TECNOLOGIA


Il legno lamellare è ancora indubbiamente legno e di questo mantiene tutti i pregi, ma è anche un prodotto industriale che attraverso il procedimento tecnologico supera i difetti propri del legno massello.
Dal 1 dicembre 2012 vige l’obbligo della Marcatura CE per i prodotti in legno lamellare incollato ai sensi della norma europea armonizzata UNI EN 14080. La norma stabilisce i requisiti per il legno lamellare incollato utilizzato nelle strutture portanti; fornisce anche la metodologia per la valutazione di conformità e la Marcatura CE.

Il processo di produzione del legno lamellare incollato è l’insieme delle operazioni eseguite in appositi stabilimenti, che consistono essenzialmente nella classificazione degli elementi unitari che lo compongono e nella loro ricomposizione, tramite incollaggio, fino a dare origine a elementi di forma e dimensione prestabilita. La certificazione in accordo alla UNI EN 14080, prevede inoltre un controllo periodico del processo di produzione, sulle modalità di realizzazione dei giunti a pettine e sulla tenuta dell’incollaggio, mediante prove distruttive eseguite su dei campioni prelevati durante il processo produttivo.

 

Il processo tecnologico consiste nelle seguenti fasi:

- Scelta del legname -

 

Le caratteristiche tecniche del prodotto finito dipendono dal materiale di base. E’ ovvio che per ottenere risultati attendibili, occorre partire da una materia prima avente caratteristiche il più omogenee e uniformi possibile.

Le specie legnose più utilizzate sono le conifere (generalmente provenienti da Austria, Germania, Svizzera e paesi scandinavi); abete rosso, abete bianco, larice, pino e douglasia. In casi particolari vengono utilizzate latifoglie come il castagno e il rovere.

La scelta del tipo di legno è fatta principalmente in base all’utilizzo finale che ne viene fatto, in funzione della classe di servizio degli elementi una volta posti in opera, ma ovviamente fattori determinanti sono la semplicità di reperimento sul mercato e il costo della materia prima.

Per queste ragioni, fra le specie legnose sopra indicate, le più utilizzate sono certamente l’abete rosso, soprattutto per la notevole diffusione di queste piante e per la grande lavorabilità delle lamelle da esse ottenute, poi l’abete bianco anch’esso particolarmente diffuso in Europa, anche se meno pregiato dell’abete rosso a causa dell’accrescimento del tronco che avviene in modo irregolare. Altra conifera molto utilizzata è il larice che presenta buoni parametri di resistenza meccanica e di durabilità che lo rendono particolarmente adatto alle strutture per esterni in classe di servizio 3, in quanto particolarmente resistente agli agenti atmosferici ed esteticamente molto piacevole.


- Dimensioni del materiale  -

 

La normativa, mentre non fissa la lunghezza minima delle assi, ne limita invece lo spessore e la sezione trasversale (vedi tabella seguente):

 

Massimo spessore finito t e massima area A della sezione trasversale delle lamelle da utilizzare

nelle strutture delle classi di servizio menzionate

 

Nella pratica costruttiva le lamelle hanno uno spessore finito di 40 mm. per elementi costruttivi diritti, i quali non siano esposti a variazioni climatiche rilevanti (classe di servizio 1 e 2); mentre viene ridotto a 33 mm. per elementi posti in opera in classe di servizio 3. La larghezza è pari a quella della sezione trasversale dell’elemento strutturale, normalmente variabile fra 10 e 24 cm, con variazioni modulari di 2 cm e lunghezza delle lamelle di 400-500 cm.

Nelle travi curve, per limitare le tensioni di curvatura che possono nascere in direzione sia parallela sia normale alle fibre, il raggio di curvatura degli elementi strutturali deve essere pari almeno a 200 volte lo spessore delle singole lamelle.

 

- Essiccazione -

 

L’essicazione è l’operazione tesa a ottenere quel grado di umidità del legno compatibile col tipo di colla e, soprattutto, confacente alla destinazione delle strutture. Generalmente essa deve essere compresa fra il 8 e il 15%. All’interno dello stesso elemento però, l’intervallo di umidità delle lamelle non deve essere maggiore del 4%.

Gli impianti per la produzione del lamellare dispongono di forni di essicazione. Il legname è messo nelle celle di essiccazione e portato al grado di umidità necessario alla lavorazione richiesta. Dopo l’essicazione, poiché il tasso di umidità non è regolare all’interno di una stessa lamella, essendo più basso in periferia che al centro, le lamelle vengono lasciate riposare per due/tre giorni all’interno dello stabilimento prima di essere portate alla linea di lavorazione.

 

- Controllo della qualità delle tavole -

 

Prima della giuntatura le tavole subiscono un controllo dell’umidità e della difettosità, più o meno automatizzato a seconda dell’azienda, il quale porta all’eliminazione dei difetti più gravi e delle eventuali sacche di umidità.

La verifica dell’umidità (Fig. 1) avviene sulle lamelle prima della loro intestazione per mezzo di test selezionatore tipo passa-non passa. Se l’umidità rilevata nelle lamelle è compresa fra i limiti prefissati, un segnale verde consente il proseguimento delle operazioni, altrimenti il segnale rosso lo arresta fino alla rimozione del pezzo fuori controllo. Le condizioni ambientali, invece, sono costantemente registrate su apposite carte che segnalano eventuali anomalie, evidenziando i valori che superano i limiti inferiori e superiori delle bande di controllo. Queste verifiche interessano tutto il reparto dove si svolgono le lavorazioni, che si succedono a cascata, dal deposito delle lamelle, alla loro intestazione, piallatura, incollaggio, sovrapposizione e pressaggio.
Contemporaneamente al controllo dell’umidità, viene effettuata la classificazione meccanica secondo la resistenza delle lamelle; classificazione che può essere effettuata con il metodo a vista o mediante apposite macchine classificatrici.

In questa fase vengono valutati gli eventuali difetti del legno   (Fig. 2), come per esempio il numero e la dimensione dei nodi, l’ampiezza degli anelli di accrescimento, l’inclinazione delle fibre, cipollature, imbarcamenti, ecc., e vengono tagliate le estremità delle assi, eliminando screpolature e fessurazioni di testa. Questa fase deve essere affidata a maestranze qualificate e responsabili.

Prova umidità          Scelta legname
Fig. 1                                                                        Fig. 2

 

- Giuntatura di testa -

 

Giunto a pettine
 Fig. 3

 

Per realizzare elementi strutturali di lunghezza maggiore della singola tavola o asse sono necessari giunzioni di testa. Di solito le giunzioni trasversali correnti fra le varie lamelle vengono effettuate con giunti detti a pettine o a dita (Fig. 3), e vengono opportunamente sfalsate al fine di non indebolire una stessa sezione trasversale o una zona dell’elemento strutturale.

Giuntatrice
Fig. 4

 

Questo tipo di giunto è oramai nella prassi considerato come il più vantaggioso, in quanto consente di ottenere un’ampia superficie di incollaggio, una volta realizzata l’unione è autoserrante, e ha bassi sfridi rispetto ad altri tipi di giunzioni quale ad esempio il bisello, detto anche a becco di flauto.
Successivamente alla fresatura si ha l’incollaggio di testa delle tavole (Fig. 4), effettuato da apposite macchine che applicano forze di compressione variabili in relazione alla lunghezza dei denti dei giunti.

 

- Piallatura e calibratura delle tavole -

 

Le tavole così composte vengono piallate, in modo da offrire superfici piane in vista dell’incollaggio delle facce delle tavole per la successiva formazione della trave. Questo tipo di operazione, unitamente alla calibratura attraverso la quale si ottengono tavole di spessore costante, evita l’instaurarsi di tensioni che possono dare luogo alla formazione di cretti durante la pressatura. Inoltre la piallatura consente di ottenere superfici lisce, requisito molto importante in fase di incollaggio.

 

- Incollaggio delle lamelle -

 

Le colle e le operazioni di incollaggio costituiscono una fra le operazioni più importanti e delicate dal punto di vista operativo e tecnologico. Gli incollanti devono instaurare legami intermolecolari fra la colla stessa e le sostanze che costituiscono il legno, cioè le fibre di cellulosa e lignina, in modo da garantire, nel piano di incollaggio, lo stesso legame della corrispondente essenza legnosa. Le resistenze fisico-meccaniche del collante devono essere almeno eguali a quelle del legno, in modo che i piani di incollaggio non siano piani preferenziali di rottura.

L’applicazione della colla sulle lamelle avviene automaticamente e il sistema attualmente più utilizzato è quello della cosiddetta “incollatrice a fili” (Fig. 5) che consente di ottenere la realizzazione di un piano di incollaggio con distribuzione abbastanza uniforme della colla.

La norma UNI EN 301 specifica una classificazione degli adesivi destinati unicamente alla produzione di strutture portanti in legno in funzione della loro idoneità all'utilizzo in condizioni di esposizione climatica definite e specifica i requisiti prestazionali applicabili a detti adesivi.

Nella norma sono classificati due tipi di adesivo, I e II, in funzione della loro idoneità all’impiego in presenza di determinate condizioni climatiche e più precisamente:Incollatrice

-         Adesivi del Tipo I, in grado di sopportare una piena esposizione alle intemperie e di resistere a temperature superiori a 50° C.;

-       Adesivi del Tipo II, che possono essere usati in edifici riscaldati e ventilati o in applicazioni esterne protette. Questi possono sopportare brevi periodi di esposizione alle intemperie o in condizioni atmosferiche sfavorevoli, ma non resistere a temperature di esercizio superiori a 50° C.

Le colle più comunemente usate nella pratica costruttiva sono quelle a base di Melamina, Urea e Formaldeide (MUF) che, oltre a garantire prestazioni analoghe a quelle degli adesivi fenolici, presentano il vantaggio di essere incolore.

Ultimamente vengono utilizzati anche adesivi poliuretanici, privi di formaldeide, la cui norma di prodotto è la UNI EN 15425; hanno una buona resistenza anche se non per tutte è ancora certa la durabilità agli agenti atmosferici.

Fig. 5

- Pressatura -

 

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 (Fig. 6). Le presse sono costituite da una struttura fissa sulla quale si fa agire un meccanismo di pressatura costituito normalmente da martinetti idraulici o pneumatici. L’operazione di posizionamento delle lamelle e di chiusura della pressa deve essere fatta il più rapidamente possibile, onde evitare che la colla cominci a indurire. Per la chiusura delle presse si procede dal centro verso le estremità. Le travi così realizzate rimangono in pressa per un periodo di 12 ore o più, secondo il tipo di colla, la temperatura e la forma della trave. La temperatura ambiente non deve comunque essere mai inferiore a 18° C. In caso di travi curve, si utilizza un’altra pressa dotata di guide mobili che vengono posizionate secondo una sagoma precedentemente disegnata sul suolo. Dalla descrizione delle fasi di produzione fin qui condotta si intuisce l’importanza del condizionamento dei locali di produzione; il legname non deve variare il proprio contenuto idrometrico durante la produzione delle travi poiché il processo chimico che sta alla base della polimerizzazione delle colle è fortemente influenzato dalle condizioni termoigrometriche dell’ambiente in cui esso avviene.

 

Pressa travi
Fig. 6


 

 

 

 

 

 



 

- Piallatura delle travi -

 

Rimosse dalla pressa le travi sono lasciate 1-2 giorni a riposo all’interno dello stabilimento. Quindi fatte passare dentro una pialla fissa di forte capacità in modo da dare all’elemento lo spessore finito e rendere uniformi e lisce le superfici laterali (Fig. 7).

 

Pialla travi
Fig. 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- Finitura e impregnazione -

 

Nel reparto finitura (Fig. 8) la trave viene intestata realizzando le sagomature di progetto, i fori ed i tagli necessari per l’assemblaggio di elementi metallici.
L’ultima operazione in ordine di tempo consiste nell’applicazione di prodotti impregnanti tramite semplice spennellatura, sostanze cioè con funzione di preservare il legno da insetti, funghi, umidità e con un pigmento che conferisca alle travi il colore voluto. Tale operazione dovrebbe rientrare in seguito tra le operazioni di manutenzione ordinaria.
 

Reparto finitura
Fig. 8