______

Real

ing

 

BrunoDottore

Valutazio

O

____________

lizzaz

all’in

gegne

o Santoe in Scienzeone stabilità, c

Ordine dei Dot

____________

MobEmail:

C.

zione d

ntern

eristic

oro e Forestal

consulenze tec

ttori Agronomi

____________00195 R

bile: +393345brunosantor@F. BRN74P04H

di stu

no del 

co e d

i cniche, tree cli

i & Forestali d

____________Roma - Via Mu282145 – Fax

@gmail.com weH501K – P. IV

 

udi su

l comp

di risp

mbing, proget

i Roma e prov

____________uggia, 33 x: +390690280eb: www.cloro

VA: 103080410

ull’util

parto

parmi

ttazione, cons

vincia - n°178

____________

0869 ofylla.it 002

lizzo d

o agric

io ene

sulenze agrico

85

____________

della 

colo, 

ergeti

le e forestali

_______

lana 

ico 

Indice 

 

La situazione del settore della lana……………..……………………………………………………………………………….1 

La lana e i suoi possibili impieghi…………………………………………………………………………………….…………….5 

La lana nel comparto agricolo come ammendante……………………………..……………………….12 

La lana nel comparto ingegneristico per la desolforazione dei fumi del 

processo di combustione………………………………………………………………………………………………………………..……33 

La lana nel comparto ingegneristico nella realizzazione di compositi per 

l’edilizia……………………………..............................................................................................................................................…………….44 

La lana nel comparto ingegneristico per la produzione di materiali isolanti 

per l’edilizia………………………………………………………………………………………………….………………..………….61 

La lana nel comparto ingegneristico per la produzione di 

nanomateriali..................................................................................................................................................................................80 

Siti internet e Riferimenti bibliografici………………………………………………………………………………….85  

1  

La situazione del settore della lana  

L’attuale periodo di depressione economica sta causando preoccupazioni all'interno del settore 

tessile della lana [1], in particolare in Cina dove, dalla recente conferenza sul mercato della lana 

svoltasi a Nanjing, si prevede una riduzione del prezzo della suddetta materia. 

Attualmente,  a  livello mondiale,  i  flussi  della  lana,  e  dei  prodotti  tessili  ottenuti  dalla  sua 

lavorazione, sono caratterizzati da una riduzione in ingresso verso la Cina, di cui, come si evince 

dal grafico sottostante, sono  invece  in crescita  le esportazioni. A tale situazione si affianca un 

incremento  della  richiesta  da  parte  del  mercato  indiano,  al  momento  soddisfatto 

principalmente dalla produzione americana. 

 

Situazione delle esportazioni di lana e suoi lavorati dalla Cina  

In  particolar modo  la  crisi  che  ha  colpito  il  settore  economico  statunitense  ed  europeo  ha 

sviluppato  tensioni  internazionali  che hanno  colpito  i mercati azionari e  le materie prime.  Le 

2  

analisi  economiche  del  Fondo  monetario  internazionale  (FMI),  della  Banca  mondiale  e 

dell'Organizzazione mondiale  del  commercio  (OMC)  confermano  una  riduzione  della  crescita 

economica e degli scambi commerciali nel biennio 2011 e 2012  per tutte le principali economie 

avanzate.  

Tale situazione si  ripercuote sui  i prezzi mondiali delle materie prime. Come mostra  il grafico 

sottostante  il  totale dei prezzi mondiali delle materie prime si è complessivamente  ridotto di 

circa il 10% rispetto ai livelli del 2010 . I prezzi della lana, come per tutte le altre materie prime, 

non sono stati immuni alla riduzione, ma si sono difesi molto meglio se confrontati alla maggior 

parte degli altri prodotti.  

E’ quindi un dato di fatto che il settore della lana stia attraversando un momento difficile, come 

d’altronde tutti gli altri settori dell’economia. 

 

Confronto dei prezzi delle materie prime tra il 2011 ed il 2010 

3  

Le previsioni relative alla produzione mondiale mostrano un andamento non eccezionale e non 

vi  sono  segnali  ottimistici  per  quanto  riguarda  una  vera  e  propria  ripresa,  le  ultime  analisi 

suggeriscono  che  la  produzione mondiale  di  lana  incrementerà  di  appena  lo  0,7%,  a  1.112 

milioni  di  chilogrammi  di  lana  pulita.  Come  si  evince  dal  sottostante  grafico,  la  produzione 

mondiale rimarrà quindi a livelli bassi. 

 

 

Andamento della produzione mondiale di lana  

Andando  ad  analizzare  la  situazione nel particolare,  si può notare un  trend positivo  in paesi 

quali  l’Australia e a seguire  in Cina, nell’Est Europa,  in  India,  in Sud Africa,  in Regno Unito ed 

Uruguay. Al contrario vi è una contrazione di produzione in Nuova Zelanda, Argentina e USA. Ad 

influenzare negativamente una reale ripresa del mercato, vi è  il basso quantitativo del valore 

delle scorte di  lana pari al 10% rispetto al quantitativo  in circolazione, un qualsiasi mercato è 

definito essere in equilibrio, e quindi in salute, per un rapporto di almeno il 20%. 

4  

Relativamente al mercato delle  fibre, si può notare dalla  tabella sottostante, anche  in questo 

caso, una  tendenza alla  riduzione dei prezzi.  In particolare, per  le  fibre di  lana  si può vedere 

come quella a 21 μm abbia un  trend migliore  rispetto a quella superfina e a quella a 28 μm. 

L’aspetto critico che si evince dal grafico è quello del confronto delle fibre di  lana con gli altri 

tipi di  fibre:  la  lana è ancora  relativamente costosa  rispetto alle altre  fibre e ciò e un  fattore 

estremamente  negativo  che  ostacola  una  ripresa  del mercato  della  lana,  almeno  nel  breve 

periodo. 

 

Andamento del prezzo delle fibre di lana 

 

 

 

 

5  

La lana e i suoi possibili impieghi  

La  lana  [1]  è  una  fibra  tessile  naturale  ottenuta  dal  vello  delle  pecore.  E’  commercialmente 

impiegata  per  la  realizzazione  di  indumenti  prevalentemente  invernali.  Il  suo  processo  di 

lavorazione, a partire dalla tranciatura fino ai trattamenti chimici, è caratterizzato da molteplici 

operazioni. Di seguito sono presentate le fasi di lavorazione della lana. 

Tranciatura e classificazione 

Il primo passo è  il  taglio  che di norma avviene nel periodo primaverile,  seguito dalla  fase di 

classificazione della lana, principalmente in funzione della finezza della fibra. 

Lavaggio 

L’operazione  successiva  consiste  nel  processo  di  lavaggio,  per  rimuovere:  grasso  (lanolina), 

sostanze  vegetali  e  altre  impurità  presenti  nella  lana,  in  particolare  una  serie  di  rastrelli 

conducono  il  vello  attraverso  delle  vasche  contenenti  sapone  e  acqua.  Le  impurità  possono 

costituire il dal 30 al 70% per cento del peso della lana. Le prima acque di lavaggio sono a oltre 

140°F mentre il risciacquo avviene in acqua più fredda. Successivamente, mediante il passaggio 

attraverso dei  rulli  in un  ambiente  con  aria  calda per  l’essiccazione,  viene  ridotto  il  tasso di 

umidità della lana. 

E’  importante  sottolineare  che  il  grasso  della  lana,  ovvero  la  lanolina,  ottenuto  dalla 

purificazione  dell’acqua  di  lavaggio  può  essere  impiegato  nel  settore  della  cosmetica  o,  in 

maniera  innovativa,  come proposto  in uno degli  studi presentati, nel  settore dell’energia,  in 

particolare per la desolforazione dei fumi del processo di combustione. 

6  

Miscelazione e tintura 

In tale fase si ha il miscelamento meccanico dei vari lotti di lana con la finalità di : 

• uniformare la lunghezza ed il diametro delle varie fibre; 

• realizzare la fase di tintura o colorazione.  

Cardatura 

Il processo di cardatura è caratterizzato dal passaggio della lana, asciutta e pulita, in dei rulli che 

permettono di raddrizzare le fibre e rimuovere eventuali residui rimasti. I rulli hanno differenti 

diametri e velocità di rotazione in modo da formare sottili nastri di fibre allineate.  

Filatura e tessitura 

Attraverso  la filatura si ha  la formazione di filato adatto alla successiva fase di tessitura dove, 

mediante opportuni rulli, si ha un’ulteriore estensione delle fibre di  lana che successivamente 

subiscono una fase di torcitura, ovvero di torsione, in funzione della quale si ottengono filati di 

differenti  caratteristiche  soprattutto  in  termini  di  dimensioni  e  di  resistenza  a  trazione. 

Intrecciando  ad  angolo  retto, mediante  opportuni macchinari,  due  gruppi  di  filato  si  ha  la 

produzione delle stoffe o tessuti. 

Controllo qualità 

Il  controllo  qualità  è  una  parte  della  fase  finale  della  produzione  dei  tessuti  ed  ha  come 

obiettivo quello di identificare le imperfezioni quali fili spezzati, distribuzione non uniforme del 

colore ed altri difetti che devono essere rimossi.  

 

7  

Ulteriori operazioni 

Ulteriori operazioni che caratterizzano la lavorazione dei tessuti ottenuti, consistono nella: 

• follatura:  processo  di  restringimento  del  tessuto mediante  il  quale,  con  la  variazione 

delle  condizioni  di  umidità  e  calore,  si  riduce,  della  quantità  voluta,  la  lunghezza  e 

larghezza del tessuto; 

• finitura:  processo  di  perfezionamento  della  superficie  del  tessuto  che  può  essere 

effettuato  attraverso  tecniche  di  taglio  o  bruciatura  nel  caso  si  voglia  ottenere  una 

superficie del tessuto liscia; 

• fissaggio e torsione del tessuto; 

• spugnatura, per rendere il tessuto meno contratto. 

A valle delle suddette operazioni vi è quella di  finitura chimica con  l’obiettivo di migliorare  le 

caratteristiche del prodotto. In particolare la lana può essere tratta chimicamente per renderla 

resistente alle tarme, all’umidità, al fuoco o per qualsiasi altra necessità.  

Caratteristiche della lana 

La fibra di lana è un materiale dotato di diverse, ed allo stesso tempo importanti, caratteristiche 

che ne permettono l’uso in molteplici campi e settori. Tra le principali proprietà di cui è dotata 

la  lana  vi  è:  la  resilienza,  elasticità  e  flessibilità,  la  capacità  di  assorbire  umidità  e  la  non 

infiammabilità. 

8  

 

Immagine di un batuffolo di lana 

Durata e resilienza 

Ogni  fibra di  lana, a  livello molecolare possiede  la  forma di una molla elicoidale, ciò  rende  la 

fibra notevolmente elastica.  In particolar modo  le  fibre di  lana, se umide, possono estendersi 

sino al 50% della loro lunghezza originaria mentre in condizioni asciutte fino al 30%. In entrambi 

i  casi,  se  si  rimane  all’interno  dei menzionati  allungamenti  percentuali,  una  volta  che  viene 

rimosso  il  carico  che  determina  l’estensione,  le  fibre  tornano  nella  condizione  iniziale  senza 

subire  deformazioni  permanenti.  Bisogna  altresì  ricordare  che,  in  condizioni  bagnate,  il 

recupero della forma iniziale è più rapido ma la fibra è più debole. 

La  flessibilità  della  fibra  di  lana  rende  tale materiale  anche  più  durevole:  una  fibra  di  lana 

può  essere  ripiegata  su  se  stessa  più  di  20.000  volte,  senza  giungere  a  rottura,  rispetto 

alle 3000 volte per le fibre di cotone e alle 2000 volte per quelle di seta.  

L'elasticità naturale della lana rende i tessuti da essa ottenuti resistenti allo strappo. Inoltre, la 

superficie esterna della fibra agisce da pellicola protettiva che determina la capacità della lana 

di resistere all'abrasione.  

9  

Assorbimento 

La lana è una fibra igroscopica, ovvero ha un’elevata capacità di assorbire le molecole d’acqua 

dell’ambiente circostante, ciò è dovuto ai minuscoli pori presenti sulla fibra stessa. La lana può 

assorbire  facilmente  fino  al  30%  del  suo  peso  in  termini  di  umidità  senza  significative 

modificazioni  delle  sue  proprietà.  Tale  capacità  di  assorbimento  ne  permette  l’uso  come 

elemento "regolatore di umidità”. 

Infeltrimento 

La  struttura  della  superficie  della  fibra  di  lana,  come  si  evince  dalla  sottostante  figura,  è 

costituita da  squame e  ciò  fornisce  alla  lana,  se  sottoposta  ad operazioni di  compressione e 

sfregamento,  la  caratteristica  di  infittire  la  propria  massa,  diventando  in  tal  modo  meno 

permeabile all’aria. Tale  caratteristica ha  la proprietà di essere  irreversibile: una volta  che  la 

lana  ha  subito  il  suddetto  fenomeno,  non  può  ritornare  alle  condizioni  precedenti 

l’infeltrimento.  

 

Struttura squamosa della superficie della fibra di lana 

10  

Resistenza alla fiamma  

La  lana  è  un materiale  che  è  in  grado  di  trattenere,  naturalmente,  in  ogni  fibra,  un  certo 

contenuto  di  umidità  con  il  vantaggio  di  possedere,  quindi,  un’importante  resistenza  alla 

fiamma senza che sia necessario alcun trattamento chimico:  il contatto della  lana con  il fuoco 

non  propaga  la  fiamma  ma  genera  una  lenta  carbonizzazione,  ostacolando  il  processo  di 

combustione. Per lo spegnimento di piccoli incendi, possono infatti essere impiegate coperte di 

lana.  

Struttura chimica 

La lana è una fibra proteica naturale che cresce dai follicoli presenti sulla pelle delle pecore. E’ 

costituita da fibre aventi una struttura chimica, che analogamente a quella dei capelli umani, si 

basa  sulla  proteina  della  cheratina  i  cui  elementi  caratteristici  sono  carbonio,  idrogeno, 

ossigeno,  azoto  e  zolfo.  Tali  elementi  sono  combinati  in  amminoacidi  legati  in  catene 

polipeptidiche. 

 

Struttura molecolare della fibra di lana 

 

11  

Campi di impiego della lana  

Dallo studio delle caratteristiche della lana, si può evincere che, oltre alla produzione di tessuti 

per  il settore dell’abbigliamento,  tale materiale può essere efficacemente  impiegato anche  in 

altri  campi. Come  verrà mostrato  in  questa  relazione,  esistono  studi  per  l’applicazione  della 

lana in diversi settori: 

• in campo agricolo: soprattutto come elemento nutriente per colture e ammendante per  il 

terreno; 

• in  campo  ingegneristico:  per  la  realizzazione  di  nano  materiali,  nelle  tecnologie  per  la 

produzione  di  energia  nella  fase  di  trattamento  dei  gas  di  scarto,  nella  realizzazione  di 

materiali da costruzione e nell’isolamento acustico degli edifici; 

• nel campo del risparmio energetico, in particolar modo per l’isolamento termico degli edifici 

e conseguente riduzione dei consumi energetici. 

 

 

 

 

 

 

 

 

12  

La lana nel comparto agricolo come ammendante 

Relativamente all’impiego della  lana nel comparto agricolo,  le  ricerche  sono orientate all’uso 

del suddetto materiale fibroso come ammendante per  il terreno ed elemento nutriente per  le 

colture.  

Introduzione 

Lo studio [2] dell’impiego delle fibre di lana di scarto per usi nel settore agricolo, si innesta nella 

più  ampia  questione  della  sostenibilità  economica  ed  ambientale  dei  sistemi  agricoli  che 

dipende fortemente dall’attenzione nella selezione degli  input del sistema, tra cui  la scelta dei 

fertilizzanti organici o  inorganici.  Fino  ad ora  sono  stati utilizzati diversi  tipi di  “rifiuti”  come 

fonte nutriente per le colture agricole o come ammendanti per il terreno, tra questi ritroviamo i 

fanghi di depurazione,  il compost da  rifiuti solidi urbani,  i concimi di origine animale ed altre 

tipologie. Mentre c’è un  forte settore di ricerca riguardo a  i nutrienti di origine organica, vi è 

ancora  una  ricerca  limitata  sull’uso,  nell’ambito  dei  nutrienti  per  le  colture  e  come 

ammendante  per  il  terreno,  degli  scarti  di  origine  organica  quali  la  lana  di  pecora  e  i  rifiuti 

costituiti dalle fibre di capelli di provenienza umana. Le produzioni associate agli allevamenti di 

pecore e  l’industria della  lavorazione della  lana generano un’elevata quantità di materiale di 

scarto  quale  i  fanghi  prodotti  durante  il  setacciamento  delle  fibre  di  lana  ed  altri  prodotti 

inutilizzati  che devono  quindi  essere  gestiti  in discarica. Per  aiutare  il mercato della  lana  ed 

evitare la creazione di problemi ambientali legati agli scarti di produzione da inviare in discarica, 

con  relativo  impatto  economico  sul  settore  della  lana,  è  quindi  auspicabile  cercare  di 

trasformare i suddetti scarti, ricchi in proteine, da problema a risorsa da poter reinserire in altri 

settori  quale  quello  agricolo.  In  questa  situazione  è  importante  considerare  anche  l’elevata 

13  

quantità di rifiuti prodotti dalle attività di taglio dei capelli, dove, anche in questo caso, le fibre 

di  capelli  sono  trattate  come  rifiuti  da  smaltire  in  discarica,  producendo  quindi  problemi  di 

natura ambientale ed economica anziché essere visti come risorsa da associare alle fibre di lana 

che, avendo caratteristiche simili agli scarti piliferi, possono essere  impiegate  insieme ad essi 

per  le stesse finalità e senza  i problemi di “coesistenza” che si avrebbero se fossero  impiegati 

differenti prodotti. La gestione dei due tipi di scarti menzionati in termini di rifiuti da inviare in 

discarica,  induce  anche  il problema della  lisciviazione dei nitrati nel  sottosuolo  con possibile 

inquinamento di falde acquifere. Ovviamente tale problema permane anche nel caso di un loro 

impiego come ammendante, ma  in questa situazione  il contenuto di azoto sarebbe  impiegato 

come nutriente per le colture sia in campo che in serra e per il condizionamento del suolo.  

Caratteristiche chimiche Fibre di lana Fibre di capelli Unità di misura

C   283 413 g/kg 

H2O   72 71 g/kg 

C/N   3,65 2,98 g/kg 

N   1,08 1,38 g/kg 

Ca   1,09 2,45 g/kg 

S   51,3 89,6 g/kg 

Mg   335 78 mg/kg 

K   32980 72 mg/kg 

Na   1168 187 mg/kg 

Fe   234 39 mg/kg 

Cu   8 19 mg/kg 

14  

Mn   21 2 mg/kg 

Zn   501 217 mg/kg 

P   805 104 mg/kg 

B   5 6 mg/kg 

Al   119 19 mg/kg 

 Caratteristiche delle fibre di lana e di capello umano 

Attualmente sono scarse  le ricerche  in merito all’uso delle  fibre di  lana come elemento per  il 

compostaggio, o per il controllo delle infestanti o come risorsa di azoto per le piante. In campi 

sperimentali, è stato rilevato che l’aggiunta di 0,2 mg di rifiuto di cotone e di 0,22 mg all’ettaro 

di scarti di fibre di lana ha provocato un incremento nel rendimento di produzione della coltura 

del  sorgo  da  granella.  Un  altro  studio  ha  dimostrato  che  l’impiego  della  polvere  di  lana  in 

frutteti di mele per  il controllo delle  infestanti ha provocato cambiamenti nelle caratteristiche 

del suolo  in  termini di PH e  temperatura. Tuttavia non sono stati elaborati studi approfonditi 

sulla possibilità di utilizzazione della  lana di scarto non compostata come ammendante per  il 

terreno ed elemento nutriente per le piante sia per colture in vaso che in campo.  

L’obiettivo dello studio proposto  [2] è quindi quello di analizzare  la possibilità di  impiegare  la 

lana  di  scarto,  in  combinazione  con  rifiuti  piliferi,  come  elementi  nutrienti  per  le  colture, 

cercando quindi di valutare  la  loro potenzialità nell’ambito del miglioramento delle proprietà 

biologiche  e  chimiche  del  terreno.  Per  questa  ricerca  sono  stati  condotti  esperimenti,  sia  in 

campo  sia  in  laboratorio  all’interno  di  opportuni  contenitori.  Sono  state  prese  in  esame  le 

colture del basilico, dello  stramonio, della mente piperita e della  salvia  come  rappresentanti 

delle specie vegetali con elevato valore aromatico e medicinale,  in questo settore  le suddette 

colture sono ormai dei punti fermi, soprattutto da quando  la  loro produzione è stata porta da 

15  

una condizione annuale, biennale ad una perenne. Il basilico e la menta piperita sono coltivate 

per successivi usi culinari, per la realizzazione di bevande o per la produzione di oli essenziali. Lo 

stramonio è una pianta che contiene alcaloidi ed è stata coltivata sia in campo che in serra. La 

salvia è una coltura perenne  impiegata, anche  in forma essiccata, per  la realizzazione di cibi o 

per bevande o oli essenziali.  

Materiali impiegati e metodi applicati nella ricerca 

La conduzione dell’esperimento è stata quindi caratterizzata dall’impiego e dall’applicazione dei 

seguenti materiali e metodi: 

• materiale di scarto quale fibre di lana e di capelli; 

• esperimenti in contenitori e in campo; 

• analisi per la valutazione degli elementi nutrienti, di quelli oligominerali, della biomassa 

microbica e delle micorrize; 

• analisi riguardanti gli oli essenziali e gli alcaloidi ; 

• l’uso del microscopio a scansione elettronica (SEM) ed analisi ai raggi X.  

Materiale di scarto 

Relativamente al materiale di scarto, sono stati impiegati i residui piliferi ottenuti dalle attività 

di taglio dei capelli e provenienti da persone di differente sesso ed età mentre  le fibre di  lana 

sono campionate ad opera del Nova Scotia Agricultural College avendo cura di non sottoporre i 

suddetti campioni di lana a nessun tipo di trattamento e lavaggio. Gli ovini dai quali sono state 

prelevate le fibre di lana hanno un’età che arriva ai 10 anni e la zona di provenienza è la Nova 

Scotia  (Canada).  Le  pecore  sono  state  allevate  all’aperto  e  l’operazione  di  tosatura  è  stata 

16  

condotta nel periodo di Maggio,  conservando  la  lana  in  sacchi di  tela.  La  lana è  stata quindi 

rimescolata prima di prelevare i campioni da impiegare negli esperimenti in campo e al chiuso 

in  contenitori:  tale  rimescolamento  è  stato  necessario  per  garantire  la  rappresentatività  dei 

campioni. 

Esperimento in vaso 

Gli esperimenti sono stati condotti nelle serre del Nova Scotia Agricultural College. All’interno 

dei contenitori sono state introdotte diverse quantità di scarti di lana e di capelli. In particolare, 

relativamente alle fibre di lana, è stata effettuata l’aggiunta di 0, 40, 80 e 120 grammi di queste 

a 6 kg di terreno. Per quanto riguarda gli scarti piliferi umani sono state considerate le quantità 

di 0, 20, 40 e 80 grammi  in aggiunta, anche  in questo caso, a 6 kg di terreno. Per entrambi gli 

esperimenti, quello  relativo all’impiego delle  fibre di  lana e quello  con gli  scarti piliferi,  sono 

stati  effettuati  dei  controlli  in  assenza  di  colture  con  la  finalità  di  valutare  gli  effetti  della 

presenza  di  piante  sulla  disponibilità  di  nutrienti  nel  terreno.  Le  colture  del  basilico  e  dello 

stramonio  sono  state  impiegate per  il primo esperimento, quello nei  contenitori  con  fibre di 

lana, il secondo esperimento ha invece riguardato la menta piperita. I contenitori impiegati per 

gli esperimenti sono di plastica e sono stati riempiti con 6 kg di terreno, piatti di plastica sono 

stati posizionati alla base di ogni contenitore per evitare la lisciviazione dei nutrienti.  

In merito al basilico e allo stramonio, sono stati impiegati i loro semi da cui poi far sviluppare le 

rispettive  piante,  mentre  per  la  menta  piperita  si  è  partiti  dal  rizoma.  All’emergere  delle 

piantine, il loro numero all’interno dei contenitori è stato ridotto a 2 per contenitore. Le colture 

sono state fatte crescere per 14 settimane con un fotoperiodo di 14 ore di giorno e 10 ore di 

notte  e  ad  una  temperatura  media  di  28°C.  Le  piante  sono  state  irrigate  attentamente  e 

17  

uniformemente  una  volta  al  giorno  con  una  quantità  d’acqua  sufficiente  a  garantire  la 

necessaria umidità del suolo, evitandone però  la fuoriuscita dal piatto di plastica alla base del 

contenitore. Le piante sono state raccolte tutte nello stesso momento, ovvero alla fioritura che 

rappresenta  la maturità tecnica delle colture di basilico, mente piperita e salvia, mediante un 

taglio dello stelo effettuato ad un’altezza di 4 cm dalla superficie del terreno. La menta piperita 

e  la salvia sono state distillate  immediatamente, subito dopo  la  loro raccolta mentre metà del 

raccolto  del  basilico  e  dello  stramonio  è  stato  essiccato  all’aria  per  le  analisi  dei metaboliti 

secondari e  l’altra metà è stata essiccata a ad una temperatura di 70°C, per una durata di 72 

ore, per le analisi relative ai minerali e alle tracce di elementi.  

E’ da  sottolineare che  studi preliminari dimostrano  che  le  colture non  riescono a  crescere  in 

maniera ottimale in contenitori con terreni argillosi e con il solo sostentamento di lana di scarto 

senza  che  siano aggiunti  fertilizzanti  chimici o  compost. Ciò è probabilmente da attribuire al 

fatto che sia  i capelli che  la  lana, entrambi materiali a base di cheratina, sono molto resistenti 

alla degradazione  con  conseguente  lentezza nel  rilascio di  sostanze nutrienti. E’  stato quindi 

aggiunto ad ogni contenitore, relativamente al primo esperimento, ovvero quello riguardante 

l’uso di fibre di lana, 300 grammi di compost MSW essiccato all’aria. Di seguito sono riportate le 

caratteristiche principali del compost MSW  in condizioni non secche, quindi con riferimento al 

peso in condizioni umide del campione: 

Caratteristica   Valore Unità di misura 

Umidità  618  g/kg 

C  83  g/kg 

N  12,4  g/kg 

18  

C/N  6,7  ‐ 

pH  7,2  ‐ 

Conducibilità elettrica 2,4  dS/m 

Caratteristiche del compost MSW 

Gli elementi presenti nel compost, impiegato in aggiunta alle fibre di lana, sono stati ottenuti a 

seguito  di  una  digestione  del  campione  in  una  soluzione  contenente  acido  nitrico  e  sono  di 

seguito riportati: 

Elemento Valore Unità di misura

Ca  12,3  g/kg 

P  3,3  g/kg 

Na  2,24  g/kg 

K  4,72  g/kg 

Mg  2,13  g/kg 

Fe  3207  mg/kg 

Mn  484  mg/kg 

Zn  90,8  mg/kg 

B  14,5  mg/kg 

Cu  11  mg/kg 

Elementi contenuti nel compost MSW 

Si porta  in evidenza  il fatto che  il compost MSW  in esame soddisfa  le  linee guida del governo 

canadese relative alla qualità dei compost.  

 

19  

Esperimento in campo 

Per l’esperimento in campo è stata impiegata la salvia. In particolare a 60 giorni di età le piante 

di salvia sono state trapiantate in campo, operazione compiuta nella prima metà di Giugno. Per 

il trattamento del terreno sono state impiegate quantità crescenti di fibre di lana, da 0 a 15,8 a 

31,7  mg/ha.  L’applicazione  del  trattamento  mediante  scarti  di  lana  è  cominciato  a  metà 

Ottobre.  Le  fibre di  lana  sono  state depositate  in  solchi aperti  tra  le  file delle piante per poi 

essere  coperti  con  uno  strato  di  terreno  di  spessore  dai  12  ai  15  cm.  La  raccolta  è  stata 

effettuata due volte, a Luglio e Ottobre, nei due successivi anni mediante il taglio dei germogli 

verdi con foglie ed infiorescenza completamente sviluppate.   

Analisi relative ai nutrienti, agli elementi, alla biomassa microbica e alle micorrize 

Prima  di  poter  effettuare  le  analisi  sui  campioni  di  colture  prelevati,  questi  sono  stati 

opportunamente trattati. In particolare metà del raccolto di basilico, stramonio e salvia è stato 

sottoposto  al  trattamento  di  essiccamento  in  forno  a  70°C  per  72  ore,  registrando 

successivamente il peso secco dei campioni che infine sono stati sminuzzati in un mulino Wiley 

e fatti passare in un setaccio con fori di 1 mm. L’altra metà del raccolto del basilico, stramonio e 

salvia assieme al raccolto delle altre colture, è stato conservato fresco all’interno di contenitori 

frigoriferi alla temperatura di 4°C allo scopo di poter effettuare analisi sulla biomassa microbica 

e sui composti dell’azoto. Sono stati prelevati, durante la raccolta delle colture, anche campioni 

di  suolo  per  effettuarne  analisi  relative  alla  determinazione  dei  nutrienti  e  degli  elementi 

contenuti. La preparazione dei suddetti campioni di terreno è consistita nel  loro essiccamento 

all’aria, ad una temperatura media di 20°C,   e successivamente nella  loro polverizzazione, per 

mezzo di in un mortaio, e setacciatura attraverso un vaglio con di 2 mm.  

20  

Relativamente alla caratterizzazione degli elementi, nei campioni di terreno e di piante, è stato 

impiegato  uno  spettrometro  al  plasma  ad  accoppiamento  induttivo  ICAP  con  l’obiettivo  di 

ottenere  informazioni  sul  contenuto  di  rame,  manganese,  zinco,  calcio,  ferro,  potassio, 

magnesio,  fosforo,  zolfo, boro,  cadmio,  cobalto,  cromo, molibdeno,  sodio e nichel.  Le analisi 

relative  alla  determinazione  del  contenuto  di NH4‐N  e NO3‐N  sono  state  condotte mediante 

l’impiego dell’auto‐analizzatore TRAACS 800.  

La valutazione della biomassa microbica del terreno è stata effettuata  in quanto  indicatore di 

potenziale tossicità, verso i microorganismi presenti nel suolo, indotta dall’aggiunta nel terreno 

delle fibre di lana. Tale valutazione è stata effettuata impiegando la procedura di fumigazione‐

incubazione a base di cloroformio,  in particolare  il campione di  terreno è stato  fumigato con 

cloroformio bollente  in un essiccatore a 40°C e successivamente  incubato al buio per 24 ore a 

25°C. Per ottenere  infine  il valore di biomassa microbica è necessario conoscere  la quantità di 

CO2  liberata durante  la  fase di  incubazione e ciò viene ottenuto rilevando  la CO2 mediante  la 

tecnica della gascromatografia. In conclusione si ha la biomassa in termini di carbonio, indicata 

come biomassa C, e fornita  in termini di   milligrammi di biomassa microbica C per grammo di 

terreno.  

Le  analisi  sulle micorrize,  che  sono  delle  associazioni  simbiotiche  tra  un  fungo  e  l’apparato 

radicale delle piante,  sono  state  condotte per valutare  l’impatto  che ha,  sulla  loro presenza, 

l’aggiunta nel terreno degli scarti piliferi e  lanosi. Per effettuare  le suddette analisi,  l’apparato 

radicale delle piante è stato estratto dal suolo, lavato e ne sono state asportate le sottili radici 

secondarie che sono state conservate  in una soluzione contenente etanolo al 50%. Attraverso 

successivi  trattamenti  caratterizzati  da  temperature  sino  ai  90°C  e  dall’impiego  di  soluzioni 

21  

acide e stato possibile determinare  la percentuale di radice, relativamente alla sua  lunghezza, 

che risulta essere colonizzata dalle micorrize. 

Estrazione ed analisi degli oli essenziali e degli alcaloidi 

Relativamente ai campioni  freschi di menta piperita e  salvia e a quelli di essiccati di basilico, 

l’estrazione  degli  oli  è  stata  effettuata mediante  distillazione  a mezzo  di  vapore mentre  gli 

alcaloidi dello stramonio sono stati estratti impiegando l’etanolo. Le analisi sugli oli essenziali e 

sugli alcaloidi sono state eseguite mediante la tecnica della gascromatografia. 

Analisi con microscopio a scansione elettronica (SEM) e con raggi X (EDX) 

Le analisi mediante microscopio elettronico e con raggi X hanno  l’obiettivo di valutare  l’entità 

della  degradazione  nel  tempo  degli  scarti  piliferi  e  lanosi  ovvero  la  loro  velocità  di 

decomposizione  oltre  a  determinare  la  distribuzione  spaziale  nel  suolo  dei  nutrienti. Queste 

analisi sono state realizzate mediante l’osservazione dei campioni di suolo e degli scarti piliferi e 

lanosi attraverso  il microscopio a scansione elettronica Hitachi 3000N e  lo spettrometro  INCA 

350 a raggi X. 

Risultati e discussione 

I risultati con relativa discussione riguardano: 

• le analisi chimiche sul suolo  impiegato per gli esperimenti e sugli scarti  impiegati come 

ammendante; 

• le analisi chimiche condotte per entrambe le tipologie di esperimento, in contenitore e 

in campo; 

• le analisi mediante SEM ed EDX relativamente alla degradazione degli scarti. 

22  

Analisi del suolo e degli scarti 

Il  terreno  impiegato  per  gli  esperimenti  è  caratterizzato  dalla  presenza  di  argilla  con  la 

differenza  che  quello  per  l’esperimento  in  campo  ha migliori  proprietà  drenanti  rispetto  a 

quello presente nei contenitori. Entrambi  i terreni sono rappresentativi dei suoli agricoli della 

zona  Atlantica  del  Canada  e  sono  caratterizzati  da  una  non  equilibrata  distribuzione  delle 

quantità di argilla, sabbia e limo. Gli scarti presi in considerazione come ammendanti, per questi 

tipi  di  terreni,  hanno  composizione  chimica  differente:  quelli  piliferi  di  provenienza  umana 

contengono  una maggiore  quantità  di  azoto,  zolfo,  calcio,  e  rame  rispetto  agli  scarti  lanosi, 

quest’ultimi hanno  invece una maggiore quantità di potassio, sodio, ferro e fosforo rispetto ai 

residui piliferi. Dalle analisi sugli scarti si deduce che l’impiego di fibre di lana necessita, rispetto 

agli scarti piliferi, di una maggiore integrazione con fertilizzante organico. 

Caratteristica  Terreno nel contenitore Terreno in campo  Unità di misura

pH  6,6 6,8  ‐ 

Materiale Organico  34 28  g/kg 

Sabbia  284 671  g/kg 

Limo  633 78  g/kg 

Argilla   83 252  g/kg 

N  1,26 1,37  g/kg 

P2O5   414 1160  kg/ha 

K2O  246 332  kg/ha 

Ca   3892 4044  kg/ha 

Mg   531 247  kg/ha 

23  

S   115 46  kg/ha 

Na   35 43  kg/ha 

Fe  375 229  mg/kg 

Mn   88 39  mg/kg 

Cu  1,55 21,5  mg/kg 

Zn   2,5 5,9  mg/kg 

B   0,7 0,69  mg/kg 

Caratteristiche dei terreni impiegati negli esperimenti 

Risultati dell’esperimento in vaso 

L’aggiunta di scarti piliferi e lanosi nel terreno determina un incremento del contenuto di NH4‐N 

e NO3‐N all’interno del suolo, una maggiore produzione nelle colture del basilico, stramonio e 

mente  piperita  e  un  maggiore  assorbimento  di  azoto  rispetto  al  caso  di  un  terreno  non 

ammendato.  I risultati suggeriscono che gran parte dell’NO3‐N presente nel  terreno è dovuto 

alla  mineralizzazione  dell’azoto  presente  nella  lana  e  negli  scarti  piliferi  piuttosto  che  alla 

mineralizzazione dell’azoto del suolo. Altra considerazione che si ottiene dall’analisi dei risultati 

è che la presenza di piante non genera effetti significativi sulla degradazione dei suddetti scarti. 

Dai risultati si evince che l’uso di scarti piliferi e di fibre di lana come ammendante per il terreno 

e nutrienti per le piante genera un incremento del contenuto di azoto e di proteine nel tessuto 

vegetale,  ciò  influisce  positivamente  soprattutto  per  le  colture  della  menta  piperita  e  del 

basilico   relativamente al  loro  impiego per  la produzione di oli essenziali e di sottoprodotti da 

impiegare nella produzione di mangime animale.  

24  

Di seguito vengono proposti i risultati delle analisi effettuate per le colture in vaso. Tali risultati 

comprendono  valutazioni  relative  sia  alla  presenza  di  composti  dell’azoto  nel  terreno  sia  al 

contenuto di azoto, alcaloidi e oli essenziali nelle piante. Per facilitare  la  lettura delle seguenti 

tabelle  si  ricorda  che  i  risultati  relativi  al  trattamento  con  fibre  di  lana  fa  riferimento  alle 

quantità di 0, 40, 80,120 grammi per contenitore e alle colture del basilico e stramonio mentre i 

risultati  relativi  al  trattamento  con  scarti  piliferi  fa  riferimento  alle  quantità  di  0,  20,  40,  80 

grammi per contenitore e alla coltura della menta piperita. 

 

Coltura  Quantità di scarto 

[g/vaso] 

NH4‐N 

[mg/kg] 

NO3‐N 

[mg/kg] 

Terreno privo di coltura e trattato con 

fibre di lana 

0  0  86,7 

40  0,14  304,3 

80  0,19  672,7 

120  12,7  552,8 

Basilico con trattamento del terreno a 

base di fibre di lana 

0  0  73,9 

40  0,03  210,5 

80  0,20  236,2 

120  0,11  173,9 

Stramonio con trattamento del terreno a 

base di fibre di lana 

0  0,01  59,6 

40  0,19  82,0 

80  0,13  217,2 

120  0,45  236,9 

25  

Menta con trattamento del terreno a base 

di fibre di lana 

0  0,02  2,8 

20  0,022  5,2 

40  3,6  77,5 

80  169,3  169,3 

Terreno privo di coltura e trattato con 

scarti piliferi 

0  0,29  14,1 

20  1,6  137,0 

40  3,7  127,5 

80  19,4  276,6 

Risultati delle analisi condotte sui campioni di terreno in vaso 

 

 

 

Coltura  Quantità 

di scarto 

[g/vaso] 

Peso al 

raccolto 

[g/vaso] 

Contenuto 

di N nel 

tessuto 

vegetale 

[g/kg] 

Contenuto di oli 

essenziali/alcalodi 

[g/kg] 

Produzione di oli 

essenziali/alcalodi

[ml/vaso] 

Basilico con 

trattamento 

del terreno a 

base di fibre 

di lana 

0  227  10,2  1,3  0,36 

40  348  12,9  3,3  1,15 

80  494  18,7  4,6  2,27 

120  318  23,4  4,0  1,27 

26  

Stramonio 

con 

trattamento 

del terreno a 

base di fibre 

di lana 

0  337  19,5  2,79  0,94 

40  510  24,8  3,18  1,62 

80  531  30,9  3,16  1,68 

120  743  44,3  3,18  2,36 

Menta con 

trattamento 

del terreno a 

base di fibre 

di lana 

0  40  13,2  6,4  0,17 

20  161  22,5  5,7  0,71 

40  169  28,4  5,2  0,68 

80  180  30,3  5,3  0,78 

Risultati delle analisi condotte sui campioni di coltura in vaso 

Di seguito vengono riportati i risultati riguardanti sia la biomassa microbica presente nel suolo, 

nel  caso  basilico  e  stramonio,  sia  il  fenomeno  della  colonizzazione  dell’apparato  radicale  ad 

opera delle micorrize, per lo stramonio e la menta piperita. Le analisi sono state effettuate nel 

caso di trattamento con fibre di lana per il basilico e lo stramonio mentre per la menta piperita 

il suolo è stato ammendato con gli scarti piliferi 

Coltura  Quantità di lana di 

scarto [g/vaso] 

Biomassa microbica 

[μg/g suolo] 

Radice colonizzata da micorrize    

[% in lunghezza] 

Assente  0  7,01  ‐ 

40  6,21  ‐ 

80  6,03  ‐ 

27  

120  5,99  ‐ 

Basilico  0  7,53  ‐ 

40  9,68  ‐ 

80  30,50  ‐ 

120  18,84  ‐ 

Stramonio  0  12,89  16,5 

40  17,60  11,0 

80  28,31  8,0 

120  33,36  5,1 

  Risultati delle analisi condotte sulla biomassa microbica e le micorrize nel trattamento in vaso con fibre di lana  

 

Coltura  Quantità di scarti piliferi 

[g/vaso] 

Radice colonizzata da micorrize

 [% in lunghezza] 

Menta piperita  0  49 

20  73 

40  76 

80  61 

  Risultati delle analisi condotte sulle micorrize nel trattamento in vaso con scarti piliferi  

I risultati mostrano come  la risposta al trattamento  in termini di biomassa microbica presente 

nel dipende  fortemente dal  tipo di coltura considerata. Si può  inoltre notare come vi sia una 

diretta  proporzionalità  tra  l’aggiunta  di  fibre  di  lana  come  ammendante  nel  terreno  e  lo 

sviluppo  di  biomassa microbica,  ciò  è  probabilmente  dovuto  all’incremento  nel  suolo  della 

concentrazione di azoto che stimola  la crescita dei microbi. Dai risultati si evince anche che  la 

28  

biomassa microbica mostra uno sviluppo migliore nel caso di terreni con coltura rispetto al caso 

di  suolo privo di coltura,  in particolare  le evidenze suggeriscono che  la presenza di basilico e 

stramonio stimolano la crescita della biomassa microbica, probabilmente legata al fenomeno di 

trasudamento  dell’apparato  radicale.  Da  ciò  è  possibile  comprendere  le  differenze  di 

incremento della biomassa microbica  tra  il  terreno  contenente  la  coltura del basilico e dello 

stramonio:  tali  differenti  sviluppi  di  biomassa  sono  associabili  alla  diversa  tipologia 

dell’apparato  radicale  del  basilico  rispetto  a  quello  dello  stramonio  e  quindi  del  differente 

fenomeno di trasudamento tra i due apparati radicali.  

Risultati dell’esperimento in campo 

I  risultati  relativi  all’esperimento  in  campo,  riguardano  la  coltura  della  salvia.  Tali  risultati 

tengono  conto  del  fatto  che  è  stato  impiegato  come  ammendante  la  fibra  di  lana  in  due 

differenti quantitativi  (15,8 e 31,7 mg/ha) e  la raccolta è avvenuta, due volte all’anno, sia nel 

primo  anno  successivo  a  quello  di  trapianto  della  coltura  in  campo,  sia  nel  secondo  anno.  I 

risultati riportati sono media dei dati ottenuti sul totale dei raccolti effettuati. 

 

Parametro rilevato  Assenza di 

ammendante 

Aggiunta di 

ammendante pari a 

15,8 mg/ha 

Aggiunta di 

ammendante pari a 

15,8 mg/ha 

Quantità di salvia 

raccolta [kg/ha] 

1295  2174  3141 

Contenuto di N nel 

tessuto vegetale [g/kg] 

16,2  25,3  25,9 

29  

Assorbimento di N 

nella coltura [kg/ha] 

20,9  55  81 

Contenuto di oli 

essenziali [g/kg] 

4,9  3,6  2,7 

Produzione di oli 

essenziali [kg/ha] 

39,4  45,5  26,0 

    Risultati delle analisi condotte sulla salvia nel trattamento in campo con scarti lanosi  

Dai risultati relativi ai quattro raccolti di salvia si evince che  il contenuto di oli essenziali nella 

coltura  è  significativamente  influenzato  dall’uso  delle  fibre  di  lana  come  ammendante.  In 

particolar modo  si può notare come nell’appezzamento privo di ammendante  sia maggiore  il 

contenuto di oli essenziali suggerendo quindi che l’uso di fibra di lana altera in senso negativo il 

quantitativo di tale elemento nella coltura della salvia.  

Osservazioni dalle analisi SEM e EDX 

Le analisi realizzate mediante il microscopio a scansione elettronica e mediante lo spettrometro 

a  raggi  X  sono  state  effettuate  sulle  fibre  di  lana  usate  per  l’esperimento  in  campo  con  la 

coltura della salvia.  In particolare  le fibre sono state prelevate dal terreno dopo un periodo di 

circa quattro anni per poterne valutare  lo stato di decomposizione e quindi  la  loro capacità di 

rilasciare nutrienti nel terreno. Alcune fibre sono risultate ancora  in buono stato, come quella 

riportata nella figura sottostante, mentre altre erano significativamente decomposte. 

30  

 

Immagine ottenuta mediante SEM di una fibra di lana dopo quattro anni  

Sul  campione  di  terreno  interessato  dalla  presenza  della  precedente  fibra  di  lana  è  stata 

condotta l’analisi EDX che mostra, come si può vedere dalla figura sottostante, la presenza degli 

elementi di carbonio, ossigeno, zolfo e azoto. 

 

Spettro del campione di terreno 

Relativamente alle analisi sulle fibre di lana si osserva che la mappatura mediante la tecnica di 

analisi  a  raggi  X mostra  un  forte  segnale  associato  allo  zolfo  che  comunque  risulta  essere, 

31  

sempre dalla stessa analisi, significativamente inferiore rispetto al contenuto di azoto, fosforo o 

potassio. 

Osservazioni conclusive 

Lo  ricerca  realizzata,  attraverso  esperimenti  condotti  in  campo  e  in  vaso,  ha  studiato  la 

possibilità  di  impiegare  sia  fibre  di  lana  sia  scarti  piliferi  come  sostanze  ammendanti  per  il 

terreno  e  nutrienti  per  le  colture,  valutando  anche  il miglioramento  in  termini  di  proprietà 

biologiche e chimiche del  terreno. Come si evince dalla  trattazione,  l’impiego di questi scarti, 

non sottoposti ad alcun tipo di trattamento, ha  indotto nel complesso un miglioramento nella 

produzione di tutte  le colture esaminate: basilico, stramonio, menta piperita e salvia. Durante 

gli esperimenti si sono stati  in particolare riscontrati anche  incrementi relativi al contenuto di 

NH4‐N e NO3‐N nel  terreno, al contenuto di azoto e proteine all’interno del  tessuto vegetale 

delle  piante  e  nella  biomassa microbica  del  suolo.  Dai  risultati  ottenuti  si  nota  anche  una 

riduzione  delle micorrize  relativamente  all’apparato  radicale  dello  stramonio.  L’aggiunta  dei 

suddetti  scarti  ha  anche  leggermente  alterato  il  contenuto  e  la  composizione  di metaboliti 

secondari  delle  piante  quali  oli  essenziali  e  alcaloidi  che  comunque  dimostrano  rimanere 

all’interno del intervallo tipico per le rispettive colture.  

Le  analisi  effettuate  mediante  tecnica  di  scansione  elettronica  SEM  (Scanning  Electron 

Microscopy)  e  quella  a  raggi  X  EDX  (Energy  Dispersive  X‐ray)  hanno  mostrato,  sia  nelle 

condizioni  in vaso che  in campo, una  lenta decomposizione del  rifiuto  in esame, con  relativo 

rilascio  di  composti  contenenti  zolfo,  azoto,  fosforo  e  potassio.  E’  da  osservare  che  il  lento 

rilascio di sostanze nutrienti nel terreno può essere un problema per lo sviluppo delle colture.  

32  

I risultati ottenuti, assieme con i valori di concentrazione dei composti dell’azoto nel terreno al 

momento del raccolto, hanno suggerito che un impiego di circa 3,3 g degli scarti di lana e piliferi 

per ogni  kg di  terreno permettono di  supportare dai  2  ai  5  raccolti  in  serra  e dalle  2  alle  4 

stagioni in campo con un miglioramento delle caratteristiche bio‐chimiche del terreno.  

Nell’ottica di un  impiego a  livello di mercato dei  suddetti  scarti nell’ambito della produzione 

agricola,  il  parametro  principale  sul  quale  dovranno  essere  effettuate  ulteriori  ricerche  è 

sicuramente  la  quantità  da  impiegare  in  relazione  al  tipo  di  coltura  in  questione  e  la 

problematica  connessa  alla  lisciviazione  dei  nitrati  in  falda  acquifera  con  conseguente 

inquinamento della stessa.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

33  

La lana nel comparto ingegneristico per la desolforazione 

dei fumi del processo di combustione 

La combustione di combustibili fossili è alla base dell’attuale sistema di produzione dell’energia, 

una delle maggiori problematiche connesse a tale processo è l’inquinamento prodotto dai fumi 

di combustione che devono quindi essere trattati prima della loro emissione in atmosfera. Tra i 

principali trattamenti, vi è quello della eliminazione dei composti dello zolfo che ad oggi viene 

effettuato per mezzo del calcio contenuto nei calcari. In questa ottica è stato svolto uno studio 

[3] dove si propone, come alternativa ai calcari per  il processo della desolforazione,  l’impiego 

della lanolina ottenuta dalla lavorazione della lana.  

Questa  sostanza  mostra  un  importante  contenuto  di  calcio,  di  conseguenza,  può  essere 

effettivamente  una  reale  alternativa  per  la  desolforazione  dei  prodotti  della  combustione, 

potendo quindi ottenere una significativa riduzione degli ossidi di zolfo presenti nei fumi, prima 

della loro immissione in atmosfera. 

Introduzione 

Per desolforazione a secco dei prodotti di combustione originati nei combustori di combustibili 

fossili, nella pratica attuale viene impiegato il calcare o i suoi prodotti di conversione, vale a dire 

ossido o idrossido di calcio che a temperature di circa 850°C reagiscono con il biossido di zolfo. 

Al giorno d’oggi, l’uso di prodotti alternativi al calcare quali quelli contenenti calcio, provenienti 

dalla lavorazione di materiali organici, non ha ancora trovato un effettivo impiego.   

34  

Tra  le  sostanze  alternative,  maggiormente  promettenti  vi  è  la  lanolina,  ottenuta  dalla 

purificazione della  lana, che attualmente è per  lo più  impiegata nell’industria della cosmetica, 

nel settore della produzione dell’energia e per la produzione di biogas . 

Nella  presente  ricerca  viene  proposto  un  impiego  di  tale  sostanza  per  la  desolforazione  dei 

prodotti  ottenuti  dalla  combustione  in  combustori  a  letto  fluidizzato,  i  cui  fumi  in  uscita 

contengono concentrazioni di anidride solforosa compresi tra i 5200 ed i 14400 mg/m3.  

 

Andamento delle emissioni di SO2 

Processo della desolforazione 

Attualmente  il problema della rimozione di ossidi di zolfo dai prodotti della combustione può 

essere risolto mediante un processo di rimozione ad umido, secco o semisecco.  

35  

Il metodo a umido consiste nel  lavaggio dei fumi di combustione, contenti ossidi di zolfo, con 

una  soluzione  contenente  idrossido  di  calcio o  calcare, mediante  la  quale,  a  temperature di 

60°C all’interno di torri di assorbimento, si ha la seguente reazione: 

• 2CaCO3 + 2SO2 + O2 + 4H2O → 2CaSO4∙2H2O + 2CO2  

Le principali problematiche connesse a tale tecnica sono:  

• la  resistenza  alla  diffusione  in  fase  liquida  del  calcare,  ovvero  la  sua  velocità  di 

scioglimento nella soluzione assorbente;  

• l’elevato volume di liquido di assorbimento richiesto;  

• la riduzione della temperatura a cui devono essere sottoposti  i  fumi da trattare e che, 

successivamente  al  trattamento,  dovranno  essere  nuovamente  riscaldati  per 

permetterne la dispersione attraverso il camino e quindi in atmosfera. 

Il metodo di rimozione a secco permette di rimuovere i composti delle zolfo mediante calcare o 

carbonati ad alte temperature. Il calcare, preventivamente macinato, può essere direttamente 

immesso nel combustore assieme al carbone e, all’interno del reattore, si sviluppa  il suddetto 

processo di rimozione.  

In particolare  la calcinazione del calcare avviene a temperature superiori agli 800°C mentre  la 

reazione  tra CaO e SO2 ha una cinetica  interessante nel  range di  temperature comprese  tra  i 

600°C fino ai 1100°C.   

• CaCO3 → CaO + CO2 

• CaO + SO2 + 0,5O2 → CaSO4 

Per temperature superiori ai 600°C, avviene anche la seguente reazione: 

36  

• 4CaSO3 → CaSO4 + CaS 

In conclusione nel processo di  rimozione a  secco, a differenza di quello ad umido,  si ha  la di 

rimozione dello zolfo mediante una reazione eterogenea tra il gas e la fase solida dell’elemento 

assorbente,  da  ciò  il motivo  per  cui  si  parla  di  rimozione  a  secco. Dal  suddetto  processo  si 

ottiene  un materiale  di  scarto  allo  stato  secco  e  perciò  più  facilmente  smaltibile  rispetto  al 

residuo fangoso dei sistemi ad umido, per contro l’efficienza di rimozione del sistema a secco è 

inferiore  rispetto  a  quella  del  sistema  ad  umido.  Bisogna  poi  considerare  anche  il  costo  in 

termini energetici connesso alla necessità di portare il calcare alle temperature di calcinazione. 

Apparato sperimentale 

La parte principale della struttura in esame è il reattore, suddiviso in una porzione superiore ed 

una  inferiore,  collegate  tra  loro mediante un giunto  sferico.  La parte  inferiore del  reattore è 

stata  riempita  con  pietrisco  di  quarzo  frantumato  delle  dimensioni  di  5‐7  mm.  La  parte 

superiore del reattore è costituita da un tubo.  

La  struttura  consta  di  una  parte  esterna  del  reattore  (4)  ed  una  interna  (5).  All’interno  del 

reattore vi è un filtro di quarzo (6), il campione (7) e lo strato fluido necessario per ottenere le 

condizioni di letto fluido (9). Il gas, in uscita dal reattore, viene convogliato in un dispositivo di 

lavaggio  (10),  quindi  in  un  analizzatore  di  fumi  (11)  e  successivamente  inviato  (8)  verso  la 

camera‐fumi.  Il reattore è posto all’interno di un forno (3) riscaldato elettricamente mentre la 

parte  superiore  del  reattore,  che  si  estende  oltre  il  forno,  è  riscaldata  da  una  resistenza  a 

spirale sino alla temperatura di 105°C. 

37  

 

Schema dell’apparato sperimentale 

Il flusso di gas diretto verso la zona di ingresso (2) al reattore è regolato mediante una valvola 

elettrica (1) impiegata per regolare sia il flusso del suddetto gas contenente anidride solforosa, 

da sottoporre alla prova di desolforazione, sia  il flusso di gas di azoto nel caso di situazioni di 

emergenza. 

Caratteristiche della lanolina e della lignite 

Nella  seguente  tabella  sono  riportate  le  caratteristiche  della  lanolina  impiegata  per  la 

sperimentazione. 

Parametro  Valore Unità di misura 

Contenuto H2O  9,80  % massa 

Contenuto ceneri 57,76  % massa 

C  13,03  % massa 

38  

H  3,26  % massa 

Potere calorifico  5,8  Mj/kg 

Caratteristiche della lanolina di scarto 

Dai dati si nota che il contenuto d’acqua della lanolina è molto basso e comparabile con quello 

della lignite utilizzata per il processo di combustione mentre il contenuto delle ceneri nei rifiuti 

di  lanolina  è maggiore  rispetto  a  quello  del  carbone.  E’  importante  sottolineare  l’assenza  di 

zolfo nella lanolina, ciò significa che il suo impiego non determina un incremento della quantità 

di composti di  zolfo nei  fumi. Si può anche notare come  il potere calorifico della  lanolina  sia 

paragonabile a quello della lignite. 

Sulle ceneri della  lanolina sono poi state condotte analisi a raggi X,  i cui risultati sono riportati 

nella seguente tabella. 

Ossidi Contenuto Unità di misura

Al2O3  1,12  % massa 

SiO2  2,03  % massa 

SO3  0,38  % massa 

CaO  87,72  % massa 

Fe2O3  0,54  % massa 

K2O  5,53  % massa 

Na2O  0,81  % massa 

MgO  0,66  % massa 

P2O5  0,10  % massa 

Distribuzione degli ossidi nelle ceneri di lanolina 

39  

Tra  i  dati  ottenuti  è  importante  notare  la  presenza  dell’ossido  di  calcio:  l’elemento 

fondamentale  per  il  processo  di  desolforazione.  La  lanolina  è  stata  anche  confrontata, 

relativamente al contenuto di ossido di calcio, con due calcari di provenienza dalla Repubblica 

Ceca e normalmente impiegati per i processi di desolforazione. Dalla seguente tabella si evince 

come  il  contenuto di ossido di  calcio della  lanolina  sia paragonabile  a quello dei due  calcari 

considerati. 

Campione  Contenuto di CaCO3 [% in massa] Contenuto di CaO [% in massa]

Lanolina  ‐  50,67 

Calcare Čížkovice  73,57  41,20 

Calcare Certovy schody  97,72  54,72 

Contenuto di ossido di calcio 

Per  la  fase di  sperimentazione,  relativamente  al  combustibile da  impiegare, è  stato preso  in 

esame  il  carbone  proveniente  dalle  miniere  di  Bílina,  località  della  Repubblica  Ceca.  Tale 

carbone mostra  un’umidità media  del  22%  in massa  ed  un  contenuto  di  ceneri  del  15%  in 

massa. Di seguito è riportata la composizione chimica del combustibile. 

Elemento Contenuto [% in massa]

C  48,42 

H  5,32 

N  0,64 

S  1,12 

Composizione chimica del carbone impiegato nella sperimentazione 

40  

Per l’obiettivo della ricerca è importante il contenuto di zolfo del combustibile che sarà causa, 

durante  il processo di combustione, della  formazione di quei composti di  zolfo da  rimuovere 

per  mezzo  del  processo  di  desolforazione  basato  sull’uso  di  lanolina.  Di  seguito  è  anche 

riportata la composizione delle ceneri del carbone in questione. 

Ossidi Contenuto Unità di misura

SiO2  43,87  % massa 

Al2O3  34,44  % massa 

Fe2O3  6,32  % massa 

SO3  4,47  % massa 

CaO  4,21  % massa 

TiO2  2,09  % massa 

MgO  1,67  % massa 

Na2O  1,05  % massa 

K2O  1,03  % massa 

Composizione delle ceneri del carbone 

Dalle analisi delle ceneri si evince la predominanza degli ossidi del silicio e alluminio che insieme 

a quelli del ferro possono avere effetti negativi sul processo di desolforazione. 

Fase di sperimentazione 

Per  la  sperimentazione,  alla  lanolina  sono  state  aggiunte due differenti quantità di ossido di 

calcio pari al 20%  in massa per  il campione 1 e al 25%  in massa per  il campione 2.  I suddetti 

campioni sono stati poi miscelati sia con il calcare proveniente dalla cava di Čertovy schody, sia 

con  la  lignite  proveniente  dalla  zona  di  Bílina  in  rapporto  di  10:1.  Il materiale  è  stato  poi 

41  

calcinato alla temperatura di 850°C all’interno del  forno a muffola e successivamente  inserito 

nel reattore al quarzo per la fase di sperimentazione. Di seguito sono proposte le caratteristiche 

dei campioni impiegati per la prova di desolforazione. 

Campione Quantità di CaO aggiunta [% 

in massa] 

Contenuto di Ca [% in 

massa] 

Contenuto di CaO [% in 

massa] 

1  lanolina + 20%  46,0  64,4 

2  lanolina + 25%  45,7  64,0 

Composizione dei campioni di lanolina inseriti nel reattore di sperimentazione 

La fase di sperimentazione ha avuto luogo nel reattore dove, alla temperatura di 850°C, è stato 

inserito  il gas da purificare. Di seguito sono definite  le condizioni sotto  le quali è avvenuta  la 

prova di desolforazione. 

Parametri  Valore  Unità di misura 

Temperatura reattore  850  °C 

Portata gas di prova  0,06  m3/ora 

Pressione gas di prova  101325 Pa 

Temperatura gas di prova  25  °C 

Contenuto SO2 del gas di prova 8340  mg/m3 

Condizioni di prova 

Il  gas  in  uscita  dal  reattore  di  desolforazione  è  stato  raffreddato  ed  analizzato  in  continuo 

mediante  il  Servomex  Xentra  4900:  un  rivelatore  a  raggi  infrarossi  che  permette  la 

determinazione  del  contenuto  di  biossido  di  zolfo  all’interno  del  gas.  La  rilevazione  della 

42  

concentrazione di SO2 è stata effettuata sia per  il gas da purificare  in  ingresso al reattore, sia 

per il gas purificato in uscita dal reattore. 

Risultati 

I  risultati  della  prova  di  desolforazione  hanno  permesso  di  confrontare  l’efficacia  di 

desolforazione  della  lanolina  rispetto  a  quella dei  calcari di  Čertovy  schody. Di  seguito  sono 

proposte  le curve di assorbimento  in funzione del flusso di massa di biossido di zolfo entrante 

nel  reattore  e della  concentrazione di  SO2 presente nei  fumi  in uscita.  Il  limite di  emissione 

considerato è di 400 mg/m3 (linea gialla) mentre la concentrazione di SO2 in ingresso è di 8340 

mg/m3 (linea verde).   

 

Confronto della capacità di rimozione dell’ SO2 

Dai risultati si evince quindi che è possibile sia la sostituzione del calcare con la lanolina, sia la 

sua  integrazione  col  calcare  nell’ambito  del  processo  di  desolforazione,  soprattutto  se 

43  

consideriamo che il contenuto di CaO nella lanolina è superiore a quello dei calcari di Čížkovice 

e simile a quello di Čertovy schody. 

Osservazioni conclusive  

Dallo  studio  effettuato  è  evidente  che  l'uso  della  lanolina  ottenuta,  come  scarto  della 

purificazione  della  lana,  è  tecnicamente  possibile  nel  settore  della  desolforazione  dei  fumi 

prodotti dalla combustione  in  letto  fluido. La  lanolina, oltre ad essere paragonabile ai calcari 

relativamente al contenuto di ossido di calcio: elemento base per  la desolforazione, ha anche 

un contenuto energetico paragonabile alla lignite, ovvero il carbone normalmente impiegato in 

questi  processi  di  combustione.  Ciò  vuol  dire  che  assolve  ad  un  doppio  compito:  oltre  alla 

pulizia dei fumi è in grado di contribuire attivamente al processo di combustione.  

Se  quindi  da  un  lato  il  potenziale  della  lanolina  è  evidente,  bisogna  però  sottolineare  che 

l’impiego  a  livello  industriale  della  stessa,  necessita  di  ulteriori  studi,  in  particolar  modo 

relativamente alla possibile presenza di sostanze indesiderate come i metalli pesanti. 

 

 

 

 

 

 

 

44  

La  lana  nel  comparto  ingegneristico  nella  realizzazione 

di compositi per l’edilizia  

L’industria dell’edilizia è uno dei settori di maggiore  impatto dal punto di vista ambientale  in 

termini  sia  di  consumo  di  risorse  energetiche  sia  di  impiego  di materiali  non  ecologici  ed 

inquinanti. Da questo punto di vista è stato effettuato uno studio [5] sull’impiego delle fibre di 

lana per la realizzazione di materiali compositi sostenibili e non tossici in ambito edilizio.  

Introduzione 

Uno  degli  obiettivi  dell’umanità  è quello  di  dirigersi  verso  uno  sviluppo  di  tipo  sostenibile  e 

quindi  verso  una  riduzione  del  consumo  di  risorse  non  rinnovabili,  cercando  di  preservare 

l’ambiente e riducendo al minimo l’impatto che su di esso hanno le attività di natura antropica. 

Tra queste attività di maggior impatto ricade il settore dell’edilizia ed in particolar modo quello 

relativo  alla  realizzazione  di materiale  da  costruzione.  In  questo  ambito  è  stato  svolto  uno 

studio  relativamente  alla  possibilità  di  impiegare  materiali,  quali  polimeri  e  fibre  naturali, 

ecologici e non tossici per  la stabilizzazione di compositi a base di terre. Attualmente, a  livello 

industriale, il processo di stabilizzazione, il cui obiettivo è quello di migliorare la resistenza e le 

prestazioni meccaniche del composito, è ancora  in gran parte effettuato  impiegando prodotti 

artificiali quali cemento e calce.   

Obiettivi della ricerca 

Lo studio proposto ha come obiettivo quello di valutare le caratteristiche di elementi compositi 

da  ottenere  impiegando materiali  di  uso  tradizionale  nell’ambito  dell’edilizia  e materiali  di 

45  

carattere  innovativo. In particolare la ricerca si basa sullo studio delle proprietà di compositi a 

base di argilla con aggiunta di alginati, polimeri naturali provenienti dalle alghe, come leganti e 

l’uso  di  fibre  di  lana  per  il miglioramento  della  resistenza  a  compressione  ed  una maggiore 

protezione dal fenomeno di erosione delle acque. E’ da sottolineare che la presenza di acqua è 

comunque un problema  significativo per  il composito  in esame  in quanto è a base di argilla, 

quindi il suo impiego è sconsigliato per climi umidi. 

Materiali  

I materiali presi in esame nella presente ricerca, per la realizzazione del composito sono tre: 

• la miscela di terre, che costituisce l’elemento base del composito; 

• le fibre di lana; 

• gli alginati. 

Miscela di terre a base del composito 

Ogni  terreno  è  una miscela  di  particelle  solide,  sostanzialmente minerali,  aria  e  acqua  ed  è 

caratterizzato da parametri definiti dai limiti di Atterberg, dal contenuto in argilla e dalle analisi 

chimiche. Il terreno oggetto di studio è fornito dalla Brick Company Errol (sede a Perth, Scozia, 

UK). 

Elemento  Contenuto [%] 

SiO2  54,70 

TiO2  0,97 

Al2O3  19,70 

46  

Fe2O3  8,63 

CaO  0,93 

MgO  3,55 

K2O  3,90 

Na2O  1,78 

Pe2O5  0,17 

Cr2O3  0,02 

Mn3O4  0,12 

ZrO2  0,03 

ZnO  0,03 

Ossido di Bario  0,08 

Perdita alla combustione a 1025°C 5,04 

Composizione della terra a campione essiccato a 110°C 

 

Tipo di terra Quantità [%]

Sabbia  22,50 

Limo  45,00 

Argilla  32,00 

Classificazione: Argilla 

Distribuzione delle terre nella miscela 

 

 

47  

Caratteristiche chimico/fisiche  Valore Unità di misura 

Limite liquido  34,8  % 

Limite plastico  19,1  % 

Plasticità  15,7  % 

Contenuto di materiale organico  0  % 

Contenuto di sali solubili  0,43  % 

Contenuto di solfato solubile (SO3) 0  % 

Contenuto di calce (CaSO4*2H2O)  0  % 

pH  8,0  ‐ 

Contenuto di carbonato (CaCO3)  12,4  % 

Contenuto di cloruro solubile (Cl‐)  0,027  % 

Conduttività elettrica   554,00 μS/cm 

Solidi totali disciolti  355,00 mg/l 

Caratteristiche chimico‐fisiche della miscela di terre 

Fibre naturali 

Per  la  realizzazione  dei  compositi,  nel  settore  edilizio,  è  sempre  più  forte  la  spinta  verso 

l’impiego di  fibre naturali quali  la  juta,  il  cotone e  la  sisal e quelle ottenute dalla pianta del 

cocco, della palma o da altre  colture.  L’aggiunta di  fibre di  cocco e  sisal hanno mostrato un 

miglioramento  nel  comportamento  del  composito  in  termini  di  riduzione  delle  incrinature  e 

maggiore duttilità. L’uso della paglia riduce l’entità del ritiro nel composito appena realizzato e 

il  tempo di  indurimento. Ne migliora  la  resistenza a  compressione e permette un’omogenea 

essiccazione  del  materiale.  Si  può  quindi  dedurre  come  attualmente  la  letteratura  sia 

principalmente  concentrata  verso  l’uso  di  fibre  naturali  di  provenienza  vegetale  nell’ambito 

48  

della realizzazione di compositi per il settore edilizio, ciò è dovuto essenzialmente al fatto che le 

fibre  proteiche  di  origine  animale mostrano  una  scarsa  resistenza  agli  alcali  e  questo  è  un 

problema  nel  caso  di  impiego  del  cemento  ovvero  uno  dei  principali  elementi  impiegati  nel 

comparto delle costruzioni. Relativamente all’impiego di fibre proteiche, a base di cheratina, vi 

sono studi sulle fibre ottenute dalle piume di animali del comparto avicolo che mostrano una 

buona  resilienza ed elasticità, oltre ad un migliore comportamento nei confronti dell’umidità 

rispetto alle fibre di provenienza vegetale. 

Per la ricerca in esame sono state impiegate le fibre di lana in un composito a base di argilla. I 

campioni  sono  stati  realizzati  con  differenti  quantitativi  dei  vari  elementi,  in  particolare  con 

l’aggiunta dello 0,25% e dello 0,5% di fibre di lana sul peso complessivo. La lana impiegata è di 

appartenenza del settore ovino scozzese e non è stata sottoposta ad alcun tipo di trattamento 

di pulizia, in particolare non contiene sostanze quali detergenti, resine, oli o alcun altro tipo di 

additivo. 

Nella  realizzazione  del  campione  di  composito,  al  fine  di migliorarne  la  lavorabilità,  è  stata 

aggiunta  una  resina:  il  lignum,  ottenuta  dalla  corteccia  dell’albero  appartenente  al  genere 

Guaiacum. 

Alginati 

Per la realizzazione dei provini è stato impiegato l’alginato di sodio: C5H7O4COONa, un polimero 

biologico  che  si  ottiene  dalle  pareti  cellulari  delle  alghe  brune  e  il  cui  compito  è  quello  di 

impedire  l’essiccazione dell’organismo vegetale mantenendone  l’integrità cellulare e fornendo 

resistenza meccanica alla struttura dell’alga. Gli alginati sono utilizzati per una vasta gamma di 

applicazioni,  in  particolare  nell'industria  alimentare  e  nel  settore  industriale  e  medico‐

49  

farmaceutico,  ciò è dovuto alla  loro  importante  capacità di  trattenere  l’acqua e di elemento 

stabilizzante.  In  ambito  edilizio  tale  sostanza  è  stata  utilizzata  per  realizzare  materiali  da 

costruzione,  con  ottimi  risultati  nell'idratazione  del  cemento.  L’alginato  utilizzato  per  questa 

ricerca è stato fornito dalla FMC BioPolymer (Girvan, UK). 

Preparazione dei campioni e delle procedure di analisi 

La preparazione dei campioni è  stata eseguita  facendo  riferimento alle norme UNE‐EN 196‐1 

del 2005, UNE‐EN 1015‐2 e UNE‐EN 12190 del 1998. In base a questi standard è stato usato, per 

preparare  il materiale, un agitatore meccanico a 5  litri.  Il contenuto di umidità ottimale per  la 

miscela di  terra è  stato determinato  sperimentalmente utilizzando  il Proctor  test.  La miscela 

ottenuta presenta una consistenza molto secca e risulta di difficile  lavorabilità  in conseguenza 

dell’elevato indice di plasticità del terreno considerato per la ricerca.  

Mediante stampi in acciaio sono stati ottenuti campioni con forma prismatica e dimensioni 40 

mm  x  40 mm  x  160 mm.  La  colata  della miscela  e  la  sua  deposizione  sono  state  eseguite 

secondo  le norme e successivamente è stata effettuata una compattazione meccanica. Tutti  i 

campioni sono poi stati posti in un forno a 50°C per una periodo di 24 ore. 

Per verificare l'influenza dell’aggiunta degli alginati e delle fibre di lana, sono state considerate 

5 miscele con diverse proporzioni tra gli elementi costituenti, tali campioni sono stati nominati 

ed  elencati.  Per  ciascuna miscela  considerata  (da  01Errol  a  05Errol)  sono  stati  realizzati  7 

esemplari. Di seguito è proposta la composizione delle 5 miscele.  

 

 

50  

Campione 

Contenuto di 

terreno ERROL 

[%] 

Contenuto di 

alginati [%] 

Contenuto di 

lignum  [%] 

Contenuto di 

fibre di lana 

[%] 

Contenuto 

d’acqua [%] 

01ERROL  80  ‐  0,5  ‐  19,5 

02ERROL  79,5  19,75  0,5  ‐  0,25 

03ERROL  79,5  ‐  0,5  0,25  19,75 

04ERROL  79  19,5  0,5  0,5  0,5 

05ERROL  79,5  19,5  0,5  0,25  0,25 

Composizione dei campioni di composito 

I test a cui sono stati sottoposti i campioni hanno come obiettivo quello di definire le proprietà 

meccaniche dei provini di composito e sono: 

• test per la determinazione della densità; 

• test per la determinazione della resistenza a flessione; 

• test per la determinazione della resistenza a compressione.  

La resistenza a flessione è stata ottenuta secondo le specifiche della norma EN 83‐821‐925 

mentre la resistenza a compressione è stata determinata in entrambe le metà del provino 

prismatico, dopo la rottura a flessione, in conformità sempre alla EN 83‐821‐925. 

La  prova  è  stata  eseguita  impiegando  l’MCO‐30/139  tester,  riportato  in  figura,  applicando, 

secondo le procedure standard, un carico fino a 10 MPa ± 1,0% con una velocità di carico pari a 

0,5 MPa/s. 

51  

 

MCO‐30/139 tester per le prove di resistenza 

Risultati 

Nella seguente tabella sono riportati i risultati ottenuti dalle prove di compressione e flessione. 

Ogni valore rappresenta la media dei valori di campioni aventi stessa composizione. 

Campione Densità 

[g/cm3] 

Resistenza a compressione 

[MPa] 

Resistenza a flessione 

[MPa] 

01ERROL  1,82  2,23  1,12 

02ERROL  1,84  3,77  1,06 

03ERROL  1,80  3,05  1,10 

04ERROL  1,79  4,37  1,05 

05ERROL  1,79  4,44  1,45 

Risultati delle prove sui campioni di composito 

Dall’analisi dei campioni sottoposti a prova si è potuto notare che uno degli effetti significativi 

della inclusione di fibre naturali nella matrice del terreno è stata la prevenzione del fenomeno 

52  

di  restringimento delle crepe dovute  il processo di essiccazione. Nel caso di composito senza 

fibre di lana, il suddetto fenomeno avveniva velocemente e quasi senza preavviso. Al contrario, 

nel caso di materiale composito con presenza di fibre di lana, dopo il raggiungimento del carico 

massimo, nei campioni deformati erano visibili, sulla superficie, solo piccole e sottili crepe. 

Nelle  seguenti  figure  sono  riportate  le  curve  sforzo‐deformazione  per  i  diversi  e  numerosi 

provini  analizzati,  ricadenti  tutti  in una delle 5  tipologie  di  composito  Errol  (da  01Errol  a  05 

Errol).  L’impiego  di  più  provini  ha  permesso  di  valutare  la  bontà  delle  prove  realizzate. Dai 

seguenti grafici  infatti si evince  l’omogeneità di comportamento per provini appartenenti alla 

stessa tipologia di composito. 

Di seguito sono proposti i risultati grafici dell’andamento della curva sforzo‐deformazione per la 

prova di flessione. 

 

Prova di resistenza a flessione per i provini del campione 01Errol 

 

53  

 

Prova di resistenza a flessione per i provini del campione 02Errol 

 

 

Prova di resistenza a flessione per i provini del campione 03Errol 

 

54  

 

Prova di resistenza a flessione per i provini del campione 04Errol 

 

 

Prova di resistenza a flessione per i provini del campione 05Errol 

 

55  

Di seguito sono proposti i risultati grafici dell’andamento della curva sforzo‐deformazione per la 

prova di compressione. 

 

 

 

Prova di resistenza a compressione per i provini del campione 01Errol 

 

 

 

56  

 

Prova di resistenza a compressione per i provini del campione 02Errol 

 

 

Prova di resistenza a compressione per i provini del campione 03Errol 

 

57  

 

Prova di resistenza a compressione per i provini del campione 04Errol 

 

 

Prova di resistenza a compressione per i provini del campione 05Errol 

58  

Dall’analisi delle curve sforzo‐deformazione si evince che l'aggiunta di fibre di lana, assieme alla 

stabilizzazione  indotta  dall’alginato,  determina  un  aumento  della  pendenza  delle  suddette 

curve e quindi del valore del modulo di Young. 

Il rapporto tra sforzo e deformazione rimane lineare in tutte le prove fino al raggiungimento del 

carico massimo. Relativamente ai campioni di  terreno Errol,  senza aggiunta, né di  fibre né di 

alginato, si verifica il collasso immediatamente dopo il raggiungimento del carico massimo.  

Dalle prove realizzate su compositi contenenti fibre si può notare come ci sia una ridistribuzione 

di forze interne sulle fibre di lana che quindi fungono da rinforzo per la matrice del composito. 

Durante  le  prove,  si  è  anche  potuto  notare  che,  una  volta  raggiunto  il  carico  di  rottura,  i 

campioni di composito contenenti fibre non si sono disintegrati al contrario dei compositi senza 

fibre. 

Relativamente alla densità, si nota che il composito costituito solamente dalla miscela di terre 

mostra una densità maggiore rispetto ai campioni contenenti alginato e fibre di lana, la 

presenza dei quali determina una riduzione, ma non significativa, della densità. 

 

I test hanno dimostrato che l'aggiunta di alginato aumenta la resistenza a compressione di 

quasi il 70% mentre l’aggiunta di fibre di lana, senza alginato, determina un minore aumento 

della resistenza a compressione, pari a circa il 37%. Ciò può essere imputabile alla difficile 

lavorabilità delle fibre di lana. E’ invece di rilevante importanza notare come l’aggiunta 

combinata delle fibre e dell’alginato contribuiscano a migliorare la resistenza a compressione 

del 100% rispetto a quella di un composito di sole terre. 

59  

Dalle analisi effettuate si evince che i migliori risultati, in termini di resistenza a compressione, 

si ottengono con l’impiego di un basso quantitativo di fibre di lana: pari allo 0,25% in peso. Nel 

caso della prova di  flessione si può notare come  la presenza delle  fibre di  lana e dell’alginato 

influiscano  sul  valore  di  resistenza  a  flessione  migliorandolo  ma  in  maniera  meno  incisiva 

rispetto al caso della compressione 

Osservazioni conclusive 

Dalla  ricerca effettuata si può quindi dedurre che è possibile stabilizzare  terre con polimeri e 

fibre naturali ottenendo un composito con proprietà meccaniche adatte all’impiego  in ambito 

edilizio, realizzato con  l’impiego di elementi ecologici e non tossici.  

L’esperienza presa  in esame è consistita nello  studio di un  composito a base di argilla per  la 

realizzazione  di  mattoni  da  costruzione.  Come  legante  del  composito  è  stato  impiegato 

l’alginato, ovvero un polimero naturale ottenuto dalla parte cellulare di alghe brune, mentre 

per  il  rinforzo  è  stata  utilizzata  lana  di  pecora. Dai  risultati  ottenuti  è  stato  dimostrato  che 

l’impiego  di  alginato  e  fibre  di  lana  permette  un  significativo miglioramento  delle  proprietà 

meccaniche del  composito,  soprattutto per quanto  riguarda  la  resistenza a  compressione.  In 

particolar modo  la  stabilizzazione  del  composito  dipende  dalla  combinazione  tra  le  quantità 

dell’alginato e della  fibra di  lana,  in particolare  la migliori  caratteristiche meccaniche  si  sono 

riscontrate  per  una  percentuale  di  fibra  contenuta  pari  allo  0,25%.  La  presenza  dei  due 

stabilizzatori ha permesso un incremento della resistenza a compressione sino al valore di 4,44 

MPa ovvero doppio rispetto a quello del composito senza aggiunte.  

Le potenzialità dell’alginato, nella stabilizzazione di compositi costituiti da terre, sono notevoli 

comparate a quelle della calce e cemento. Considerando anche  il  fatto che  la disponibilità di 

60  

alghe e quindi di alginato è enorme, vi è  la reale possibilità di una sua convenienza d’impiego 

nel campo delle costruzioni per quanto riguarda la stabilizzazione dei compositi a base di terre, 

andando  in tal modo a sostituire  il cemento e proponendo quindi uno sviluppo più sostenibile 

del settore edilizio. 

Le fibre di lana impiegate per lo studio hanno una lunghezza di 10 mm e sono state introdotte 

nella matrice del composito  in maniera casuale. Su questo aspetto può essere estremamente 

interessante valutare  le proprietà meccaniche del materiale  in relazione a differenti  lunghezze 

delle fibre e ad orientamenti controllati.  

Ulteriori campi di ricerca dovrebbero riguardare anche il legame tra le fibre di lana e la matrice 

del composito, a livello di microstruttura, per determinare i fattori che influenzano tali legami. 

Futuri  ambiti  di  ricerca  possono  inoltre  riguardare  la  conducibilità  termica,  la  permeabilità 

all’aria ed il comportamento in differenti condizioni di umidità.  

 

 

 

 

 

 

 

 

61  

La lana nel comparto ingegneristico per la produzione di 

materiali isolanti per l’edilizia  

Al giorno d’oggi per una corretta valutazione della  sostenibilità ed efficienza energetica degli 

edifici,  oltre  allo  spessore  dello  strato  di  materiale  usato  per  l’isolamento  termico  e  alla 

domanda  di  riscaldamento,  è  necessario  considerare  la  domanda  di  energia  primaria 

complessiva  richiesta  dall’edificio,  l’impatto  della  struttura  e  dei  suoi  consumi  in  termini  di 

emissioni  di  CO2  e  le  proprietà  ecologiche  e  non  tossiche  dei materiali  da  costruzione.  Tali 

aspetti, necessari per  la  realizzazione di un edificio sostenibile, stanno generando nel settore 

dell’edilizia  una  crescente  domanda  di  materiali  da  costruzione  isolanti  a  basso  impatto 

ambientale,  ottenibili  da  risorse  rinnovabili.  Tuttavia  attualmente  sono  ancora  in  prevalenza 

utilizzati i tradizionali materiali caratterizzati da un maggior impatto ambientale.  

Uno  dei  maggiori  problemi  che  ostacola  l’uso  di  materiali  innovativi,  ambientalmente 

sostenibili, è  la diffidenza dei maggiori costruttori verso  la reale efficacia delle prestazioni dei 

suddetti materiali e ciò rende difficile  il reperimento di risorse necessarie per poter effettuare 

studi e ricerche in tale ambito. 

Lo  studio proposto  rappresenta un progetto comune  tra  l’University of Technology di Brno e 

l’University of Technology di Vienna per la realizzazione di un materiale a base di lana di pecora 

e dotato delle proprietà di isolante sia termico che acustico. Nella ricerca vengono proposte le 

modalità costruttive del materiale in esame che è stato anche testato per ottenere valutazioni 

in merito alla capacità di durata nel tempo. 

 

62  

Introduzione 

Nell’approccio alla progettazione energeticamente efficiente e sostenibile non si ha come unico 

obiettivo solo quello di realizzare un minor consumo energetico, ma anche quello di applicare 

dei materiali  da  costruzione  ecologici  e  locali,  con  il  vantaggio  di  ridurre  in  tal modo  i  costi 

connessi al trasporto e quindi i costi per la realizzazione dell’opera.  

Nella Direttiva del Parlamento e del Consiglio europeo 2010/31/EU DIRETTIVA del 19 maggio 

2010  relativa  al  rendimento  energetico  degli  edifici  viene  affermato  che  l'attestato  di 

certificazione energetica deve fornire informazioni riguardanti: 

• l'incidenza  effettiva  degli  impianti  di  riscaldamento  e  raffreddamento  sul  fabbisogno 

energetico dell'edificio;  

• l’entità del consumo di energia primaria da parte dell’edificio;  

• l’emissione di anidride carbonica connessa alla gestione dell’edificio.  

Tra  le più diffuse certificazioni ambientali vi sono  la BREEAM, LEED, DGNB, e Mark Green, per 

poterle  ottenere  i  costruttori  stanno  puntando  sulla  realizzazione  di  costruzioni  a  bassa 

richiesta  di  energia  primaria  e  a  bassa  emissione  di  CO2.  E’  poi  da  sottolineare  che  uno  dei 

requisiti  necessari  richiesti  dalle  certificazioni  sopraelencate  è  l'ecologia  dei  materiali  da 

costruzione, in tale ambito l’uso di materiali con fibre di lana di pecora soddisfa pienamente il 

suddetto requisito. 

Le  ricerche  relative  alla  sostenibilità  dei  manufatti  edilizi  puntano  non  solo  sul  risparmio 

energetico ma anche su altri aspetti di non secondaria importanza quali:  

63  

• l’isolamento  acustico  delle  strutture  per  prevenire  l’inquinamento  acustico  degli 

ambienti interni;  

• il  controllo  dell’umidità  all’interno  degli  spazi  abitativi  attraverso  l’uso  di  materiali 

organici  che  hanno  la  capacità  di  essere  permeabili  al  vapore  acqueo  e  di  assorbire 

l’umidità contenuta nell’aria ed in particolare sono in grado di assorbire, all’interno del 

loro  sistema poroso,  l’umidità quando è  in eccesso nell’aria circostante e di  rilasciarla 

quando l’ambiente è secco, potendo quindi regolarne il contenuto negli ambienti abitati 

con notevoli vantaggi per la salute ed il benessere delle persone. 

Ovviamente devono essere condotte sperimentazioni  in  tal senso, soprattutto per valutare  la 

durata di vita utile di tali materiali e l’eventuale decadimento delle loro proprietà con il passare 

del tempo.  

Tra  i  possibili materiali  ecologici,  provenienti  da  risorse  rinnovabili,  vi  sono  quelli  da  fonti 

agricole quali  la  iuta,  il  lino e  la canapa. E’ di altrettanto  interesse  l’impiego delle fibre di  lana 

data  la  loro  importante  capacità  in  ambito  di  isolamento  termico  e  la  loro  possibilità  di 

intervenire efficacemente anche in ambito di isolamento acustico.  

La ricerca in esame si è quindi concentrata sullo studio delle caratteristiche della lana di pecora 

come elemento isolante da poter impiegare in ambito edilizio, ponendo l’attenzione anche sul 

suo comportamento al variare delle condizioni al contorno, prima fra tutte l’umidità.  

Fibre di lana di pecora 

La  lana di pecora è un materiale  facilmente rinnovabile e riciclabile ed è costituita per circa  il 

60% da  fibre di proteine animali, per  il 15% da umidità, per  il 10% da grasso, per  il 10% da 

64  

prodotti contenuti nella sudorazione delle pecore e per il rimanente 5% da impurità. I vantaggi 

della lana sono: 

• la  facilità  di  pulizia,  la  rinnovabilità  della  fonte,  la  riciclabilità  del  prodotto  ed  il  suo 

aspetto ecologico; 

• la facilità di gestione e lavorazione del prodotto senza rischi per la salute umana; 

• la sua caratteristica di non infiammabilità; 

• il suo elevato valore igroscopico. 

 

Applicazione della lana di pecora nelle opere di edilizia 

L'uso di  lana  come elemento di  isolamento  termico  isolamento è  interessante  soprattutto  in 

relazione al suo aspetto ecologico e sanitario. Di seguito è proposto un confronto tra gli impatti 

ambientali  di  diversi  materiali  isolanti,  in  base  alla  loro  capacità  di  contribuzione  nella 

produzione del gas serra CO2. 

65  

 

GWP di differenti materiali di uso tradizionale per l’isolamento termico 

Preparazione dei campioni e definizione delle analisi 

Nella conduzione delle analisi si è posta particolare attenzione al comportamento delle fibre di 

lana al variare delle condizioni ambientali,  in modo da poter correlare  la variazione della  loro 

capacità di isolamento con le condizioni al contorno. 

Le indagini effettuate in laboratorio hanno avuto come obiettivo quello di determinare: 

• le caratteristiche in termini di peso, dimensioni lineari, spessore e densità; 

• le proprietà acustiche mediante il coefficiente di assorbimento acustico; 

• le proprietà termiche mediante la conducibilità termica. 

In particolar modo, per  la caratterizzazione della  lana  in termini di  isolante termico, si è posta 

l’attenzione sui seguenti aspetti: 

• dipendenza della conducibilità termica dalla temperatura; 

• dipendenza della conducibilità termica dal contenuto di umidità; 

• dipendenza della conducibilità termica dalla densità; 

66  

• dipendenza della conducibilità termica dallo spessore. 

Determinazione delle dimensioni lineari, dello spessore e della densità 

La determinazione delle dimensioni lineari e dello spessore sono state effettuate  in conformità 

alle norme EN 822, EN 823 ed EN 12085. La densità è stata determinata come proporzione tra 

peso e volume del campione di prova secondo  la EN 1602. I test sono stati condotti secondo  i 

seguenti passaggi: 

1. determinazione delle dimensioni lineari in accordo con le norme; 

2. determinazione del peso mediante bilance con precisione dello 0,5%; 

3. determinazione della densità come rapporto della massa sul volume del campione. 

Determinazione del coefficiente di assorbimento acustico 

Il coefficiente di assorbimento acustico è stato stabilito in conformità alla norma EN ISO 10534‐

1 ed è stato ottenuto producendo onde stazionarie in un tubo contenente il campione circolare 

collegato  all'estremità  del  tubo.  Le  misure  di  laboratorio  sono  state  effettuate  ad  una 

temperatura  di  20  ±  2°C  e  con  una  pressione  di  101,3  ±  2,7  kPa,  impiegando  frequenza 

comprese nell’intervallo  tra  i  100 Hz  e  i  3150 Hz.  I  risultati ottenuti  sono  stati poi  elaborati 

secondo la EN ISO 11654. 

Le misurazioni sono state realizzate mediante il Kunte’s Tube, riportato in figura, e  costituito da 

un  generatore  (1) per  sviluppare  la  frequenza desiderata, un  analizzatore  (2),  il  tubo  (3), un 

porta‐campioni  (4), una  sonda  (5), un microfono  (6), un altoparlante  (7),  il  campione  (8), un 

pistone (9) ed un cuscino d’aria (10). 

67  

 

Kunte’s Tube 

Determinazione della rigidità dinamica 

Rigidità dinamica è stata determinata  in  laboratorio usando  il metodo di risonanza secondo  la 

norma  EN  29052‐1.  L'essenza  del  metodo  consiste  nello  stabilizzare  la  frequenza  base  di 

risonanza del sistema meccanico costituito dal campione di  forma planare, con dimensioni di 

200 mm  x  200 mm,  e  una  piastra  di  carico metallica.  Durante  la  prova  le  vibrazioni  sono 

sviluppate in direzione verticale, perpendicolari al piano contenente il campione. 

La  frequenza  di  risonanza  è  stata  identificata  aumentando  gradualmente  la  frequenza  del 

generatore di vibrazioni. Le misurazioni sono state eseguite  tre volte per ogni campione e da 

esse si è potuto ottenere la rigidità dinamica del suddetto campione. Lo strumento,riportato in 

figura,  impiegato per effettuare  le misurazioni è costituito da una piastra di calcestruzzo (1) e 

un piatto di acciaio (3) collegato ad un sensore (6) per rilevare  le vibrazioni,  il campione (2) è 

inserito  tra  la  piastra  ed  il  piatto.  Lo  strumento  è  completato  da  un  elemento  (6)  con  un 

magnete permanente ed una vite regolatrice e da un generatore (4) di vibrazioni. 

68  

 

Strumento per la misurazione della rigidità dinamica 

Determinazione della conducibilità termica 

La conducibilità termica λ [W/m K] è stata determinata con riferimento alla norma ISO 8301. Il 

campione  utilizzato  ha  dimensioni  di  300 mm  x  300 mm  e  lo  strumento  impiegato  per  le 

misurazioni, mostrato  nella  seguente  figura,  è  il  dispositivo  Lambda  2.300  della  Holometrix 

Micromet Inc., USA. Il coefficiente di conducibilità termica è stato determinato in funzione dei 

seguenti parametri: 

• temperatura: a 10°C, a 20°C, a 30°C e a 40°C; 

• contenuto di umidità: nelle condizioni di idratazione normale del campione, nello stato 

secco essiccato a 95°C e nello stato inumidito; 

• densità di massa. 

69  

 

Dispositivo Lambda 2.300 per la determinazione della conducibilità termica 

Risultati della sperimentazione 

I risultati della sperimentazione hanno interessato la determinazione delle: 

• dimensioni lineari, spessore e densità di massa del campione; 

• coefficiente di assorbimento acustico; 

• rigidità dinamica; 

• conducibilità termica; 

• caratteristiche igrotermiche del materiale.  

Valutazione delle dimensioni lineari, dello spessore e della densità del campione 

Lo spessore dei campioni è stato determinato sulla base  la procedura citata nella EN 823. Le 

misurazioni sono state effettuate relativamente a 5 pannelli di dimensione 300 mm x 300 mm 

sotto una pressione nominale di 50 Pa e per ciascun campione sono stati determinati 4 valori di 

spessore. La densità è stata determinata in accordo alla norma EN 1602. I risultati sono riportati 

70  

nella seguente tabella. Lo spessore medio risultante è di 80 mm mentre  la densità si è attesta 

attorno a valori di 20 kg/m3. 

Campione Spessore [mm] Densità [kg/m3] 

1  80,026  19,16 

2  80,104  20,83 

3  79,877  19,97 

4  80,042  19,72 

5  80,151  20,51 

media  80,040  20,04 

Risultati dello spessore e densità dei campioni di lana 

Valutazione del coefficiente di assorbimento acustico 

Il  coefficiente  di  assorbimento  acustico  è  stato  determinato  in  laboratorio  relativamente  a 

frequenze  comprese  tra  i 100 e  i  3150 Hz, utilizzando un  interferometro  acustico,  il  tubo di 

Kunte,  su  provini  circolari  ed  è  stata  studiata  anche  la  dipendenza  del  coefficiente  di 

assorbimento acustico in funzione dello spessore del materiale.  

Per la misurazione sono stati selezionati 4 campioni con spessori: 20, 30, 40 e 60 mm. Come è 

evidente dai risultati riportati nella seguente tabella e figura, i maggiori valori di assorbimento 

si  hanno  alle  frequenze  maggiori  e,  per  ogni  frequenza,  si  ha  un  assorbimento  acustico 

crescente con l’incremento dello spessore del campione. 

 

 

71  

Frequenza [Hz]Coefficiente di assorbimento 

20 mm 30 mm 40 mm 60 mm 

100  0,082  0,102  0,090  0,119 

125  0,122  0,158  0,144  0,166 

160  0,077  0,113  0,137  0,120 

200  0,181  0,194  0,196  0,230 

250  0,117  0,141  0,210  0,285 

315  0,179  0,215  0,228  0,370 

400  0,144  0,181  0,331  0,465 

500  0,177  0,217  0,392  0,572 

630  0,242  0,255  0,499  0,673 

800  0,281  0,306  0,602  0,808 

1000  0,331  0,415  0,732  0,916 

1250  0,355  0,460  0,866  0,978 

1600  0,521  0,575  0,916  0,995 

2000  0,544  0,675  0,966  0,980 

2500  0,601  0,718  0,968  0,966 

3150  0,911  0,914  0,938  0,977 

Andamento del coefficiente di assorbimento acustico per differenti spessori e frequenze 

72  

 

Grafico dell’andamento del coefficiente di assorbimento acustico per differenti spessori e frequenze 

Valutazione della rigidità dinamica 

La rigidità dinamica è stata determinata utilizzando il metodo della risonanza in conformità con 

la  ISO  9052.  Le  dimensioni  dei  campioni  di  lana  sono  di  200 mm  x  200 mm  ed  hanno  uno 

spessore variabile da 40 a 175 mm. A causa della deformazione dei campioni dopo  la prova, 

sono  stati  registrati  i  valori  dello  spessore    prima  dell’applicazione  del  carico  e  a  carico 

applicato.  La seguente tabella riassume i valori di rigidità dinamica misurati nelle condizioni di 

carico e scarico.  

Campione Spessore prima dell’applicazione 

del carico [mm] 

Spessore a carico 

applicato [mm] 

Rigidità dinamica 

[MPa/m] 

1  39,5  9,8  15,81 

2  77,7  26,61  6,67 

3  106,78  34,43  5,09 

4  146,73  44,86  3,89 

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Ccoe

fficiente di assorbimen

to acustico

Hz

20 mm

30 mm

40 mm

60 mm

73  

5  175,2  53,9  3,29 

Risultati della rigidità dinamica dei campioni di lana 

Dalla  seguente  figura  si  evince  come  la  rigidità  dinamica  si  riduca  con  l’aumentare  dello 

spessore. 

 

Andamento della rigidità dinamica con lo spessore 

Valutazione della conducibilità termica 

Il  coefficiente  di  conducibilità  termica  è  stato  determinato  utilizzando  il  dispositivo  2300 

Lambda, i campioni esaminati sono costituiti da uno strato di lana e conservati in laboratorio ad 

una  temperatura di 23 ± 2°C ed un’umidità  relativa del 50 ± 3%.  I campioni analizzati hanno 

dimensioni di 300 mm x 300 mm ed i coefficienti di conducibilità termica sono stati determinati 

per 4 differenti  temperature medie: 10°C, 20°C, 30°C e 40°C.  Il gradiente di  temperatura per 

tutti i casi esaminati è pari a 10 K. Le analisi sono state condotte per diversi valori di spessore: a 

40mm, 50mm, 60mm,70mm e 80mm e quindi diversi valori di densità. Di seguito sono riportati 

in tabella i risultati ottenuti. 

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0 10 20 30 40 50 60

Rigidità dinam

ica [M

Pa/m

]

Spessore [mm]

74  

N°campione  Spessore 

[mm] 

Densità 

[kg/m3]  

Conducibilità 

[W/mK] 

Temperatura  media 

[°C] 

1  40  40  0,034 

10 

2  50  32  0,035 

3  60  27  0,037 

4  70  23  0,038 

5  80  20  0,040 

1  40  40  0,036 

20 

2  50  32  0,038 

3  60  27  0,040 

4  70  23  0,042 

5  80  20  0,044 

1  40  40  0,038 

30 

2  50  32  0,040 

3  60  27  0,042 

4  70  23  0,045 

5  80  20  0,048 

1  40  40  0,039 

40 

2  50  32  0,041 

3  60  27  0,043 

4  70  23  0,046 

5  80  20  0,050 

Influenza della densità e spessore del materiale e della temperatura sulla conducibilità termica 

75  

Di  seguito  sono  proposti  gli  andamenti  del  coefficiente  di  conducibilità  termica,  per  i  dati 

spessori,  in  relazione  alla  temperatura  media  considerata  e  del  coefficiente,  per  le  date 

temperature media, in relazione alla densità. 

 

Variazione del coefficiente conducibilità termica con la temperatura media  

 

 

Variazione del coefficiente conducibilità termica con la densità 

0,03

0,035

0,04

0,045

0,05

0,055

10 15 20 25 30 35 40

Coeff.cond

ucibilità te

rmica [W

/mk]

T media [°C]

40 mm

50 mm

60 mm

70 mm

80 mm

0,03

0,035

0,04

0,045

0,05

0,055

20 25 30 35 40

Coef.con

ducibilà te

rmica [W

/mk]

Densità [kg/mc]

10°C

20°C

30°C

40°C

76  

Dalle analisi si evince che un incremento della densità genera una riduzione del coefficiente di 

conducibilità  termica mentre un aumento della  temperatura media determina un  incremento 

del suddetto coefficiente. E’ importante sottolineare come ad un incremento della temperatura 

media da 10°C a 40°C corrisponda un incremento maggiore della conducibilità termica nel caso 

del  campione  a minore densità, pari  al  25%,  rispetto  all’aumento del  coefficiente, di  circa  il 

16%, nel caso del provino a maggiore densità.  

Il fatto che il maggiore incremento sia stato misurato per il campione con la minore densità di 

massa è dovuto alla maggiore porosità  che  lo  caratterizza  rispetto ai campioni  con maggiore 

densità,  infatti  l’intensità  del  flusso  d'aria  incrementa  all’aumentare della  porosità  ovvero  al 

ridursi della densità.  

Valutazione delle caratteristiche igrotermiche 

Una delle proprietà  fondamentali della  lana di pecora è  la  sua elevata  igroscopicità  che può 

giungere  fino al 30%  in  condizioni normali,  la  lana è  in grado di assorbire grandi quantità di 

acqua e vapore acqueo senza significative variazioni sia termiche che delle proprietà fisiche. 

I campioni di  lana, prima di essere sottoposti alla misurazione della  loro conducibilità termica, 

sono stati essiccati in forno a 105°C e successivamente condizionati a 23°C in aree con umidità 

relativa compresa tra il 15 e il 95%. Dopo la suddetta fase di stabilizzazione è stata effettuata la 

misurazione della conducibilità termica. 

Le  misurazioni  sono  state  effettuate,  a  varie  temperature  medie,  per  campioni  con  uno 

spessore di 80 mm ed i risultati sono riportati nella seguente tabella.  

 

77  

Conducibilità [W/mK] Umidità [%]

0,036  0 

0,041  20 

0,047  30 

0,070  52 

0,081  70 

Valori coefficiente di conduzione termica al variare dell’umidità per un campione di spessore pari a 80 mm 

Dalla  seguente  figura  si evince  chiaramente  che  fino al 20% di umidità,  l’incremento di peso 

causato dal contenuto d’acqua non influisce significativamente sul coefficiente di conducibilità 

termica,  al  contrario  per  valori  di  contenuto  d’acqua  superiori  al  20%,  si  ha  un  rilevante 

aumento del suddetto coefficiente. 

 

Andamento del coefficiente di conducibilità termica al variare dell’umidità del campione 

Le  misurazioni  effettuate  sono  state  impiegate  anche  per  definire,  come  riportato  nella 

seguente figura,  l’isoterma di assorbimento del campione di lana a 23°C. 

78  

 

Isoterma di assorbimento per il campione di lana a 23°C 

Osservazioni conclusive 

Gli  attuali  obiettivi  di  sviluppo  e  le  relative  strategie  politiche  sono  incentrati  verso  la 

realizzazione di uno sviluppo di tipo sostenibile, ovvero che contempli:  

• la riduzione dei consumi di energia primaria e di emissioni di CO2; 

• l’uso, nelle attività antropiche, di materiali ecologici, riciclabili e non tossici.  

Ciò sta determinando una  forte crescita della domanda dei suddetti materiali nell’ambito del 

settore  delle  costruzioni,  soprattutto  per  quanto  concerne  la  richiesta  di  materiali  isolanti 

derivanti da materie prime rinnovabili.  

Questa  ricerca ha avuto come  finalità quella di valutare  la possibilità di  impiego della  lana di 

pecora  come elemento per  l’isolamento  termico,  acustico e  regolatore delle  condizioni degli 

ambienti interni. Dai risultati ottenuti si può affermare che la lana è un eccellente materiale per 

79  

l’isolamento acustico ed  in tale ambito mostra  importanti vantaggi rispetto ai materiali di uso 

tradizionale,  vantaggi  che  vanno  dalla  facilità  di  impiego,  al  ridotto  impatto  ambientale, 

dall’assenza  di  effetti  negativi  sulla  salute  alle  importanti  prestazioni  ambientali.  

Oltre  i suddetti vantaggi, una peculiarità della lana di pecora è l’elevata igroscopicità, che arriva 

fino al 35%: l'elevata capacità di assorbire l'umidità impedisce la formazione di condensa, regola 

l'umidità degli ambienti creando una piacevole atmosfera  interna. Un altro aspetto rilevante è 

costituito della sua capacità di resistenza al fuoco. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

80  

La lana nel comparto ingegneristico per la produzione di 

nanomateriali 

Un ulteriore applicazione [4] delle fibre di lana è il loro impiego come componenti di base per la 

fabbricazione  di  nanomateriali.  E’  infatti  possibile  immobilizzare  sia  sulla  superficie  che 

all’interno delle suddette fibre, nanoparticelle metalliche.  

Introduzione 

I  tentativi  di  immobilizzazione  di  nanoparticelle  a  base  di  metalli,  su  diversi  tipi  di  micro 

supporti,  è  un  settore  di  ricerca,  sui  nanomateriali,  in  rapida  crescita.  l  vantaggi  connessi 

all’impiego di microgranuli sferoidali come supporti di nanoparticelle sono ben noti. Per quanto 

riguarda  invece  supporti  monodimensionali,  le  ricerche  si  sono  da  sempre  concentrate 

esclusivamente  sull’impiego  di  nanotubi  a  base  di  carbonio. Nell’ambito monodimensionale, 

possono però essere considerate anche altre tipologie di supporto, oltre ai suddetti nanotubi. In 

particolar modo le proteine presenti nelle fibre di lana, caratterizzate da strutture lineari che, a 

differenza dei nanotubi di  carbonio,  sono  reperibili molto più  facilmente. Ciononostante vi è 

ancora un numero abbastanza esiguo di studi sulla stabilizzazione di nanoparticelle all'interno o 

sulla superficie delle fibre di lana.  

Le fibre di lana mostrano un diametro compreso tra 10 e 300 μm, la parte interna della fibra è 

costituita principalmente da un elemento insolubile che è l’α‐cheratina.   

81  

 

Struttura di una fibra di lana 

Lo strato esterno della  fibra, denominato cuticola, si compone a sua volta di più strati, come 

rappresentato nella seguente figura.  

 

Struttura della cuticola 

Le nanoparticelle di maggiore interesse sono quelle di argento. La scelta di questo elemento è 

dovuta  alle  sue  buone  proprietà  antibatteriche  e  di  elevata  conducibilità  sia  elettrica  che 

termica,  che ne permetteno  l’applicazione nell’industria  cosmetica, medica ed elettronica.  In 

questo contesto  il ruolo delle fibre di  lana è fondamentale  in quanto possono fungere da bio‐

supporto per le suddette nanoparticelle.  

 

 

82  

Sperimentazione e risultati 

La  sperimentazione  si  è  basata  sull’uso  di  nanoparticelle  d’argento,  sintetizzate  a  partire  da 

nitrato  di  argento AgNO3.  Il  secondo  passo  è  stato  quello  di  applicare  le  nanoparticelle  alla 

superficie  delle  fibre.  I  campioni  sono  stati  analizzati mediante  la microscopia  elettronica  a 

trasmissione  (TEM)  e  quella  a  scansione  elettronica  (SEM).  I  risultati  mostrano  che  le 

nanoparticelle  hanno  aderito  sulla  superficie  del  supporto,  formando  agglomerati  ridotti 

caratterizzati da particelle di dimensioni medie pari a 8,5nm.  

 

Disposizione delle particelle sulla superficie del bio‐supporto 

Mediante le analisi SEM si è potuto notare, a seguito della deposizione delle nanoparticelle, una 

morfologia più liscia della superficie del bio‐supporto. 

83  

 

Morfologia della superficie dopo la deposizione delle nanoparticelle 

E’ stata sperimentata anche la possibilità di immobilizzare nanoparticelle all’interno della massa 

delle fibre di lana, come riportato nella seguente figura. 

 

Fibre di lana contenti nanoparticelle di argento al proprio interno 

Dalla sperimentazione effettuata si è potuto osservare che, in seguito alla rottura dei legami (S‐

S)  tra  gli  atomi  di  zolfo  presenti  sulla  superficie  del  bio‐supporto,  le  nanoparticelle  si  sono 

84  

ancorate  sulla  suddetta  superficie,  formando esse  stesse  legami  con gli atomi di  zolfo,  come 

mostrato in figura.  

 

Schematizzazione della immobilizzazione delle nanoparticelle di argento 

Osservazioni conclusive  

I presenti risultati dimostrano la possibilità di immobilizzare, sulle fibre di lana, le nanoparticelle 

in varie disposizioni, sia sulla superficie che all’interno della fibra. La compatibilità mostrata da 

parte delle suddette fibre nei confronti delle nanoparticelle di argento è un  importante spinta 

verso ulteriori ricerche che dovranno essere condotte principalmente  in merito alla possibilità 

di impiegare altre tipologie di nanoparticelle da associare al bio‐supporto sperimentato. 

 

 

85  

Siti internet 

[1] American Sheep Industry Association,  http://www.sheepusa.org/Wool_Information 

 

Riferimenti bibliografici 

[2]  Valtcho D.Zheljazkov,  2005,  Assessment of Wool Waste and Hair Waste as Soil 

Amendment and Nutrient Source,  Journal of Environmental Quality.  

[3]  T.Hlincik, P.Buryan,  2011,  Use of technical lanoline from adjustment of sheep wool in 

desulfurization of fluidized‐bed combustors,  Fuel Processing Technology,  Elsevier.  

[4]  A.A.Arshakuni, S.P.Gubin,  2010,  Nanomaterials Based on Natural Protein Fibers,  

Neorganicheskie Materialy. 

[5]  C.Galàn‐Marìn, C.Rivera‐Gomez, J.Petric,  2010,  Clay‐based composite stabilized with 

natural polymer and fibre,  Construction and Building Materials,  Elsevier. 

[6]  Jirì Zach, Azra Korjenic, Vit Petrànek, Jitka Hroudovà, Thomas Bednar,  2012,  

Performance evaluation and research of alternative thermal insulations based on sheep wool,  

Energy and Buildings,  Elsevier.