Le specie Le caratteristiche macroscopiche

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

2 Specie gli alberi vengono chiamati secondo il nome comune o il nome botanico il legno prende il nome della specie dell'albero da cui è ottenuto la specie è l'elemento determinante per le proprietà del legno (densità, lavorabilità, resistenza...). All'interno della specie rimane comunque una alta variabilità. Specie nome scientifico Pinus sylvestris L. n. locale / n. comune pino silvestre pino di Svezia n. commerciale Scots pine n. unificato italiano pino silvestre denominazione UNI Norma numero : UNI EN 13556:2004 Titolo : Legno tondo e segati - Nomenclatura dei legnami utilizzati in Europa. (La norma elenca le denominazioni commerciali dei legnami di latifoglie e di conifere utilizzati in Europa.) nomi vernacolari / locali / regionali 2

3 Specie nome scientifico Picea abies Karst. n. comune abete rosso n. locale peccio, pez... Regno: Divisione: Classe: Ordine: Famiglia: Genere: Plantae Pinophyta Pinopsida Pinales Pinaceae Picea Es.: un legno tropicale sudamericano Massaranduba altri nomi: Assapookoo, Autranella, Balata, Balata Rouge, Bulletwood... nome scientifico Manilkara bidentata Regno: Divisione: Classe: Ordine: Famiglia: Genere: Plantae Magnoliophyta Rosopsida Ericales Sapotaceae Manilkara 3

4 Caratteristiche macroscopiche del legname Sono i caratteri osservabili ad occhio nudo sul legno e variano in funzione di: specie legnosa sezione anatomica osservata modalità di lavorazione del pezzo (es. ottenuto a spacco o segato) finitura superficiale del pezzo Le direzioni anatomiche del legno L = direzione longitudinale R = direzione radiale T = direzione tangenziale 4

5 Il legno per un primo approccio conoscitivo 1) Livello Macroscopico Macroscopico Elementi distinguibili a occhio nudo (o con l ausilio di una lente) principalmente su sez. trasversale conifere: anelli (ampiezza, tardivo-primaticcio) canali resiniferi (presenza e disposizione) durame e alburno (differenze cromatiche) 5

6 Macroscopico Elementi distinguibili a occhio nudo (o con l ausilio di una lente) principalmente su sez. trasversale latifoglie: durame e alburno (differenze cromatiche) vasi (formanti o no anello poroso) raggi (visibili o no ad occhio nudo) colore Latifoglie - Distribuzione dei vasi Vasi formanti anello poroso Vasi distribuiti uniformemente con diametri diversi dalla zona primaticcia a quella tardiva Vasi con piccole differenze di diametro all interno dell anello 6

7 Altri aspetti macroscopici VENATURA: tracce degli anelli sulle superfici dei segati dovute a... in sez.trasversale: anelli concentrici in sez. longitudinale tangenziale: venatura fiammata in sez.longitudinale radiale: venatura rigata Altri aspetti macroscopici FIBRATURA: disposizione o allineamento degli elementi cellulari longitudinali diritta: l asse degli elementi cellulari longitudinali è parallelo all asse del fusto anomala: fibratura elicoidale (deviata, inclinata) fibratura intrecciata (incrociata) fibratura irregolare (ondulata, irregolare) 7

8 Determinante FIBRATURA: disposizione o allineamento degli elementi cellulari longitudinali per le proprietà meccaniche del legno 1) Midollo Difetti e anomalie 8

9 Difetti e anomalie 1) Midollo 2) Nodi Difetti e anomalie 1) Midollo 2) Nodi 3) Deformazioni dei segati 9

10 1) Midollo 2) Nodi Difetti e anomalie 3) Deformazioni dei segati 4) Fessurazioni 5) Cipollatura 6) Lesioni, inclusioni di corteccia, tasche di resina/gomma smussi...) Altri Il legno e l acqua 10

11 Igroscopicità (I) Il legno contiene sempre una certa quantità di acqua, presente in esso in quattro forme diverse Igroscopicità (II) 1. Acqua libera (di imbibizione) 2. Acqua di saturazione 3. Vapore acqueo 4. Acqua legata chimicamente umidità del legno dipende da

12 formula per determinare l'umidità del legno: dove Mu = peso del legno Mu - M0 U = * 100 M0 M0 = peso del legno senza acqua (ottenuto in stufa ventilata a 103 C) esempi Igroscopicità (III) Attenzione agli equivoci Con biomasse, energia e prod. di cellulosa, l umidità è riferita alla massa umida W = (mu-mo) x 100 mu conversione W = 100 u u W < 100%, sempre esempi 12

13 Igroscopicità (IV) Legname dal momento dell abbattimento: umidità ampiamente variabile (~50% a ~150%) quindi perde acqua e l U scende fino ad arrivare in equilibrio con le condizioni di umidità e temperatura dell ambiente circostante Igroscopicità (V) Fino al ~ 30% viene eliminata l acqua di imbibizione Al di sotto comincia ad andarsene l acqua di saturazione 30% = punto di saturazione delle pareti cellulari (valore indicativo) 13

14 Igroscopicità (VI) Nel campo igroscopico (0 - ~30%): scambio continuo di molecole d'acqua (evaporazione e condensazione): desorbimento, adsorbimento, fino a umidità di equilibrio (EMC) Campo igroscopico 0 ~ 30% intervallo dei possibili valori di umidità che può assumere un pezzo di legno se è lasciato all aria libera. 14

15 Esempi di Umidità del legno Legno allo stato fresco U > 30% Legno a um. commerciale U ~ 15% Legno a umidità normale U = 12% Stato fresco, commercialmente U > 20-22% Legno anidro U = 0% Legno "shipping dry" trasporti senza rischi... Altri esempi di umidità finali sicuro da attacchi di funghi U < 20% segati per l edilizia 12 18% serramenti per esterni 12 15% serramenti per interni 8 10% parquet - str. mus. 6 8% % umidità di impiego u. tecniche in relazione alla umidità che avrà in opera 15

16 Ritiri e rigonfiamenti Adsorbimento Desorbimento incuneamento molecole acqua rigonfiamento parete cellulare rigonfiamento legno perdita molecole acqua ritiro parete cellulare ritiro legno Ritiri e rigonfiamenti Entro il campo igroscopico 0-30% variazione di umidità VARIAZIONE DIMENSIONALE se l'umidità cresce si ha rigonfiamento se l'umidità diminuisce si ha ritiro tale fenomeno non termina con il tempo perché dipende dalle caratteristiche chimiche della cellulosa 16

17 Ultrastruttura Ritiri e rigonfiamenti le variazioni dimensionali sono fortemente anisotropiche ritiri totali del legno (valori indicativi 0-30% U) Longitudinale: 0,2 0,8 % Radiale: 3 6% Tangenziale: 6 12% Volumetrico: 8 20% 17

18 Ritiri e rigonfiamenti le variazioni dimensionali sono fortemente anisotropiche ritiri totali del legno (valori indicativi) Longitudinale: Radiale: Tangenziale: Volumetrico: molto piccolo circa la metà del tangenziale massimo approx. è la somma dei tre Ritiri e rigonfiamenti le variazioni dimensionali sono fortemente anisotropiche ritiri totali del legno, determinati sulla dimensione del fresco Longitudinale: Radiale: Tangenziale: Volumetrico: βl = (Lf - Lo)/Lf x100 βr = (Rf - Ro)/Rf x100 βt = (Tf - To)/Tf x100 βv = (Vf - Vo)/Vf x100 18

19 Ritiri e rigonfiamenti le variazioni dimensionali sono fortemente anisotropiche il rigonfiamento è determinato sulla dimensione misurata allo stato anidro αx = (Xf - Xo) / Xo x100 Nervosità del legno β T/β R circa uguale a 2 (valore medio indicativo) β T/β R compreso tra 1,6 e 2,4 valori più bassi legno più stabile meno anisòtropo meno nervoso valori più alti legno più nervoso Attenzione all uso del termine nervoso 19

20 Conseguenze dell essiccazione conseguenze inevitabili variazioni dimensionali deformazioni sviluppo di tensioni interne in particolare distorsione dei solidi ovalizzazione dei fori fessure radiali a "V" imbarcamento delle tavole tangenziali Conseguenze dovute a legno anomalo legno di reazione arcuatura, falcatura, svergolamento, rotture. fibratura elicoidale svergolamento 20