INGEGNERIA NATURALISTICA E MANUTENZIONE DEL TERRITORIO. Corso di aggiornamento professionale. Proprietà materiali (Fondamenti di tecnologia del legno)

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1 INGEGNERIA NATURALISTICA E MANUTENZIONE DEL TERRITORIO Proprietà materiali (Fondamenti di tecnologia del legno) Marco Togni Firenze, 2011 Il legno 1

2 Materia prima Stabilimento di produzione: Parti dell albero: chioma fusto ceppaia radici Legno (o xilema) nel fusto, nei rami e nelle radici Dall albero al legno 2

3 Dall albero al legno Funzioni del fusto: sostegno (meccanica), conduzione (fisica - fisiologica), accumulo + secrezione (fisiologica) Struttura del fusto corteccia (morta, viva (felloderma+floema)) cambio (strato monocellulare, non visibile) legno midollo Dall albero al legno Anelli di accrescimento: stagionalità della crescita in ambienti temperati in ambienti tropicali periodicità non stagionale della crescita in ambienti equatoriali crescita continua 3

4 Zoom sul legno Legno: suddivisibile in due zone: alburno e durame Alburno: zona più esterna, più recente, fisiologicamente attiva Durame (o legno perfetto): zona più interna, più vecchia, non più attiva Zoom sul legno Legno a durame indifferenziato: alburno e durame non si distinguono ad occhio nudo Legno a durame differenziato (obbligatoriamente): alburno e durame si possono distinguere agevolmente Legno a durame differenziato (facoltativo,detto falso durame): quando presente A e D si distinguono agevolmente Duramificazione (trasformazione di A in D) ed esempi 4

5 Durame e sue proprietà natura e quantità di estrattivi (olii volatili, essenze, oleoresine, fenoli vari, derivati dai fenoli come i tannini, amidi, zuccheri, gomme ecc.) modificazione dei caratteri anatomici (ved.) durabilità naturale colore caratteristiche fisico meccaniche igroscopicità, stabilità, permeabilità incollaggio, verniciatura, tinteggiatura, usura ferri, presa cemento, acidità, tendenza alla macchia, odore, tossicità. Conifere e latifoglie Legno appartenenti al gruppo delle conifere (resinose) [Gimnosperme]: abeti, pini, larice,... (in inglese softwood) Esempi di legno appartenenti al gruppo delle latifoglie [Angiosperme]: querce, pioppi, faggio, ciliegio, noce, frassini,... (in inglese hardwood o anche broadleaved) 5

6 Uno errore frequente al posto di latifoglia viene usato il termine legno duro usando tale definizione balsa, pioppo, salice, ontano si trasformerebbero in legni duri... errore dovuto a traduzione letterale di hardwood per le conifere viene impiegato il termine legno tenero (dall inglese softwood) oppure nella variante legno dolce ugualmente larice, tasso, certi pini (densità >> 550kg/m³) si trasformerebbero in legni teneri Se proprio non lo possiamo evitare almeno usiamo le virgolette! legno duro 6

7 Il legno a differenti ingrandimenti 1) Primo livello: Macroscopico Macroscopico 7

8 Struttura del legno a differenti livelli di ingrandimento 1) Primo livello: Macroscopico 2) Secondo livello: Microscopico Legno di conifera raggi 8

9 Legno di conifera costituito da tracheidi (legno omoxilo) cellule parenchimatiche canali resiniferi (f(specie)) altre cellule (f(specie)) 9

10 Pino silvestre Abete rosso Larice Abete bianco 10

11 SEM microscopio elettronico a scansione x (vecchi modelli) sino a circa x per gli strumenti nuovi e per i migliori Abete bianco (Abies alba Mill.) sez. radiale Abete bianco (Abies alba Mill.) sezione trasversale Legno di latifoglia (legno eteroxilo) costituito da fibre, vasi, parenchima, cellule secretrici 11

12 Noce (microscopio) Noce (stereomicroscopio) Okumé Faggio 12

13 Olmo Robinia legno al microscopio 1 = tracheide assiale del legno primaverile (Pino) 2 = ingrandimento della parte a di 1 3 = differenze tra le tracheidi del legno primaverile (sinistra) e tardivo (destra), non in scala 4 = tracheidi del raggio (orizzontali) 5 = fibre (Quercia) 6 = fibrotracheide (ingrandita) 7 = fibra libriforme (ingrandita) 8 = parenchima assiale 9 = cellule dei vasi (perforazione semplice a destra, perforazione scalariforme a sinistra) 10 = tracheide vasicentrica (Quercia) Le figure 1, 5, 9 e 10 sono state disegnate nella scala indicata in basso a destra. Le figure 2, 4 e 8 sono in una scala circa doppia. 13

14 Legno Ricorda Anelli: le differenze tra legno primaticcio e legno tardivo: conifere: differenze dimensionali per le tracheidi, latififoglie: differente distribuzione degli elem. cellulari Durame: modificazione dei caratteri anatomici tillosi, punteggiature aspirate Struttura del legno a differenti livelli di ingrandimento 1) Primo livello: Macroscopico 2) Secondo livello: Microscopico 3) Terzo livello: Ultrastrutturale 14

15 aumentiamo gli ingrandimenti Ultrastruttura

16 Ultrastruttura Ultrastruttura

17 Ultrastruttura Ultrastruttura

18 Ultrastruttura Elementi cellulari in sintesi 85-95% delle cellule si sviluppa lungo l'asse del tronco, in direzione assiale (=longitudinale) 5-15% delle cellule lungo i raggi, si sviluppano in direzione radiale 18

19 Schematizzazione delle direzioni anatomiche del legno L = direzione longitudinale R = direzione radiale T = direzione tangenziale Schematizzazione delle direzioni anatomiche del legno L = direzione longitudinale R = direzione radiale T = direzione tangenziale 19

20 Schematizzazione delle direzioni anatomiche del legno L = direzione longitudinale R = direzione radiale T = direzione tangenziale Schematizzazione delle direzioni anatomiche del legno elemento di legno abbastanza piccolo da poter trascurare la curvatura degli anelli L = direzione longitudinale R = direzione radiale T = direzione tangenziale 20

21 Anisotropia = molte delle caratteristiche dipendono dalla direzione lungo la quale esse sono considerate anisotropia dipende da struttura allungata delle cellule che costituiscono il legno la maggiore quantità di cellule si sviluppa in L forma cilindrica del materiale grezzo altri elementi anatomici Anisotropia implica quasi tutte le proprietà del legno hanno un comportamento fortemente differenziato nelle 3 direzioni anatomiche considerate quindi: anche proprietà meccaniche si differenziano tra L, R e T 21

22 ... continua... 22