Legno Lamellare: Lavorazione, Sagomatura, Tecniche e Vantaggi Nelle Costruzioni Moderne

Il legno lamellare, noto anche come "legno lamellare incollato" o "glulam" dal suo nome inglese (glued laminated timber), rappresenta una soluzione costruttiva moderna e versatile, capace di coniugare estetica, funzionalità e rispetto per l'ambiente. Questo materiale è sempre più utilizzato in edilizia, favorito non solo per la sua bellezza e la possibilità di creare edifici davvero spettacolari, ma soprattutto per la sua particolare resistenza e le numerose possibilità di impiego.

Cos'è il Legno Lamellare?

Il legno lamellare è un materiale da costruzione prefabbricato, un prodotto industriale innovativo che nasce dall’esigenza di superare i limiti del legno massiccio sia per dimensioni in lunghezza, sia per sezioni, ma soprattutto per concezione strutturale. È costituito da almeno due lamelle incollate ed essiccate tecnicamente, derivato dal legno naturale tagliato in lamelle di limitata larghezza e lunghezza, sovrapposte e legate tra loro mediante collanti ad alta resistenza, dando origine a elementi di forma e dimensione prestabilita.

In pratica, si tratta fondamentalmente di una trave realizzata con diversi strati di legno. Queste lamelle, ottenute da tavole di abete rosso essiccate in modo tecnico e private dei difetti che ne avrebbero compromesso la compattezza (come nodi, sacche di resina e inclusioni di cortecce grandi), vengono posizionate con venatura contrapposta. Questo orientamento garantisce una maggiore uniformità nella resistenza della trave e permette di superare i difetti propri del legno massiccio, quali torsioni e fessurazioni. La ricomposizione avviene tramite incollaggio a caldo e sotto pressione.

La materia prima per produrre travi in legno lamellare è principalmente la conifera, che può essere il larice, l’abete rosso, il pino, la douglasia e l’abete bianco. Il legno utilizzato può essere anche caducifoglie, come quercia, frassino, acero, cedro. La scelta delle specie legnose dipende dall’uso previsto delle travi lamellari, oltre alla loro disponibilità e al costo. Ad esempio, per realizzare pergolati, strutture poste all’esterno, è necessario un legno con resistenza meccanica e durabilità elevate.

Processo di Produzione e Lavorazione

La produzione di travi lamellari coinvolge diverse fasi altamente tecnologiche che conferiscono al prodotto finale le sue eccellenti proprietà.

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Fasi di Produzione

1. Riduzione del tronco in lamelle: Il processo inizia con la segagione dei tronchi in tavole, o lamelle, generalmente con uno spessore compreso fra 3 e 4 cm e una larghezza limitata a circa 25 cm.
2. Essiccazione tecnica: A differenza del normale legname da costruzione che è sottoposto a un forte processo di essiccazione dopo il montaggio, causando torsioni, deformazioni e fessurazioni, le lamelle per il legno lamellare vengono essiccate tecnicamente fino a raggiungere un'umidità del legno del 12% già prima dell'incollaggio. Questa fase è cruciale per la stabilità dimensionale del prodotto finito.
3. Taglio dei difetti e piallatura: Dopo l'essiccazione, le lamelle vengono piallate e i difetti naturali che ne comprometterebbero la compattezza (come nodi, sacche di resina e inclusioni di cortecce grandi) vengono tagliati. Con la segatura a strisce si riducono le tensioni nel legno e si eliminano i difetti e i nodi.
4. Giuntatura e incollaggio: Le lamelle vengono giuntate tra loro, spesso con incastro a pettine sulla lunghezza, e poi posate l'una sull'altra e incollate lungo la fibra sotto l’azione di una forza di pressione. L'incollaggio è molto importante in quanto deve garantire la resistenza e la durata dei morsetti, dato che queste travi sono elementi strutturali.

Adesivi Utilizzati

Per l'incollaggio delle travi lamellari vengono utilizzati adesivi di tipo strutturale regolati dalla norma UNI EN 301, che distingue due categorie in funzione dell'idoneità all'impiego in presenza di determinate condizioni climatiche: adesivi di tipo 1 (in grado di sopportare una piena esposizione alle intemperie) e adesivi di tipo 2 (da poter essere utilizzati in edifici riscaldati e ventilati o in applicazioni esterne protette). Gli adesivi più comuni sono:

• Melaminici (melamina-urea formaldeide MUF): Utilizzati per l'incollaggio delle travi lamellari, formano delle giunzioni di colla chiare che non diventano scure. L'incollaggio è impermeabile e resistente agli agenti atmosferici.
• Poliuretanici: Anche questi danno linee di adesione bianche.
• Resorcinici: Questi adesivi danno linee di adesione più scure e marroni.

L'indicazione della categoria di adesivo utilizzato nella produzione deve essere allegata nella documentazione relativa alla certificazione del materiale (es. marcatura CE).

Lavorazioni con Macchine a Controllo Numerico

Il moderno impianto di centro taglio permette di lavorare i componenti con precisione e accuratezza millimetrica. Le odierne lavorazioni con centro taglio si collocano nell’ambito dell’High-Tech, laddove la precisione è di gran lunga superiore rispetto a quella del cemento armato. Tra le macchine a controllo numerico, la Techno One è un esempio di tecnologia utilizzata per le lavorazioni di travi in legno lamellare e massiccio, permettendo di fornire elementi da costruzione in legno di massima qualità pronti per il montaggio.

Specifiche Tecniche di Sagomatura e Finitura

La lavorazione e sagomatura delle travi lamellari permette di personalizzare gli elementi per adattarli perfettamente a qualsiasi progetto architettonico. Ecco alcune tecniche:

• Piallatura: Il primo passo per ottenere un legno di qualità superiore. Attraverso macchinari di precisione, la superficie delle travi viene levigata fino a raggiungere un aspetto regolare e una texture perfettamente omogenea.
• Spazzolatura: Dona carattere e profondità alla superficie, mettendo in risalto la venatura naturale del legno. Vengono rimosse le parti più morbide della fibra, creando un effetto tattile e visivo di grande impatto.
• Pre-taglio: Consente di fornire travi già dimensionate e pronte per l’installazione. Ogni elemento viene tagliato secondo progetto, con estrema precisione, per garantire un montaggio rapido e senza sprechi in cantiere.
• Impregnatura: Un trattamento essenziale per la durabilità del legno. Viene applicato un prodotto specifico che penetra in profondità nelle fibre, creando una barriera efficace contro umidità, muffe, funghi e insetti xilofagi.
• Sagomatura: Permette di personalizzare la forma delle travi. Curve, incastri o profili complessi vengono realizzati con macchine a controllo numerico, assicurando precisione millimetrica e coerenza dimensionale.
• Cordonatura: Aggiunge un tocco di pregio e definizione, creando bordi o scanalature decorative che valorizzano l’aspetto visivo della struttura.
• Antichizzazione: Conferisce al legno il fascino del tempo, con lavorazioni meccaniche e manuali che donano alle travi un aspetto autenticamente invecchiato.
• Bisellatura: Consiste nell’arrotondare o smussare gli spigoli delle travi, migliorandone la sicurezza e l’estetica, eliminando i bordi vivi.

Vantaggi del Legno Lamellare

Le travi lamellari sono un materiale di elevata qualità, particolarmente apprezzate per le numerose possibilità di impiego e le loro eccezionali caratteristiche. I pregi tecnici portano anche vantaggi architettonici e di forma.

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Proprietà Meccaniche e Strutturali

• Elevata Resistenza e Stabilità Dimensionale: Le travi lamellari mostrano, attraverso la loro lavorazione, migliori caratteristiche rispetto al legno massello, per l'assenza di torsioni a lungo termine e perché la tendenza alle fessurazioni risulta ridotta al minimo. La sovrapposizione delle lamelle parallelamente alla fibra determina una maggiore elasticità.
• Lunghezze e Dimensioni Maggiori: Raggiungono lunghezze fino a 18 metri e dimensioni fino a 240 x 1.240 mm, superando i limiti di dimensione del legno massiccio.
• Libertà Progettuale: Sono il sogno degli architetti perché non pongono limiti alla progettazione. Possono essere diritte o curve, sottili o molto spesse, corte o lunghe, consentendo capriate eleganti e ampie campate.
• Peso Inferiore e Resistenza Sismica: Hanno un peso molto inferiore a parità di resistenza meccanica rispetto ad altri materiali. Questo reca enormi vantaggi in zone sismiche, accresciuti dalla maggiore elasticità del materiale e dagli elementi di giunzione utilizzati. Le costruzioni realizzate su travi lamellari hanno una resistenza ai terremoti molto più elevata.

Confronto del Peso Specifico a Parità di Resistenza

Materiale	Peso Specifico Medio (kg/mc)	Comparazione Peso (vs. Legno Lamellare)
Legno Lamellare (Abete rosso)	430 - 600	Base di confronto
Acciaio	Circa 7850	20% più pesante (a parità di resistenza)
Cemento Armato	Circa 2500	600% più pesante (a parità di resistenza)

Nota: I valori di peso specifico per acciaio e cemento armato sono indicativi e possono variare. La comparazione del peso si riferisce alla massa necessaria per ottenere la stessa resistenza strutturale.

Durabilità e Resistenza agli Agenti Esterni

• Resistenza Chimica Aumentata: Sono resistenti all'azione della maggior parte degli acidi, dell'ossidazione, dell'ammoniaca o dei derivati del cloro. Per questo motivo vengono utilizzati nella costruzione di allevamenti di animali, piscine, saline o depositi di sale o carbone.
• Resistenza al Fuoco: Nonostante il legno sia annoverato tra i materiali da costruzione infiammabili, in virtù delle sue proprietà, in caso d’incendio esso presenta un comportamento relativamente vantaggioso. Solo la parte esterna viene carbonizzata, mentre la sua struttura interna si mantiene intatta, mantenendo le stesse proprietà meccaniche. Nel caso delle travi lamellari, il legno brucia all'esterno, ma è molto difficile superare gli strati adesivi, quindi avanza molto lentamente. Con le costruzioni di legno è possibile soddisfare anche le classi di protezione antincendio più elevate.
• Protezione e Durabilità: Se si protegge bene il legno dall’azione degli agenti atmosferici attraverso misure costruttive (tettoie, copertina in lamiera di finestre, ecc.), questo può conservarsi in maniera praticamente illimitata. È importante soprattutto che in nessun’area della costruzione possa formarsi umidità o condensa. La protezione costruttiva del legno è la misura più efficace con cui è possibile prolungare notevolmente la durata di vita di una costruzione in legno. Se ciò non è possibile, sono necessarie misure chimiche appropriate (trattamento della superficie con vernice o vernice trasparente) per proteggere il legno dalle radiazioni UV e dall'umidità. I funghi che distruggono il legno necessitano di umidità per crescere, un'umidità che può essere esclusa con un montaggio delle travi lamellari a regola d'arte.

Vantaggi Costruttivi e Architettonici

• Rapidità di Costruzione: Grazie all’elevato grado di prefabbricazione dei componenti in legno, delle costruzioni di tetti e telai, è possibile realizzare in pochi giorni un progetto di costruzione. Sul cantiere sono necessari elevatori molto più leggeri rispetto a quelli che servirebbero per il cemento armato, e la movimentazione ed il collegamento di componenti sono effettuabili molto rapidamente e non necessitano di tempi di essiccazione o indurimento.
• Compatibilità Architettonica: Le travi lamellari si accompagnano in modo eccellente con altri materiali, quali pietra naturale, calcestruzzo, acciaio o vetro, offrendo un colpo d’occhio caldo e naturale.
• Economicità e Leggerezza: Il peso specifico inferiore riduce le opere di fondazione in cemento e diminuisce i costi di trasporto.
• Basso Impatto Ambientale: Dalla produzione al riutilizzo tramite riciclo, il legno lamellare è un materiale facilmente riciclabile con un basso impatto ambientale.

Classificazione e Normative

Il legno lamellare è un materiale standardizzato, con normative europee che ne definiscono le diverse classi di resistenza e i requisiti degli adesivi.

Classi di Resistenza

Le travi lamellari sono classificate in base alla loro resistenza meccanica. La classe di resistenza standard dei prodotti è spesso la GL 24c, creabile idealmente con il materiale grezzo disponibile e considerata la classificazione più economica e più gradevole alla vista. Su richiesta, e con sovraprezzo, sono disponibili anche altre classi come la GL 24h. Per componenti con requisiti di resistenza più elevati, si offrono anche le classi GL 28c (a partire da 140/320 mm) e GL 30h (a partire da una larghezza di 120 mm).

Inoltre, il legno lamellare può essere classificato come:

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• Incollato omogeneo: Le lamelle di cui è composto appartengono alla stessa classe di resistenza.
• Incollato combinato: Le lamelle appartengono a differenti classi di resistenza.

Applicazioni del Legno Lamellare

La sua versatilità lo rende ideale per molti tipi di costruzioni, dall'edilizia residenziale a quella commerciale e pubblica. 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.

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.

Inoltre, gioca un ruolo importante nelle ristrutturazioni (solai, soppalchi, coperture) e viene utilizzato per la realizzazione di case prefabbricate. Un esempio concreto è la costruzione di un ponte pedonale e ciclabile esclusivamente con travi e tavole in legno lamellare, come quello realizzato alle foci del fiume Todino in provincia di Teramo.

Calcolo Strutturale e Verifiche

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. Per questa ragione, è consigliabile affidarsi a strumenti specifici costantemente aggiornati, come software di calcolo strutturale per legno, con cui è possibile modellare coperture, porticati ed altri componenti in legno presenti in una struttura mista in cemento armato o in muratura.

Verifiche allo Stato Limite Ultimo (SLU)

Le verifiche allo stato limite ultimo (SLU) sono effettuate 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.
• 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.
• γ_M è il coefficiente parziale di sicurezza relativo al materiale.

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. Le verifiche da effettuare previste dalla normativa includono:

• Di trazione parallela alla fibratura.
• Di compressione parallela alla fibratura.
• Di pressoflessione/tensoflessione.
• Di taglio.
• Di taglio e torsione.
• Di stabilità.
• Di deformabilità.

In generale, per ogni tipo di verifica e per ogni elemento interessato, vengono riportati i valori delle resistenze e delle sollecitazioni che hanno dato il minimo coefficiente di sicurezza, calcolato con la relazione: CS = R_d/S_d.

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