La recente proposta di legge dello Stato di New York, negli Stati Uniti, per vietare la vendita del nerofumo entro due anni, illustra cos'è il nerofumo, perché il suo utilizzo dovrebbe essere limitato, il suo impiego nell'industria della stampa e in altri settori, come viene prodotto, il suo potenziale impatto ambientale e la fattibilità di alternative.
Nel corso del tempo, sono stati sviluppati diversi metodi per la produzione di nerofumo, in base al livello tecnologico e alle risorse geografiche disponibili. Il processo di produzione del nerofumo in forno è attualmente il più efficiente e diffuso, ma analizzeremo anche altri processi.
Processo nero del forno
Questo processo utilizza idrocarburi derivati ​​da petrolio e gas naturale come materie prime per produrre la maggior parte del nerofumo mondiale. Le materie prime vengono iniettate nel reattore per la decomposizione termica. Tuttavia, bruciano solo parzialmente in ambienti a temperatura e ossigeno controllati. In questa reazione controllata, vengono generate e raccolte particelle di nerofumo. Nei moderni sistemi di reattori, è possibile applicare trattamenti superficiali durante la produzione di pigmenti per migliorare le prestazioni di applicazioni specifiche (ad esempio, dispersione di pigmenti e produzione di inchiostri).
Il nerofumo si presenta sotto forma di polvere costituita da agglomerati, con dimensioni delle particelle primarie comprese tra 10 e 80 nm. Per facilitarne la lavorazione, la polvere può essere compressa in particelle. Oltre alla modifica del trattamento superficiale, è possibile modificare anche le condizioni di processo per controllare caratteristiche quali la struttura e l'area superficiale.

pirolisi catalitica
Il processo di cracking termico per la produzione di nerofumo prevede l'immissione di gas naturale in un forno di preriscaldamento in atmosfera inerte. Il gas si decompone quindi in nerofumo e idrogeno gassoso. In condizioni anaerobiche, il nerofumo generato si forma lentamente e le particelle risultanti sono generalmente molto pure. Rispetto al nerofumo ottenuto per fusione, la dimensione delle particelle è maggiore e la struttura è peggiore. Questo processo utilizza una coppia di forni. Mentre un forno viene preriscaldato, l'altro forno decompone il gas naturale in nerofumo. L'idrogeno gassoso generato durante il processo di decomposizione può essere utilizzato per preriscaldare il secondo forno e produrre il lotto successivo di prodotti in questo processo discontinuo.

Processo di nerofumo (processo Degussa)
Il processo di produzione del nerofumo in fase gassosa è stato sviluppato in Europa utilizzando frazioni di catrame di carbone. L'olio viene riscaldato fino alla sua evaporazione. L'olio evaporato puro viene trasportato nella camera di combustione tramite un gas vettore ricco di idrogeno. Grazie alla presenza di ossigeno, la superficie del nerofumo risultante presenta un elevato grado di funzionalità, essendo composta da gruppi funzionali contenenti ossigeno. Questo processo permette di produrre nerofumo ad elevata purezza e con granulometria fine. Come il nerofumo da forno, le caratteristiche del nerofumo in fase gassosa lo rendono una scelta ideale per inchiostri e rivestimenti.

Altri processi storici per la produzione di nerofumo includono il nerofumo a lampada, il nerofumo a scanalatura e il nerofumo ad acetilene. Se volete produrre del nerofumo da soli, è molto semplice. Posizionate una pentola di acqua fredda sopra la candela, ma all'interno della fiamma arancione. In questo modo, parte della cera bruciata si depositerà sul fondo della pentola sotto forma di nerofumo. In pratica, quando accendete candele, fate un barbecue, bruciate incenso o usate candele alla citronella per respingere le zanzare, state producendo nerofumo.

questioni normative
Quando si parla di questioni normative relative al nerofumo, il primo passo è fare una distinzione cruciale. Ci riferiamo al nerofumo in polvere come pigmento, oppure al nerofumo presente nelle pellicole di inchiostro secco? Analizziamo innanzitutto il nerofumo in polvere ricevuto dai produttori di inchiostri.
Rischi per la salute
Il pericolo nascosto più grande del nerofumo è che, se non maneggiato correttamente, può provocare esplosioni di polvere. Se la concentrazione di polvere generata supera i 50 grammi per metro cubo, sussiste il rischio di esplosione o combustione in presenza di una fonte di innesco. Una corretta gestione e l'eliminazione accurata di eventuali fonti di incendio consentono di minimizzare tale rischio.
Il secondo problema riguarda l'inalazione. Le particelle di pigmento nerofumo sono molto piccole e, se non protette, si disperdono facilmente nell'aria. L'inalazione a breve termine di polvere di nerofumo può causare irritazione e fastidio alle vie respiratorie superiori, con conseguente tosse e respiro sibilante. Tuttavia, non vi sono prove che suggeriscano che il contatto acuto possa essere letale.
L'inalazione prolungata di nerofumo negli animali può causare sovraccarico polmonare e infiammazione. Sebbene l'infiammazione possa portare a effetti genotossici, il nerofumo di per sé non è considerato mutageno. Inoltre, questi risultati sono simili a quelli di altri studi su particelle inorganiche insolubili inalate. A causa dell'esposizione prolungata al nerofumo e ad altre particelle insolubili che può ridurre la capacità polmonare, si raccomanda sempre di indossare dispositivi di protezione individuale (DPI) e di mantenere buone abitudini di salute sul lavoro quando si utilizza la polvere di nerofumo.
Il nerofumo non irrita gli occhi o la pelle. Tuttavia, può causare irritazione meccanica e, come altre polveri, può seccare la pelle.
L'Agenzia Internazionale per la Ricerca sul Cancro (IARC) classifica la polvere di nerofumo come cancerogeno di classe 2B. L'Associazione Internazionale del Nerofumo ritiene che questa classificazione si basi sulla particolare sensibilità dei ratti da laboratorio all'inalazione di elevate dosi di particelle a bassa solubilità. Non vi sono prove sufficienti a dimostrare l'associazione tra nerofumo e cancro ai polmoni nell'uomo. L'American Conference of Government Industrial Hygienists (ACGIH), un'organizzazione senza scopo di lucro, ha concluso che il nerofumo è un cancerogeno accertato negli animali, ma la sua associazione con gli esseri umani non è ancora chiara.
Una volta che il nerofumo viene incorporato in inchiostri o vernici, tutti i rischi associati al suo utilizzo come particelle insolubili vengono eliminati. Questa è una differenza importante, e il disegno di legge del Senato sembra trascurarla, definendo erroneamente il nerofumo una sostanza tossica. George Fuchs, direttore degli affari normativi e tecnologici di NAPIM, ha dichiarato: "Siamo molto preoccupati per questo e ci siamo uniti a numerose organizzazioni industriali e commerciali per opporci a questa legislazione sconsiderata e controproducente".
effetto ambientale
Si stima che durante la produzione di oltre 15 milioni di tonnellate di nerofumo, vengano emesse dalle 29 alle 79 milioni di tonnellate di anidride carbonica. Se si utilizza l'idrogeno al posto del gas naturale, è possibile ridurre l'impronta di carbonio del 19%. Altri potenziali impatti ambientali includono il rilascio di monossido di carbonio.

Come abbiamo discusso, i pigmenti di nerofumo sono principalmente derivati ​​da frazioni di petrolio. Il nerofumo viene prodotto da materiali di scarto come pneumatici e alcune aziende stanno attualmente utilizzando risorse rinnovabili per produrlo. Living Ink produce nerofumo da rifiuti di biomassa attraverso un processo a emissioni negative di carbonio. Hanno migliorato il processo di produzione di inchiostri per serigrafia, stampa offset e flessografia. In un prossimo futuro, è probabile che vedremo prodotti adatti alla stampa a getto d'inchiostro. Come il nerofumo tradizionale, i pigmenti di nerofumo derivati ​​da biomassa vengono prodotti tramite combustione in ambienti anaerobici. Purtroppo, anche queste forme rinnovabili di nerofumo saranno vietate da una proposta di legge statale.

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