Legno

Il legno si ricava dagli alberi.

Composizione chimica

Abete (albero di natale) composizione tipica:

Cellulosa 40-45% – Conferisce resistenza alla trazione, fibre molto lunghe

Emicellulosa 25-30% – Collante che unisce le fibre

Lignina 25-30% – Conferisce resistenza alla compressione

Resine e altro 5% – Protezione dall’acqua e insetti

Composizione del tronco

Il midollo è la parte centrale ed è circondato dal durame che è la parte più resistente, l’alburno è la parte più chiara intorno al durame che conduce l’acqua e i sali minerali. Il cambio è la parte più viva della pianta che consente all’albero di crescere ed è il responsabile della presenza degli anelli. Il floema trasporta le sostanze nutritive prodotte dalla fotosintesi a tutte le parti della pianta. Infine la corteccia si occupa di proteggere l’albero dall’esterno. 

Anelli e dendrocronologia

La dendrocronologia è un sistema di datazione basato sugli anelli degli alberi presenti nelle regioni in cui vi è differenza climatica tra estate e inverno.

E’ necessario analizzare tronchi di alberi che hanno un’età stimabile con precisione e da essi trarre delle sequenze di anelli di differenti spessori. Per datare un manufatto ligneo antico, ad esempio rinvenuto in uno scavo archeologico, si procede alla comparazione tra gli anelli del manufatto e quelli della scala di riferimento certa.

Tavole e travetti

Le tavole e i travetti si realizzano, a partire dal tronco,  nelle segherie dove solitamente una grande sega circolare è in grado di creare sezioni di legno di varie dimensioni. Tradizionalmente i tagli erano multipli di un pollice (2,54 cm).

A seconda della porzione di tronco da cui si ricava la tavola o il travetto, il legno subisce delle deformazioni, per questo motivo esistono varie tecniche di taglio, adatte ai pezzi che si vogliono ottenere.

Un travetto di legno sottoposto ad un carico, produce normalmente una deformazione elastica, tuttavia quando il carico si avvicina al punto di rottura la deformazione può diventare permanete. Il fenomeno viene detto “Fluage” e consiste nello scorrimento delle fibre del legno le une sopra le altre. Il fenomeno è accentuato quando il legno si trova in un ambiente con umidità variabile.

I nodi sono il prolungamento di un ramo all’interno del fusto

I nodi del legno sono costituiti dal prolungamento dei rami all’interno del fusto, dove raggiungono il midollo. Una volta tagliato il legname per ricavare tavole o travetti i nodi appaiono come cerchi di legno più scuro e compatto.

Sono definiti nodi sani quelli che sono saldamente connessi al resto del legno, mentre alcuni nodi si staccano facilmente dalle tavole. Il nodo costituisce un elemento spesso ritenuto di grande bellezza in quanto creano disegni organici delle fibre che corrono intorno. Tuttavia sono stati spesso considerati negativi perché rendono alcune lavorazioni difficoltose, specialmente per le lavorazioni industriali, come l’impiallacciatura. I nodi vengono usati in modo decorativo accostando due tavole ricavate dallo stesso tronco con il disegno specchiato, spesso negli “specchi” delle porte realizzate con la tecnica tradizionale.

Energia rinnovabile a zero impatto co2

Il legname costituisce un valido sistema per immagazzinare la CO2, infatti per crescere la pianta ha bisogno di CO2, è un suo nutriente fondamentale. Quando il legname viene utilizzato per manufatti duraturi, si ha uno stoccaggio di CO2 per tempi lunghi fino a che il legno non si disgrega. Anche la combustione del legno porta alla liberazione di tutta la CO2 che era contenuta nel legname.

Questo ciclo è soggetto ad un uso consapevole delle foreste che vengono periodicamente tagliate e lasciate ricrescere.

Perdita di umidità, il ritiro del legno.

Il legno si ritira in modo molto differente a seconda dell’orientamento delle fibre. Il ritiro assiale è molto limitato, circa 1%, mentre il ritiro radiale e tangenziale arriva al 10%. Per questo è importante orientare correttamente le fibre in fase di progettazione ed esecuzione.

Il legno è igroscopico, un vantaggio alla respirazione dell’edificio

 
Il legno non verniciato ha una grande capacità di assorbire e rilasciare l’acqua presente nell’aria. Questo lo rende molto utile come polmone in grado di regolare la presenza di umidità in un ambiente assorbendola quando è in eccesso e restituendola quando è in difetto. I moderni materiali da costruzione spesso provocano non pochi problemi di salubrità dell’aria e delle pareti. Materiali impermeabili al vapore favoriscono la formazione di muffe quando non c’è un adeguato ricambio d’aria.
  

Segheria idraulica

  
Il taglio meccanico dei materiali risale al periodo romano con la celebre segheria di Hierapolis in Turchia mossa da un mulino ad acqua per il taglio della pietra (III secolo d.C.). Altrettanto celebri i mulini romani di Barbegal vicino ad Arles in Francia dove si ipotizza venisse tagliata la pietra e il legno quando non si macinava il grano.

Nel celebre taccuino in pergamena di Villard de Honnecourt del 1235 possiamo vedere la descrizione di una segheria ad acqua, che nel medioevo diventa popolare. Ad esempio la segheria alla veneziana sfrutta l’energia della ruota idraulica convertita in moto rettilineo alternato da una biella che muove il telaio su cui è fissata la lama della sega in acciaio. Tramite l’uso di un carrello automatico, sempre azionato dall’energia idraulica, il tronco avanza mano a mano che viene tagliato.

Ma è con la rivoluzione industriale associata alla macchina a vapore (1830-1850) che nascono le moderne segherie industriali che cambiano il modo di costruire. Grazie al legno tagliato in tavole e travetti e l’industrializzazione del processo di realizzazione dei chiodi in ferro nasce il “Ballon Frame” una carpenteria leggera che rende facile realizzare case e altre strutture in legno anche di grandi dimensioni. La tecnica della chiodatura in legno sostituisce quindi gli incastri di travi e pilastri pesanti e complicati da trasportare e mettere in opera.

Taglio del legno
 

Il legno si comporta in modo differente a seconda dell’orientamento delle fibre. Per dividere in due un pezzo di legno si può usare una sega o una scure. Se si agisce contro le fibre la sega è efficace, mentre parallelamente alle fibre è sufficiente una scure o un semplice coltello.

Assemblaggio

Per realizzare un manufatto in legno è fondamentale prendere consapevolezza dei vari tipi di assemblaggio che sono a disposizione oggi. Abbiamo l’incastro in cui è la forma del legno che determina la tenuta, la corda con legature anche complesse e articolate, la colla che chimicamente permette l’assemblaggio e le giunzioni con perni come i chiodi, in legno o in ferro e le viti che ultimamente stanno soppiantando i chiodi in molte applicazioni grazie all’uso di avvitatori a batteria. I chiodi e le viti sono spesso abbinati a piastre di fissaggio in acciaio.

Chiodi

I chiodi, sia di legno che in ferro, sono un metodo di assemblaggio molto utilizzato. Tipicamente per conficcare i chiodi si usa un martello.

I martelli con la parte battente arrotondata e circolare lasciano meno segni sul legno. Per quanto riguarda la tenuta è soggetta a vari fattori. Come regola generale, per un’assemblaggio solido, è necessario che almeno i 2/3 del chiodo siano conficcati nel supporto.

La tenuta dei chiodi è legata all’attrito che il legno o il ferro esercitano sulle fibre. Infatti il chiodo tende ad allargare le fibre insinuandosi tra di esse. Per questo motivo a volte i chiodi possono provocare delle fessurazioni che spaccano il legno e ne compromettono la tenuta. Questo avviene spesso se si opera sul margine di una tavola e dipende dallo spessore del legno e da quello del chiodo. Per ovviare a questo inconveniente è possibile creare un foro di invito nella tavola in modo da non spingere troppo le fibre ai lati del chiodo.

Ci sono vari tipi di chiodi a seconda dell’uso a cui sono destinati. I chiodi un tempo erano forgiati a mano uno ad uno e quindi difficili da reperire e molto costosi (1). Attualmente i chiodi a sezione tonda(2), in varie lunghezze vengono utilizzati per la realizzazione dei casseri per il cemento armato, e per questa ragione devono essere facilmente rimossi quando si procede all’operazione di smontaggio dei casseri. Per le murature esistono chiodi in acciaio (3) rigidi e adatti a penetrare nel cemento e nei mattoni. In scandinavia, dove il legname è usato come materiale da costruzione in modo molto diffuso si sono sviluppati chiodi speciali con una sezione quadrangolare che oppongono forte resistenza all’estrazione (4 e 5). Questi chiodi sono adatti all’utilizzo in esterno perché zincati a caldo, con uno spessore che li fa durare molto a lungo. La zincatura a caldo conferisce inoltre al chiodo una ruvidità che migliora la tenuta dello stesso. Esistono anche in versione con una testa molto piccola che vengono utilizzati quando esteticamente la testa del chiodo a vista costitituisce un problema (5). Chiodi più piccoli della lunghezza tra i 2 e i 3 cm con testa molto ampia vengono utilizzati per l’ancoraggio di guaine catramate o tegole di ardesia sui tetti (6). Una tipologia particolare è costituita dalle “semenze” chiodini piccoli della lunghezza di 1-1,5 cm con testa ampia utilizzati per fissare la tela da pittura sui telai in legno (7). I cavallotti (8) usati per fissare cavi che hanno due punte e le graffette (9) che si utilizzano con uno strumento specifico. Infine i “cancani” sono dei chiodi a L che servono per appendere al muro quadri o altro (10).

Viti

La vite prende il nome dalla pianta della vite che ha i caratteristici “viticci” a forma di spirale. Una delle caratteristiche principali è la tenuta estrema alla trazione dovuta alla sua forma che si insinua nelle fibre del legno. Molto importante è inoltre la capacità di essere facilmente reversibile. Nel passato usata con parsimonia ora grazie all’uso degli avvitatori e delle teste a stella o torx è molto diffusa tanto da aver sostituito i chiodi in moltissime applicazioni.
 

 
Le viti si distinguono per tre numeri, che identificano le misure in millimetri. Il primo numero è il diametro del corpo della vite, il secondo numero è la lunghezza complessiva, comprensiva della testa, e il terzo numero identifica la lunghezza della porzione con il filetto, dove la vita fa tenuta. Quindi una vite denominata 5×50/20  significa che è una vite con diametro 5 mm, lunga complessivamente 50 mm e con una parte filettata di 20 mm. Il fatto che una parte della vite vicino alla testa non presenta il filetto è funzionale al fatto di poter assemblare saldamente un’asse su di un travetto, infatti se il filetto è presente su tutta la vite è necessario praticare un foro sull’asse da affrancare.

Un’altra caratteristica importante delle viti è la punta perforante, realizzata tramite un taglio longitudinale sulla punta che crea una superficie tagliente in grado di forare il legno. Infine sotto la testa delle viti sono spesso presenti delle zigrinature radiali che servono a scavare il legno creando una sede troncoconica per la testa della vite. Queste zigrinature rendono anche la vite più salda al legno e impediscono che si possa svitare da sola a causa del movimento naturale del legno.
 

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