Il Legno Lamellare per Uso Strutturale: Caratteristiche, Confronti e Approfondimenti Tecnici (DIN 1052)

Un articolo dedicato al legno lamellare per uso strutturale. L’utilizzo del legno lamellare per uso strutturale è senza dubbio una valida alternativa alle tecnologie costruttive in calcestruzzo armato e acciaio. 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. In questo articolo esploriamo entrambe le soluzioni.

Cos'è il Legno Lamellare e Come si Produce

Il legno lamellare nasce negli stabilimenti di produzione, non nei boschi. È infatti ottenuto dall’unione di tavole o lamelle essiccate e incollate tra loro. Si prendono delle 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.

Per superare i limiti derivanti dalla lunghezza delle lamelle, le tavole vengono giuntate tra loro mediante giunti a pettine. 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. L’ideazione della giunzione a dente di sega si fa risalire a Leonardo Da Vinci. Nel XIX secolo Migneron e Wiebeking misero a punto un sistema che prevedeva un arco con lamelle formate da travi curvate a freddo e tenute a pressione mediante staffe metalliche. Una svolta radicale si ebbe dalla coniugazione tra la tecnica della laminazione del legno e quella dell’incollaggio.

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. Di conseguenza in Europa viene utilizzato prevalentemente l’abete rosso, seguito dal larice (quest’ultimo molto più costoso).

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Legno Lamellare vs. Legno Massello: Un Confronto Approfondito

Qual è la differenza tra legno massello e legno lamellare? Per chi non è del settore è molto difficile capire cosa differenzia i diversi tipi di legno. Comprendere le caratteristiche di ciascuna tipologia vi permetterà di fare una scelta più vicina alle vostre esigenze, sia qualora stiate cercando soluzioni di arredo per la casa, sia qualora vi troviate a dover progettare strutture in legno più importanti, come gazebo, pensiline o dehor.

Caratteristiche del Legno Massello

Tra i tipi di legno, il massello (conosciuto anche come massiccio) ha un nome che evoca un’immediata idea di solidità. L’etimologia in questo caso non sbaglia, perché la caratteristica principale del legno massello è quella di essere ricavato direttamente dalla parte più interna del tronco di un albero. Il legno massello è la porzione di legno estratta dal durame, la parte più interna del tronco. Apprezzato fin dai tempi più remoti, l’uso del legno massello è diffusissimo ancora oggi sia nel settore della cantieristica, sia nell’ambito dell’hobbistica e del fai da te che nel settore dell’arredo.

Vantaggi del Legno Massello

• Possiede la bellezza e l’eleganza tipica dell’elemento naturale. Ogni tavola di legno massello è unica.
• È resistente e durevole: durante la lavorazione il legno massello non subisce alterazioni strutturali, ma viene solo (eventualmente) essiccato, segato o piallato per poterlo adattare ai diversi usi.
• È un materiale unico: ogni tavola presenta nodi, fessurazioni e imperfezioni estetiche derivanti dalla natura tipica del legno, che conferisce ad ogni pezzo il grande pregio dell’unicità.
• Tra tutte le essenze disponibili in Italia, il castagno (Castanea sativa) rappresenta qualcosa di speciale. Le travi in castagno durano secoli. 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 massello è una certezza testata dal tempo. 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.
• 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.

Svantaggi e Limiti del Legno Massello

• Limite di grandezza: Essendo ricavato direttamente dal tronco di un albero, il legno massello ha dei limiti di grandezza e dimensioni, legate ovviamente all’albero dal quale proviene. 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. 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.
• Minore stabilità: Pur essendo decisamente solido, il legno massello è meno stabile perché soggetto alla presenza di naturali fessurazioni da ritiro, nodi e imperfezioni derivanti dalla natura tipica del legno.

Vantaggi del Legno Lamellare

Il legno lamellare è un materiale stabile (più stabile del legno massello): la lavorazione infatti elimina la naturale espansione/contrazione e distorsione del legno per dar vita a pezzi altamente performanti, che vengono venduti e utilizzati in versione esclusivamente piallata. Ha inoltre meno fessurazioni da essiccazione (quasi inesistenti). Il legno lamellare ha una struttura più omogenea: la lavorazione riduce difetti estetici (o per alcuni l’unicità) tipici del legno massello.

Il legno lamellare non ha vincoli di dimensione: essendo ricavato da lamelle incollate, il legno lamellare può essere di qualsiasi dimensione. È quindi perfetto per realizzare strutture molto grandi, che si sviluppano magari in altezza. Si apprezzano anche l'economicità e la leggerezza nelle costruzioni, rispetto al cemento armato. 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.

Un aspetto fondamentale è che il lamellare, per la sua intrinseca natura, è sempre certificato ad uso strutturale.

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Svantaggi e Limiti del Legno Lamellare

• Estetica: Il legno lamellare è meno caratteristico dal punto di vista estetico: la lavorazione riduce i difetti ed alla vista è possibile “leggere” le giunzioni tra lamella e lamella. 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.
• Durabilità degli adesivi: 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. Confrontalo con le travi in massello di castagno che troviamo nelle case medievali, ancora perfettamente funzionanti dopo 600 anni. 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”.
• 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.
• 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.

Normative e Aspetti Tecnici: La Discussione del 2004 sulla DIN 1052

La DIN 1052 riporta i valori dei moduli di elasticità, di taglio e di torsione per il legno lamellare di I e II categoria. In particolare, se prendiamo un lamellare di I categoria, E,0= 11000 MPa e E,90= 400 MPa. Tuttavia, c'è stata una discussione riguardo a questi valori e la loro interpretazione.

Nel 2004, emerse un dibattito tecnico significativo. Una delle questioni principali riguardava l'applicazione del modulo E,90. Si chiedeva: "Se ho una trave con sezione inclinata (flessione composta), dovrò considerare, per il calcolo della freccia, lo spostamento sul piano della trave e quello sulla falda. Per quest'ultimo, ponendo la trave con le lamelle orientate con il piano della falda, devo considerare E,90 nella formula 5/384*q*l^4/(EJ)?"

In risposta, fu suggerito: "Non credo che E,90 si riferisca ad una flessione, per quanto ne so io è un modulo riferito alla compressione trasversale (ho trovato 300 ma non ho le norme ho solo un libro che le riporta)." Venne notato che "E,90= 300 MPa per il legno massiccio (conifere). Un modulo di elasticità riferito alla compressione trasversale... uhm, c'è qualcosa che non mi torna...". Si esprimeva la sensazione che "adottando quel valore non sarebbe possibile costruire alcuna struttura".

La discussione proseguì evidenziando che "la flessione deviata pura è molto rara, in genere le coperture sono dotate di un tavolato o travetti secondari che ne riducono comunque la freccia." Il problema si concentrava sulla necessità di questi ritegni: "In effetti sta proprio lì il mio problema. Se si considerano i travicelli o il tavolato come ritegni trasversali nel piano della falda, il problema sarebbe risolto perché la luce in quel piano si ridurrebbe di molto. Volevo solo capire se i ritegni sono indispensabili proprio a causa del basso valore di E,90 oppure no. Se così fosse, non è proprio una cosa da poco..."

A risoluzione di questo dubbio, fu riportato un esempio significativo: "Per tua consolazione ho trovato proprio un esempio svolto sul libro che ho io (Prof. Caironi e Prof. Bonera Politecnico di Milano) che per il calcolo della freccia nella flessione deviata considera E= 11.000 N/mm in entrambi i versi. (Naturalmente tutti possono sbagliare ma non mi sembra questo il caso." Fu poi confermato: "Sicurissimo il testo recita: Verificare secondi DIN l'arcareccio 12x18 cmq luce 5 ml interasse 1 ml incl 14 gradi qv = 150 Kg/ml LL seconda categoria, Ef// = 110.000 Kg/cmq. il risultato è una freccia 2.14 cm. prova a verificare. Ok. Questo ci mette def. una pietra sopra." Ciò indicò che per il legno lamellare, per il calcolo della freccia nella flessione deviata, era corretto utilizzare il valore E=11000 N/mmq in entrambi i versi, allineandosi con il modulo parallelo alle fibre (E,0).

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Un'altra puntualizzazione riguardava la terminologia: "Io penso che tu faccia confusione tra verso delle fibre del legno e verso delle lamelle. Le lamelle sono sempre orientate nel verso delle fibre in qualunque verso tu disponga la trave." Si chiariva: "Scusa, ma dire lamelle o fibre non è la stessa cosa? Quando prima ho scritto verso delle lamelle intendevo dire disposizione. Secondo me parlare di verso è un po' impreciso, le fibre (lamelle) sono una giacitura."

Valori dei Moduli di Elasticità secondo DIN 1052

Di seguito, una tabella riassuntiva dei valori discussi:

Parametro	Descrizione	Valore (I Cat.)	Valore (II Cat.)
E,0	Modulo di elasticità parallelo alle fibre	11000 MPa (110.000 Kg/cmq)	-
E,90 (Manuale Zanichelli)	Modulo di elasticità trasversale	400 MPa	350 MPa
E,90 (Altre fonti)	Modulo di elasticità trasversale	-	300 N/mmq (per conifere europee)

La tabella 6 delle DIN 1052 parla di riduzione delle tensioni ammissibili per tensioni di compressione (con riferimenti anche al legno massello). Si passa da 85 Kg/cmq per la compressione parallela alle fibre fino a 20 kg/cmq per compressione a 90 gradi della direzione delle fibre. In genere tale riduzione si riferisce a verifiche locali (esempio intagli).

Normative di Riferimento

La progettazione e l'uso del legno lamellare sono regolamentati da diverse normative:

• D.Min. Infrastrutture Min. Interni e Prot. Civ. Circolare 21/01/19, n. 7 C.S.LL.PP. - Istruzioni per l’applicazione delle “Norme tecniche per le costruzioni” di cui al D.M. 17/01/18.
• D.M. LL.PP. 16/01/96 - Norme tecniche relative ai “Criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni e dei carichi e sovraccarichi”.
• Circolare 4/07/96, n.156AA.GG./STC. - Istruzioni per l’applicazione delle “Norme tecniche relative ai <>” di cui al D.M. 16/01/96.
• Circolare 10/04/97, n.65AA.GG. - Istruzioni per l’applicazione delle “Norme tecniche per le costruzioni in zone sismiche” di cui al D.M. 16/01/96.
• D.M. LL.PP. 16/01/96 - Norme tecniche per le costruzioni in zone sismiche.
• D.M. LL.PP. 12/02/82 - Norme tecniche per la progettazione e l'esecuzione delle opere in conglomerato cementizio armato normale e precompresso e a struttura metallica.
• D.M. LL.PP. 14/02/92 - Norme tecniche per l'esecuzione di opere in cemento armato normale e precompresso e a struttura metallica.
• Circolare 4 Gennaio 1989 n. 30606/STC - Istruzioni relative alla nuova normativa tecnica per le costruzioni in zone sismiche (D.M. 19/06/84).
• D.M. LL.PP. 20/11/87 - Norme tecniche per la progettazione, esecuzione e collaudo degli edifici in muratura e per il loro consolidamento.
• D.M. LL.PP. 03/12/87 - Norme tecniche per la progettazione, esecuzione e collaudo delle costruzioni in zone sismiche.
• Ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri n. 3274 del 20/03/03 e s.m.i. - Prime disposizioni urgenti per la elaborazione e l’applicazione di nuove normative tecniche per le costruzioni in zona sismica.
• UNI EN 1991-2:2005 01/03/2005 - Eurocodice 1 - Azioni sulle strutture - Parte 2: Carichi da traffico sui ponti.
• UNI EN 1995-2:2005 01/01/2005 - Eurocodice 5 - Progettazione delle strutture di legno - Parte 2: Ponti.
• UNI EN 1997-1:2005 01/02/2005 - Eurocodice 7 - Progettazione geotecnica - Parte 1: Regole generali.

Strumenti e Certificazioni per la Progettazione

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Cereda Legnami tratta esclusivamente legno massello e lamellare in legno d’abete. In particolare è possibile certificare il legno massello ad uso strutturale mentre il lamellare, per la sua intrinseca natura, è sempre certificato ad uso strutturale. I materiali utilizzati nella modellazione sono individuati da una sigla identificativa ed un codice numerico (gli elementi strutturali richiamano quest’ultimo nella propria descrizione). L’analisi SISMICA della STRUTTURA che viene realizzata è del tipo dinamico modale.

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