sabato 1 ottobre 2016

IL CATRAME

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Il catrame è un materiale di colore scuro, di acuto odore caratteristico e di consistenza più o meno pastosa che condensa quando il gas di distillazione del carbon fossile (catrame di carbon fossile) o del legno (catrame di legna), all'uscita delle storte di distillazione, viene raffreddato alla temperatura ambiente. Dal punto di vista della composizione, il catrame di carbon fossile è una miscela complessa di centinaia di composti diversi, in prevalenza idrocarburi aromatici, composti azotati (piridina, indolo, ecc.) e composti ossigenati (fenoli, cresoli, ecc.). Il catrame di legna o catrame vegetale ha una composizione nettamente diversa; in particolare è assai più povero di idrocarburi aromatici, mentre vi sono abbondanti costituenti fenolici, tra i quali i cresoli e il guaiacolo, che in passato veniva ricavato soprattutto da questa fonte. A seconda del legno di provenienza si hanno catrami diversi: di betulla, di conifere, di ginepro, di latifoglie, ecc., ciascuno con prevalenza di uno o più costituenti dissimili.

Il catrame di legna viene prodotto principalmente da legno e dalle radici di pino e legni ricchi in resina, per distillazione pirolitica distruttiva. La sua produzione e commercio ha dato un contributo importante nelle economie di Nord Europa e America coloniale. Il suo utilizzo principale era di preservante e calafatante per le navi lignee; il più grande utilizzatore è stato la Royal Navy. La domanda commerciale è diminuita con l'avvento delle navi in ferro e acciaio. Prodotti analoghi possono essere ottenuti anche da altre forme di materia organica come la torba.
Il catrame minerale fa parte della categoria nei materiali bituminosi, ed è un composto che deriva dalla distillazione secca del carbone fossile, in particolare del litantrace, il più importante carbone fossile. Si presenta come un liquido denso di colore nero o bruno. Il catrame di carbone è quindi considerato come un sottoprodotto della produzione del carbon coke. Prodotti minerali simili derivano da idrocarburi fossili.
Da un punto di vista chimico e fisico, il catrame è un sistema colloidale costituito da una elevata quantità di sostanza organica e da acqua, quest'ultima in percentuale variabile del 2-5%.

La sostanza organica presente nel catrame minerale è rappresentata soprattutto da idrocarburi alifatici e policiclici aromatici (IPA) ed in proporzioni minori da altre sostanze contenenti ossigeno, azoto e zolfo. Data però la variabilità chimica del carbon fossile, dipendente dalla natura della matrice organica originaria e dalle differenti tecnologie esistenti per attuare la distillazione secca, il catrame può presentare differenti proporzioni dei suoi costituenti principali sopra citati.

Allo stato grezzo è impiegabile come combustibile, impermeabilizzante per tetti (e tettoie), per la produzione di nerofumo e altri antisettici, ed infine, opportunamente privato della sua quota di acqua (deacquificazione), può costituire la base di partenza per la produzione di importanti miscele di maggior uso pratico: le frazioni che si ottengono dalla sua distillazione sono infatti gli oli leggeri, medi, pesanti e gli oli di antracene, mentre il residuo costituisce la pece di catrame.

Pur avendo un aspetto molto simile a quello del bitume, il catrame è una sostanza più concentrata e di minor pregio a causa della maggiore instabilità termica e chimica dei suoi costituenti.

Il catrame greggio viene utilizzato per le sue proprietà idrofughe solo nella catramatura; al contrario è materia prima ricercata per l'estrazione delle sostanze costituenti. Quello più usato è il catrame di carbon fossile che viene sottoposto alla distillazione frazionata: si separa prima una frazione che bolle a temperatura inferiore ai 190 ºC e che si indica con il nome di olio leggero; segue la frazione bollente tra 190 e 280 ºC che prende il nome di olio medio od olio di naftalina, e poi quella bollente fino a 350 ºC detta olio pesante od olio di antracene; come residuo della distillazione rimane infine un residuo solido di colore nero, la pece di catrame di carbon fossile. Le singole frazioni vengono ulteriormente elaborate asportando dagli oli leggeri e da quelli di naftalina i costituenti fenolici, ossia il fenolo, i cresoli, ecc., mediante un lavaggio con una soluzione di soda, e i costituenti basici, come l'anilina e i suoi omologhi, mediante un lavaggio con acido solforico diluito, e infine sottoponendo la parte neutra, costituita da idrocarburi aromatici, a ulteriore distillazione frazionata. Si separano così dagli oli leggeri il benzene, il toluene, la miscela dei tre xileni isomeri e una frazione costituita da una miscela di omologhi superiori del benzene, che viene solitamente usata come solvente con il nome di nafta solvente. Dagli oli di naftalina si separa, in genere mediante un semplice raffreddamento che ne provoca la separazione allo stato cristallino, la naftalina, la quale ne costituisce il componente principale. Dagli oli pesanti si separano invece l'antracene, il fenantrene e il carbazolo. La richiesta di questi ultimi prodotti è però in genere limitata rispetto alla quantità di oli pesanti disponibile, e tali oli vengono in buona parte usati per l'impregnazione del legname, direttamente o dopo i trattamenti che forniscono il prodotto più propriamente indicato con il nome di carbolineum. Nell'industria della distillazione del carbon fossile, il catrame costituisce un sottoprodotto, sia pure importantissimo, e la sua disponibilità sul piano industriale è quindi condizionata dalla produzione di gas illuminante e di coke metallurgico. Negli ultimi venti anni, con l'imponente aumento della produzione in particolare di materie plastiche sintetiche, la distillazione del catrame è diventata insufficiente a coprire la richiesta mondiale di benzene, di toluene e di xilene, per cui questi composti hanno cominciato a venir prodotti in quantità sempre maggiore da adatte frazioni del petrolio, pur continuando a essere ricavati anche dal catrame. Questo continua invece a fornire quantità bastanti di naftalina, di antracene e di piridina.



Per adeguata diluizione del catrame ricavato dalla distillazione secca del legno di pino, betulla, faggio, ginepro, ecc., si ottiene un preparato medicamentoso. Il catrame medicinale è ricco di sostanze fenoliche ed eteree (creosolo, guaiacolo e omologhi) a cui sono legate le sue proprietà disinfettanti e balsamiche. Viene impiegato sotto forma di pomate e unguenti nella terapia di varie malattie della pelle, quali psoriasi, dermatite eczematosa, scabbia, infezioni fungine. Al contrario, il catrame può però anche essere responsabile di effetti dannosi sulla pelle. Infatti la sua presenza in numerosi prodotti industriali e commerciali può in determinati soggetti suscitare reazioni allergiche, soprattutto dermatiti da contatto. Il contatto continuativo con esso è in grado di provocare lesioni precancerose (cheratosi) seguite dalla formazione di carcinomi della pelle.

Il catrame vegetale è un liquido viscoso dall'odore pungente ed intenso, di colore bruno nerastro, ottenuto per distillazione a secco del legno di alcuni alberi, come betulla, faggio e pino. Il catrame di Norvegia, ottenuto per distillazione secca dei pini norvegesi, è il più pregiato.
Catrame minerale: si ottiene dalla distillazione del carbone bituminoso (coal tar o catrame minerale); è un liquido nero, denso e viscoso. Presenta un'azione più forte rispetto al precedente, ma risulta anche maggiormente irritante per la cute.
In commercio sono presenti numerose formulazioni non standardizzate a base di catrame (minerale o vegetale), per cui è bene farsi guidare nella scelta direttamente dal proprio medico curante o dal farmacista / erborista di fiducia.
Il catrame vegetale viene impiegato soprattutto in dermatologia, perché è un ottimo disinfettante, antimicrobico e cheratoplastico. La distillazione secca consente il passaggio dallo stato liquido allo stato gassoso di composti a basso peso molecolare, come i fenoli, che subiscono una riduzione. Talvolta, il catrame vegetale è talmente ricco di composti Guaiacolofenolici da rendere difficile il suo uso a scopo terapeutico (in quanto i fenoli sono molecole piuttosto aggressive verso l'ossidazione di strutture biologiche); in questo caso il catrame vegetale dev'essere ulteriormente distillato; questo accade per il catrame vegetale ricavato dai legno di conifere, di betulle e di faggio.
La distillazione frazionata di questi composti porta all'isolamento di classi chimiche fenoliche, che possono essere impiegate in altri settori. Ad esempio: dalla distillazione frazionata del catrame vegetale si ottiene il guaiacolo, forte disinfettante impiegato in odontoiatria; un altro composto ottenuto per distillazione frazionata del catrame è il creosoto (20% di guaiacolo), una frazione fenolica utilizzata come disinfettante in ambito sanitario.

Il catrame ha proprietà cheratoplastiche per le quali una volta applicato localmente determina, con un meccanismo non completamente conosciuto, una riduzione del numero e della grandezza delle cellule dell'epidermide. Esso possiede inoltre un'azione anti-pruriginosa ed anti-irritativa.
Il catrame è stato incorporato anche in shampoo, utilizzati per dermatite seborroica, psoriasi del capillizio e forfora.
Gli shampoo e le lozioni a base di catrame minerale (anche in associazione ad acido salicilico all'1%) vengono utilizzati - sotto consiglio medico - per combattere la psoriasi del cuoio capelluto, mentre l'applicazione diretta di lozioni o di unguenti a base di catrame minerale 3-5% sulle chiazze cutanee è indicata per la psoriasi della pelle. Per la sua azione fotosensibilizzante, il carbone minerale è spesso usato per incrementare l'azione terapeutica della luce UV nel trattamento della psoriasi.
Proprietà: antipruriginoso, cheratoplastico e blando antisettico. Buona attività antibatterica, risolvente, balsamica e parassiticida per l'elevato tenore fenolico
Indicazioni: Psoriasi (in questo caso si preferisce l'utilizzo del catrame minerale), Forfoa, Eczema cronico

Gli shampoo al catrame possono rendere un po' più scuri i capelli, specie quelli particolarmente chiari (biondi o bianchi). Anche l'odore è generalmente poco gradito dall'utilizzatore, così come l'appiccicosità che ne rende difficile la rimozione macchiando indumenti e lenzuola.
Il catrame è una sostanza fotosensibilizzante e come tale rende la pelle più sensibile al sole, aumentando il rischio di scottature.
Il catrame non va mai applicato sulla pelle lesionata od aperta. Su cute sensibili o in caso di uso eccessivo può causare effetti collaterali come irritazioni cutanee (dermatiti da contatto), eruzioni acneiformi, formazione di comedoni, fotosensibilizzazione, reazioni di ipersensibilità e follicoliti. E' quindi importante che il catrame sia utilizzato in concentrazioni adeguate (non superiori al 2%) ed incorporato in veicoli non occlusivi. Ad esempio, esistono prodotti a base di catrame in gel e a basse concentrazioni, cosmeticamente più accettabili perché non puzzano, possono essere usati ogni giorno e si lavano via facilmente. In genere, il catrame è controindicato in caso di pelle facilmente irritabile o in corso di eruzioni cutanee acute.


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