Caratteristiche del legno

Tenore di umidità

Il legno è un materiale poroso e capillare, la sua
conformazione interna, dotata di una notevole
superficie, lo rende quindi in grado di scambiare
velocemente con l’esterno sia l’umidità dell’aria
che eventuali sostanze in forma liquida.
Il tenore di umidità del legno è la variabile più
importante sotto il profilo delle caratteristiche
meccaniche, fisiche e tecnologiche ed in dipendenza
del tasso di umidità interno, il legno può
subire anche deformazioni permanenti (si pensi
ad esempio ai processi di deformazione sviluppati
per la produzione di imbarcazioni, botti per
la conservazione del vino e altro).
Essendo un materiale igroscopico il legno stabilisce
un equilibrio con l’ambiente esterno assorbendo
o cedendo vapore acqueo, in base alle
differenti condizioni climatiche dell’ambiente
circostante.

Il tenore di umidità e ancor più la possibilità
di notevole assorbimento d’acqua del legno,
devono in conclusione essere valutati e “governati”
con la massima attenzione da parte
dei produttori e degli utilizzatori di elementi
costruttivi in legno.

Una non corretta valutazione potrebbe essere
causa di una difformità produttiva (imbarcamento
o deformazione o fessurazione delle
tavole) o di un successivo deperimento del legno
una volta che questa è stato posto in opera
senza le dovute precauzioni (vedesi ad esempio
rivestimenti in legno posati su supporti non
ancora dovutamente stagionati o coperture
o parti di edifici in legno non correttamente
trattati con un ciclo protettivo che dopo pochi
anni dall’esecuzione mostrano evidenti segni di
ammaloramento e necessitano di un immediato
intervento di ristrutturazione).

Densità

Il legno può essere considerato microscopicamente
composto da una parte legnosa, da aria
racchiusa nelle sue porosità e da acqua contenuta
nelle sue capillarità, tale situazione è ben
rappresentata dalla caratteristiche di densità
(massa volumica) del legno dove a fronte di
una densità pressoché costante per quasi tutte
le specie arboree, dovuta alla parte legnosa
(definita densità anidra), abbiamo delle componenti
variabili dipendenti dal contenuto di
umidità che differenziano quindi le densità delle
varie tipologie di legno disponibili.
Il rapporto tra la superficie occupata dalla parete
cellulare e dai pori varia notevolmente tra
le singole specie legnose, di conseguenza la
massa volumica dipende perciò dalla specie legnosa.
Per motivi fisiologici, esiste un limite inferiore
della massa volumica (volume occupato
dalle pareti ≈ 6%) pari a circa 100 kg/m³ (per la
specie legnosa più “leggera” utilizzabile a livello
industriale, il legno di balsa, vale ρ0 ≈130 kg/m³),
ed uno superiore (volume occupato dalle pareti
≈ 93%) pari a circa 1200 ÷ 1400 kg/m³.
Anche la stagionalità di crescita, la posizione e
l’ampiezza degli anelli modifica sensibilmente la
densità delle varie essenze legnose, si va così
da valori di 250 ÷ 300 kg/m³ per qualità arboree
primaverile fino agli 850 ÷ 1000 kg/m³ per
essenze tardive.

Caratteristiche termiche

A causa della sua conformazione interna porosa
e capillare, il legno può essere considerato
un cattivo conduttore di calore. Essendo la conduttività
termica (λ) dipendente dalla presenza
di aria e acqua all’interno del legno, il suo valore
è fortemente legato alla specie lignea considerata
e stabilendo una percentuale del tenore di
umidità del 20% possiamo indicare valori che
oscillano tra 0,10 ÷ 0,20 W/mK.

Carattersitiche acustiche

Storicamente il legno è stato spesso sfruttato
in ambiti acustici, nella costruzione di strumenti
musicali in primis e di pennellature assorbenti
adibite alla correzione acustica di ambienti, il
legno è ampiamente usato in quanto capace di
unire alla flessibilità d’uso, un ottima risposta
acustica ed una notevole resa estetica.
La velocità di propagazione del suono varia in
dipendenza della direzione di passaggio delle
onde sonore nei confronti dell’orditura delle
fibre del legno, lungo la direzione parallela alla
fibratura raggiunge valori di 4000 ÷ 6000
m/s, perpendicolarmente ad essa di circa 400
÷ 2000 m/s.

Caratteristiche meccaniche

Il legno può essere considerato ortotropo, non
è quindi una materiale di cui si conoscano le
caratteristiche meccaniche in base alla direzione
della sollecitazione (isotropo) ma ovvero
possiede proprietà meccaniche uniche e indipendenti
lungo tre assi perpendicolari tra loro.
L’asse longitudinale (L) è parallelo alla fibratura,
quello radiale (R) è perpendicolare agli anelli
di accrescimento (e quindi perpendicolare alla
fibratura nella direzione radiale), quello tangenziale
(T) è anch’esso perpendicolare alla
fibratura, ma è tangente nei confronti degli anelli
di accrescimento. Il tenore di umidità è un’ulteriore
variabile da considerare anche sotto
l’aspetto del comportamento elastico del legno,
maggiore è il tasso di umidità e minore sarà la
capacità elastica, il valore del modulo elastico
si mantiene pressoché costante fino a tenori di
umidità del 7÷8% per scendere ai valori minimi
con un tenore di umidità di circa il 30%.

La resistenza meccanica del legno dipende,
come molte altre sue caratteristiche, dalla
specie arborea considerata, eventuali difetti,
quali deviazione della fibratura o discontinuità,
attacchi di insetti o di funghi, cretti (fessurazioni)
o altro, diminuiscono la resistenza meccanica
del legno; l’entità di questa diminuzione va valutata
volta per volta sulla base dell’esperienza.
L’utilizzo dei dati di resistenza del legno nella
progettazione di strutture richiede opportune
cautele. I valori che si ricavano dalle determinazioni
sperimentali non sono del tutto esaustivi
a causa del fatto che le prove che si eseguono
sono di breve durata, le condizioni di umidità
standard sono costanti, i provini sono di piccole
dimensioni e molto spesso privi di difetti. Per
evitare di sovrastimare un progetto e correre
il rischio di ottenere condizioni reali che disattendano
quanto previsto in sede di stima preventiva,
è necessario introdurre coefficienti che
tengano conto di queste situazioni.
Diverse nazioni che fanno un ampio uso del
legname come materiale da costruzione hanno
delle norme specifiche per la classificazione
riferita alla destinazione d’uso del legno nelle
costruzioni; anche in l’Italia esiste un impianto
normativo e legislativo riguardante il legno da
costruzione.

Il D.M. 14.09.2005 “Norme Tecniche per le Costruzioni”
è il primo decreto nazionale che ha
introdotto e normato le caratteristiche minime
per lo sfruttamento del legno nel campo delle
costruzioni (le corrispondenti normative o leggi
straniere sono la SIA 164 per la Svizzera, la DIN
1052 per la Germania e Regles C.B. 71 per la
Francia); oltre a questo i riferimenti nazionali
sono la EN 1995 Eurocodice 5 e le Istruzioni del
CNR-DT 206/2006.

Esistono poi una serie di norme specifiche, di
seguito elencate, dipendenti dalla tipologia di
legno e dalla sua destinazione d’uso, ad esempio
legno massiccio, travi o pannelli lamellari,
pannello da costruzione tipo OSB o altro.
• legno massiccio, UNI EN 14081-1;
• legno lamellare incollato, UNI EN 14080;
• legno massiccio con giunti a dita, UNI EN 385;
• pannelli di compensato, UNI EN 636;
• pannelli di scaglie orientate (OSB), UNI EN
300;
• pannelli di particelle (truciolare), UNI EN 312;
• pannelli di fibre ad alta densità, UNI EN 622-2;
• pannelli di fibre a media densità (MDF), UNI
EN 622-3;
• microlamellare (LVL), UNI EN 14374, UNI EN
14279
La UNI EN 11035-2 applica invece una classificazione
secondo la resistenza e per le varietà
arboree nazionali, legno di conifere e di latifoglie,
la suddivisione è in tre categorie per le
conifere S1, S2 e S3 e di una sola classe per
quello di latifoglie S.

Le Norme per la classificazione seconda la resistenza
si dividono in Norme di classificazione
a vista, coma la UNI EN 518 (dove si procede
ad una valutazione delle dimensioni e della
distribuzione dei nodi, dell’inclinazione della
fibratura, dello spessore degli anelli di crescita,
degli smussi e delle deformazioni) e Norme per
la classificazione a macchina, come la UNI EN
519 (dove si valutano le caratteristiche fisiche
come la massa volumica ed il modulo di elasticità).
A puro titolo informativo si ritiene opportuno
informare che esiste anche una Norma relativa
alle tipologie di fissaggio (meccanico attraverso
chiodature, incollaggio con diversi tipi di collanti
tra cui il più usato è certamente quello a base
poliuretanica e chiodatura con pioli in legno).

Durabilità

Il legno può mantenere, in condizioni ambientali
favorevoli, le sue caratteristiche meccaniche ed
estetiche per molto tempo, come confermano
alcune costruzioni del Nord Europa, edificate
esclusivamente servendosi del legno e risalenti
a secoli fa. Se esposto alle intemperie e non
opportunamente protetto, la sua colorazione
viene alterata fini ad assumere colore grigiastro.
L’applicazione di uno strato protettivo (vernici,
pitture) aumenta la resistenza del legno nei
confronti dell’ambiente circostante, ma non
lo impermeabilizza completamente. Pitture e
vernici possono essere comunque sostanze
capaci di difendere il legno dalle aggressioni di
organismi viventi.
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