Il legno, il primo dei materiali strutturali

Il legno è classificato come un materiale composito. Infatti, non è costituito da una singola fase (fase non è da considerarsi sinonimo di stato di aggregazione della materia). Difatti è costituito da due diverse fasi, a differenza, per esempio, dell’alluminio metallico che presenta solo la fase alluminio. Il legno, invece, è costituito da lignina, un polimero organico che fa da matrice, e le fibre di cellulosa.

I lati positivi del legno

Il legno è utilizzato come materiale strutturale, prima che dall’uomo, dalle piante legnose. Questo permette di avere molta variabilità, a seconda dell’uso che si vuole fare di questo materiale. Si può passare da legni molto leggeri quali quello di balsa, a legni duri, quali il Mogano, il ciliegio o l’ebano, per citarne alcuni.

L’uso strutturale di questo materiale è motivato dal fatto che la sua densità è molto minore di quella dell’acciaio o del calcestruzzo. Inoltre, lo sviluppo di diversi modi di processare questo materiale ha permesso di renderlo molto più flessibile di quanto non sia allo stato massiccio. Con la recente sempre maggiore attenzione all’ecosostenibilità, si sta avendo una riscoperta di questo materiale. Infatti, il legno da foreste gestite attentamente può essere considerato come un materiale ecosostenibile e anche rinnovabile.

 

Legno
Una foresta ben gestita può rendere il legno un materiale rinnovabile. Fonte: pixabay

 

Gli usi

I legni cosiddetti ingegneristici spesso si trovano allo stato di compensato, o legno massiccio. Il legno massiccio è usato sempre più di rado nelle costruzioni, ma fino ai tempi moderni era il più utilizzato. Il compensato ha un buon allineamento delle fibre. Come un composito di fibra di carbonio, gli strati di compensato vengono incollati con specifiche angolazioni delle fibre. Questo porta a una miglior percentuale di fibre nelle direzioni che sopportano carichi, se confrontati al legno massiccio.

Esistono altri tipi di legni strutturali, ormai completamente ingegnerizzati. Un esempio è il PSL (Parallel stranded lumber), in cui strati sottili di legno vengono incollati così da avere le fibre parallele.

 

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Un motoscafo Riva Aquarama, con lo scafo interamente in mogano. Fonte: WIkimedia Commons

 

L’uso più famoso dei legni come materiali strutturali sono sicuramente le abitazioni. Dalle civiltà del bronzo alle famose villette delle periferie statunitensi, tutte sono accomunate dall’uso strutturale dei legni. Inoltre, molte barche sono costruite con scafi in questo materiale. Ormai viene preferita la fibra di vetro o di carbonio ai legni per gli scafi.

La casa automobilistica Morgan richiede una menzione speciale. Negli anni pionieristici delle costruzioni automobilistiche, i telai erano quasi tutti di legno. Ora, invece, si usa l’acciaio o l’alluminio. La Morgan continua a usare il legno per i telai, caso unico nell’industria automobilistica.

I lati negativi del legno

Il legno è un materiale organico. Questo provoca molti dei problemi a cui si va incontro usandolo e ha fatto in modo che fosse soppiantato dall’acciaio. Uno dei più grossi rischi del legno è legato al decadimento. Questo, infatti, subisce il processo di marcimento, soprattutto se esposto all’acqua. Inoltre, vi è un gran numero di animali e altri organismi che all’interno della loro dieta lo annoverano. Di conseguenza questo dev’essere trattato per essere protetto dai parassiti.

Come i precedenti, molti problemi dei legni sono legati all’essere un materiale naturale. Infatti, presenta imperfezioni e disallineamenti delle fibre. Una tipica imperfezione da evitare quando si sceglie il legno per uso strutturale è il nodo. Questo lo indebolisce soprattutto quando questo dev’essere utilizzato a trazione e compressione. Il motivo della fragilità è la discontinuità delle fibre. Ancora peggiore è il disallineamento delle fibre. È un difetto presente soprattutto nei compensati perché, per la loro forma e uso, richiedono un perfetto allineamento delle fibre.

Fonti

Progetto energia zero – Legno come materiale da costruzione

Alessandro Mantani

Sono studente di ingegneria aeronautica full time, e altrettanto full time posso perdermi a parlare di tutto lo scibile umano, con una predilezione per i mezzi veloci o che hanno un grosso motore, per arrivare fino a cose che non c'entrano granché, come la filosofia o la letteratura.

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