|
|
IL LEGNO
Il legno è il materiale ricavato dai fusti delle piante, in particolare gli alberi ma anche arbusti. Queste piante perenni , sono caratterizzate dall'avere fusto e rami che crescono concentricamente verso l'esterno di anno in anno e di avere i tessuti composti essenzialmente da cellulosa e lignina. Le piante che non producono legno sono dette erbacee e includono tutte le piante annuali, molte perenni e molte piante acquatiche subacquee e galleggianti.
Il legno è prodotto dalla pianta come elemento strutturale, dalle ottime caratteristiche di robustezza e resistenza, ed è per questo impiegato utilmente dell'uomo. Come già accennato, il legno è costituito da fibre di cellulosa trattenute da una matrice di lignina.
Una volta tagliato ed essiccato, il legno è destinato ad un'ampia varietà di utilizzi:
Attualmente l'uso del legno è stato in molti casi sostituito da metallo e plastica. Sono anche impiegati derivati economici del legno al posto del legno classico, come per esempio il Medium density fiberboard (MDF).
Il legno è commercialmente classificato in tenero e duro. Il legno derivato dalle conifere (per esempio il pino o l'abete) è di tipo tenero, i 454h78e l legno delle Angiosperme (ontano, quercia, noce) è duro. in realtà questa suddivisione può essere fuorviante, poiché alcuni legni duri sono più teneri di quelli definiti teneri, per esempio la balsa, mentre alcuni teneri sono più duri dei duri, per esempio il tasso. In realtà questa disinzione deriva dalla nomenclatura inglese che definisce le conifere "softwood" e le latifoglie "hardwood", ma la traduzione in legno tenero e legno duro è un errore di ipercorrettismo, visto che le due parole inglesi stanno a significare semplicemente - e rispettivamente - conifere e latifoglie.
Il legno proveniente da specie differenti ha diverso colore, diversa densità e diverse caratteristiche della venatura. A causa di queste differenze e ai differenti tassi di crescita, i differenti tipi di legno presentano differenti qualità e valore. Per esempio il mogano, denso e scuro, è ottimo per gli intarsi e le finiture raffinate, mentre la balsa, leggera, soffice, dalla consistenza spugnosa facilmente intagliabile, è usato nella realizzazione di modellini.
I nodi sono un prolungamento di ramo all'interno del fusto o di un ramo più grande. I rami si sviluppano partendo dal midollo, la parte centrale del fusto, ed aumentano la loro dimensione aggiungendo ogni anno un anello di legno, che è la continuazione del corrispondente anello del fusto. La porzione inclusa ha una forma conica-irregolare, con la punta in corrispondenza del midollo e le fibre poste ad angolo retto oppure oblique rispetto a quelle del fusto e con queste intrecciate.
Durante lo sviluppo dell'albero, la maggior parte degli strati, specialmente quelli più interni muoiono, ma rimangono integri per anni. Gli strati successivi non sono intimamente lagati con gli strati morti, ma vi crescono sopra, avvolgendoli. Ne consegue che quando un ramo si secca lascia nodi che sono come un tappo in un buco, e facilmente si staccano quando il legno viene segato. Nella classificazione del legname i nodi sono stimati in base alla forma, la dimensione, il colore, l'integrità e la fermezza con cui rimangono in sede.
La presenza dei nodi influisce sulla resistenza alla rottura,
sulla deformabilità, sulla facilità di lavorazione e la tendenza alla
formazione di fessure. Sono difetti che in genere riducono la qualità del
legname e ne abbassano il valore ove sia impiegato come materiale strutturale e
sia importante la resistenza. L'indebolimento del legno è ancora più
indesiderato dove siano presenti importanti sforzi meccanici di trazione o
compressione.
L'influenza dei nodi sulla resistenza di una struttura come una trave dipende
dalla loro posizione, dimensione , numero, direzione delle fibre e consistenza.
Un nodo presente nella parte superiore viene compresso mentre nella parte
inferiore è soggetto a tensione.
La presenza di piccoli nodi lungo la linea di tensione nulla della trave può
anche incrementare la resistenza, prevenendo la fessurazione longitudinale. I
nodi posti al centro, ad un quarto dell'altezza della trave nono sono un
problema serio, così come quelli presenti alle estremità. I nodi integri non
invalidano il legno quando sottoposti a sforzi compressivi paralleli al senso
delle fibre.
Sulle tavole e pannelli i nodi non sono dannosi se decorrono nel senso della
lunghezza con un certo angolo rispetto alla superficie maggiore.
I nodi non influiscono sulla rigidità del legname strutturale. Solamente i
difetti più importanti possono incidere sul limite di elasticità di una trave.
Rigidità ed elasticità dipendono maggiormente dalla qualità delle fibre del
legno piuttosto che dai difetti. L'effetto dei nodi è quello di ridurre la
differenza tra la tensione delle fibre al limite elastico e il modulo di Young
di rottura della trave. La forza di rottura è invece molto influenzata dai
difetti. A definire la pericolosità di un nodo contribuisce fortemente il
rapporto tra la dimensione del nodo, indicata come diametro, e la dimensione
della faccia su cui insiste, oltre che la sezione anatomica in esso presente.
Per particolari applicazioni, per esempio pannelli a vista, la presenza dei nodi è positiva poiché dona al legno un aspetto estetico più variegato ed interessante.
Osservando la parte terminale di un tronco tagliato di può vedere una zona centrale di colore scuro, il durame, circondata da una fascia più chiara, l'alburno. In certi casi questo contrasto è particolarmente marcato, mentre in altri è così scarso che non è semplice definire esattamente il limite tra le due parti.
L'alburno fresco è sempre di colore chiaro (da cui il nome), a
volte bianco ma più spesso con una sfumatura di giallo o bruno.
È costituito da legno nuovo in cui sono presenti all'interno le cellule vive
dell'albero in crescita. Tutto il legno è inizialmente alburno.
La sua funzione principale è di trasportare l'acqua dalle radici alle foglie e
di immagazzinare o restituire, a seconda della stagione, i materiali nutritivi
preparati nelle foglie. Maggiore è la quantità di foglie, maggiore è il tasso
di crescita della pianta e maggiore è il volume di alburno necessario. Per
questo gli alberi che crescono in spazi aperti ed hanno più luce a
disposizione, hanno più alburno (relativamente al raggio totale del tronco)
rispetto ad un albero della stessa specie che cresca in una densa foresta.
Gli alberi isolati possono raggiungere dimensioni notevoli in alcune specie,
più di 30 cm in diametro per il pino, prima che inizi la formazione del durame.
Con il legno è possibile realizzare raffinate e suggestive opere scultoriche
Con la crescita in età ed in diametro dell'albero, la porzione
più interna dell'alburno cessa di funzionare mano a mano che le cellule
muoiono. Questa zona inerte, morta, è chiamata durame. In alcune specie
la formazione del durame inizia presto e per questo hanno un sottile strato di
alburno: Castagno, gelso, sassofrasso; In altre il processo inizia tardivamente
e l'alburno è più spesso: acero, betulla, faggio, pino.
Non c'è una relazione precisa tra la crescita annuale degli anelli e la
quantità di alburno. Nell'ambito di una specie la superficie della sezione
dell'alburno è solo molto approssimativamente in proporzione con la dimensione
del tronco. Se gli anelli sono fitti, ne è richiesto un numero maggiore che se
fossero più allargati. Quando un albero cresce l'alburno aumenta in spessore
oppure volume. Lo spessore relativo è maggiore nelle parti più alte del tronco,
per il fatto che il diametro totale è minore rispetto alla base e perché le
parti alte sono più giovani.
Un albero giovanissimo è coperto di rametti pressoché ovunque,
ma nella crescita i più vecchi muoiono e cadono. La crescita successiva copre
gli abbozzi che rimangono come nodi. Per quanto liscio possa essere
esternamente un tronco, presenterà più o meno nodi al suo interno. Per questo
motivo l'alburno di un albero vecchio, e specialmente di foresta, ha meno nodi
rispetto al durame.
Poiché in molti utilizzi i nodi sono considerati un difetto, ne consegue che
l'alburno è migliore da questo punto di vista. È interessante notare che il
durame centrale di vecchi alberi può rimanere sano anche per centinaia o in
alcuni casi migliaia di anni.
Ogni ramo o radice rotta o ferita causata dal fuoco, dagli insetti o caduta del
legname può costituire un punto di inizio del processo di degrado che, una
volta iniziato può penetrare fino a raggiungere ogni parte del tronco. Le larve
di diversi insetti scavano l'interno degli alberi e i canali lasciati
permangono e sono ulteriore fonte di malattie. L'alburno è più protetto da
questi problemi per il solo fatto di essere più giovane e più esterno.
Se un albero cresce per tutta la sua vita in posizione isolata
e in condizioni costanti di suolo e ambiente, la massima velocità di crescita
si ha in giovane età, dopodiché decresce progressivamente. Gli anelli di
crescita sono per molti anni ampi, poi si infittiscono sempre più. Poiché ogni
anello è stratificato sul precedente, a meno ché l'albero aumenti la produzione
di materiale, ne consegue che ogni anello più esterno deve essere più sottile.
Quando un albero raggiunge la maturità la produzione annuale di legno
diminuisce, riducendo ulteriormente lo spessore degli anelli esterni.
Nel caso di alberi di foresta molto dipende dalla competizione tra gli
esemplari per la luce ed il nutrimento, e si possono avere periodi alternati di
crescita lenta e veloce.
Alcuni alberi come gli ontani possono mantenere uno spessore degli anelli
uniforme per centinaia di anni, anche se al crescere del diametro si ha
comunque una certa riduzione dello spessore.
Si ha una marcata differenza nella venatura tra durame e
alburno ricavati da grandi alberi, in particolare se nella maturità. In alcuni
alberi il legno deposto in tarda età è più tenero, leggero, meno resistente e
con un disegno più evidente di quello prodotto inizialmente, mentre in altre
specie si ha l'opposto.
In un grosso tronco l'alburno, in conseguenza delle condizioni ambientali
presenti nel periodo in cui si è sviluppato, può avere caratteristiche
inferiori per durezza, resistenza e rigidità rispetto al durame sano dello
stesso albero.
Nelle specie con evidente distinzione tra durame e alburno il
colore del primo è normalmente più scuro del secondo ed il contrasto è spesso
notevole. Il colore è dovuto al deposito di diversi materiali risultanti dal processo
di crescita, dall'ossidazione e altre reazioni chimiche e comunque non ha
influenza sulle proprietà meccaniche del legno. Alcuni studi su legname molto
resinoso di pino hanno mostrato un aumento di resistenza, probabilmente per la
presenza della resina nel legno secco.
Le strutture realizzate con legno resinoso sono meno attaccabili dal marciume e
dalle termiti, ma per contro è maggiormente infiammabile; ceppi di vecchi pini
sono scavati, tagliati in piccoli pezzi, venduti ed utilizzati per accendere il
fuoco.
Il legno di abete rosso impregnato di resina ed essiccato presenta un
consistente incremento di resistenza.
Poiché il legno formato più tardivamente è di solito più scuro di quello giovane, è possibile valutare da questo la densità e quindi la durezza e la resistenza del materiale, in particolare per il legno di conifere. Nel legno con porosità ad anello i vasi del legno giovane spesso appaiono sulla superficie finita con un colore più scuro rispetto al legno più vecchio e denso, mentre nelle sezioni trasversali di durame è comune il fenomeno inverso. A differenza di questi casi il colore del legno non è indice di durezza.
Una anormale perdita di colore del legno denota una condizione di possibile malessere della pianta, come attacchi di insetti, o altri animali. Il semplice scolorimento può essere prodotto da una ferita, che non ha influenza comunque sulle caratteristiche del legno. certi agenti induttori della putrefazione come i funghi impartiscono un colore che è spesso sintomatico della malattia. La macchiatura della linfa è dovuta alla crescita di funghi, ma che non necessariamente portano ad uno stato di malattia.
L'albero cresce in diametro con lo sviluppo, deponendo uno
strato di nuovo legno tra il vecchio legno e la corteccia, che avvolge fusto,
rami e radici. In condizioni normali viene formato un anello ogni anno ed in
sezione trasversale si osserva una serie di anelli concentrici. Lo studio di
questi anelli è effettuato dalla Dendrocronologia.
Questi strati sono costituiti da cellule legnose di vario tipo, in massima
parte fibrose. Nelle conifere e nelle specie a legno tenero le cellule sono
quasi esclusivamente di tipo a trachea, e come conseguenza il legno ha una
consistenza più uniforme rispetto ai legni duri. Nelle conifere non ci sono
pori così evidenti come nell'ontano e nel frassino.
Ogni anello è costituito da due strati più o meno definiti. La parte più vicina
la centro, di colore più chiaro e trama più diradata, si forma durante la
stagione primaverile, quando la crescita è più rapida. È per questo chiamato legno
precoce o legno primaverile. La parte esterna è chiamata legno
tardivo o legno estivo, poiché la sua produzione in estate. Nei pini
del genere Strobus non c'è molto contrasto tra le parti ed il legno è molto uniforme
e facile da lavorare. Nel genere Pinus il legno tardivo è più scuro ed è
evidente il contrasto con il legno primaverile.
Nel legno con porosità ad anello, ogni crescita stagionale è ben definita,
poiché i grandi pori del tessuto primaverile spiccano rispetto al tessuto
autunnale. Nel legno a pori diffusi, la demarcazione è spesso poco chiara e in
alcuni casi invisibile ad occhio nudo.
La struttura dei legni duri è più complessa, poiché includono
ampi vasi, in alcuni casi (ontano, castagno, frassino) larghi e separati, in
altri (salice, pioppo) molto piccoli e distinguibili con l'aiuto di una lente.
Questo tipo di legno è classificato in due categorie: a porosità ad anello
e a porosità diffusa.
Nelle specie con porosità ad anello come frassino, castagno,
olmo, gelso ed ontano, i grandi vasi o pori (come sono detti i vasi visti in
sezione) sono situati nella parte di legno formatasi in primavera, costituendo
una regione di tessuto più o meno porosa.
La zona estiva contiene pochi vasi e una maggiore porzione di fibre di legno,
che al contrario dei vasi danno la durezza e la resistenza al materiale.
Nel legno a porosità diffusa i vasi sono dispersi per tutto l'anello di
crescita. Esempi di questo tipo sono la betulla, l'acero, il pioppo ed il
salice. Alcune specie come la noce ed il ciliegio hanno caratteristiche
intermedie e costituiscono un gruppo a parte.
Se un legno di pino duro viene confrontato con un esemplare
più leggero, si può notare come nel legno duro sia presente una maggiore
quantità di legno tardivo, ed è di aspetto più scuro. In tutte la specie il
legno tardivo è più denso di quello precoce, per cui maggiore è la sua
quantità, maggiore è la densità e la resistenza del legno. Osservato al
microscopio il legno estivo mostra cellule con una parete molto spessa e una
piccola cavità interna, mentre quello precoce ha pareti sottili e ampie cavità.
E la resistenza è data dalle pareti, non dalle cavità.
Dovendo scegliere un legno di pino per avere resistenza o rigidità, l'elemento
da considerare è il rapporto tra legno tardivo e legno precoce. Lo spessore
degli anelli non è tanto importante quanto l'abbondanza di legno tardivo. Non
solo la proporzione è importante ma anche la quantità totale. In esemplari con
una abbondante porzione di legno tardivo è evidente anche una maggiore
porosità, e per questo può costituire una massa minore rispetto ad una porzione
minore ma più densa.
La stima visiva della resistenza deve tenere conto anche della densità.
Tronchi di alberi provenienti dai boschi delle alture di Biella, in Piemonte
Non c'è una spiegazione univoca del motivo alla base della
formazione dei due tipi di legno, molti fattori entrano in gioco.
Nelle conifere, il tasso di crescita da solo non giustifica la proporzione tra
le parti dell'anello; in alcuni casi il legno a crescita lenta è più duro e
denso, in altri è vero l'opposto.
La qualità del luogo nel quale l'albero è cresciuto incidono sulle proprietà
del legno, anche se non è possibile stabilire una regola generale. Si può
grossomodo dire che se occorre resistenza e lavorabilità è preferibile
utilizzare legno a moderata o lenta crescita, ma nella scelta di uno specifico
esemplare non si deve guardare lo spessore degli anelli, ma la proporzione tra
legno precoce e tardivo e le caratteristiche di quest'ultimo.
Nel caso del legno duro con porosità ad anello sembra esistere una relazione
tra il tasso di crescita e le proprietà del legname, riassumibile
nell'affermazione che maggiore è la velocità di crescita o maggiore è lo
spessore degli anelli, maggiore è la densità, la durezza e la rigidità. Questo
è però valido solo per il legno con porosità ad anello, come l'ontano e altre
specie, ed esistono naturalmente delle eccezioni e limitazioni.
Il legno con porosità ad anello di crescita sana, le fibre con pareti spesse e
robuste sono più abbondanti nella porzione intermedia del tronco.
Con la diminuzione del lume dei vasi, anche la porzione intermedia
si riduce in maniera tale che una crescita lenta produce un legno più leggero,
composto da pareti sottili e parenchima. Nell'ontano di buona qualità questi
vasi occupano dal 6 al 10% del volume del tronco, mentre nel materiale di
inferiore qualità si può arrivare al 25% ed oltre.
Il legno tardivo di ontano di buon livello, ad esclusione di zone grigie dovute
a piccoli pori, è di colore scuro, solido ed è costituito per metà o più da
fibre con parete spessa.
Il legno tardivo di ontano di bassa qualità, l'area di queste fibre è molto
minore in quantità e qualità. Questa differenza è in larga misura dovuta ad un
diverso tasso di crescita.
Il legno con ampi anelli è anche detto di seconda crescita, poiché a causa dell'abbattimento dei vecchi alberi circostanti, il giovane albero cresce più rapidamente che se fosse rimasto in mezzo alla foresta. Questo tipo di legno è preferito nella costruzione di manufatti dove sia importante la resistenza, per esempio nei manici e nei raggi delle ruote in legno, dove è importante non solo la resistenza ma anche la durezza e la resilienza.
L'acqua è presente nel legno vivo in due forme principali:
Il legno fresco può contenere una umidità anche superiore al 100% del proprio peso secco. Il 30% è il punto di saturazione delle fibre (PSF). Al di sopra oltre l'acua di legame vi è anche acqua libera; al di sotto vi è solo acqua di legame. Il legno essiccato all'aria contiene ancora l'12%-16% di umidità. L'umidità del legno asciugato in essiccatoio può essere invece portata a valori più bassi (anche fino al 6-8%).
L'acqua può legarsi al legno in forma di vapore che interagisce con la parete cellulare o in forma liquida che scorre nei lumen cellulari. Soltanto la prima influenza significativamente le proprietà del legname. Il contenuto d'acqua del legno viene espresso come rapporto tra la differenza del peso del legno umido e del legno secco, diviso il peso di legno secco. In pratica per calcolare il contenuto di umidità si pesa il campione di legno in esame Mu, lo si essicca in stufa a 103±3 C° sino a peso costante Ms e si effettua il calcolo come CU = (Mu − Ms) / Ms. Il valore del contenuto di umidità del legno può quindi essere superiore al 100% qualora almeno metà del peso di un campione di legno sia dovuto all'acqua in esso contenuta.
L'effetto dell'acqua nel legno è di rendere questo più soffice
e flessibile, in modo simile all'effetto che si può osservare sulla carta e sul
panno. Entro certi limiti l'effetto ammorbidente aumenta con l'aumentare del
contenuto in acqua.
L'essiccazione causa un notevole aumento della resistenza del legno, in modo
particolare in alcune specie. Un esempio estremo è l`abete rosso, in cui un
blocco di 5 cm secco sopporta quattro volte il carico dello stesso blocco
ancora verde.
Il legno ha molti impieghi. Come nel resto del mondo, in
Italia è stato usato come materia prima per la costruzione di case ed altri
edifici fino agli anni '20 del nostro secolo. Successivamente è stato in larga
parte sostituito dal mattone e dal cemento Oggi stà riacquistando parte della
sua importanza, grazie anche ad una nuova coscienza ambientale.
Gli elementi dell'arredamento sono frequentemente realizzati in legno.
L'uso più importante per l'evoluzione della civiltà umana è però legato alla
creazione del fuoco e al suo utilizzo come fonte di energia, che permise agli
uomini preistorici di cucinare, scaldarsi e difendersi dagli animali. Il suo
utilizzo come fonte energetica è continuato per tutta la storia dell'umanità
fino a tutto il XVIII secolo, quando cominciò ad essere sostituito dal carbone,
dal potere calorifico più elevato e più adeguato per le nascenti necessità
industriali. Il fuoco di legna è tuttora usato in molte abitazioni per il
riscaldamento. Se bruciato nelle efficienti stufe moderne e prelevato da
foreste appositamente coltivate, il legno può essere visto come un'ottima fonte
di energia rinnovabile.
Privacy |
Articolo informazione
Commentare questo articolo:Non sei registratoDevi essere registrato per commentare ISCRIVITI |
Copiare il codice nella pagina web del tuo sito. |
Copyright InfTub.com 2024