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SCIENZE
I MATERIALI STRUTTURALI: PERCHÉ IL LEGNO È INNOVATIVO?
06/11/2019

 

FOTO APERTURAUN DECALOGO
di Marco Togni *


Il legno, pur essendo considerato un materiale da costruzione antico e legato alla tradizione, è invece da annoverare tra quelli più attuali e, da questo punto di vista, anche innovativi.

Questa materia prima e i prodotti da essa derivati, grazie anche ai sistemi produttivi più avanzati, sono da considerare innovativi in quanto racchiudono molte delle proprietà assai ricercate e studiate nei materiali frutto delle tecnologie più progredite.

Tali proprietà del legno, ben note, sono qui raggruppate in un DECALOGO, e possono essere considerate a pieno titolo innovative proprio perché oggetto di svariati tentativi di imitazione e riproduzione:

1)  Il legno è naturale

perché è prodotto con "sistemi non inquinanti", in quanto frutto della coltivazione del bosco. Al contrario di quanto avviene per tutti gli altri materiali da costruzione (nessuno escluso!) i siti di produzione della "materia prima" forniscono un notevole contributo positivo alla conservazione dell'ambiente e della biodiversità, soprattutto in Italia e in Europa dove il concetto di "coltivazione del bosco" si accompagna sempre con la conservazione dell'ambiente, delle specie animali e vegetali che lo abitano.

2) Il legno è sostenibile

perché è possibile ottenere materia prima legno senza alcun impatto negativo sull'ambiente, prelevandolo da siti di provenienza certificati, che consentano l'accertamento della corretta gestione forestale, del rispetto della natura, della biodiversità, dell'ambiente in generale e sui suoi abitanti (ad es. certificazioni FSC, PEFC, ISO 14000, ecc.). Questo non significa che tutti i legnami che possiamo utilizzare lo siano, ma quello cresciuto in Italia e in Europa, frutto di tagli legali, risponde tipicamente a questo criterio. Sta al consumatore scegliere il materiale giusto tra quelli veramente sostenibili.

3) Il legno è "non energivoro"

perché è prodotto e lavorato con un bassissimo consumo di energia, incomparabilmente inferiore rispetto ad altri prodotti con funzione strutturale. Per il legno massiccio ciò consente di ottenere un bilancio totale complessivamente negativo in relazione alle emissioni di anidride carbonica (la quantità di CO2 bloccata all'interno delle fibre vergini è maggiore rispetto a quella emessa per ottenere il prodotto) e quindi assai più basse di altri prodotti a tecnologie innovative. I prodotti derivati dal legno per impiego strutturale, pur avendo un consumo energetico maggiore, rimangono comunque incommensurabilmente più ecologici, sotto questo punto di vista, di altri prodotti di tipo innovativo. A mo' di esempio, a parità di volume del manufatto, la produzione/lavorazione di una lega di alluminio "pesa" sull'ambiente circa 1.500 volte di più della lavorazione del legno. Questo non considerando l'estrazione, che peggiora ulteriormente il bilancio.

4) Il legno è un deposito di carbonio

perché è l'unico materiale che funge da carbon sink, come indicato nel protocollo di Kyoto del 1997, ovvero da deposito mobile o immobile (se inglobato in strutture) di carbonio, per un tempo pari alla durata utile del manufatto. Ogni metro cubo di legno blocca circa 800-900 chilogrammi di CO2 equivalente (il dato si riferisce a legno di media densità come l'abete; se si considera un legname di maggiore densità come la quercia, il valore raddoppia). Ciò non ha eguali in nessun altro materiale per impiego strutturale (ad eccezione di altri elementi di origine naturale e comparabili dal punto di vista degli impieghi come bambù, paglia ecc.).

5) Il legno è leggero e resistente

perché ha un ottimo rapporto delle prestazioni meccaniche (resistenza e rigidezza in direzione assiale) rispetto alla densità, comparabile e in certi casi assai migliore di altri materiali da costruzione. Il legno si presta a essere impiegato molto bene nell'edilizia antisismica dove è necessario coniugare leggerezza e resistenza/rigidezza, anche se non lo si può definire strettamente "antisismico" come normalmente si trova scritto. Come esempio si riporta nella tabellina seguente una serie di materiali per l'edilizia comparati in base al rapporto tra resistenza e densità e modulo elastico e densità.

Materiale

Tensione di rottura diviso

Densità (1)

Modulo elastico diviso

Densità (1)

Calcestruzzo (Rck 30)

~ 0,01

12,0

Acciaio (Fe 360)

0,05

26,2

Legno lamellare di abete (2)

0,05 ÷ 0,06

22,0

Alluminio (Lega 7000)

0,13

26,0

(1) Tensione di rottura e Modulo elastico in (N/mm²); Massa volumica in (kg/m³); (2) - Per sollecitazioni longitudinali

 

6) Il legno è facile da collegare

perché è semplice da lavorare, da unire e da assemblare. Questo lo ha reso assai versatile fin dall'antichità, proprio per la possibilità di trasferire facilmente carichi e consentire la realizzazione di costruzioni.

7) Il legno è di facile smaltimento

perché dopo l'impiego può essere destinato al riciclo, ad esempio tramite reimpiego in pannelli di particelle (truciolari), oppure può essere conferito in discarica controllata con impatto ambientale nullo per lo smaltimento, o addirittura a bilancio energetico positivo, se al fine vita viene convertito in energia. Ovviamente va considerato che legno massiccio puro e legni trattati/incollati hanno percorsi di smaltimento diversi tra loro, ma il riciclo in pannelli di particelle è comunque sempre possibile e auspicabile.

8) Il legno ha un comportamento sicuro al fuoco

dato che non ha emissioni venefiche a confronto di altri materiali di sintesi (polimeri plastici).

Inoltre consente un’ottima previsione del comportamento all'incendio e della reazione al fuoco. Ciò permette di ottenere facilmente le necessarie resistenze al fuoco per gli abitanti delle strutture e per l'intervento dei vigili del fuoco in caso di incendio. I vigili del fuoco questo lo sanno, e hanno la possibilità di intervenire con una certa tranquillità qualora si verifichi un evento su struttura portante lignea.

9) Il legno è stabile chimicamente

perché presenta un'ottima resistenza agli aggressivi chimici e ambientali come cloruri nelle piscine coperte e salsedine nelle zone marine, e molto altro.

10) Il legno è isolante

perché contiene tanta aria, inglobata nei lumi delle microscopiche cellule di cui è costituito. Questo gli conferisce proprietà preziose nell'impiego strutturale: è naturalmente isolante termico, isolante elettrico e, in particolari condizioni, anche acustico; influisce positivamente sulla climatizzazione degli ambienti impedendo i ponti termici e le condense.

Al termine del decalogo non dobbiamo trascurare la gradevolezza alla vista, ottenibile senza particolari finiture, che rende il legno unico e molto imitato.

*Professore associato di Tecnologia del legno presso il DAGRI – Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agrarie, Alimentari Ambientali e Forestali dell'Università degli Studi di Firenze marco.togni@unifi.it tel. 0552755609