LEZIONE 6. ARCHITETTURA TECNICA II Docente: Prof. Ing. Santi Maria Cascone ANNO ACCADEMICO

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1 LEZIONE 6

2 LA DURABILITA DEL LEGNO E DEI PRODOTTI DERIVATI

3 GENERALITA UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI CATANIA Durabilità del legno e dei prodotti derivati Resistenza del materiale al degradamento indotto da organismi lignivori (UNI EN :2005 Durabilità del legno e dei prodotti a base di legno - Terminologia - Parte 2: Vocabolario ) Il degradamento colpisce il legno in particolare in ragione del suo stato di tessuto organico; ne derivano variazioni indesiderate delle caratteristiche di apparenza superficiale e/o delle proprietà meccaniche in grado di determinare effetti significativi in termini di: Riduzione della funzionalità estetica Riduzione della resistenza meccanica Riduzione della durezza

4 GENERALITA Il fenomeno può essere: Superficiale legato, ad esempio, all alterazione fotochimica della luce combinata al dilavamento da parte dell acqua e all erosione meccanica del vento In profondità legato al marciume indotto dallo sviluppo di alcuni organismi fungini

5 GENERALITA UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI CATANIA Azione fotolitica della luce solare + azione dilavante delle precipitazioni atmosferiche Porzione non protetta dalle intemperie Porzione protetta dalle intemperie Variazione del colore originario di un rivestimento in tavolame di larice non trattato Variazione cromatica di un compensato di okoumè con facce in teak

6 GENERALITA UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI CATANIA La durabilità del è legata: 1. alle caratteristiche del materiale (e per alcuni prodotti deve necessariamente includere la qualità dell incollaggio) 2. agli agenti responsabili del degrado (legati a loro volta alle specifiche condizioni ambientali di esposizione) 3. alla presenza o meno di eventuali trattamenti protettivi o di finitura applicati NON ESISTE UNA SOLUZIONE UNIVERSALE PER GARANTIRE LA DURABILITA ATTESA DI UN MANUFATTO LIGNEO 4. all attività di manutenzione L insieme di tali parametri va valutato in relazione alle aspettative di servizio dell elemento considerato.

7 GENERALITA UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI CATANIA Il degradamento del legno dipende da Caratteristiche del materiale Agenti responsabili del degrado Ambiente di esposizione Le caratteristiche del materiale si riferiscono alla scelta della specie legnosa in quanto ciascuna specie presenta grosse differenze di comportamento rispetto alle altre in termini di biodegradamento. Nel caso di legno massiccio la distinzione è regolata dalle classi di durabilità naturale che riportano la resistenza della specie legnosa considerata nei confronti dell azione di degrado da parte dei principali organismi lignivori (UNI EN 350-2:1996)

8 GENERALITA UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI CATANIA Il degradamento del legno dipende da Caratteristiche del materiale Agenti responsabili del degrado Ambiente di esposizione I potenziali agenti di danno sono biologici, chimici, fotochimici, termici e meccanici. Considereremo quelli legati al biodegradamento. Bisogna guardare alla relazione presente tra i suddetti agenti e i parametri ambientali.

9 GENERALITA UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI CATANIA Il degradamento del legno dipende da Caratteristiche del materiale Agenti responsabili del degrado Ambiente di esposizione L umidità svolge un ruolo preminente ed è in grado di influenzare in maniera significativa il rischio di alterazione di una struttura lignea. Il legno è un materiale poroso e igroscopico e la sua umidità tende ad equilibrarsi alle condizioni termoigrometriche dell ambiente circostante, favorendo la presenza di specifici organismi. La temperatura rappresenta un fattore discriminante nei confronti della specie di agente coinvolto e può influenzare la velocità del fenomeno. E importante per l attacco di alcuni insetti ma può favorire la formazione della condensa.

10 CARATTERISTICHE TECNOLOGICHE DEL LEGNO Umidità del legno u = rapporto percentuale tra il peso dell acqua presente in un campione di materiale ligneo e il peso dello stesso allo stato anidro. u Il legno è un materiale igroscopico e la sua umidità dipende dalla temperatura e dall umidità relativa dell aria: - la sua umidità diminuisce con la stagionatura, quando il materiale cede la sua umidità esternamente - la sua umidità aumenta quando il legno secco è a contatto con un ambiente umido - si ha umidità di equilibrio quando la velocità di rilascio dell umidità da parte del legno eguaglia la velocità di assorbimento della stessa dall ambiente circostante l umidità di equilibrio che si instaura alla temperatura di 20±2 C e all umidità relativa del 65±5% viene definita umidità normale ed assume convenzionalmente nel legno massiccio il valore del 12% L acqua si muove nel legno dalle zone più umide alle zone meno umide lungo le cellule che nella pianta sono adibite al trasporto dei fluidi, orientate in direzione parallela alla fibratura del legno le sezioni trasversali del legno sono più interessate dagli scambi di umidità con l ambiente circostante

11 CARATTERISTICHE TECNOLOGICHE DEL LEGNO Umidità del legno u Umidità di equilibrio del legno in relazione alle condizioni termoigrometriche dell ambiente circostante

12 CARATTERISTICHE TECNOLOGICHE DEL LEGNO Ai fenomeni legati alla perdita e all assorbimento dell umidità del legno corrispondono variazioni dimensionali di ritiro e rigonfiamento Ritiro volumetrico totale βv = diminuzione percentuale di volume del legno che si determina passando dallo stato fresco a quello anidro, riferita al suo stato iniziale (nel legno massiccio i valori sono pari al 9-23% in funzione della specie, con differenza anche nello stesso tronco) L entità dei movimenti del legno dipende dalla sua densità, a cui è direttamente proporzionale Ritiro e rigonfiamento sono processi reversibili con andamento lineare per variazioni di umidità del legno comprese tra il 30% circa e il suo stato anidro Campo igroscopico, ambito in cui si verificano fenomeni di ritiro o rigonfiamento del legno

13 CARATTERISTICHE TECNOLOGICHE DEL LEGNO Ritiro e rigonfiamento Ritiro totale del legno massiccio delle principali specie per variazioni di umidità comprese tra il punto di saturazione delle pareti cellulari e lo strato anidro

14 CARATTERISTICHE TECNOLOGICHE DEL LEGNO Ritiro e rigonfiamento Il legno è un materiale anisotropo diversa entità delle variazioni dimensionali nelle tre dimensioni: - il ritiro in direzione assiale è generalmente trascurabile - il ritiro in direzione radiale è pari circa alla metà del tangenziale la loro somma fornisce il valore di ritiro ed entrambi possono raggiungere valori significativi volumetrico totale del legno in esame

15 CARATTERISTICHE TECNOLOGICHE DEL LEGNO Ritiro e rigonfiamento Ritiro e rigonfiamento causano: 1. Fessurazioni radiali a V negli assortimenti di legno massiccio di sezione elevata contenenti il midollo 2. L imbarcamento delle tavole tangenziali 3. Altre deformazioni (falcature, svergolamento e arcuatura) che si verificano con la concomitante presenza di porzioni di legno anomale (legno di reazione) spesso caratterizzate da un maggiore ritiro assiale Tali fenomeni possono essere accentuati da: - l impiego di un assortimento legnoso la cui umidità è molto diversa da quella di equilibrio con l ambiente di posa - variazioni elevate delle condizioni di umidità relativa dell ambiente in cui il legno è a contatto, in termini di valore assoluto e/o rapidità del cambiamento - progettazione e dettagli costruttivi non idonei a sopportare i movimenti dei diversi elementi lignei

16 CARATTERISTICHE TECNOLOGICHE DEL LEGNO Ritiro e rigonfiamento Deformazioni che si possono verificare sulle sezioni dei segati radiali e tangenziali per l anisotropia dei ritiri Arcuatura (curvatura dell elemento in direzione della lunghezza) Falcatura (le assi di legno assumono la forma di settore di corona circolare) Svergolamento (deformazione elicoidale dell elemento in direzione della lunghezza) Imbarcamento (curvatura dell elemento in direzione della larghezza)

17 CARATTERISTICHE TECNOLOGICHE DEL LEGNO Ritiro e rigonfiamento Le fessurazioni da ritiro sono strettamente legate al biodegradamento in quanto tali fessurazioni costituiscono vie di accesso preferenziali per gli agenti di alterazione. Le fessurazioni da ritiro possono essere controllate mediante apposite lavorazioni: - Eliminare la presenza del midollo dagli assortimenti di legno massiccio, ottenendo così elementi anche detti «fuori cuore» - Realizzare uno o più tagli longitudinali profondi fino ad un terzo dello spessore dall estradosso o nella parte non a vista dell elemento considerato, in modo da concentrare su di essi gli effetti del ritiro - Ricorrere a prodotti riferibili alla famiglia dl legno lamellare aventi s ridotto e soggetti a preliminare essiccazione artificiale Si possono avere ritiro e rigonfiamento anche nei pannelli di legno, anche se in minor misura: Variazione dimensionale riscontrabile per variazione unitaria di umidità nei principali pannelli a base di legno (valori medi)

18 PRINCIPALI AGENTI DI BIODEGRADAMENTO DEL LEGNO I maggiori inconvenienti all origine dei danni derivanti da un uso inappropriato dei materiali legnosi sono attribuibili agli agenti biologici e, nello specifico, ai funghi lignivori e agli insetti xilofagi FUNGHI Privi di clorofilla, i funghi non sono in grado di sintetizzare gli elementi nutritivi necessari al loro metabolismo colonizzano altri organismi al fine di ottenere le sostanze di cui si nutrono. L infezione è possibile solo se il materiale è esposto a contaminazione diretta, mentre la colonizzazione avviene preferibilmente in direzione longitudinale tramite i vasi del legno. Affinché un fungo possa svolgere il suo ciclo biologico sono necessarie quattro condizioni: 1. la presenza del substrato nutritivo 2. un adeguato livello di umidità 3. la temperatura idonea fattore limitante quasi sempre nel legno: l attacco iniziale non si verifica infatti quando l umidità del materiale è <20-22% 4. un ambiente aerobico la propagazione dei funghi nelle strutture lignee in acqua è impedita dalla mancanza di O2

19 PRINCIPALI AGENTI DI BIODEGRADAMENTO DEL LEGNO FUNGHI Distinguiamo FUNGHI CROMOGENI O DA COLORAZIONE FUNGHI AGENTI DI CARIE O CARIOGENI O DELLA MARCESCENZA Alterazione da funghi cromogeni su segati di conifera Alterazione causata da funghi del sobbollimento del faggio (fughi cariogeni che alterano il colore)

20 PRINCIPALI AGENTI DI BIODEGRADAMENTO DEL LEGNO FUNGHI I FUNGHI CROMOGENI O DA COLORAZIONE si nutrono dei componenti cellulari e determinano una variazione del colore originale del legno. Essi si alimentano delle sostanze di riserva lasciando intatta la struttura del legno e le sue proprietà tecnologiche. Necessitano di condizioni di umidità del legno elevate (intorno al 30%) per espletare il loro attacco. Si distinguono a seconda della capacità di penetrazione del legno in: a) superficiali: si sviluppano nei primi strati di cellule legnose (0,5-1 mm) attraverso discontinuità o lesioni traumatiche. b) profondi: penetrano in profondità nella porzione di alburno, conferendo colorazioni particolarmente intense ai tessuti legnosi interessati. - Tali funghi appartengono soprattutto agli Ascomiceti e Il materiale attaccato da questi presenta una colorazione grigio-azzurra, nota nelle conifere come azzurramento. - Se l attacco è profondo il materiale non è idoneo a ricevere finiture di qualità in quanto il danno è permanente e non eliminabile con semplice levigatura o piallatura/spazzolatura. - In alcune condizioni legnami che sviluppano funghi cromogeni possono essere successivamente attaccati da quelli della carie.

21 PRINCIPALI AGENTI DI BIODEGRADAMENTO DEL LEGNO FUNGHI I FUNGHI AGENTI DI CARIE O CARIOGENI O DELLA MARCESCENZA alterano profondamente il materiale provocando il cosiddetto marciume. Essi degradano, per azione enzimatica, i costituenti chimici delle pareti delle cellule legnose causando la demolizione dei tessuti interessati. Tali funghi si sviluppano anche ad una soglia di umidità <30%. Nel legno massiccio e nei prodotti derivato in opera le alterazioni fungine più importanti sono quelle dovute perlopiù a Basidiomiceti che determinano i fenomeni: 1. della carie bruna: in presenza di umidità i funghi aggrediscono e idrolizzano la cellulosa contenuta nelle pareti dei tessuti legnosi determinando il fenomeno noto anche come carie cubica in tal caso il legno si sbriciola facilmente e assume una colorazione scura, con eventuale rottura sotto carico degli elementi interessati di tipo fragile. 2. della carie bianca: tale fenomeno è legato a specie fungine che alterano anche e prevalentemente la lignina tramite un ossidazione che lascia come residuo la componente strutturale cellulosica del legno; per tale motivo essa è anche detta carie fibrosa il materiale assume una colorazione chiara con rottura di tipo duttile. I danni da funghi della carie bruna e bianca si riscontrano soprattutto in travi di sottotetti soggette ad infiltrazioni di acqua o ristagni di umidità che rendono il legno idoneo allo sviluppo di questi organismi.

22 PRINCIPALI AGENTI DI BIODEGRADAMENTO DEL LEGNO FUNGHI I FUNGHI AGENTI DI CARIE O CARIOGENI O DELLA MARCESCENZA L apparenza superficiale del legname affetto da marciume dipende dallo stato di alterazione raggiunto. CARATTERISTICHE - Colorazione anomala - Fessurazioni longitudinali e trasversali - Odore caratteristico - Se inciso con un punteruolo, le sue fibre si separano in pezzi corti e tozzi invece che in scaglie allungate - In certi casi è visibile un micelio cotonoso (prima bianco, poi giallo-violaceo o grigiastro) - nel caso del genere Merulius sono presenti rizomorfe in grado di veicolare l umidità e mantenerla a livelli vitali per l agente fungino, che si propaga Si può avere anche un ulteriore attacco, quello dei funghi della carie soffice. Quest ultima determina generalmente una perdita di consistenza e durezza limitata alla superficie, che appare scura e soffice al tatto. Il danno, talvolta, può estendersi in profondità. Tali funghi necessitano di un umidità superiore rispetto a quella richiesta dalle altre specie.

23 PRINCIPALI AGENTI DI BIODEGRADAMENTO DEL LEGNO INSETTI Possono attaccare i materiali legnosi anche in condizioni di umidità inferiori. - Nella maggioranza dei casi il danno è provocato dalle larve, che scavano nelle gallerie per procurarsi nutrimento. - In genere l attacco interessa preferibilmente la porzione di alburno e quella del legno primaticcio degli anelli di accrescimento. - Tra i principali insetti responsabili del degradamento del legno si segnalano 1. coleotteri 2. isotteri, come le termiti 3. imenotteri - Dall azione di demolizione del materiale attaccato l insetto rilascia un residuo, detto rosume, formato da polvere di legno ed escrementi che assume una forma peculiare molto utile, insieme alla sezione ed allo sviluppo delle gallerie, per il riconoscimento tassonomico della specie. - E frequente che certi insetti si insedino sul materiale legnoso precedentemente attaccato da funghi.

24 PRINCIPALI AGENTI DI BIODEGRADAMENTO DEL LEGNO INSETTI Per difendersi dagli attacchi biologici si attuano azioni preventive che comportano trattamenti fisici o chimici, con diversa efficacia e persistenza nel tempo a seconda: - dei sistemi e delle modalità di applicazione (superficiale o profonda) - della facilità o meno del substrato legnoso ad impregnarsi - del tipo di agente a cui è rivolta la difesa - del principio attivo usato per le sostanze protettive di sintesi - Quando l infestazione è in atto ed occorre riportarla sotto controllo sono necessarie azioni curative, con riferimento a specifici protocolli diagnostici (es, norma UNI 11161:2005 per i Beni Culturali) e alle banche dati di supporto all identificazione dell organismo biologico che ha provocato i danni rilevati.

25 PRINCIPALI AGENTI DI BIODEGRADAMENTO DEL LEGNO INSETTI Porzione di alburno di una trave di quercia attaccata da insetti Porzione di pavimento di ciliegio attaccata da insetti

26 RIFERIMENTI NORMATIVI - L organismo europeo preposto all elaborazione delle norme in materia di durabilità e preservazione del legno è il CEN (Comitato Europeo di Normazione) con il Comitato Tecnico TC 38 che a sua volta si articola in vari Gruppi di Lavoro (WGs). - La normativa in materia, ancora molto articolata e spesso di difficile interpretazione, è ancora in evoluzione. La durabilità del legno massiccio è trattata: - dalla norma UNI EN 350-1:1996 stabilisce i metodi di campionamento e di prova per definire la durabilità naturale del legno contro i differenti agenti xilofagi ed individua: - 5 classi di durabilità naturale rispetto i funghi - 2 classi di durabilità nei confronti dei coleotteri - 3 classi di durabilità relativamente alle termiti e agli organismi marini - dalla norma UNI EN 350-2:1996 riporta la classificazione della durabilità naturale delle principali specie di importanza commerciale in Europa determinata in base a prove di valutazione in campo. Tale documento prende in esame anche la provenienza, la massa volumica media, l impregnabilità e l estensione dell alburno dei legnami più noti ed utilizzati commercialmente

27 RIFERIMENTI NORMATIVI - dalla norma UNI EN :2009 Eurocodice 5 vengono distinte 3 classi di servizio in funzione delle diverse condizioni ambientali in cui l edificio è posto in opera: - classe di servizio 1: umidità del materiale corrispondente a una temperatura di 20 C e un umidità relativa che supera il 65% solo per alcune settimane all anno in tali condizioni l umidità del legno non eccede il 12% - classe di servizio 2: umidità del materiale corrispondente a una temperatura di 20 C e un umidità relativa che supera l 85% solo per alcune settimane all anno in tali condizioni l umidità del legno non eccede il 20% - classe di servizio 3: condizioni climatiche che determinano un umidità del legno maggiore della classe precedente le classi di servizio sono collegate alle classi di utilizzo definite dalle norme, attualmente in fase di revisione. -UNI EN 335-1:2006 (generalità) -UNI EN 335-2:2006 (riferita al legno massiccio) -UNI EN 335-3:2006 (riferita ai pannelli a base di legno)

28 RIFERIMENTI NORMATIVI Le suddette norme individuano 5 situazioni generali di esposizione del materiale legnoso agli agenti atmosferici, progressivamente più severe e in grado di influenzare lo sviluppo di organismi xilofagi potenzialmente attivi

29 RIFERIMENTI NORMATIVI Il progettista può quindi identificare la classe di utilizzo riferibile alle condizioni di esposizione previste nonché gli agenti biologici in grado di determinare un rischio di degrado per l area geografica considerata. Classe 1 Classe 2 Classe 3.1 Classe 3.2 Interno sotto copertura Interno coperto o est. protetto Est. protetto non a contatto con il terreno Est. non a contatto con il terreno e non protetto Classe 4.1 Classe 4.2 Classe 5 Est. a contatto con il terreno o acqua dolce Est. Critico A contatto con acqua salata

30 RIFERIMENTI NORMATIVI Nelle classi di utilizzo 1 e 2 non vi sono in genere problemi di biodegradamento mentre situazione più critica è quella della classe 3 ove il rischio è elevato soprattutto nei confronti dei funghi basidiomiceti. Qualora uno stesso elemento ligneo sia esposto a classi di utilizzo diverse occorre considerare quella più severa. La norma UNI-EN 460:1996 mette in relazione il rischio di attacco biologico con la durabilità naturale del legno massiccio consentendo di stabilire se è necessario o meno applicare un trattamento preservante al legno che si vorrebbe destinare ad una specifica situazione di impiego. Se è necessario un trattamento esso dovrà essere effettuato in base alle norme UNI EN351-1:2008 e UNI EN 599-1:2009

31 RIFERIMENTI NORMATIVI In definitiva lo schema di riferimento a seguire definisce se il livello di durabilità del legno massiccio e dei prodotti a base di legno è adeguata alla classe di utilizzo ipotizzata:

32 LEZIONE 7

33 RIFERIMENTI NORMATIVI Le suddette norme individuano 5 situazioni generali di esposizione del materiale legnoso agli agenti atmosferici, progressivamente più severe e in grado di influenzare lo sviluppo di organismi xilofagi potenzialmente attivi

34 RIFERIMENTI NORMATIVI Il progettista può quindi identificare la classe di utilizzo riferibile alle condizioni di esposizione previste nonché gli agenti biologici in grado di determinare un rischio di degrado per l area geografica considerata. Classe 1 Classe 2 Classe 3.1 Classe 3.2 Interno sotto copertura Interno coperto o est. protetto Est. protetto non a contatto con il terreno Est. non a contatto con il terreno e non protetto Classe 4.1 Classe 4.2 Classe 5 Est. a contatto con il terreno o acqua dolce Est. Critico A contatto con acqua salata

35 DURABILITA DEI PANNELLI A BASE DI LEGNO Per l impiego di pannelli a base di legno bisogna dimostrare: - O il soddisfacimento della Direttiva CPD 89/106/CEE - O, per un uso non disciplinato da quest ultima, il riferimento alla normativa applicabile e/o a specifici capitolati di fornitura. In tabella si riportano le principali tipologie di pannelli a base di legno idonee all impiego nelle diverse classi di servizio, con indicazione delle norme di prodotto e della relativa classe tecnica; quest ultima è la classe di prestazione indicata per un determinato utilizzo

36 DURABILITA DEI PANNELLI A BASE DI LEGNO Relativamente agli effetti dell esposizione dei pannelli a base di legno in ambiente esterno si osserva: - Che l umidità penetra nel pannello più facilmente di quanto essa venga rilasciata, soprattutto attraverso bordi L umidità può così rimanere bloccata all interno, specie se il pannello è rivestito da un film impermeabile. Ciò determina ingenti sollecitazioni a carico delle linee di colla e dell interfaccia con la finitura nonché condizioni favorevoli all attacco di agenti biologici. - Che le continue variazioni igrometriche causano microfessurazioni sulle facce dei pannelli grezzi e rigonfiamenti particolarmente critici nei pannelli di fibre e di particelle i cui elementi possono sollevarsi e distaccarsi dalla superficie se questa non viene protetta. - Che, tuttavia, il processo di lavorazione rende il materiale poco o per nulla suscettibile alla colonizzazione da parte degli agenti xilofagi. Il pannello evidenzia buone caratteristiche prestazionali e di durabilità in un ampia gamma di situazioni I pannelli in legno possono essere impiegati in applicazioni strutturali in concomitanza con le più severe condizioni di impiego in ambiente esterno (EN 335-3:1998) C O N T R O P R O

37 DURABILITA DEI PANNELLI A BASE DI LEGNO Diagramma schematico degli ambiti di utilizzo dei pannelli a base di legno e delle normative applicabili

38 DURABILITA DEL COMPENSATO PER APPLICAZIONI NEL SETTORE DELLE COSTRUZIONI FATTORI CHE INCIDONO SULLA VITA UTILE DI UN COMPENSATO: Durabilità naturale del legno Tipo di adesivo usato per l incollaggio del pannello Agenti specifici che possono determinarne l alterazione biologica dopo l installazione Finitura e la sua integrità nel tempo Aspettative di durata in servizio previste per una determinata applicazione CLASSI DI UTILIZZO: 1-2 Non determinano particolari criticità nei confronti del degradamento 3 Configura situazioni di rischio più importanti e delicate

39 DURABILITA DEL COMPENSATO PER APPLICAZIONI NEL SETTORE DELLE COSTRUZIONI - La durabilità naturale di un compensato dovrebbe essere valutata in funzione delle destinazioni d impiego previste (UNI EN 335-3:1998) -La norma UNI CEN/TS 1099:2008 Pannelli di legno compensato Durabilità biologica Guida per la valutazione dei pannelli di legno compensato per l impiego nelle diverse classi di utilizzo contiene informazioni per un pannello destinabile a diverse classi di utilizzo e riporta indicazioni sulla resistenza al degrado e agli accorgimenti per prevenirlo, specificando: - le specie legnose usate - la scelta dell eventuale trattamento preservante - i principi di installazione - i fattori che possono influenzare la sua durabilità biologica - la durabilità naturale del legno usato nella composizione del pannello per il degradamento da funghi agenti di carie - uno schema di valutazione della durabilità naturale del compensato nei confronti di organismi ed insetti marini Informazioni generiche Mancanza di informazioni relativamente - alla protezione delle facce e dei bordi del pannello - alla valutazione sulla resistenza al degrado delle linee di colla Il progettista è portato a seguire indicazioni che derivano in parte dalla pratica e dalle abitudini costruttive tipiche di ciascun Paese ed in parte all attenersi in maniera corretta alla definizione di classe di utilizzo

40 DURABILITA DEL COMPENSATO PER APPLICAZIONI NEL SETTORE DELLE COSTRUZIONI Pannelli di legno compensato: relazioni tra classi di incollaggio, classi di utilizzo, condizioni di umidità e agenti fungini responsabili del degradamento biologico

41 DURABILITA DEL COMPENSATO: RISULTATO DELLE INDAGINI SVOLTE Sperimentazioni in ambito nazionale ed europeo hanno studiato la resistenza ai funghi xilofagi di compensati realizzati con varie specie legnose, sistemi adesivi e protezioni superficiali arrivando alla conclusione che: i sistemi adesivi aminoplastici (UF e MUF) sono più sensibili al biodegradamento rispetto ai fenolici il ricorso a specie di elevata durabilità naturale (classe 1) per gli sfogliati delle facce esterne e di adesivi fenolici per l incollaggio del pannello consente di raggiungere alti livelli di resistenza al biodegradamento anche se i restanti strati del compensato sono composti da specie meno durabili

42 DURABILITA DEL COMPENSATO: RISULTATO DELLE INDAGINI SVOLTE Le indagini effettuate sulla durabilità hanno consentito di ricavare una tabella che, sebbene non ufficiale, può essere utile al progettista nella scelta del pannello più adatto alle condizioni di impiego ipotizzate:

43 NUOVI SCENARI PER L USO DEL LEGNO TRATTATO E DI PROVENIENZA CONTROLLATA Cosa scegliere tra Legname di una specie più durabile Legname completato da trattamento preservante? Prima Scelta dettata da esigenze economiche Ora Scelta dettata da altri criteri, in genere derivante da problematiche ambientali - La Direttiva 98/8/CE (recepita in Italia dal D.Lgs. 25 Febbraio 2000 n.174) ha imposto severi limiti all uso di trattamenti a base di cromo, rame e arsenico e all uso di biocidi - La Direttiva 2003/2/CE, relativa all uso dell arsenico, ne ha limitato l impiego dove vi sia un rischio ripetuto di contatto con persone o beni destinati all alimentazione umana/animale e in acqua salata, mentre ne ammette l uso nell ambito di lavori pubblici o strutture industriali dove l integrità strutturale del legno è un requisito necessario per la sicurezza e il suddetto rischio di contatto risulti improbabile Necessità di alternative

44 NUOVI SCENARI PER L USO DEL LEGNO TRATTATO E DI PROVENIENZA CONTROLLATA I alternativa Uso di miscele di boro e azolati di rame o di rame e sali quaternari di ammonio, privi di arsenico e cromo (possono causare corrosione bisogna accoppiare a tale scelta connettori in acciaio inox o zincato) II alternativa Termotrattamento = riscaldare il legno in maniera controllata a temperatura tra i 180 e i 230 C. Gli effetti sono: - riduzione dell umidità di equilibrio del % - riduzione della permeabilità - diminuzione dei ritiri - aumento della durabilità naturale - viraggio del colore verso tonalità bruno-marrone in tutta la massa del legno - eliminazione della resina nel legno di conifera - riduzione della conduttività termica del % - nei legnami non durabili come il pioppo o l abete (classe 5) il passaggio alla classe 3 (moderatamente durabile) rispetto agli agenti di carie del legno e l idoneità all utilizzo anche in ambiente esterno - peggioramento delle caratteristiche meccaniche - maggiore difficoltà in caso di lavorazioni successive P R O C O N T R

45 CRITERI E ACCORGIMENTI PER RIDURRE IL RISCHIO DI BIODEGRADAMENTO Per ottenere una struttura di adeguata durabilità bisogna considerare i seguenti aspetti: 1. l impiego previsto e prevedibile 2. gli elementi di ingresso alla progettazione (condizioni ambientali, capacità portante del terreno ) 3. gli output derivanti dalla progettazione (composizione, proprietà e prestazioni dei materiali, scelta del sistema strutturale, forma degli elementi e dei dettagli costruttivi, competenze richieste alla manodopera, livello di controllo e di manutenzione previsto durante la vita utile )

46 CRITERI E ACCORGIMENTI PER RIDURRE IL RISCHIO DI BIODEGRADAMENTO Secondo il «Guidance Paper F-Durability and the CPD» la durata presunta di un edificio e dei relativi prodotti è classificata in 4 categorie, in relazione ai criteri di intervento applicabili: Relazione tra durata di vita presunta e manutenzione (riparazione o sostituzione) degli elementi costitutivi di un edificio (valori espressi in anni) Secondo la Direttiva la vita presunta non è un concetto puramente tecnico ma deve considerare gli aspetti economici collegati ai costi di gestione e manutenzione. La durata effettiva di un edificio correttamente progettato, realizzato e mantenuto, è maggiore della presunta La durata presunta non deve essere interpretata come garanzia da parte del produttore dei materiali da costruzione

47 CRITERI E ACCORGIMENTI PER RIDURRE IL RISCHIO DI BIODEGRADAMENTO Al fine di ridurre il rischio di biodegradamento bisogna inoltre considerare diversi aspetti: i diversi componenti di una struttura lignea possono non avere un identico livello di rischio e quindi non rientrare nella stessa classe di utilizzo; in condizioni di rischio di alterazioni fungine è importante valutare l umidità del materiale legnoso utilizzato e considerare l opportunità, specie in caso di immagazzinamento del materiale o di prevista futura esposizione a condizioni persistenti di umidità elevata, del completamento mediante opportuni preservanti o finiture protettive. l umidità del legno dovrà essere quanto più vicina possibile a quella che il manufatto assumerà presumibilmente in condizioni di equilibrio termoigrometrico; per farlo si raccomanda: - una preventiva stagionatura o essiccatura artificiale; - un adeguato deposito e conservazione del materiale in cantiere; - un adeguata scelta della modalità di segagione (preferibilmente secondo tagli radiali) nei confronti degli insetti è necessario verificare: - la presenza di alburno e la relativa ampiezza onde eliminarla, per quanto possibile - la provenienza del materiale, che potrebbe contenere insetti ancora allo stadio larvale

48 CRITERI E ACCORGIMENTI PER RIDURRE IL RISCHIO DI BIODEGRADAMENTO Bisogna evitare condizioni, anche localizzate, di: - ristagno dell umidità (infiltrazioni di acque meteoriche, condensa ) condizione più frequente - alternanza inumidimento-essiccazione del legno ACCORGIMENTI TECNICI che è possibile adottare al fine di ridurre il rischio di degrado 1. Evitare il contatto con il terreno Particolare delle testate di appoggio di un ponte in legno lamellare di abete, in diretto contatto con il terreno, in cui sono visibili i segni di degrado Elemento verticale in legno massiccio di Douglasia correttamente isolato e sollevato dal suolo mediante un sistema di piastre metalliche fissate alla base con appositi bulloni. Ciò evita la risalita di umidità per capillarità e gli spruzzi di rimbalzo

49 CRITERI E ACCORGIMENTI PER RIDURRE IL RISCHIO DI BIODEGRADAMENTO 2. Escludere la presenza di sezioni trasversali direttamente esposte alle intemperie le superfici orizzontali devono essere eliminate con lavorazioni di adeguata inclinazione e un profilo tale da agevolare l allontanamento dell acqua verso la direzione di deflusso più opportuna o in alternativa bisogna prevedere idonee protezioni in materiale metallico o plastico. Nella parte inferiore delle superfici orizzontali bisogna prevedere scanalature di drenaggio, sgocciolatoi e smussature degli angoli. Uso di una scossalina metallica come sistema di protezione dagli agenti atmosferici e dall umidità 3. Allocare le testate delle travi inserite nella muratura perimetrale lasciando uno spazio ventilato per favorire la circolazione dell aria ed evitare il contatto tra il legno e gli altri materiali con Tsup< o interporre tra questi uno strato: - permeabile se la muratura è asciutta - isolante se la muratura è umida

50 CRITERI E ACCORGIMENTI PER RIDURRE IL RISCHIO DI BIODEGRADAMENTO 4. Proteggere adeguatamente il rivestimento dall azione diretta degli agenti atmosferici, scegliendo adeguata forma, inclinazione e sporgenza della copertura. Schema di posa in opera di un tavolato in legno massiccio. L aspetto è gradevole ma bisogna attenzionare unioni ed incastri onde evitare il ristagno dell umidità

51 CRITERI E ACCORGIMENTI PER RIDURRE IL RISCHIO DI BIODEGRADAMENTO 4. Proteggere adeguatamente il rivestimento dall azione diretta degli agenti atmosferici, scegliendo adeguata forma, inclinazione e sporgenza della copertura. Rivestimento in legno massiccio: disposizione a lembi sovrapposti con vernice coprente. Rivestimento in legno massiccio: disposizione con tavole di douglasia accostate trattate con vernice semitrasparente.

52 CRITERI E ACCORGIMENTI PER RIDURRE IL RISCHIO DI BIODEGRADAMENTO 5. Considerare fenomeni di ritiro e rigonfiamento indotti da eventuali variazioni di umidità nel legno, semplificando le giunzioni, posizionando le fessurazioni nella parte inferiore degli elementi, limitando il rischio di spaccature e consentendo al legno di muoversi liberamente. Possibile schema di chiodatura delle tavole: la chiodatura sulla porzione appena al di sotto della zona di sovrapposizione fa in modo che: - con un clima asciutto i singoli elementi si ritirino permettendo l entrata di aria nell intercapedine sottostante - con un clima umido, rigonfiandosi, si assicuri la tenuta Possibile schema di chiodatura delle tavole: così si garantisce la tenuta di rivestimento con ogni tipo di clima ma non si consente la stessa circolazione di aria Lo spessore minimo delle tavole dovrà essere >15 mm e, in alcuni casi, >22-25 mm.

53 CRITERI E ACCORGIMENTI PER RIDURRE IL RISCHIO DI BIODEGRADAMENTO E bene che il profilo dell ultimo elemento di rivestimento, in questo caso obliquo, sia tale da favorire il deflusso delle acque meteoriche. E utile interrompere la continuità del rivestimento ad almeno cm dal suolo per evitare la risalita dell umidità.

54 CRITERI E ACCORGIMENTI PER RIDURRE IL RISCHIO DI BIODEGRADAMENTO 6. Considerare il fenomeno dell imbarcamento: ad esempio, nella realizzazione di un rivestimento con tavole prevalentemente tangenziali disposte verticalmente, si ricorre spesso ad una disposizione sfalsata e sovrapposta per compensare le eventuali deformazioni dovute all imbarcamento dei segati non perfettamente stagionati.

55 CRITERI E ACCORGIMENTI PER RIDURRE IL RISCHIO DI BIODEGRADAMENTO 7. Considerare la stagionatura del legno nella disposizione scelta del rivestimento: con tavole non stagionate (umidità>18%) è consigliato un modello con sovrapposizione delle tavole; con tavole stagionate o pannelli si possono utilizzare incastri a maschio/femmina che consentono movimenti più limitati tra i singoli elementi della copertura. Modello con sovrapposizione delle tavole Modello con incastri a maschio/femmina

56 CRITERI E ACCORGIMENTI PER RIDURRE IL RISCHIO DI BIODEGRADAMENTO 8. Nel caso di utilizzo di compensato per il rivestimento esposto agli agenti atmosferici è opportuno scegliere pannelli composti con specie legnose appartenenti almeno alla classe 3 di durabilità naturale.

57 CRITERI E ACCORGIMENTI PER RIDURRE IL RISCHIO DI BIODEGRADAMENTO 9. Per il fissaggio degli elementi lignei di rivestimento esposti ad agenti atmosferici è opportuno: - utilizzare chiodi zincati a caldo o meglio in acciaio inossidabile (inox 304 o 316) - realizzare una preforatura, meglio sovradimensionata, onde evitare lo sviluppo di fessurazioni e scheggiatura - garantire adeguata ventilazione e possibilità di movimenti Un elemento di sacrificio posto a protezione del giunto consente l ispezione e la manutenzione dei singoli pannelli, i cui bordi vanno comunque trattati con vernici e protetti mediante scossaline metalliche.

58 CRITERI E ACCORGIMENTI PER RIDURRE IL RISCHIO DI BIODEGRADAMENTO 10. Per ridurre le variazioni cromatiche dovute all azione della luce e degli agenti atmosferici è opportuno: - ricorrere a vernici coprenti additivate con pigmenti e filtri per la protezione dei raggi UV - scegliere adeguatamente finiture con determinate tonalità di colore: le più scure e opache richiedono una minore manutenzione nel caso di esposizione esterna - attenzionare le finiture esposte a sud, orientazione più critica 11. Nel caso di materiale non trattato termicamente ad alta temperatura o con processo chimico in grado di migliorarne la durabilità gli intervalli di manutenzione dovrebbero essere più frequenti. 12. Bisogna preventivare la manutenzione della componente lignea redigendo un Piano di Manutenzione che prevede, pianifica e programma l attività di manutenzione al fine di mantenerne nel tempo le funzionalità, le caratteristiche di qualità, l efficienza e il valore economico.