Umidità e Legno Lamellare: Scopri Come Garantire Durabilità e Protezione Perfetta!

Il legno lamellare è un materiale da costruzione prefabbricato, la cui materia prima è il 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. È un materiale composito che si produce con diverse assi di legno, dette lamelle. Queste vengono posizionate 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.

É costituito, essenzialmente, da legno naturale di cui mantiene i pregi, come l'elevato rapporto tra resistenza meccanica e peso e la lenta combustione in caso di incendio. 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.

Ma la domanda che ci pongono più spesso è se resiste alla pioggia e alla umidità in genere. Un tema molto importante, che per il legno e i suoi pregiudizi è il tema dei temi, è il rapporto fra legno e umidità.

L'Importanza dell'Umidità nel Legno Lamellare

Il legno lamellare è un materiale strutturale composito, che è costituito essenzialmente da legno naturale, di cui conserva i pregi più rinomati, ma che, allo stesso tempo, derivando da un procedimento tecnologico di incollaggio a pressione, elimina i difetti più compromettenti del legno massiccio. Per approdare alle strepitose finalità che riesce a garantire, inizia il proprio percorso dallo stesso punto da cui lo comincia qualsiasi tipologia di legno usata dall’essere umano: l’essiccazione. Questo processo rappresenta il vero motore del mercato ligneo, perché il legno, così come viene reperito in natura, non può essere utilizzato per scopi antropici: prima deve essere rimossa gran parte dell’acqua contenuta al suo interno, altrimenti insorgono gravi problematiche inerenti a resistenza e durabilità.

Il legno è un materiale altamente igroscopico, quindi per capire come si comporta il legno in situazioni di umidità dobbiamo conoscere il valore dell’umidità del legno all’interno della sua struttura e della sua fibra. Nel legno lamellare l’umidità del materiale dovrà essere percentualmente molto più bassa rispetto al legno massiccio, perché il lamellare incollato non può permettersi di avere deformazioni.

Valori di Umidità all'Assemblaggio e Classificazione

Quando arriva del legno lamellare o massiccio in cantiere, in qualità di direttore lavori quali verifiche devo effettuare su questo materiale? Devo misurare l'umidità del legno con un igrometro? La norma di prodotto EN 14081 non prescrive esplicitamente di essicare il legname all’atto della classificazione. Tuttavia, per il legno lamellare, l'umidità delle singole lamelle è fondamentale.

Tipo di Legname	Umidità delle lamelle all'assemblaggio
Legname non trattato	8% e il 15%
Legname trattato	11% e il 18%

In questo senso, è evidente che gli essiccatoi, macchinari in grado di concretizzare artificialmente l’essiccazione in tempi molto minori rispetto a quelli della stagionatura naturale, acquisiscano un ruolo fondamentale. Nel caso del legno lamellare, al fine di realizzare delle lastre che presentino i requisiti strutturali necessari a consentire il successivo processo di incollaggio industriale, gli impianti devono trattare il materiale in modo da condurlo a valori di umidità interna compresi tra il 7 e il 16%.

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. Nelle verifiche allo stato limite ultimo (SLU) si considera anche il coefficiente correttivo kmod che tiene conto dell’effetto, sui parametri di resistenza, sia della durata del carico sia dell’umidità della struttura.

Classi di Servizio

Le classi di servizio definiscono le condizioni ambientali a cui il legno è esposto, influenzando di conseguenza il suo contenuto di umidità di equilibrio.

Classe di servizio 1: è caratterizzata da un’umidità del materiale in equilibrio con l’ambiente a una temperatura di 20 °C e un’umidità relativa dell’aria circostante che non superi il 65%, se non per poche settimane all’anno.
Classe di servizio 2: è caratterizzata da un’umidità del materiale in equilibrio con l’ambiente a una temperatura di 20 °C e un’umidità relativa dell’aria circostante che superi l’85% solo per poche settimane all’anno.
Classe di servizio 3: implica elementi posti all'esterno senza protezione.

Durabilità e Umidità: Prevenzione del Degrado

L'articolo tratta il tema della durabilità di una struttura di legno lamellare, concetto che coinvolge vari fattori che ne possono compromettere la capacità di mantenere nel tempo le prestazioni richieste. Quando un edificio in legno è costantemente collegato ad una situazione umida, quindi a una situazione di vasca, a un terreno umido, allora abbiamo un reale problema di umidità. Ma non è detto che tali fenomeni sempre succedano: va definito semplicemente il livello di rischio che è molto elevato in presenza di umidità continua e dipende anche del territorio e dalla zona climatica.

Il valore fondamentale che ci serve è il 22 per cento, l’umidità di equilibrio del legno, cioè il legno esterno in situazioni normali non deve mai superare il 22 per cento di umidità di equilibrio. L’importante è che questo valore non venga mai superato costantemente nel tempo; nel caso contrario il livello di rischio aumenterà notevolmente e la durabilità potrebbe essere a rischio. Quindi, possiamo affermare che se il legno non è a contatto con l’acqua o col terreno, questo valore può variare di continuo senza problemi.

Effetti dell'Acqua Meteorica e Fessurazioni

L’azione diretta dell’acqua meteorica sulla superficie esposta porta ad un assorbimento dell’acqua nella zona della sezione immediatamente sottostante alla superficie (in genere qualche centimetro di profondità) e ne consegue un elevato gradiente di umidità e, a causa del rigonfiamento della zona superficiale, la presenza di coazioni possono portare ad un collasso locale del materiale (fenditure). In questo modo, tra l’altro, si verifica una notevole perdita di cellule legnose il che conferisce alla superficie del legno il cosiddetto “effetto spugna”; questo causa in pratica un considerevole aumento del potere assorbente, per cui il legno, assorbendo ed espellendo grandi quantità d’acqua, è soggetto alla formazione di fessure e deformazioni di vario tipo in relazione alla disposizione della venatura ed alla presenza di nodi.

Di conseguenza nella zona di superficie si formano facilmente delle fessurazioni, anche di piccole dimensioni, ma permanenti e irreversibili; le fessurazioni superficiali rimangono presenti anche nel caso di ritorno dell’umidità del legno nelle condizioni iniziali, facilitando la penetrazione dell’acqua, con eventi successivi, più in profondità nella sezione. Il fenomeno ciclico di degrado prosegue quindi per strati sempre più profondi, aggravato da un aumento progressivo ed inevitabile dell’umidità del legno, in quanto l’assorbimento dell’acqua è comunque più rapido rispetto all’essicazione del materiale. Il contenuto di acqua può anche facilmente superare il limite del 20% / 25% all’interno della sezione, contribuendo all’instaurarsi di condizioni favorevoli allo sviluppo di funghi.

Il lamellare viene fornito con un tasso di umidità massimo del 14 %. Il fatto che il legno sia soggetto a variazioni di volume a causa degli sbalzi di umidità (umidità del legno da 0 a 30 %) ha come conseguenza l‘eventuale formazione di crepe e fenditure da ritiro. Questo caso non rappresenta un motivo valido per presentare eventuali reclami. Le sollecitazioni del legno, soprattutto all’aperto, sono di vasta portata a causa dell’escursione termica e delle variazioni dell’umidità. Anche nel caso del legno lamellare si possono formare delle fenditure da ritiro, anche se essenzialmente di entità minore rispetto al legno massiccio. Talvolta le fenditure da ritiro si sviluppano anche lungo le fughe d’incollaggio. In questo caso non si tratta di un incollaggio eseguito in modo errato, ma delle caratteristiche del materiale.

Il solo fatto che queste fessure siano molto spesso concomitanti con le superfici incollate fra le lamelle non deve necessariamente indicare la presenza di un problema o di un difetto di produzione o strutturale. Le fessurazioni possono essere presenti in numero elevato, senza per questo dover destare preoccupazione, a condizione che siano limitate nella ampiezza e nella profondità, cioè a condizioni che si tratti effettivamente di fessure da ritiro e che siano effettivamente superficiali e non dovute a problematiche di incollaggio. Valutare l’importanza delle fessure che si possono manifestare sulla superficie di una trave in legno lamellare non è possibile senza un’analisi diretta e accurata della situazione, il tutto richiede una comprovata esperienza in materia. Questa valutazione deve stabilire prima di tutto il tipo di fessure presenti e la loro causa, con questa base si valuta l'eventuale presenza di un difetto strutturale o di cause naturali dovute al materiale legno.

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La normativa fissa i requisiti minimi di produzione di una trave di legno lamellare, le norme UNI EN prescrivono di disporre le tavole tangenziali all’interno della trave con la curvatura degli anelli rivolta verso lo stesso lato. Nel caso di classe di servizio 3 (cioè di elementi posti all’esterno senza protezione) le tavole esterne devono avere il lato del midollo rivolto verso l’esterno: infatti le fessurazioni da ritiro si sviluppano sulla faccia opposta della tavola, dove la presenza dell’incollaggio funge da elemento di contrasto all’apertura di fessure e da presidio alla penetrazione di acqua.

Case di legno TRAVI E PILASTRI IN LAMELLARE o BILAMA O LEGNO MASSICCIO per case di legno e tetti

Protezione e Trattamenti

Il legno lamellare, oltre a garantire bassa dispersione di calore, ha una elevata resistenza alle intemperie ed agli sbalzi termici, grazie all’utilizzo di opportune vernici e colle per unire le lamelle. Le moderne case in legno lamellare sono progettate in modo tale che gli elementi costruttivi non siano esposti direttamente alla pioggia, bensì in genere riparati da gronde o tettoie. Se il legno lamellare è direttamente esposto alla pioggia basta applicare degli specifici trattamenti impregnanti. La pioggia non è quindi un fattore di cui preoccuparsi per il vostro garage o la vostra casetta da giardino in legno lamellare.

Tali vernici, oltre che a annullare l’inquinamento indoor dato dai VOC (volatile organic compounds, composti organici volatili), sono compatibili col legno, vengono assorbite meglio, rimangono più aderenti nel tempo grazie a un potere adesivo maggiore. In caso di esposizione del lamellare agli agenti atmosferici, la lignina danneggiata dai raggi UV viene rimossa. Questa erosione naturale del legno è pari, in media, a circa 1 mm nell’arco di 10 anni e provoca la formazione di rigonfiamenti della superficie delle travi. In caso di utilizzo del lamellare in ambienti esterni, in linea di massima, è possibile rinunciare a trattamenti chimici preventivi per il legno. Tuttavia, in certi casi esistono delle disposizioni in materia di lavori edili che richiedono trattamenti protettivi strutturali o chimici per il legno. Se il legno non trattato è esposto alle intemperie, dopo alcuni mesi ha inizio il processo di ingrigimento.

Gestione e Stoccaggio del Legno Lamellare

INDICAZIONI IMPORTANTI SULLA GESTIONE E SULLO STOCCAGGIO DEL LEGNO LAMELLARE

Imballaggio, stoccaggio e climatizzazione

Il lamellare viene sempre fornito avvolto in una pellicola (ad eccezione di richieste specifiche dei clienti). Per lo stoccaggio del legno lamellare si consiglia di proteggere le travi dagli agenti atmosferici in modo adeguato. La pellicola di rivestimento rappresenta una protezione per il trasporto a breve termine e non è in grado di offrire una protezione permanente dai raggi UV e dalle precipitazioni. In linea generale, per lo stoccaggio è necessario garantire che l’umidità del legno lamellare non venga alterata in modo negativo da agenti dannosi, come ad esempio umidità del pavimento, precipitazioni e successiva asciugatura. In linea di massima si consiglia di evitare uno stoccaggio prolungato all’aperto. È necessario immagazzinare le travi in posizione orizzontale su supporti piani e / o legname di fondo, disposti su tutta la lunghezza. Lo stoccaggio improprio può provocare danni estetici permanenti e persino statici alle travi in legno lamellare.

Manipolazione e montaggio

Per escludere eventuali danni sugli spigoli e sulle superfici delle travi, è necessario sollevarle e spostarle con cautela. È necessario prestare attenzione nell’utilizzare le apparecchiature e gli strumenti di sollevamento adeguati (cinghie, tiranti con protezione dei bordi, nessuna catena per gli avvolgimenti). Gli elementi a vista, anche già montati, devono essere protetti da sporco e/o danni, ma anche dagli effetti dell’umidità e del bagnato, ad esempio coprendo le superfici a vista con pellicole, cartone e simili. In linea di massima, non è possibile evitare lievi danni eseguendo le operazioni di carico, trasporto e montaggio. Questi casi non sono motivo valido per presentare eventuali reclami.

Esempi di Resilienza del Legno

Venezia la più bella e straordinaria città del mondo, è una città di pietra, ma è costruita su pali di legno. Venezia è costruita su pali di larice. Quindi è l’antica sapienza dei costruttori veneziani che sapevano bene che il legno resisteva al fango della laguna, all’umidità continua presente sotto le case e i palazzi. Adesso andiamo a vedere perché queste case resistono all’umidità, anche estrema, e alcune delle regole fondamentali per evitare quello che qualche committente scettico dice spesso, che le case in legno marciscono, ma sono purtroppo alcune case contemporanee di legno che marciscono, non le case di migliaia di anni fa.

Vediamo una scuola di recente costruzione in Nigeria, sulla Laguna di Makoko (Foto 3): si tratta di una scuola elementare, che ha vinto anche un premio importante ad un’edizione di qualche anno fa della Biennale di Venezia. È una scuola costruita interamente in legno nella laguna del villaggio, che poggia su uno zoccolo di barche della laguna. Quindi la scelta del legno qui è addirittura, come a Venezia, pensata dentro ad una situazione di umidità molto importante.

Avete mai visto un albero marcire nel bosco? Mai! È attaccato al terreno, ma ancora è vivo. Questo 100 per cento poi in primavera comincia a scendere al 50 per cento, poi al 40 per cento, poi al 30 per cento e così via, per poi ritornare ai livelli precedenti durante l’anno. Quindi il legno è un materiale che già da albero interagisce con l’ambiente: il livello di umidità si alza, scende, ritorna, però non marcisce mai.

Calcolo Strutturale e Tipi di 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. 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.

Tipologie di 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 e bianco;
frassino;
larice;
faggio;
pino.

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.

Verifiche Strutturali

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 verificate 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.

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;
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 sono:

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

Nella relazione tecnica, relativamente alla parte in legno, vengono riportate le caratteristiche fisiche e meccaniche del materiale, la classe di servizio, per poi tener conto della sensibilità del legno alla variazione di umidità e dell’influenza di questa sulle caratteristiche di resistenza e di deformabilità, e infine, le modalità di verifica secondo quanto prescritto dalla normativa tecnica.

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