Pannelli OSB dagli scarti di potatura dell'olivo

Immaginate un cantiere edile o un laboratorio di falegnameria dove gli scarti agricoli non finiscono più nel cassonetto o nel camino, ma diventano il cuore di un pannello strutturale. È esattamente ciò che ha dimostrato una ricerca pubblicata di recente, firmata da Antypas Imad Rezakalla della Don State Technical University di Rostov-on-Don, in Russia. Lo studio esplora la fattibilità di produrre pannelli OSB (Oriented Strand Board) utilizzando i residui della potatura dell'olivo, legati non con le tradizionali colle sintetiche a base di formaldeide, ma con un adesivo bio ricavato dai tannini condensati delle bucce di melagrana.

Il punto di partenza è un problema noto all'industria del legno composito: la formaldeide. Le colle a base di urea-formaldeide (UF), fenolo-formaldeide (PF) o melamina-urea-formaldeide (MUF), impiegate tra il 10% e il 18% rispetto al materiale secco, rilasciano emissioni dannose per la salute umana, con rischi che vanno dall'irritazione delle mucose a un aumento del rischio cancerogeno. Le normative, a partire dalla storica misura della California Air Resources Board del 2009, hanno spinto il settore verso alternative più sicure. Ed è qui che entrano in gioco i tannini.

Due scarti agricoli si incontrano

L'idea alla base dello studio è tanto semplice quanto innovativa: unire due flussi di scarto agricolo normalmente sottoutilizzati. Da un lato i rami di potatura dell'olivo, che diventano strand (scaglie) di legno; dall'altro le bucce di melagrana, da cui si estrae il tannino condensato necessario per sintetizzare la resina. Il risultato è un pannello OSB a singolo strato, completamente bio-based nella sua componente adesiva.

La produzione è stata meticolosa. Le bucce di melagrana, provenienti da aziende di trasformazione di Alanya, in Turchia, sono state essiccate, macinate e sottoposte a estrazione con acqua distillata a 87°C per 75 minuti. Il filtrato è stato concentrato fino a un contenuto di solidi del 42,5%, stabilizzato e conservato al riparo dalla luce. La sintesi della resina tannino-urea-formaldeide (TUF) ha previsto l'aggiunta di paraformaldeide e urea all'estratto, con una reazione mantenuta a 82-85°C per 150 minuti, fino a raggiungere una viscosità ideale per il rivestimento delle scaglie.

Parallelamente, i rami di olivo sono stati trasformati in strand di 70-120 mm di lunghezza e 1-2 mm di spessore, condizionati a un contenuto di umidità del 5%. Le scaglie sono state poi spruzzate con tre diverse concentrazioni di resina TUF: 11%, 12% e 13% rispetto al peso secco del legno. I pannelli sono stati formati manualmente, precompressi e pressati a caldo a 170°C per 7 minuti sotto una pressione di 3,5 MPa.

I numeri parlano chiaro

I risultati, presentati con rigore statistico, mostrano un quadro incoraggiante. Il contenuto di umidità e la densità dei pannelli non sono stati influenzati in modo significativo dalla percentuale di resina, mantenendosi rispettivamente intorno al 6,76% e a 0,756 g/cm³. Tuttavia, è sulle proprietà igroscopiche e meccaniche che si gioca la partita.

L'assorbimento d'acqua dopo 24 ore è sceso dal 68,93% (con resina all'11%) al 66,36% (con resina al 13%), mentre il rigonfiamento in spessore è diminuito dal 15,88% al 14,46%. Un miglioramento attribuito a una copertura più completa delle scaglie da parte dell'adesivo, che crea una barriera più efficace contro la penetrazione dell'acqua.

Ma è sul fronte meccanico che i numeri diventano davvero interessanti. Il modulo di rottura (MOR) è passato da 17,10 MPa a 18,80 MPa, il modulo elastico (MOE) da 3750 MPa a 4180 MPa, la resistenza alla trazione interna (IB) da 0,52 MPa a 0,61 MPa e la resistenza all'estrazione delle viti da 615 N a 680 N. Tutti i miglioramenti sono statisticamente significativi, con il campione al 13% di resina che ha registrato le prestazioni migliori.

«L'aumento del contenuto di resina tannino-formaldeide porta a miglioramenti statisticamente significativi in tutte le proprietà meccaniche dei pannelli prodotti dai residui di potatura dell'olivo», si legge nello studio. Un dato importante: il miglioramento della resistenza all'estrazione delle viti è avvenuto senza variazioni significative di densità, a dimostrazione che è la qualità dell'interazione resina-scaglia a fare la differenza.

Conformità europea e prospettive commerciali

Tutti i pannelli prodotti hanno soddisfatto i requisiti delle norme europee di riferimento, dalla EN 322 per il contenuto di umidità alla EN 317 per il rigonfiamento, fino alla EN 310 per le proprietà flessionali e alla EN 319 per la resistenza a trazione perpendicolare. Un risultato che apre le porte a diverse applicazioni commerciali: mobili, rivestimenti murali interni per sale e auditorium, e applicazioni strutturali non portanti.

L'aspetto estetico non è da meno. I pannelli, che diventano progressivamente più scuri con l'aumentare del contenuto di resina, presentano un aspetto naturale gradevole, come mostrato nelle immagini dello studio.

Gli autori raccomandano di adottare la concentrazione del 13% di resina tannino-formaldeide per la produzione di pannelli da residui di potatura dell'olivo, indicando però alcune direzioni future: lo sviluppo di strutture multistrato per soddisfare le specifiche OSB standard, l'esplorazione di reticolanti privi di formaldeide per migliorare ulteriormente il profilo ambientale, e un'indagine approfondita sulla durabilità a lungo termine e sulla fattibilità economica.

La ricerca si inserisce in un filone già ricco di evidenze. Studi precedenti avevano dimostrato la validità di residui di potatura di vite, scarti di corteccia e persino potature di olivo per pannelli senza adesivo. Ma questo lavoro aggiunge un tassello nuovo: l'uso combinato di scaglie di olivo e tannino di melagrana in un pannello OSB strutturale, un prodotto finora poco esplorato con queste materie prime.

In un'epoca in cui l'industria del legno composito cerca di ridurre la dipendenza dalla formaldeide e di valorizzare gli scarti agricoli, la strada indicata da questo studio appare promettente. Due flussi di rifiuti che si incontrano, una resina bio che prende il posto delle colle sintetiche, e un pannello che potrebbe finire nei nostri mobili o nelle pareti delle nostre case. La circular economy, in fondo, comincia anche da una potatura d'olivo e da una buccia di melagrana.