2.1 Il legno massiccio. Indice. 2 Materiali CAPITOLO 2.1 1

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1 CAPITOLO Indice 2.1 Il legno massiccio Il bosco La struttura del legno L umidità del legno Ritiro e dilatazione I fattori che influiscono sulla crescita Parassiti animali del legno Parassiti vegetali del legno Proprietà del legno L esbosco Taglio dei tronchi L essiccazione del legno Il legno massiccio

2 2 CAPITOLO Materiali Fonti Illustrazioni pagine 7, 10, 11 Andi Keller Illustrazioni pagine 16, 22 Holzführer, Jean-Denis Godet Illustrazioni pagine 17, 18 Holzschädlinge, Hans-Peter Sutter Illustrazioni pagine 13, 23 EMPA/LPMR, Dübendorf Illustrazioni pagine Dr. R. Maag SA, Dielsdorf, 1985 Illustrazioni pagine Hans Brechbühl, Coira, 1985

3 CAPITOLO Il legno massiccio Il bosco La legge federale sulle foreste è in vigore dal 1 gennaio Essa ha lo scopo di proteggere la foresta affinché le sue funzioni siano conservate anche per le generazioni future. La legge stabilisce in particolare i punti seguenti. I dissodamenti sono di principio vietati. In caso di deroga il dissodamento va compensato in natura nella medesima regione e principalmente con essenze stanziali. L area forestale non va diminuita. La Confederazione promuove la manutenzione di riserve forestali. Sono vietati i tagli rasi e le forme di sfruttamento d effetto equivalente. Il taglio d alberi nella foresta è subordinato ad autorizzazione. La foresta è accessibile al pubblico. Questa legge forestale e la legge precedente hanno contribuito alla conservazione della foresta in Svizzera. Nel 2010 la superficie forestale in Svizzera era di 1.28 milioni di ettari. Questo significa che dal 1995 il patrimonio forestale è aumentato di 600 km 2 dal 29.6% al 31%. Quest aumento ha avuto luogo nelle Alpi Le specie arboree in Svizzera Il 70% delle specie arboree in Svizzera sono conifere, il 30% latifoglie. Il faggio, l abete rosso e l abete bianco costituiscono assieme ca 80% di tutti gli alberi della Svizzera Abete rosso 45% Abete bianco 15% Larice 5% Faggio 18% Frassino 4% Acero 3% Quercia 2% Pino silvestre 4% Altre conifere 1% Castagno 1% Altre latifoglie 3%

4 4 CAPITOLO Materiali Utilizzazione del legno in Svizzera 2010 Superficie di selvicoltura Totale legno in 1000 m 3 Legno di conifere Legni di latifoglie Legname in tronchi (d opera) Legno industriale Legna da energia Altro ha % % % % % % Svizzera Giura Altopiano Prealpi Utilizzazione del legno in Svizzera Vedi tabella nella colonna a sinistra Alpi Sud delle Alpi , Foreste certificate in Svizzera La certificazione del bosco in Svizzera presenta una notevole discontinuità geografica. Nella Svizzera nordorientale gran parte delle foreste è certificata, nel Cantone Turgovia addirittura il 100%. In tutta la Svizzera è certificato FSC (vedi pag. 9) il 62% delle foreste. Obbligo di dichiarazione per il legno Il Consiglio federale ha introdotto in Svizzera dalla fine di ottobre del 2010 l obbligo di dichiarazione dell origine e del tipo di legno. Siccome circa la metà del legno venduto in Svizzera è importato, si tratta di un vantaggio per i consumatori che ora possono verificare la provenienza del legno. Eccetto per il legno FSC finora questo non era possibile. Riscaldare con la legna Come si evince dalla tabella in alto, in Svizzera il 32% del legno è utilizzato come legna da energia per il riscaldamento. Riscaldare con legna di produzione sostenibile è CO 2 neutrale, dato che la combustione della legna rilascia la quantità di CO 2 precedentemente assorbita dagli alberi nel corso della loro crescita. È così possibile, contrariamente ai combustibili fossili, riscaldare a bilancio neutrale per il clima. (sul tema riscaldare con legna vedi il cap. 1.2.) Nel capitolo 1.2 è presentato lo standard Minergie-P (case passive). Questi edifici non necessitano di un riscaldamento convenzionale e sono quindi ancora più rispettosi dell ambiente.

5 CAPITOLO Perdita di superficie forestale = più CO 2 nell atmosfera Nel 2010, la superficie forestale mondiale ammontava secondo i dati della FAO (Organizzazione delle Nazioni Unite per l Alimentazione e l Agricoltura) a 4000 milioni di ha, pari al 31% della superficie delle terre emerse del pianeta. Ogni anno vengono però distrutti o destinati ad altri usi 13 milioni di ettari di foresta, ossia circa 3 volte la superficie della Svizzera. Ogni secondo vengono distrutti circa 4000 m 2 di foresta pluviale, pari a circa ettari al giorno. Nella sola regione amazzonica in Brasile si perdono ogni anno quasi 2 milioni di ettari di foresta. La foresta pluviale costituisce la base vitale per numerosi animali, piante e popolazioni umane. La scomparsa della foresta pluviale significa la sottrazione della base vitale alla fauna, alla flora e alle popolazioni che vi vivono. La foresta pluviale svolge un ruolo essenziale in relazione alla concentrazione di CO 2 e alla temperatura nell atmosfera. Durante la crescita gli alberi assorbono CO 2 e lo immagazzinano. La riduzione degli alberi in seguito a deforestazione libera di nuovo questo CO 2 ed è quindi una fonte di gas a effetti serra. Il livello delle emissioni di CO 2 in seguito alla deforestazione mondiale corrisponde secondo il Gruppo intergovernativo di esperti sul cambiamento climatico IPCC al 17.4% della quantità di CO 2 emessa, pari alle emissioni del traffico mondiale. La perdita di foresta pluviale comporta quindi esattamente come la combustione dei combustibili fossili in motori e riscaldamenti una maggiore concentrazione di CO 2 nell atmosfera terrestre. Questa a sua volta alimenta l effetto serra che causa il surriscaldamento del globo. In numerosi Paesi africani, sudamericani e asiatici il legno è tagliato illegalmente. In alcuni Paesi il taglio illegale raggiunge il 90%. I principali motivi per la diminuzione della foresta pluviale sono la conversione dell uso a piantagione, l abbattimento selettivo di essenze pregiate, il dissodamento con il fuoco e la produzione di carta. Rinunciando al legno tropicale contribuiamo alla protezione delle foreste pluviali e riduciamo le emissioni di CO 2. Incipiente erosione del suolo dopo il dissodamento in Congo Anche l abbattimento legale di alberi nelle foreste pluviali contribuisce alla loro scomparsa e alla problematica del CO 2 se non si tratta di selvicoltura certificata. Alla pagina seguente riportiamo una tabella con l elenco di alcune essenze note e minacciate. Talune di queste essenze sono tuttora utilizzate in falegnameria spesso senza essere a conoscenza che si tratta di tipi di legno minacciati.

6 6 CAPITOLO Materiali Essenze minacciate di origine tropicale Nome Provenienza Minaccia Taglio illegale* Afrormosia Africa centro-occidentale CITES, Appendice II ca 65% Ebano Makassar Camerun, Madagascar Lista rossa IUCN nessun dato Mogano America centromeridionale CITES, Appendice II ca 70% Meranti, dark red Sud-est asiatico Lista rossa IUCN ca 45% Okumè Gabon a rischio IUCN ca 65% Palissandro India orient. India, Sud-est asiatico a rischio WWF ca 80% Ramin Sud-est asiatico CITES, Appendice III ca 45% Palissandro rio Sudamerica CITES, Appendice I nessun dato Sapelli Africa centro-occidentale a rischio WWF ca 65% Sipo Africa centro-occidentale a rischio WWF ca 65% Teak Sud-est asiatico a rischio WWF ca 45% Wengè Africa centro-occidentale a rischio WWF ca 65% Zebrano Africa centro-occidentale Lista rossa IUCN ca 65% * Dati forniti dal WWF IUCN CITES WWF international Union for Conservation of Nature (Unione internaz. per la conservazione della natura) Convenzione sul commercio di specie minacciate (Convenzione di Washington) Appendice I: specie gravemente minacciate di estinzione. Appendice II: specie a rischio di sfruttamenti incompatibili con la loro sopravvivenza. Appendice III: specie protette da singoli Stati per regolamentare le esportazioni. World Wide Fund For Nature

7 CAPITOLO Le essenze minacciate provenienti dalle foreste pluviali possono essere sostituite Essenza minacciata Ragione principale per l importazione Utilizzata per Sipo Proprietà tecniche, prezzo Porte, pavimenti, opere esterne Teak Proprietà tecniche Mobili da giardino, opere esterne, pavimenti Alternative indigene Rovere, robinia, castagno, termolegno, Accoya Rovere, robinia, castagno, termolegno, Accoya Okumè Prezzo, compensato Pannelli di compensato Pioppo, betulla Meranti Proprietà tecniche Pontili, pavimenti, mobili da giardino, porte Rovere, robinia, castagno, termolegno, Accoya Wengè Aspetto, proprietà tecniche Mobili Rovere fumato, termolegno Accoya non è una specie di legno, ma un nome di marca per legno di pino acetilato. Con questo trattamento la struttura cellulare è modificata in modo tale che il legno diventa altamente resistente alla distruzione da parte di funghi. Accoya è sempre prodotto in modo sostenibile e certificato. Il termolegno è legno la cui struttura cellulare è stata modificata tramite trattamento termico in modo tale da rendere il legno altamente resistente alla distruzione da parte di funghi. Il legno termotrattato perde circa il 10% della densità durante il trattamento. Il legno termotrattato e il legno Accoya presentano un equilibrio igroscopico inferiore. I loro ritiro e rigonfiamento è molto contenuto rispetto al legno non trattato. Entrambi sono atossici e biodegradabili. L Accoya è generalmente ottenuto dal pino radiata, mentre il termolegno è ottenibile da qualunque essenza. Entrambi sono classificati nella classe di resistenza DIN EN (la migliore).

8 8 CAPITOLO Materiali Il sipo può essere sostituito con legno indigeno Nelle porte interne e d entrata il sipo può essere sostituito come materiale di bordura e telaio con: castagno (per EI 30) rovere (per EI 30) robinia (per EI 30) faggio frassino acero esistono anche bordi di faggio incollati certificati EI 30. Parti esposte agli agenti atmosferici con: robinia rovere castagno Accoya termolegno ev. larice Se l aspetto deve essere quello del sipo: sipo FSC Spesso l impiego di essenze minacciate è motivato con il fatto che esse sarebbero molto resistenti ai funghi, ma questo vale anche per diverse specie indigene: pero, tasso, quercia, castagno, larice, noce, robinia. Dissodamento nella Guinea equatoriale

9 CAPITOLO Legno di piantagione Le piantagioni sono molto problematiche dal punto di vista ecologico. Spesso per creare una piantagione si sacrificano le foreste primarie (foreste vergini). Dato che in una piantagione cresce una sola specie di albero (monocultura) senza altra vegetazione, essa non ha nulla in comune con un autentica foresta primaria. La protezione del suolo di una foresta primaria va persa nelle piantagioni. Il suolo si impoverisce le piantagioni sono soggette a erosione del suolo e il rimboschimento è pressoché impossibile. Spesso il consumo d acqua è molto elevato, il che può comportare l abbassamento del livello della falda freatica. In seguito alle mutate condizioni di vita, numerose specie animali e vegetali restano assenti dalle piantagioni, il che limita considerevolmente la biodiversità. Un ettaro di foresta primaria offre un habitat a circa diverse specie di insetti e 400 specie di alberi. Inoltre, le monoculture aumentano il rischio di un infestazione parassitaria, il che rende necessario l impiego di elevati quantitativi di pesticidi. La capacità di immagazzinamento del carbonio nelle piantagioni è molto minore rispetto alla foresta primaria. Anche nelle conversioni più rispettose delle foreste primarie in piantagioni peraltro assai rare la capacità di stoccaggio nelle piantagioni diminuisce drasticamente per decenni. Dopo 2 o 3 generazioni di piante i suoli sono esausti, diventano sterili, sono soggetti a erosione e non è più possibile il rimboschimento. «Legno di piantagione» non è quindi una garanzia per legno prodotto in modo ecologico, al contrario. Solo il legno di piantagione certificato FSC è di provenienza sostenibile. Certificazione FSC FSC è l acronimo di Forest Stewardship Council (Forest = foresta; Stewardship = gestione responsabile; Council = consiglio) FSC è un organizzazione internazionale indipendente che ha creato il primo sistema di certificazione per la selvicoltura sostenibile. Lo scopo principale della certificazione FSC è la garanzia di una selvicoltura sostenibile. Secondo il concetto FSC la gestione delle foreste dev essere ecologica e sostenibile a livello sociale ed economico. Piantagione di alberi della gomma Altri certificati Per il legno tropicale spuntano di tanto in tanto nuovi «certificati ambientali» che dovrebbero attestare il rispetto di standard ecologici per la produzione del legno. Spesso questi certificati sono dichiarazioni generiche emesse da governo e/o imprese del legno. Questi attestati sono privi di una base di valutazione oggettiva e riconosciuta e, vista la mancanza o la non verificabilità dei criteri, sono inattendibili e quindi senza valore.

10 10 CAPITOLO Materiali Ciclo del carbonio Le piante verdi producono giornalmente circa 400 milioni di tonnellate di composti di carbonio sotto forma di glucosio e fruttosio che si trasformano poi in lignina. Il carbonio costituisce così il 50% del legno. Le piante ricevono il carbonio dall aria, che contiene anidride carbonica (CO 2 ) nella misura dello 0.03%. Attraverso la respirazione e la combustione i vegetali cedono nuovamente all aria il carbonio immagazzinato. Tutto si svolge nel ciclo naturale del carbonio: il CO 2 liberato durante la respirazione e la combustione è di nuovo fissato dagli alberi per la formazione del legno. CO 2 Fotosintesi Respirazione Combustione Legame Respirazione Luce solare CO 2 O 2 Clorofilla Linfa ascendente (H 2 O + sali minerali) H 2 O Linfa discendente Decomposizione Combustibili fossili Assimilazione (fotosintesi clorofilliana) Con l aiuto della clorofilla (il pigmento che colora di verde le foglie) e dell energia solare, le piante sono in grado di produrre dei carboidrati ricchi di energia, quali zucchero e amido, a partire dall anidride carbonica e dall acqua, povere di energia. L anidride carbonica viene assimilata dalle foglie attraverso piccole fessure situate sulla pagina (la faccia) inferiore, mentre le radici assorbono l acqua presente nel terreno. Il trasporto dell acqua fino alle foglie avviene nell alburno. La formazione dello zucchero libera l ossigeno che viene ceduto all aria dalle foglie. Nei tubi cribrosi del libro le molecole di zucchero sono addotte al cambio dove grazie alla scissione di una molecola di acqua, vengono trasformate in macromolecole di cellulosa o lignina. Vacuoli Hohlraum Zellkern Nucleo Lamella Mittellamelle mediana Parete Zellwand cellulare Protoplasma Zellinhalt La cellula del legno Come ogni essere vivente superiore anche l albero è formato da un infinità di singole cellule. Per semplificare, ci si può immaginare una cellula vivente come un involucro che contiene un liquido chiamato protoplasma. In quest ultima si trova una piccola sfera, il nucleo della cellula, che ne determina la funzione e nella quale sono immagazzinati i suoi caratteri ereditari. Il nucleo è pure responsabile dell avvio della divisione della cellula. Attraverso questa divisione nasce una coppia di cellule identiche alla cellula madre. Una di queste cellule rimane nello strato della crescita e forma altre cellule, mentre l altra si accresce e, da cellula del legno si trasforma, aggregandosi alle cellule vicine, a sostanza legnosa. Attraverso l assimilazione di cellulosa e lignina, la cellula raggiunge la sua forma definitiva e perde la sua capacità di divisione. A questo punto essa contribuirà ad altre importanti funzioni per la pianta: la partecipazione al sistema di conduzione della linfa, l immagazzinamento dell amido come cellula di riserva e il sostegno dell albero come cellula di sostegno.

11 CAPITOLO La struttura del legno Dall atomo al legno La formazione del legno è un processo chimico molto complesso che si svolge sotto la corteccia nella zona limite tra il cambio e lo strato esterno del legno. La velocità con la quale i singoli atomi e le molecole vengono ordinate nella struttura della cellula è difficilmente immaginabile. Si può avere un idea di questi processi complessi quando si osservano al microscopio le cellule del legno e ci si immagina quanto poco tempo ha a disposizione la pianta per la formazione di uno strato di cellule. 6 CO (6 2 (6 molecole Kohlendioxid-Moleküle) anidride carbonica) (6 molecole di acqua) + 6 H 2 O (6 Wassermoleküle) + energia Energie ( luce) (Licht) = 6 O (6 2 molecole Sauerstoffmoleküle di ossigeno atomi) Atome) + C 6 H 12 O (1 6 (1 molecola Traubenzuckermolekül) di glucosio) Forma des della Fruchtzuckermoleküls molecola di fruttosio Molecola Fruchtzuckermolekül di fruttosio (semplificata) (vereinfacht) Più Über di molecole Zuckermoleküle di zucchero formano bilden ein una Zellulosemolekül molecola di cellulosa. Rete di macrofibrille molecole Zellulosemoleküle di cellulosa formano una bilden fibrilla eine elementare. Elementarfibrille Circa Ungefähr 20 fibrille 20 Elementarfibrillen elementari si aggregano in bilden microfibrille. die Mikrofibrillen Un Ein fascio Bündel di microfibrille von Mikrofibrillen forma una macrofibrilla. bildet eine Makrofibrille Le Die pareti Zellwände cellulari bestehen si compongono aus di molti strati mehreren di macrofibrille. aus Makrofibrillen aufgebauten Schichten Sezione della cellula del legno di Nadelholzzelle im Querschnitt conifera. Sezione Stammquerschnitt del tronco. 1 µm Superficie di frattura trasversale di una porzione di parete cellulare. La frattura è stata divaricata dopo un trattamento speciale del legno con rimozione di parte della lignina per rendere visibile la struttura della cellulosa.

12 12 CAPITOLO Materiali Ricorda: cellulosa e lignina sono gli elementi costitutivi più importanti del legno. Cellulosa e lignina: gli elementi costitutivi La cellulosa è la sostanza costitutiva più importante delle piante. Essa conferisce alle radici, al tronco, alle foglie e ai fiori la necessaria solidità. Nell albero di cotone essa è presente allo stato quasi puro. Insolubile in acqua e resistente, la cellulosa presenta una straordinaria resistenza alla trazione (riferita alla massa, essa supera quella dell acciaio). La molecola di cellulosa è formata da un infinità di molecole di zucchero. Quest ultimo, formatosi nelle foglie, è solubile in acqua ed è trasportato attraverso i tubi cribrosi della corteccia verso la parte inferiore del tronco. Nel cambio, la zona di crescita del legno, dalla molecola di zucchero si scinde una molecola di acqua (H 2 O), mentre le molecole di amido che rimangono formano lunghe molecole lineari di cellulosa. La lignina è formata dagli stessi elementi della cellulosa. La sua composizione è però ancora più complicata. La lignina e la cellulosa costituiscono per adesione con gruppi di cellulosa speciali (detti emicellulosa) solide pareti cellulari. Inoltre, essa crea il legame tra le cellule. L albero Le radici principali e secondarie ancorano l albero nel terreno e, attraverso piccoli capillari, assimilano i sali minerali disciolti nell acqua. Tronco Stamm Tronco Stamm La chioma dell albero è formata da rami, gemme, foglie, fiori e frutti. Il legno del ramo generalmente non è usato come materiale da lavoro. A seconda dell ubicazione e della specie di albero, le chiome hanno forme diverse. Funzioni della chioma: trasformazione delle sostanze, cessione di ossigeno, assimilazione di anidride carbonica, assorbimento di luce. Il tronco o il fusto porta la chioma, trasporta i sali minerali assimilati nella chioma e le sostanze nutritive prodotte nelle foglie verso le zone di crescita. Il legno del tronco è quello che viene utilizzato come legname d opera. A dipendenza della specie di albero l altezza del tronco è differente. Sez. trasversale Sez. radiale Sez. trasversale Sez. tangenziale Sezioni del tronco Sezione trasversale: sezione o taglio perpendicolare all asse del tronco. Sono visibili: la corteccia, l alburno, il durame, gli anelli annuali con legno primaticcio e tardivo, il midollo e, in certe essenze di latifoglie, i vasi linfatici. Sezione longitudinale e tangenziale: sezione parallela all asse del tronco non passante per il suo centro. I singoli anelli annuali sono tagliati obliquamente con il risultato di lasciar apparire una venatura decorativa. Sezione radiale, falso quarto: sezione parallela all asse del tronco, passante per il centro. Gli anelli annuali appaiono come linee diritte e parallele. In alcune essenze, come la quercia, i raggi midollari si presentano come strisce larghe, talvolta lucenti (specchiature).

13 CAPITOLO Struttura e funzioni delle componenti del tronco Il midollo è il tessuto fondamentale dell albero che nel primo anno di vita è l unica parte che può crescere in longitudine. Il durame è il nucleo del tronco. Serve da sostegno e da deposito per i prodotti del metabolismo delle cellule. L alburno conduce la linfa ascendente dalla radice alle foglie e agli aghi. Si trasforma progressivamente in durame nella zona marginale tra alburno e durame. Il cambio è il tessuto della crescita che forma le nuove cellule per divisione. Verso l interno produce le cellule del legno, verso l esterno quelle del libro. Il libro (o floema) è costituito da tubi cribrosi che conducono la linfa dalle foglie o dagli aghi alle zone di crescita dell albero. Il felloderma (sughero) fa da protezione e da strato isolante da lesioni, dagli agenti atmosferici e dal clima. Libro, felloderma ed epidermide (lo strato più esterno) formano la corteccia. Libro Bast Cambio Kambium Corteccia Alburno Borke Splint Durame Kern Midollo Mark Raggi midollari Corteccia cellule morte Libro Cambio Tessuto della crescita Anello annuale legno tardivo legno primaverile Il tronco Il tronco dell albero è un complesso sistema di vasi. Questi canali sono generalmente orientati in direzione longitudinale e in misura minore in direzione radiale. Con questo sistema la pianta svolge i compiti di trasporto del nutrimento e immagazzinamento. Il sistema di canali è della massima importanza per la successiva lavorazione del legno. Le caratteristiche dei capillari influenzano la resistenza del legno, le sue proprietà di essiccazione, l impregnabilità del legno ancora umido e determinano l aspetto e il carattere dell essenza. Il legno è un sistema di vasi