci chilometri, verrà tagliata secondo le lunghezze commerciali e venduta alle varie tipografie o industrie del settore.

I tipi di carta e gli impieghi

A seconda del tipo di impasto si possono ottenere diversi tipi di carta:

• la carta da stampa, sottile e con buona assorbenza agli inchiostri tipografici;

• la carta da disegno, prodotta con cellulosa di buona qualità;

• la carta per quaderni, poco assorbente;

• la carta per alimenti, resistente ai grassi;

• la carta per pacchi, resistente allo strappo;

• le carte speciali, come la carta per banconote, resistente all’usura nel tempo;

• i cartoni, rigidi e resistenti, impiegati nella produzione di scatole per l’imballaggio.

Sostenibilità e riciclo

La carta e i cartoni vengono raccolti dai Comuni e gestiti da centri specializzati che si occupano di recuperare le fibre di cellulosa per ottenere nuova carta.

Il recupero di carta e cartone e il successivo riciclo evitano il ricorso alle discariche e agli inceneritori. Permettono inoltre di risparmiare acqua ed energia elettrica rispetto alle quantità impiegate partendo da materie prime. Evitano, infine, il taglio di nuovi alberi da cui ricavare il legno da destinare al ciclo produttivo.

Esercizi

1. Scegli l’alternativa corretta.

1. La carta si ottiene da una materia prima di origine: A minerale B vegetale

2. La maggior parte della carta deriva dal legno a essenza:

A tenera B dura

3. Dalla canapa e dal lino si ricavano grandi quantità di: A lignina B cellulosa

4. Una delle proprietà tecnologiche della carta è:

A la stampabilità B l’opacità

5. L’igroscopicità è una proprietà: A fisico-chimica B meccanica

6. La carta è stata inventata: A in Cina B a Fabriano

2. Completa le frasi scegliendo tra i termini seguenti. scadente – sbiancatura – autoclavi – pasta meccanica –cellulosa

1. Dalla sfibratura del tronco si ottiene la

2. La pasta meccanica risulta di qualità

3. La pasta chimica si ottiene facendo bollire i chip in grossi recipienti chiamati

4. L’acqua ossigenata viene utilizzata nel processo di .

5. La pasta chimica viene anche chiamata pasta di .

3. Indica se le seguenti affermazioni sono vere o false.

1. Le materie prime vengono miscelate nel raffinatore conico.

2. Nell’impasto della carta si aggiungono dei minerali in polvere.

3. Nella seccheria la carta è sottoposta a getti di vapore.

4. La calandratura determina lo spessore finale del foglio di carta.

5. La patinatura serve per rendere la carta opaca.

6. Nella macchina continua i rulli hanno la funzione di mescolare l’impasto.

COMPETENZE DIGITALI

V F

V F

V F

V F

V F

V F

4. Scegli l’alternativa corretta.

1. Le calandre della macchina continua sono rulli che:

A impastano la cellulosa B lisciano il foglio

C spappolano la cellulosa D sfibrano il foglio

2. La carta viene prodotta tramite la macchina:

A estrusiva B continua

C stampatrice D sbiancante

5. Scegli l’alternativa corretta.

1. La carta patinata viene utilizzata per:

A quotidiani B riviste

2. Le fotocopie e le buste si ottengono utilizzando la carta da:

A ufficio B disegno

3. La carta kraft è:

A resistente B pregiata

4. Fazzoletti e tovaglioli vengono prodotti usando la carta:

A decorativa B assorbente

5. Le banconote sono realizzate con un tipo di carta:

A speciale B commerciale

6. La carta decorativa è un materiale che può essere accoppiato ad altre sostanze tra cui:

A la plastica B i metalli

6. Indica se le seguenti affermazioni sono vere o false.

1. La carta e i cartoni possono essere riciclati. V F

2. Il riciclo della carta non limita il taglio di nuovi alberi. V F

3. Il riciclo della carta concorre al risparmio di acqua ed energia elettrica. V F

4. I prodotti commerciali a base di cellulosa non possono essere riciclati. V F

5. La disinchiostrazione è un processo industriale che elimina l’inchiostro della carta. V F

6. La carta da macero non viene utilizzata per il riciclo. V F

7. Durante la fase di riciclo le balle di carta vengono sminuzzate. V F

1. Effettuate una ricerca su internet per approfondire lo sviluppo storico della carta. Preparate quindi una presentazione con immagini o video da presentare alla classe.

2. Effettuate una ricerca su internet sui risvolti negativi che il consumo della carta arreca all’ambiente. Realizzate una presentazione del lavoro, utilizzando grafici e immagini che troverete in rete.

Il vetro è il prodotto della fusione della silice e di altri elementi che, solidificandosi, conferiscono la caratteristica della trasparenza.

8.1 Il materiale e le sue caratteristiche

Il vetro è un materiale caratterizzato dalla trasparenza e utilizzato da sempre in numerosi ambiti, da quello industriale a quello artistico.

Secondo la tradizione storica, il vetro fu scoperto dai Fenici circa 3000 anni prima di Cristo, in maniera abbastanza casuale. Per certo si sa che ha avuto una lunga storia con continue innovazioni apportate dai vari popoli.

Il vetro, dal punto di vista chimico, è un materiale inerte, ovvero rimane inalterato quando viene a contatto con altre sostanze o agenti biologici, tranne nel caso di alcuni acidi. Grazie a questa specifica caratteristica si contraddistingue come miglior materiale nel settore della conservazione alimentare perché non altera chimicamente gli alimenti.

È considerato anche un materiale «eterno» in quanto è riciclabile all’infinito e rappresenta perfettamente il concetto di economia circolare.

Proprietà fisico-chimiche

Conducibilità termica ed elettrica: capacità di opporre resistenza al passaggio della corrente e del calore (il vetro è un isolante).

Trasparenza: proprietà di un corpo che si lascia attraversare dalla luce.

Proprietà

meccaniche

Resistenza alla trazione: scarsa capacità di sopportare la trazione.

Resistenza alla compressione: ottima resistenza se sottoposto a compressione.

Resistenza all’abrasione: buona capacità di resistere alle scalfitture.

Fragilità: non sopporta gli urti.

VERSO IL FUTURO

Il vetro pieghevole

Proprietà tecnologiche

Fusibilità: proprietà di fondere se sottoposto a 1 500 °C.

Duttilità: capacità di farsi ridurre in fili. Malleabilità: capacità di farsi ridurre in sottili lastre.

Temprabilità: capacità di acquistare maggiore durezza se sottoposto a tempra, cioè a cicli di riscaldamento e raffreddamento.

Negli ultimi anni sono sbarcati sul mercato gli smartphone pieghevoli, che hanno uno schermo realizzato con vari materiali plastici. A questo proposito è stato sviluppato un tipo di display, denominato Ultra Thin Glass, che è composto da un vetro dallo spessore di circa 100 micron (mi lionesimi di millimetro) a cui è stata applicata una pellicola protettiva in plastica. Al momento questa tecnologia è la più evoluta tra quelle in commercio, ma non è perfetta; questo tipo di vetro, infatti, è estremamente delicato e, per essere flessibile e più resistente, necessita dell’aggiunta di uno strato di materiale plastico. Realizzare un vetro così sottile, e al tempo stesso resistente, è un’impresa molto difficile e costituisce una sfida per il futuro.

CLIL

Vetro: glass

8.2 La produzione del vetro

Le materie prime

La materia prima per fabbricare il vetro è la silice, un ossido di silicio che in natura si trova nelle rocce contenenti quarzo e viene estratta nelle cave di quarzite.

La produzione del vetro inizia preparando una miscela, composta prevalentemente di sabbia silicea a cui si aggiungono altri materiali:

• fondenti, per facilitare la fusione (carbonato di potassio oppure ossido di sodio);

• stabilizzanti, per impedire al vetro di perdere la trasparenza;

• soda, per rallentare la solidificazione della massa fusa;

• ossidi metallici, per ottenere una particolare colorazione;

• rottami di vetro, per favorire la fusione ed evitare l’utilizzo di materie prime.

La lavorazione del vetro

Silice: silica

Stampaggio: molding

Float

Lastre di vetro sottile, usate prevalentemente in edilizia come vetro per le finestre.

Tutti gli elementi che costituiscono la miscela del vetro, detta anche carica, prima di entrare nel forno di fusione vengono frantumati finemente per ottenere un prodotto omogeneo. La carica, portata a una temperatura di 1 300 °C, inizia a fondere assumendo una consistenza pastosa, ma solo a 1 500 °C raggiunge il punto ottimale di fusione per la lavorazione. Durante il processo di fusione, che dura mediamente 24 ore, la carica sprigiona dei gas che formano delle bolle. Queste devono essere eliminate perché creano imperfezioni e determinano scarsa resistenza nei prodotti finiti.

La lavorazione industriale del vetro avviene utilizzando diversi metodi.

• Stampaggio: la massa ancora fusa viene messa in uno stampo e sottoposta a pressione, per cui è costretta a occupare tutti gli spazi vuoti dello stampo. Con questa tecnica si creano oggetti vari per l’arredamento.

• Pressatura-soffiatura: in uno stampo viene fatta cadere una goccia di materiale fuso, che viene poi sottoposta a un soffiaggio forzato in modo da far aderire il materiale su tutta la parete cava, lasciando la parte interna vuota. Con questo metodo si producono bottiglie e buona parte degli oggetti cavi.

• Float glass: cioè vetro galleggiante, è il metodo più usato per ottenere il vetro piano.

PRESSATURA-SOFFIATURA

1 Una goccia di pasta vetrosa, di dimensioni calibrate, viene fatta cadere in uno stampo. Si forma il collo della bottiglia.

2 Lo stampo viene aperto; un braccio meccanico trasporta la goccia di vetro con il collo formato in un altro stampo.

3 Lo stampo viene chiuso e viene immessa dell’aria.

La pasta vetrosa si espande aderendo contro le pareti dello stampo.

4 Lo stampo viene aperto, la bottiglia estratta e posta su un nastro trasportatore.

5 Le bottiglie entrano in un tunnel chiamato di ricottura, dove vengono raffreddate lentamente a temperatura ambiente.

CLIL

SISTEMA FLOAT GLASS

2 Le materie prime, finemente macinate, sono poste nel forno.

3 Fusione

Il forno viene portato a una temperatura di 1 300 °C; il materiale inizia a fondere e diventa pastoso.

4 Affinazione e formatura

Una volta fuso, il vetro viene fatto colare su un bagno di stagno fuso. Qui si spande e forma una lastra piana e uniforme.

5 Ricottura

La lastra di vetro viene fatta passare in un tunnel, chiamato forno di ricottura, dove viene raffreddata molto lentamente.

1 Silos contenenti le materie prime

8 Controllo

Una macchina elettronica verifica le caratteristiche di dimensione, forma, spessore e integrità di ogni prodotto. I pezzi non conformi agli standard prefissati sono scartati e avviati alla frantumazione per essere nuovamente fusi.

6 Taglio

Una volta raffreddata, la lastra viene tagliata in altre lastre più piccole, nelle misure commerciali.

La finitura del vetro

Completato il processo produttivo, il vetro può essere sottoposto a ulteriori lavorazioni per esaltare determinate caratteristiche o per eliminare alcune imperfezioni.

• Molatura: una volta tagliate nelle dimensioni opportune, le lastre di vetro vengono sottoposte a molatura per evitare che la superficie dei bordi rimanga tagliente.

• Spianatura: è un’operazione di tipo meccanico che si effettua sulle superfici delle lastre per eliminare eventuali imperfezioni dai bordi.

• Foratura: per praticare fori nel vetro si utilizza un trapano con apposite punte diamantate, raffreddate con acqua.

• Lucidatura: ha lo scopo di rendere liscia e brillante la superficie vitrea, quando l’oggetto è finito. Il lavoro viene effettuato con acqua e speciali abrasivi molto fini.

• Sabbiatura: è un trattamento effettuato per opacizzare la superficie lucida del vetro e avviene con un getto, sotto forte pressione, di sabbia e acqua.

• Acidatura: si tratta di una tecnica basata sull’uso di un acido in grado di rendere la superficie satinata.

7 Tempra

Per aumentarne la resistenza, il pezzo finito viene prima portato a una temperatura di 700 °C, poi bruscamente raffreddato immergendolo in acqua fredda o esponendolo a correnti d’aria.

Macchina industriale per lavori di finitura del vetro.

8.3 I tipi di vetro e gli impieghi

Tanti tipi di vetro

In base alle proprietà che possiedono e secondo l’uso a cui sono destinati, si contano più di cinquanta tipi di vetro.

Il vetro comune

Il vetro comune è impiegato per la produzione di lastre e contenitori: bottiglie, bicchieri, vasi, oggettistica d’arredo e lampadari. Una delle sue caratteristiche è quella di offrire un’elevata inalterabilità chimica a contatto con gli alimenti e le bevande. In alcuni casi al vetro si aggiungono elementi che conferiscono una particolare colorazione.

Il cristallo

Il cristallo è un vetro caratterizzato dalla presenza di alte percentuali di piombo, che conferiscono all’oggetto una particolare brillantezza, oltre a una sonorità tipica. Si presenta con un taglio e una molatura che gli attribuiscono riflessi lucenti come quelli dei diamanti. Tra gli oggetti prodotti vi sono la cristalleria da tavola, vasi, lampadari e svariati manufatti artistici.

Il vetro Pyrex®

Il vetro Pyrex®, tecnicamente conosciuto come vetro borosilicato, è ottenuto con l’aggiunta di boro e silicati vari alla sabbia silicea. È un materiale molto duro, capace di resistere agli sbalzi di temperatura. Questa proprietà lo rende un materiale idoneo per la cottura in forno degli alimenti. Può essere usato anche nel forno a microonde o per congelare i cibi nel freezer.

I vetri termoisolanti

I vetri termoisolanti sono costituiti da due lastre di vetro mantenute a una distanza di 6-10 mm da una cornice. All’interno della cornice viene posto un gas isolante, costituito da aria o gas inerte. Il grado di isolamento termico dipende dallo spessore dei vetri, dalla quantità di isolante e dalla tenuta ermetica della struttura. Questi vetri trovano largo impiego nell’edilizia per la costruzione degli infissi, perché permettono un risparmio di energia oltre a proteggere gli ambienti interni dai rumori esterni.

Il vetro di sicurezza

Viene chiamato vetro di sicurezza quel vetro che, in caso di rottura, non rilascia frammenti pericolosi per le persone. Generalmente si ottiene incollando due lastre di vetro con una o più pellicole plastiche, in policarbonato o acrilico. Oltre a essere trasparente, questo vetro è dotato di grande elasticità e resistenza. In caso di urto il vetro si rompe, ma le lastre rimangono «incollate» alla pellicola di materiale plastico. È utilizzato come vetro esterno in edifici adibiti ad attività sportive, in scuole, ospedali, nelle vetrine dei negozi ecc. Il vetro di sicurezza temprato è ottenuto portando il vetro a circa 700 °C per poi raffreddarlo. In questo modo si ottiene un materiale molto resistente agli urti, usato per porte, ripiani di tavoli e box doccia, vetrate e vetri per autovetture.

CLIL

Cristallo: crystal

Altri impieghi del vetro

Il vetro artistico

Con l’introduzione di macchinari per l’attività industriale, verso la metà dell’Ottocento il metodo di lavorazione del vetro subì una profonda trasformazione. Questo, però, non modificò l’arte vetraria degli artigiani di Venezia, che continuarono a produrlo mantenendo inalterate le loro tecniche. Ancora oggi, il vetro viene lavorato con la canna da soffio: il materiale vetroso, reso fuso in un apposito forno, viene prelevato con la canna e soffiato a bocca. La lavorazione avviene utilizzando solamente delle pinze, la fiamma, esperienza e abilità. La fase di creazione dell’oggetto deve essere svolta velocemente per sfruttare la plasticità del vetro.

La lana di vetro

Lana di vetro: glass wool

Fibra ottica: optical fiber

Crogiolo Recipiente usato per fondere metalli, vetro ecc.

La lana di vetro è un prodotto ottenuto facendo passare la massa di vetro fusa, sotto forte pressione, attraverso un dispositivo detto filiera dotato di buchi con dimensioni di 1 µm (pari a 0,001 mm). Si ricava quindi una fibra minerale simile a ovatta.

I materiali in fibre di vetro trovano applicazione nel campo dell’edilizia come termoisolanti e fonoassorbenti, nel settore automobilistico come silenziatori nelle marmitte.

La fibra ottica

Un tipo particolare di fibre di vetro è rappresentato dalla fibra ottica, usata come guida di luce. Se si pone una sorgente di luce all’inizio della fibra, la luce si propaga lungo la fibra stessa. Trova grande impiego nel settore delle telecomunicazioni: il segnale elettronico viene convertito in segnale luminoso, trasportato attraverso fibre ottiche e, infine, riconvertito in segnale elettronico. Rispetto ai cavi di rame, la fibra ottica ha il vantaggio di trasportare un numero di informazioni enormemente superiore a parità di diametro; inoltre, non risente di interferenze elettriche e magnetiche.

Il vetro ottico

Il vetro ottico si ottiene miscelando al vetro privo di impurità il piombo, l’arsenico, il potassio e il boro. La miscela viene poi fusa a circa 1 500 °C dentro speciali crogioli in platino. La massa viene spianata per formare una lastra uniforme e quindi raffreddata.

A questo punto può subire la lavorazione di molatura, così da assumere la forma desiderata per produrre lenti per gli occhiali da vista, binocoli, telescopi, obiettivi per macchine fotografiche e microscopi.

I VANTAGGI

• Conserva le caratteristiche dell’eventuale alimento che contiene.

• È un materiale naturale che garantisce l’assoluta igiene.

• Può essere riciclato all’infinito.

• Viene smaltito facilmente con la raccolta differenziata.

• Permette l’ingresso della luce, dove necessario.

• L’uso contrasta l’inquinamento derivante dalla plastica.

GLI SVANTAGGI

• È molto pesante, quindi la movimentazione manuale risulta difficoltosa.

• È molto fragile e scarsamente resistente agli urti.

• Quando si rompe produce frammenti taglienti e pericolosi.

• Il costo dei contenitori in vetro è maggiore rispetto a quelli in plastica.

VETRO

CLIL

8.4 Sostenibilità e riciclo

Il vetro è il materiale riciclabile per eccellenza, perché mantiene inalterate tutte le sue proprietà anche dopo essere stato sottoposto a numerosissimi trattamenti di riciclo. Per riciclare il vetro è necessario procedere alla fase di raccolta, prestando molta attenzione a non unirlo a vetri contenenti pericolosi elementi tossici, come lampadine, tubi al neon, vetri delle finestre, vetro Pyrex®, vetro con etichetta «T» (tossico) o «F» (infiammabile). Questi ultimi, infatti, devono essere portati presso un’isola ecologica per essere trattati come RUP (Rifiuti Urbani Pericolosi). Dopo la raccolta differenziata effettuata in ambito domestico e industriale, il vetro segue diverse fasi per il riciclo.

RICICLO DEL VETRO

2 Cernita

Ha lo scopo di separare il vetro da ceramica, plastica e altri corpi estranei.

1 Raccolta

Il vetro da riciclare, recuperato con la raccolta porta a porta organizzata dai Comuni, oppure stoccato in appositi contenitori che per la loro forma vengono chiamati campane, viene raccolto da ditte specializzate.

6 Nuove bottiglie

3 Frantumazione

7 Uso e smaltimento

Dopo l’uso, il ciclo ricomincia con una nuova raccolta per un nuovo processo di riciclo.

I rottami di vetro vengono frantumati grossolanamente. La massa viene sottoposta a un trattamento di aspirazione per eliminare corpi leggeri come carta, alluminio, legno, e poi all’azione di un’elettrocalamita per eliminare eventuali corpi ferrosi sfuggiti alla cernita.

Aspirazione

Elettrocalamita

4 Macinazione

I rottami di vetro vengono macinati finemente.

Riciclare e utilizzare rottami di vetro per fabbricare nuovi oggetti ha numerosi vantaggi.

• Un minore impatto ambientale: non è infatti necessaria l’estrazione della materia prima (silice e altri minerali) in cave che deturpano il paesaggio.

• La riduzione dei consumi energetici: per la preparazione della materia prima occorre energia, che viene risparmiata se si parte da rottami di vetro; ciò significa che le fasi di lavorazione e trasformazione sono più economiche.

• La diminuzione delle emissioni di anidride carbonica nell’atmosfera: se si utilizza meno energia, si ha una riduzione della quantità di polveri e fumi di combustione emessi nell’aria.

• La riduzione della massa complessiva di rifiuti da smaltire nelle discariche.

• Un minore inquinamento del terreno e delle falde acquifere: bisogna ricordare che il vetro abbandonato nell’ambiente impiega circa 400 anni per decomporsi.

5 Fusione Il materiale già macinato viene mischiato alla materia prima (silice) e fuso per ottenere nuovi prodotti.

Il materiale e le sue caratteristiche

Il vetro è un materiale solido trasparente ottenuto dalla fusione della silice e di altri elementi. È un buon isolante elettrico e termico, è resistente alla compressione e all’abrasione ma è fragile, cioè non sopporta gli urti.

La produzione del vetro

La sabbia silicea impiegata per produrre il vetro viene estratta dalle cave. Alla sabbia silicea macinata finemente si aggiungono altre sostanze (stabilizzanti, fondenti) per migliorare la fusione, ottenendo una miscela detta carica. La carica viene portata a una temperatura di 1 300-1 500 °C, ottenendo una massa pastosa.

La lavorazione del vetro avviene principalmente con metodi industriali:

• con lo stampaggio si creano oggetti di arredamento;

• con la pressatura-soffiatura in uno stampo, soffiando aria all’interno, si producono bottiglie e oggetti cavi;

• con il float glass si produce il vetro piano, come lastre sottili.

Si procede poi con la finitura del vetro per esaltare determinate caratteristiche o per eliminare alcune imperfezioni (per esempio spianatura, foratura, lucidatura).

I tipi di vetro e gli impieghi

Esistono diversi tipi di vetro:

• il vetro comune, largamente impiegato nel settore alimentare grazie alla sua capacità di non alterare gli alimenti;

• il cristallo, che contiene alte percentuali di piombo che conferiscono brillantezza e sonorità tipica ed è usato nei settori industriale e artistico;

• il vetro Pyrex®, resistente agli sbalzi di temperatura e utilizzato per la cottura degli alimenti o per congelare i cibi nel freezer;

• i vetri termoisolanti e di sicurezza, incollati con lastre plastiche per evitare la formazione di schegge in caso di rottura e utilizzati negli edifici.

Come in passato, anche oggi la lavorazione artigianale del vetro artistico, praticata da abili artisti, si serve di pinze e canna da soffio per realizzare singoli oggetti d’arte.

Il vetro può essere ridotto in sottilissimi fili: l’ammasso di fibre che ne deriva è chiamato lana di vetro e trova impiego in edilizia come materiale isolante. Una particolare fibra di vetro è la fibra ottica, impiegata nel settore delle telecomunicazioni.

Sostenibilità e riciclo

Il vetro è il materiale riciclabile per eccellenza perché può essere riciclato moltissime volte.

Viene recuperato con la raccolta differenziata e ridotto in rottami macinati finemente e miscelati con nuove materie prime; infine vengono fusi per ottenere nuovi oggetti.

Esercizi

1. Indica se le seguenti affermazioni sono vere o false.

1. Il vetro è un materiale trasparente. V F

2. Il vetro è utilizzato solo in campo artistico. V F

3. Secondo la tradizione storica, il vetro fu scoperto dai Greci. V F

4. Il vetro è un materiale inerte. V F

5. La resistenza all’abrasione è una proprietà tecnologica del vetro. V F

6. La fusibilità è una proprietà fisico-chimica del vetro. V F

7. Il vetro è utilizzato in limitati ambiti industriali. V F

8. Alcuni acidi sono in grado di corrodere il vetro. V F

2. Individua l’intruso.

1. Quale materiale viene utilizzato per la produzione del vetro?

A silice

C ossidi metallici

B fondenti

D vetroresina

2. I metodi della produzione del vetro sono:

A flatting glass

B stampaggio

C pressatura-soffiatura D float glass

3. La tempra delle lastre di vetro si esegue con un:

A processo solare intermittente

B processo termico a una temperatura di 700 °C

C raffreddamento in acqua

4. Le lavorazioni di finitura del vetro sono:

A molatura

B foratura

C spigatura D lucidatura

5. Con la pressatura-soffiatura si producono:

A bottiglie

B vetro piano

C calici D ciotole

3. Scegli l’alternativa corretta.

1. I diversi tipi di vetro sono circa:

A 50 B 30

2. Il vetro comune è utilizzato per la produzione di:

A bottiglie B lenti ottiche

3. Il cristallo è un vetro che contiene alte percentuali di:

A zinco

B piombo

4. Il vetro che resiste a forti sbalzi di temperatura si chiama:

A Retinix B Pyrex®

5. I vetri termoisolanti sono generalmente costituiti da:

A una lastra di vetro B due lastre di vetro

6. Il vetro di sicurezza è utilizzato per:

A le vetrine B i lampadari

4. Indica se le seguenti affermazioni sono vere o false.

1. La canna da soffio si utilizza per produrre la fibra di vetro. V F

2. La plasticità del vetro viene sfruttata per creare oggetti artistici. V F

3. La lana di vetro trova applicazione nel campo dell’edilizia. V F

4. La fibra ottica è utilizzata nel campo delle telecomunicazioni. V F

5. Il vetro ottico contiene molto piombo e oro. V F

6. Il vetro di sicurezza, in caso di rottura, non rilascia frammenti. V F

7. La fibra di vetro trova applicazione come materiale fonoassorbente e termoisolante. V F

5. Completa il testo inserendo i termini seguenti. tossiche – Pericolosi – differenziata – Pyrex® – neon –ecologiche

La raccolta non comprende il vetro che è stato prodotto con sostanze per la salute. Infatti, il vetro dei tubi al e quello delle finestre, il vetro e altri tipi ancora devono essere portati presso le isole per essere trattati come RUP, cioè Rifiuti Urbani

6. Metti in ordine le fasi del riciclo del vetro. raccolta – fusione – uso e smaltimento – macinazione –cernita – frantumazione

DIREZIONE 2030

1. Quali sono i vantaggi ambientali del riciclo del vetro?

2. Spiegate perché i vetri sporchi di vernice o di colla non possono essere smaltiti negli appositi bidoni per il riciclo.

3. Documentate il motivo per cui i contenitori di vetro sono da preferire a quelli di plastica.

La ceramica

La ceramica è il prodotto di un impasto facilmente modellabile a base di argilla, acqua ed eventuali additivi sottoposto a cottura.

CLIL

Ceramica: ceramic

9.1 Il materiale e le sue caratteristiche

I materiali ceramici sono tra i più antichi usati dall’essere umano. Il ritrovamento di reperti storici, oltre a dimostrare come molte civiltà abbiano utilizzato vari tipi di manufatti in ceramica, ci permette di osservare quanto questi materiali siano resistenti nel tempo. Per produrli occorre l’argilla, una terra costituita essenzialmente da silice e allumina (ossido di alluminio). È il risultato della frantumazione e della decomposizione in particelle, durata milioni di anni, di un particolare tipo di roccia. Alcuni tipi di argilla, il cui componente principale è il caolino, vengono impiegati nella realizzazione delle ceramiche più pregiate (porcellane).

La caratteristica fondamentale dell’argilla è la plasticità, cioè l’attitudine a essere modellata in modo da conservare la forma fino al momento della cottura.

Le impurità presenti al suo interno ne determinano la colorazione, che può essere più o meno grigia o rossastra a seconda della quantità di ossidi ferrosi.

Proprietà fisico-chimiche

Igroscopicità: capacità di assorbire acqua o umidità.

Ritiro: capacità di perdere acqua con l’essiccamento.

Refrattarietà: capacità di resistere alle alte temperature.

IL RECUPERO DELLE CAVE DI ARGILLA

Proprietà meccaniche

Durezza: capacità di resistere bene agli urti.

Resistenza all’abrasione: capacità di resistere discretamente alle scalfitture.

L’estrazione dell’argilla è un’attività dal forte impatto ambientale perché causa molti danni al territorio. Per estrarla, infatti, sono necessari scavi molto profondi che, una volta abbandonati, possono diventare discariche non autorizzate. Inoltre l’argilla è molto friabile e può far franare le pareti dello scavo.

Per questi motivi la legge obbliga la ditta proprietaria dello scavo al ripristino del sito, una volta terminati i lavori. Questo può avvenire in diversi modi:

• convertendo il luogo dello scavo in terreno agricolo;

• trasformando il terreno in un lago artificiale o in un sito turistico;

• provvedendo alla piantumazione di alberi.

Proprietà tecnologiche

Plasticità: capacità di lasciarsi modellare e quindi deformare sotto l’effetto di una forza esterna.

Temprabilità: capacità di acquisire più resistenza se sottoposta ad alte temperature.

L’Eden Project, sito in Cornovaglia (Regno Unito), è un complesso botanico che ospita due delle più grandi biosfere al mondo. È stato ricavato nello spazio interno di una ex cava di argilla.

AGENDA 2030

9.2 La produzione della ceramica

Una volta estratta dalla cava, l’argilla viene lasciata solidificare all’aperto. In questa fase (stagionatura), che dura mediamente un anno, tutte le sostanze organiche a contatto con l’ossigeno dell’aria si decompongono. Quando necessario, l’argilla viene mescolata con acqua e posta in un turbodissolutore, che ha la funzione di sciogliere i sali minerali presenti nel materiale. L’argilla, resa quasi liquida, viene quindi filtrata per eliminare tutte le impurità più grossolane.

L’impasto

L’argilla viene convogliata in una vasca provvista di agitatore, che la mescola continuamente; è poi impastata con fondenti, che abbassano il punto di fusione, e sostanze smagranti, utili a diminuire la deformazione dovuta al ritiro durante la cottura. Segue la fase di modellazione dell’oggetto, eseguita manualmente o con l’ausilio di macchine.

La modellazione o foggiatura

L’argilla viene prelevata da cave superficiali mediante macchine per il movimento della terra, come pale meccaniche ed escavatori.

• Modellazione manuale: è la più antica lavorazione conosciuta ed eseguita dall’essere umano. Consiste nel plasmare l’argilla con le mani e con l’aiuto di piccoli strumenti per ottenere i manufatti. Oggi trova impiego solo nelle lavorazioni artistiche di un certo pregio.

• Modellazione a lastre: da un pane d’argilla, usando un filo, si tagliano lastre di spessore omogeneo e si stendono con un matterello. Successivamente, le lastre vengono tagliate con uno stampo oppure giuntate tra loro con l’aiuto di incisioni spalmate con barbottina.

• Modellazione a colombino: con i palmi delle mani si realizzano cilindretti simili a lunghi grissini, chiamati colombini. Questi vanno arrotolati uno sopra l’altro, uniti fra di loro e lisciati per ottenere una superficie compatta. Con questa lavorazione, di antica origine, si modellano soprattutto vasi e ciotole.

• Tornio rotante: è una lavorazione meccanica artigianale eseguita facendo ruotare, con l’ausilio di un motore o con la forza muscolare del piede, una piattaforma su cui è situata una massa di argilla. Con la sola abilità delle mani e l’uso di qualche strumento, essa viene modellata, ottenendo prodotti di forma tondeggiante come vasi e anfore.

• Colaggio: questo tipo di lavorazione è usato in campo artistico. L’argilla, resa liquida con acqua e un particolare fluidificante, viene fatta colare all’interno di uno stampo, generalmente di gesso, precedentemente preparato. Si attende che l’argilla secchi, poi lo stampo viene tolto e l’oggetto rifinito.

• Stampaggio: è un metodo utilizzato per quasi tutti i manufatti industriali o prodotti in serie. Si utilizza uno stampo diviso in due parti, che si incastrano tra di loro lasciando all’interno uno spazio vuoto. Dopo essere stato montato su una pressa meccanica, nello stampo viene posta l’argilla, che ha una consistenza abbastanza dura. Avvicinando le due parti dello stampo, l’argilla viene foggiata.

Barbottina Legante ottenuto dall’impasto di acqua e argilla in quantità variabili a seconda dell’uso.

SOSTENIBILITÀ E RICICLO

La ceramica è uno dei pochi materiali il cui rifiuto non è riciclabile per ottenere nuova materia prima. Quando si effettua la raccolta differenziata è sbagliato mettere la ceramica assieme al vetro, perché è sufficiente una minima quantità di ceramica per compromettere il processo produttivo del vetro riciclato. Questo perché la ceramica ha un maggiore punto di fusione, per cui rimane come impurità nella massa vetrosa, peggiorandone decisamente la qualità. Più che di riciclo bisogna quindi parlare di riutilizzo.

I rifiuti ceramici (piatti, vasellame, piastrelle ecc.) vanno smaltiti presso le isole ecologiche e saranno utilizzati, dopo un’adeguata triturazione, come fondo per le strade o per riempire vuoti che si creano durante le fasi di costruzioni edili.

Vetrificazione

Procedimento fisico-chimico che, mediante l’alta temperatura, fa assumere alla ceramica caratteristiche simili al vetro, come la brillantezza e la resistenza.

Impasto

• Argilla

• Sostanze smagranti

• Sostanze fondenti

Modellazione o foggiatura

L’impasto ottenuto è pronto per la modellazione eseguita manualmente o per la foggiatura con macchine.

L’essiccazione

Una volta modellato, il manufatto viene lasciato essiccare all’aria o in un ambiente riscaldato. Durante l’essiccazione le particelle d’acqua evaporano e l’oggetto subisce quindi una riduzione di volume, che varia a seconda della qualità di argilla utilizzata.

La decorazione

Una volta essiccata, l’argilla può essere decorata con incisioni.

La cottura

I manufatti vengono messi in un forno. La cottura, che avviene a una temperatura di circa 1 000 °C, completa il processo eliminando l’umidità residua: questo procedimento si conclude dopo molte ore e il prodotto così ottenuto prende il nome di biscotto. Durante la cottura la ceramica si indurisce in modo irreversibile. Il manufatto viene quindi lasciato raffreddare lentamente.

La finitura

A seconda della materia prima e del prodotto che si desidera ottenere, il manufatto viene sottoposto a un trattamento superficiale con apposite vernici trasparenti oppure con smalti colorati per rendere la ceramica impermeabile all’acqua e per impreziosirla. Fa eccezione la terracotta, che rimane allo stato grezzo.

Segue una seconda cottura in forno, in cui le vernici e gli smalti, per l’effetto della vetrificazione, si uniscono al supporto in ceramica.

Essiccazione

L’essiccazione, che può essere naturale o artificiale, serve a eliminare l’umidità dalle pareti esterne.

Cottura

La cottura completa il processo eliminando l’umidità residua.

Finitura

L’ultima fase è quella di finitura: il prodotto viene sottoposto a un trattamento superficiale.

9.3 I tipi

di ceramica e

gli impieghi

Le ceramiche sono classificate secondo il tipo di argilla impiegato, l’impasto, il rivestimento e la temperatura di cottura. Sono distinte in terracotta, terraglia, maiolica, porcellana e grès.

Terracotta. È la ceramica più conosciuta. Si ottiene cuocendo l’impasto, formato da argilla e acqua, a una temperatura di 950 °C circa. Il suo colore base è normalmente rossiccio e i prodotti finali risultano molto porosi. La produzione della terracotta, le cui origini si perdono nel tempo, ha sempre riguardato oggetti molto semplici d’uso quotidiano. Oggi la terracotta viene usata per vasi da fiori, anfore, giare.

Terraglia. Si tratta di una ceramica a pasta bianca ottenuta dal quarzo e dal feldspato; l’impasto viene cotto una prima volta a 900-1 100 °C per ottenere il biscotto e una seconda volta per fissare meglio lo smalto steso sulla superficie esterna. La terraglia, a sua volta, si divide in dura e tenera: si dice dura quando la cottura avviene a una temperatura di 1 200 °C, tenera quando la temperatura è di 1 050 °C.

Maiolica. Con questo termine si identificano le terrecotte trattate con un particolare smalto bianco o con vernici vetrose che ne assicurano una buona impermeabilizzazione. Tipiche sono le maioliche di Faenza, che prendono il nome dalla città di produzione. Si producono piatti, statue artistiche, piastrelle per l’arredamento, anfore e vasi, servizi da tè e da caffè, contenitori da cucina.

Porcellana. Si prepara usando materiali molto puri e finissimi come caolino, feldspato e quarzo, che vengono sottoposti a temperature di 1 300-1 400 °C, ottenendo così un biscotto compatto e bianco, sul quale viene passata una vetrina, ovvero una vernice di aspetto vetroso, che rende la superficie traslucida e molto levigata. Con questo procedimento si possono ottenere oggetti molto sottili e resistenti alle abrasioni. In campo industriale la porcellana è impiegata nel settore chimico per la particolare resistenza agli agenti chimici e in quello elettronico ed elettrotecnico per le proprietà isolanti, soprattutto come isolante per i fili dell’alta tensione.

Grès. È un prodotto realizzato con argilla che, cotta a temperature elevate, modifica la propria struttura divenendo molto resistente e compatta, senza la necessità di aggiungere smalti o altri coprenti.

I VANTAGGI

• Resiste molto bene alla corrosione.

• Trattiene il calore senza disperderlo.

• È un isolante elettrico.

• È adatta per la conservazione dei cibi.

• Si pulisce facilmente con acqua o con un normale detergente.

• Ha una lunga durata nel tempo.

GLI SVANTAGGI

• È un materiale particolarmente fragile.

• Si scheggia facilmente con gli urti.

• Se non appositamente trattata, non è adatta alla cottura degli alimenti nel forno o sul fuoco diretto.

• Gli arredi e il vasellame sono particolarmente pesanti.

• Non è riciclabile.

CERAMICA

Il materiale e le sue caratteristiche

La ceramica è un prodotto naturale che si ottiene dalla cottura di un impasto di argilla, acqua ed eventuali additivi.

L’argilla è il risultato della frantumazione e della decomposizione in particelle, durata milioni di anni, di un particolare tipo di roccia.

La caratteristica principale dell’argilla è la plasticità, cioè l’attitudine a essere modellata per conservare la forma fino al momento della cottura. Sotto l’effetto del calore, il materiale acquista una discreta consistenza, resistendo molto bene agli sbalzi di temperatura.

La produzione della ceramica

L’argilla viene estratta dalla cava e lasciata solidificare all’aperto; viene poi mescolata continuamente in una vasca dove all’impasto si aggiungono fondenti (per avere oggetti più compatti e abbassare il punto di fusione) e sostanze smagranti (per evitare il ritiro o la deformazione durante la fase di essiccazione e di cottura nel forno).

La fase di modellazione avviene:

• con le antiche tecniche artigianali, come la lavorazione a mano, il tornio rotante o il colaggio;

• con le macchine industriali fornite di uno stampo, che producono in serie l’oggetto con la forma prestabilita.

Seguono l’essiccazione all’aria per eliminare l’acqua ancora presente, la decorazione e una successiva cottura, a seguito della quale si chiamerà biscotto. Se necessario, a seconda del prodotto che si vuole ottenere, si procede con la finitura, un trattamento a base di vernici trasparenti o smalti e con un’ulteriore cottura per fissarli al supporto mediante il processo di vetrificazione.

La ceramica purtroppo non è riciclabile: va pertanto smaltita presso le isole ecologiche.

I tipi di ceramica e gli impieghi

In funzione della sua composizione e del tipo di cottura, la ceramica si divide in:

• terracotta, usata per vasi da fiori, anfore;

• terraglia, adoperata per vasellame, piatti, oggettistica varia;

• maiolica, impiegata per piatti, statue artistiche, piastrelle per l’arredamento, servizi da tè e da caffè;

• porcellana, molto pregiata e usata per servizi di piatti ma anche in campo industriale come isolante per tenere sospesi i fili dell’alta tensione;

• grès, adoperato per apparecchi sanitari e piastrelle.

Esercizi

1. Scegli l’alternativa corretta.

1. La ceramica si ottiene partendo da una base di:

A argilla B gesso

2. Il componente fondamentale dell’argilla è il:

A caolino B silicio

3. La caratteristica fondamentale dell’argilla è la:

A durezza B plasticità

4. La presenza di ossidi ferrosi nell’argilla ne caratterizza la:

A fragilità B colorazione

5. La refrattarietà è una proprietà:

A meccanica B fisico-chimica

6. La durezza è una proprietà:

A meccanica B tecnologica

2. Individua l’intruso.

1. L’argilla viene impastata con:

A fondenti

B sostanze smagranti

C indurenti

2. L’argilla viene modellata:

A manualmente

B con un computer

C con delle macchine

3. Sono metodi di modellazione dell’argilla:

A la modellazione a lastre

B lo stampaggio

C il tornio alternante

4. La cottura dei manufatti in ceramica serve per:

A migliorare la durezza

B aumentare la plasticità

C eliminare l’umidità

5. Nella fase di finitura vengono utilizzati:

A vernici

B smalti

C fluidificanti

3. Metti in ordine le fasi di lavorazione della ceramica. essiccazione – finitura – impasto – cottura –modellazione

4. Indica se le seguenti affermazioni sono vere o false.

1. L’argilla estratta dalle cave viene fatta stagionare. V F

2. Il tornio rotante è una lavorazione meccanica artigianale. V F

3. La cottura dell’argilla precede le altre fasi di lavorazione. V F

4. La temperatura di cottura dei manufatti è di circa 300 °C. V F

5. La vetrificazione si esegue per ottenere dei manufatti ceramici trasparenti. V F

6. Gli smalti rendono la ceramica impermeabile all’acqua. V F

7. La finitura è un trattamento superficiale dei prodotti in ceramica. V F

5. Collega ogni tipo di ceramica alla caratteristica corretta.

1. Maiolica a. È la ceramica più conosciuta.

2. Porcellana b. È una ceramica a pasta bianca.

3. Terracotta c. È utilizzata per produrre statue artistiche e piastrelle.

4. Terraglia d. Viene utilizzata nel settore chimico e in quello elettronico.

5. Grès e. È molto resistente e compatto.

6. Abbina ciascuna tipologia di ceramica ai prodotti corrispondenti.

Maiolica: - -

Terracotta: - -

a. Vasi da fiori – b. Servizi da tè – c. Anfore – d. Piatti –e. Tazzine da caffè – f. Giare

APPRENDIMENTO COOPERATIVO

1. Osservate attentamente l’ambiente in cui vivete, cercando di individuare la presenza di oggetti di ceramica. Quali e quanti utilizzi diversi se ne fanno?

2. Utilizzate internet per svolgere un approfondimento sulla produzione della ceramica di alcune città, regioni o Paesi i cui prodotti risultano particolarmente conosciuti e tipici dei loro territori.

3. Spiegate come la ceramica rivesta un ruolo importantissimo al fine di conoscere la storia di alcuni popoli del passato.

Le fibre tessili

Le fibre tessili sono materiali di origine naturale, artificiale o sintetica che, filati e intrecciati, danno origine ai tessuti.

CLIL

Fibra tessile: textile fiber

10.1 Le fibre tessili e le loro caratteristiche

Le fibre tessili fanno parte della vita dell’essere umano da molto tempo, ma la loro origine si perde nel tempo; grazie all’utilizzo di attrezzi rudimentali le popolazioni antiche hanno imparato a creare tessuti, intrecciando fibre vegetali e animali e dando quindi inizio a un’evoluzione tecnologica che ha portato allo sviluppo dei moderni telai.

Le fibre tessili, in base alle risorse da cui derivano, vengono classificate in naturali, a loro volta suddivise in vegetali, animali e minerali, e chimiche, che possono essere artificiali o sintetiche. Tra le fibre minerali ricordiamo la fibra di vetro e la fibra di carbonio (vedi p. 65), utilizzate in molti settori, ma anche l’amianto che, a causa degli effetti nocivi sulla salute umana, in Italia non viene più utilizzato.

Indipendentemente dalla loro origine, le fibre tessili devono avere delle particolari caratteristiche: forma allungata, flessibilità, elasticità e, soprattutto, una buona resistenza.

Proprietà fisico-chimiche

Igroscopicità: capacità di assorbire l’umidità.

Finezza: spessore delle fibre, espresso in micron (= 0,001 mm).

Inalterabilità: capacità di resistere alle muffe e alle sostanze chimiche.

L’origine del jeans

Proprietà meccaniche

Resistenza all’usura: buona capacità di sopportare il logoramento.

Resistenza alla rottura: carico sopportato da un filo senza rompersi.

Resistenza al calore: capacità di resistere a certe temperature senza subire alterazioni.

Resistenza all’allungamento: capacità di resistere alla sollecitazione della trazione.

La storia del jeans ha origine attorno al 1400, quando le merci nel porto di Genova venivano coperte con un tessuto blu molto rigido, che venne poi utilizzato anche per creare le divise per i marinai. Il successo come capo d’abbigliamento lo si deve però a Levi Strauss, che nell’Ottocento fondò a San Francisco la Levi’s Strauss & Co., con l’obiettivo di produrre delle tute da lavoro. Successivamente, nel 1871, il sarto Jacob Davis aggiunse ai pantaloni dei rivetti in rame per rinforzare le tasche e renderle più resistenti, soprattutto per i minatori e i ricercatori d’oro che le riempivano con le preziosissime pepite. Nel corso dei secoli questo capo si è diffuso in tutto il mondo, diventando un pantalone da utilizzare tutti i giorni.

Proprietà tecnologiche

Lavorabilità: capacità di assumere nuove forme.

Attitudine alla tintura: capacità di assorbire un colore e di mantenerlo nel tempo.

FIGURE CHIAVE

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