Scopri il Potere del Legno Lamellare: Tecnologia Innovativa, Vantaggi Straordinari e UsI Strutturali Avanzati

Quando si progetta con il legno, la prima domanda che architetti, costruttori e carpentieri si pongono è sempre la stessa: massello o lamellare? Non si tratta solo di una scelta tecnica, ma di due filosofie costruttive profondamente diverse che raccontano storie opposte. Da una parte c’è l’autenticità del tronco tagliato, con i suoi nodi, le sue venature uniche e la sua storia millenaria. Dall’altra, l’innovazione ingegneristica che permette di superare i limiti della natura, creando elementi di dimensioni impossibili e forme che sembrano sfidare la gravità. Questo articolo esplorerà in dettaglio il legno lamellare, un materiale composito prefabbricato che ha rivoluzionato il settore delle costruzioni in legno.

Cos'è il Legno Lamellare?

Il legno lamellare è un materiale composito che si produce con diverse assi di legno, dette lamelle. È costituito, essenzialmente, da legno naturale di cui mantiene i pregi (come elevato rapporto tra resistenza meccanica e peso, lenta combustione in caso di incendio) e allo stesso tempo è un prodotto industriale innovativo che, attraverso un procedimento tecnologico di incollaggio a pressione, riduce e supera i difetti propri del legno massiccio. Il legno lamellare nasce dall’esigenza di superare i limiti del legno massiccio sia per dimensioni in lunghezza, sia per sezioni, ma soprattutto per concezione strutturale.

Le tavole di legno, generalmente abete, vengono selezionate eliminando i difetti più gravi, unite in lunghezza con giunzioni a pettine, incollate a strati sovrapposti con le fibre parallele e infine pressate. Le lamelle vengono posizionate tra loro con venatura contrapposta così da garantire una maggior uniformità nella resistenza della trave e ricomposte tramite incollaggio a caldo e sotto pressione. Vengono adoperate tavole già classificate per uso strutturale e possono essere uniti tra loro elementi di diverse essenze legnose.

Processo Produttivo del Legno Lamellare

La produzione del legno lamellare è un processo articolato che garantisce la qualità e la resistenza del prodotto finale. Gli impianti per la produzione del lamellare dispongono di forni di essicazione: il legname è messo nelle celle di essiccazione e portato al grado di umidità necessario alla lavorazione richiesta. Le fasi della produzione consistono nella riduzione del tronco in lamelle, generalmente di larghezza non superiore ai 20 mm (per prevenire eccessive deformazioni causate dal fenomeno del ritiro).

Per superare i limiti derivanti dalla lunghezza delle lamelle, le tavole vengono giuntate tra loro mediante giunti a pettine. L’ideazione della giunzione a dente di sega si fa risalire a Leonardo Da Vinci. Le operazioni di incollaggio rappresentano la fase più importante e delicata dal punto di vista operativo e tecnologico. Per realizzare l’incollaggio fra le lamelle bisogna sottoporre l’elemento strutturale a una pressione il più possibile uniforme. Tale operazione viene effettuata in apposite presse. L’operazione di posizionamento delle lamelle e di chiusura della pressa deve essere fatta il più rapidamente possibile per evitare che la colla cominci a indurire. Per la chiusura delle presse si procede dal centro verso le estremità.

Dal tronco al lamellare

Vantaggi e Caratteristiche del Legno Lamellare

I vantaggi del legno lamellare sono molteplici, sia dal punto di vista tecnico, sia da quello ecologico e strutturale:

Resistenza e Flessibilità Strutturale: una trave lamellare generalmente ha sezioni rettangolari il cui rapporto tra base altezza è molto sbilanciato verso l’altezza. Il vantaggio di avere una sezione più alta che larga sta nel fatto che influisce maggiormente su questo valore di resistenza. Offre elevata resistenza a flessione e trazione, ed è versatile, potendo essere usato su un gran numero di strutture, grandi e piccole, complesse o meno.
Leggerezza: ha un peso specifico inferiore a 500 kg al m³ (circa l’80% in meno rispetto al cemento armato) con maggiore sostenibilità dei carichi, riduzione delle opere di fondazione in cemento, notevole risparmio dei tempi di cantiere e generale diminuzione dei costi (tra cui quelli di trasporto).
Resistenza al Fuoco: pur essendo realizzate con un materiale combustibile, le strutture in legno lamellare hanno una resistenza al fuoco superiore a quella delle strutture in acciaio o in calcestruzzo armato. Infatti, nel legno lamellare, grazie al buon isolamento termico realizzato dallo strato superficiale carbonizzato, la combustione avviene lentamente: ad un aumento molto lento della temperatura corrisponde una variazione quasi trascurabile della resistenza meccanica delle fibre di legno della sezione non carbonizzata. La struttura cede o crolla solo quando la parte della sezione non ancora carbonizzata è talmente diminuita da non riuscire più ad assolvere alla sua funzione portante.
Isolamento Termico e Resistenza agli Agenti Atmosferici: presenta una capacità isolante molto alta e un'alta resistenza ad agenti atmosferici e a sbalzi termici.
Proprietà Antisismiche: grazie a leggerezza, elasticità e resistenza meccanica il legno assorbe le sollecitazioni e sopporta le deformazioni; inoltre, in caso di danni si ripara più facilmente.
Basso Impatto Ambientale: dalla produzione al riutilizzo tramite riciclo, è facilmente riciclabile.

Applicazioni del Legno Lamellare

L’impiego del legno lamellare trova sempre più spazio nel campo delle costruzioni; in particolare, è largamente impiegato in costruzioni a grandi luci in quanto è l’unico materiale che unisce leggerezza, resistenza e versatilità. La sua versatilità lo rende ideale per molti tipi di costruzioni. Infatti, oltre a giocare un ruolo importante nelle ristrutturazioni (solai, soppalchi, coperture), il legno lamellare viene applicato nella bioedilizia in alternativa al cemento armato per la realizzazione di:

strutture leggere (casette, bungalow, gazebi, tettoie);
coperture per capannoni, centri sportivi, scuole, centri commerciali, piscine, auditorium, riqualificazione di teatri;
abitazioni a basso consumo energetico;
edifici destinati a civile abitazione.

Il legno lamellare mantiene il suo spazio insostituibile per grandi opere, luci eccezionali e forme complesse. Come abbiamo già capito il lamellare è molto utilizzato nelle costruzioni in alternativa al cemento armato e metalli vari. Alle foci del fiume Todino in provincia di Teramo è stato costruito un ponte pedonale e ciclabile esclusivamente con travi e tavole in legno lamellare.

Tipologie e Essenze del Legno Lamellare

Il legno lamellare può essere distinto in diverse tipologie a seconda del legno di derivazione delle lamelle. In linea generale, quelle maggiormente utilizzate sono le conifere: abete rosso, abete bianco, larice, pino e douglasia. Altre essenze includono frassino e faggio. La scelta del legno di partenza (essenza), oltre a garantire certe caratteristiche tecniche, deve rispettare la natura e contribuire a ridurre il costo del prodotto. Di conseguenza in Europa viene utilizzato prevalentemente l’abete rosso, seguito dal larice (quest’ultimo molto più costoso).

Inoltre, il legno lamellare può essere classificato in:

incollato omogeneo in cui le lamelle di cui è composto appartengono alla stessa classe di resistenza;
incollato combinato quando appartengono a differenti classi di resistenza.

Calcolo Strutturale e Verifiche per il Legno Lamellare

Per progettare adeguatamente una struttura in legno lamellare è indispensabile effettuare il calcolo strutturale e tutte le verifiche richieste dalla norma di riferimento in modo da non compromettere la sicurezza della struttura stessa. Le verifiche di resistenza degli elementi strutturali in legno sono riferite alla direzione della fibratura coincidente sostanzialmente con il proprio asse longitudinale e sezione trasversale costante. I materiali utilizzati nella modellazione sono individuati da una sigla identificativa ed un codice numerico. L’analisi sismica della struttura che viene realizzata è del tipo dinamico modale.

Nella verifica degli elementi strutturali in legno, le verifiche da effettuare per ogni elemento dipendono dalla funzione dell’elemento nella struttura. Ad esempio:

elementi con prevalente comportamento assiale (controventi o appartenenti a travature reticolari) sono verificati a trazione e/o compressione;
elementi con funzioni portanti nei confronti dei carichi verticali sono verificati a pressoflessione retta e taglio;
elementi con funzioni resistenti nei confronti di azioni orizzontali sono verificati a pressoflessione/tensoflessione deviata e taglio oppure a sforzo normale se hanno la funzione di controventi.

Verifiche allo Stato Limite Ultimo (SLU)

Le verifiche allo stato limite ultimo (SLU) sono effettuate sempre controllando il soddisfacimento della relazione:

R_d = (k_mod · R_k) / γ_M ≥ S_d

Dove:

R_k è il valore caratteristico della resistenza del materiale; per sezioni in legno massiccio o lamellare incollato sottoposti a flessione o a trazione parallela alla fibratura che presentino rispettivamente una altezza o il lato maggiore della sezione trasversale inferiore a 150 mm per il legno massiccio e 600 mm per il legno lamellare incollato, i valori caratteristici della resistenza vengono incrementati tramite il coefficiente moltiplicativo k_h (di cui al §11.7.1.1 D.M. 2018);
k_mod è il coefficiente correttivo che tiene conto dell’effetto, sui parametri di resistenza, sia della durata del carico sia dell’umidità della struttura (i valori di k_mod sono forniti nella Tab. 4.4.IV D.M. 2018);
γ_M è il coefficiente parziale di sicurezza relativo al materiale, i cui valori sono riportati nella Tab. 4.4.III D.M. 2018.

Le verifiche da effettuare previste al § 4.4.8 del D.M. 2018 includono:

di trazione parallela alla fibratura;
di compressione parallela alla fibratura;
di pressoflessione/tensoflessione;
di taglio;
di taglio e torsione;
di stabilità;
di deformabilità.

Nei tabulati di calcolo, per ogni tipo di verifica e per ogni elemento interessato dalla verifica, sono riportati i valori delle resistenze e delle sollecitazioni che hanno dato il minimo coefficiente di sicurezza, calcolato generalmente con la relazione: CS = R_d/S_d.

Strumenti e Normative per il Calcolo

Per questa ragione, ti suggerisco di affidarti a strumenti specifici costantemente aggiornati, come il software calcolo strutturale legno, con cui puoi modellare coperture, porticati ed altri componenti in legno presenti in una struttura mista in cemento armato o in muratura. L’utilizzo del legno lamellare per uso strutturale è senza dubbio una valida alternativa alle tecnologie costruttive in calcestruzzo armato e acciaio. Se in qualità di progettista strutturale ti incuriosiscono i vantaggi di questo materiale per la realizzazione di nuovi elementi strutturali continua a leggere quest’articolo.

Puoi scaricare gratuitamente la relazione di calcolo e il tabulato della struttura in legno lamellare elaborata con il software calcolo strutturale legno. Woody è l’app per il progetto e verifica di elementi strutturali in legno massiccio e lamellare implementata in Microsoft Excel. Grazie a Woody potrai eseguire verifiche di resistenza e di stabilità allo Stato Limite Ultimo per elementi sollecitati a flessione, pressoflessione, taglio e torsione e verifiche allo Stato Limite di Esercizio.

Le normative di riferimento includono:

D.M. 2018 - Norme Tecniche per le Costruzioni
Circolare 21/01/19, n. D.Min. Infrastrutture Min. Interni e Prot.
UNI EN 1991-2:2005 Eurocodice 1 - Azioni sulle strutture - Parte 2: Carichi da traffico sui ponti.
UNI EN 1995-2:2005 Eurocodice 5 - Progettazione delle strutture di legno - Parte 2: Ponti.
UNI EN 1997-1:2005 Eurocodice 7 - Progettazione geotecnica - Parte 1: Regole generali.

Legno Massiccio vs. Legno Lamellare: Una Scelta di Progetto

Immaginate di entrare in una segheria e vedere davanti a voi un tronco di castagno appena abbattuto. La corteccia ancora umida, l’odore intenso del legno fresco, le venature che attraversano la sezione come strade su una mappa. È legno puro, nella sua essenza più autentica. Ogni trave è unica perché porta con sé la storia dell’albero da cui proviene: i nodi dove c’erano i rami, le variazioni di colore che raccontano le stagioni di crescita, persino piccole imperfezioni che ne aumentano il carattere.

Tra tutte le essenze disponibili in Italia, il castagno (Castanea sativa) rappresenta qualcosa di speciale. Non è solo una questione di prestazioni tecniche - che comunque sono eccellenti - ma di tradizione costruttiva radicata nel territorio. I nostri nonni lo sapevano bene: le travi in castagno durano secoli. Non è un’esagerazione. Il segreto? I tannini. Il castagno è naturalmente ricco di queste sostanze che lo rendono resistentissimo agli attacchi di funghi e insetti. Mentre altre essenze richiedono trattamenti in autoclave o impregnazioni chimiche, il castagno si difende da solo. Per chi progetta strutture esterne come portici o pensiline, questa caratteristica è oro colato.

Il legno massiccio pone dei limiti alla dimensione della sezione trasversale e alla lunghezza dell’elemento strutturale da realizzare. Il massello ha un limite fisico evidente: non puoi chiedere a un albero di crescere con un tronco di 15 metri perfettamente dritto e senza difetti. La natura ha i suoi tempi e le sue regole. Quindi, se devi coprire 5 metri con una trave, il massello funziona perfettamente. Se devi arrivare a 12 metri, dovrai guardare altrove o pensare a soluzioni strutturali diverse. Una trave in legno massiccio ha solitamente una sezione quadrata, circolare o rettangolare.

Quando Scegliere il Lamellare

Il legno lamellare nasce negli stabilimenti di produzione, non nei boschi, per superare questi limiti del massiccio. Per progetti pubblici, edifici di rappresentanza, interventi su immobili di pregio, questa considerazione ha un peso. Il lamellare si ottiene incollando fra loro delle tavole di legno (almeno tre) dette lamelle, sotto l’azione di una forza di pressione. Non è quindi un legno che nasce spontaneamente in natura in quanto viene realizzato dall’uomo a partire da essenze di legno aventi uno spessore compreso fra 3 e 4 cm ed una larghezza limitata a circa 25 cm. Le caratteristiche del lamellare dipendono ovviamente dall’essenza impiegata per la sua realizzazione. Il legno lamellare mantiene il suo spazio insostituibile per grandi opere, luci eccezionali, forme complesse.

Considerazioni sulla Durabilità e Costo

La questione della durabilità: gli adesivi moderni sono ottimi, certificati, testati. Ma quanti anni durano davvero? La verità è che il legno lamellare è nato all’inizio del 1900. Abbiamo quindi poco più di un secolo di storia applicativa. Gli adesivi moderni sono nati negli anni ’50-’60. Abbiamo quindi al massimo 60-70 anni di esperienza reale. Gli adesivi sono testati, certificati, dovrebbero durare decenni. Ma “dovrebbero” non è “hanno dimostrato di durare”.

Confrontalo con le travi in massello di castagno che troviamo nelle case medievali, ancora perfettamente funzionanti dopo 600 anni. Il legno massello di castagno ha una storia documentata di durabilità plurisecolare. Ci sono edifici in tutta Italia con travi di castagno installate nel 1400, nel 1500, nel 1600, che sono ancora lì, perfettamente funzionanti. Il massello è una certezza testata dal tempo.

L'estetica: qui entriamo nel soggettivo, ma è innegabile che una trave in massello ha un fascino diverso. Le linee di incollaggio del lamellare sono visibili, regolari, perfette. Il costo: a parità di sezione standard (diciamo una trave 20×30 cm lunga 6 metri), il lamellare costa di più. Il processo produttivo è complesso, richiede stabilimenti attrezzati, colle certificate, controlli di qualità. Il massello viene semplicemente segato, stagionato e piallato. Per sezioni standard e lunghezze fino a 6 metri, il castagno massello costa meno. Niente colle, niente processo industriale complesso, niente energia incorporata oltre alla stagionatura e al taglio. Il massello è legno e basta.

Delaminazione e Contesto di Applicazione

La delaminazione: quando il legno lamellare è esposto all’esterno, all’umidità variabile, ai cicli di gelo e disgelo, le linee di incollaggio possono soffrire. Il fenomeno si chiama delaminazione: gli strati cominciano a separarsi. Lo stesso pergolato fatto in lamellare costa di più e dopo 10-15 anni inizia a mostrare segni di fatica sulle linee di incollaggio se non è stato mantenuto perfettamente.

Un portico con montanti da 12×12 cm, travi da 10×20 cm e arcarecci da 6×12 cm? Perfetto per il massello, la struttura è esposta all’esterno (dove il castagno eccelle) e l’estetica naturale del legno massello dà un valore aggiunto incredibile. Qui il massello è imbattibile. Se stai lavorando su un casale del 1600, su una cascina da recuperare, su un fienile da trasformare in abitazione, il massello è la scelta coerente. Rispetta la logica costruttiva originale, usa materiali compatibili, mantiene l’autenticità dell’intervento.

C’è un ultimo aspetto, meno quantificabile ma reale: il valore percepito. Quando un cliente entra in un agriturismo e vede le travi in castagno massello, con i loro nodi, le venature naturali, le piccole imperfezioni, percepisce immediatamente autenticità, storia, qualità. Lo stesso vale per le residenze di pregio. Una villa con strutture in legno massello ha un appeal diverso rispetto a una con lamellare. Non è migliore o peggiore in termini assoluti, è diverso.

Un aspetto che merita attenzione: scegliere castagno massello italiano significa anche supportare una filiera territoriale. I boschi di castagno italiani sono in espansione, ben gestiti, certificati. Tuttavia, il legno lamellare rappresenta circa il 20% delle reali esigenze del mercato per le sue peculiarità strutturali.

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