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Consulenze sul legno                           e prodotti derivati 

                                              

       

PREMESSA    vista  la  perdurante  incertezza  al  riguardo,  abbiamo  pensato di riunire in un articolo quanto il collaudatore può  e deve fare per il controllo per accettazione delle forniture  di  legno  strutturale,  evitando  le  improvvisazioni  nonché  il  ricorso  al  famigerato  “buon  senso  applicato”,  che  tanti  danni provoca, quando il legno e i materiali derivati siano  affrontati  da  tecnici  formati  quasi  esclusivamente  sul  cemento armato.    Buona lettura!   

?

                     

Dott. Gabriele Bonamini 

 

 

 

 

Dott. Mariangela Noferi 

   

  __________________________________________________________________________________________    di Bonamini e Noferi – Dottori Forestali  Tecnologi del Legno  Studio: Via Aurelia 32/B, Donoratico – 57022 Castagneto Carducci (LI)  tel: 0565 773074 – cell.  347 1950557 ‐ fax: 0565 773074  e‐mail: studiolegno@studio‐legno.it  www.studio‐legno.it 


MODALITÀ RAZIONALI DI COLLAUDO PER L’ACCETTAZIONE  DI LOTTI DI LEGNO STRUTTURALE  E DI MATERIALI STRUTTURALI A BASE DI LEGNO    dott. Gabriele Bonamini, dott. Mariangela Noferi  Studio Legno ‐ Wood Consulting, 57022 Donoratico (LI)   Maggio‐Giugno 2011 

  Sommario  Con  decreto  del  Ministero  delle  infrastrutture  e  dei  trasporti  14  gennaio  2008,  pubblicato  nella  Gazzetta Ufficiale del 4 febbraio  2008,  n.  29,  sono  state  approvate  le  «Nuove  norme  tecniche  per  le  costruzioni»,  testo  unico  che  raccoglie  le  norme  che  disciplinano  la  progettazione,  l'esecuzione  e  il  collaudo delle costruzioni al fine  di garantire, per stabiliti livelli di  sicurezza,  la  pubblica  incolumità. In considerazione del  carattere  innovativo  –  per  l’Italia  –  di  dette  norme,  lo  stesso  ministero  ha  ritenuto  opportuno  emanare  la  circolare  esplicativa  2  febbraio  2009,  n.  617  “Istruzioni  per  l'applicazione  delle  «Nuove  norme  tecniche  per  le  costruzioni» di cui al decreto ministeriale 14 gennaio 2008” (GU n. 47 del  26‐2‐2009 ‐ Suppl. Ordinario n.27).   Fra le novità maggiori di questo importante Testo Unico (spesso citato con  l’acronimo  NTC)  va  ricordata  l’introduzione  di  capitoli  specificamente  dedicati – per la prima volta nel nostro Paese –alle costruzioni di legno e  2     


alle prescrizioni cogenti ai fini del corretto e sicuro impiego del legno nelle  strutture portanti. Con il presente contributo gli Autori intendono chiarire  alcuni  punti  che  nel  Testo  Unico  e  anche  in  altri  autorevoli  documenti  di  riferimento1  non  sono  sufficientemente  sviluppati,  lasciando  pertanto  il  campo aperto a interpretazioni tecniche apparentemente di buon senso –  e  spesso  corrette,  se  applicate  ad  altri  materiali  strutturali  –  ma  che  nel  caso particolare del legno non sempre risultano appropriate e addirittura  possono  andare  a  sfavore  della  sicurezza.  In  particolare,  nel  presente  documento  si  chiarisce  quali  indagini  e  prove  il  Direttore  Lavori  e  il  Collaudatore  possano  disporre  al  fine  di  verificare,  al  di  là  di  ogni  ragionevole dubbio, che i lotti di legno strutturale e di materiali strutturali  a  base  di  legno  (legno  strutturale  giuntato,  legno  lamellare  incollato,  pannelli a base di legno per uso strutturale) siano effettivamente in grado  di  assicurare  le  prestazioni  minime  garantite  indicate  nei  documenti  di  fornitura.  Per  poterlo  fare  in  modo  efficace,  si  dovrà  esplicitamente  criticare  il  ricorso  a  certi  tipi  di  prove  e  indagini  che  spesso,  purtroppo,  sono ancora oggi richiesti (il termine più giusto sarebbe “imposti”) senza  una  vera  motivazione  tecnica,  denotando  chiaramente  il  perdurante  insufficiente livello di conoscenza del legno strutturale da parte di troppi  tecnici  responsabili  della  sicurezza delle costruzioni.   Il  presente  studio  è  parte  integrante  di  un  lavoro  di  ricerca  finanziato  da  Margaritelli  SpA  ‐  Torgiano  (PG),  alla  quale  va  il  ringraziamento  degli  Autori  per  l’autorizzazione  a  pubblicare.                                                              1

  Ad  es.  il  Documento  Tecnico  CNR  DT‐206/2007  “Istruzioni  per  la  Progettazione,  l’Esecuzione  ed  il  Controllo  di  Strutture di Legno” 

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1  Introduzione  Le  «Nuove  norme  tecniche  per  le  costruzioni»  (nel  seguito  indicate  con  NTC) prescrivono al paragrafo 2.1 che     “I materiali ed i prodotti, per poter essere utilizzati nelle opere previste dalle presenti norme, devono essere sottoposti a procedure e prove sperimentali di accettazione. Le prove e le procedure di accettazione sono definite nelle parti specifiche delle presenti norme riguardanti i materiali.”

  Le parti specifiche sopra citate si trovano riunite nel capitolo 11 “Materiali  e  prodotti  per  uso  strutturale”,  in  cui  si  precisa  preliminarmente  che  (le  evidenziazioni in grassetto, qui e altrove, sono nostre):    “I materiali e prodotti per uso strutturale devono essere: ‐ identificati univocamente a cura del produttore, secondo le procedure applicabili; ‐ qualificati sotto la responsabilità del produttore, secondo le procedure applicabili; ‐ accettati dal Direttore dei lavori mediante acquisizione e verifica della documentazione di qualificazione, nonché mediante eventuali prove sperimentali di accettazione.”

  Si  dà  in  questa  sede  per  svolta  con  successo  la  fase  di  acquisizione  e  verifica  della  documentazione  di  identificazione  e  qualificazione,  per  focalizzare  l’attenzione  nei  paragrafi  che  seguono  sulle  “eventuali  prove  sperimentali di accettazione”.    2    Un  fuorviante  termine  di  paragone:  i  controlli  di  accettazione  per  il  calcestruzzo e l’acciaio  Le  NTC  forniscono  dettagliate  indicazioni  su  tali  prove  sperimentali  per  quanto  riguarda  il  calcestruzzo  e  l’acciaio,  lasciando  invece  una  certa  indeterminatezza sul da farsi nel caso del legno.  Nel caso del calcestruzzo (cls), ad esempio, il controllo di qualità si esplica  nel determinare le  4     


resistenze  di  una  serie  di  cubetti  confezionati  a  partire  dalla  miscela  omogenea  di  cls  utilizzata  per  le  opere  e  si  articola  nelle  seguenti  fasi  [NTC § 11.2.2]:    “Valutazione preliminare della resistenza Serve a determinare, prima dell’inizio della costruzione delle opere, la miscela per produrre il calcestruzzo con la resistenza caratteristica di progetto. Controllo di produzione Riguarda il controllo da eseguire sul calcestruzzo durante la produzione del calcestruzzo stesso. Controllo di accettazione Riguarda il controllo da eseguire sul calcestruzzo prodotto durante l’esecuzione dell’opera, con prelievo effettuato contestualmente al getto dei relativi elementi strutturali. Prove complementari Sono prove che vengono eseguite, ove necessario, a complemento delle prove di accettazione.”

  Nel § 11.2.5 delle NTC si specifica ulteriormente che:    “Il Direttore dei Lavori ha l’obbligo di eseguire controlli sistematici in corso d’opera per verificare la conformità delle caratteristiche del calcestruzzo messo in opera rispetto a quello stabilito dal progetto e sperimentalmente verificato in sede di valutazione preliminare. Il controllo di accettazione va eseguito su miscele omogenee e si configura, in funzione del quantitativo di calcestruzzo in accettazione, nel: ‐ controllo di tipo A di cui al § 11.2.5.1 ‐ controllo di tipo B di cui al § 11.2.5.2 […] 11.2.5.1 Controllo di tipo A Il controllo di tipo A è riferito ad un quantitativo di miscela omogenea non maggiore di 300 m3.

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Ogni controllo di accettazione di tipo A è rappresentato da tre prelievi, ciascuno dei quali eseguito su un massimo di 100 m3 di getto di miscela omogenea. Risulta quindi un controllo di accettazione ogni 300 m3 massimo di getto. Per ogni giorno di getto va Fonte: Istituto sperimentale per l’edilizia comunque effettuato almeno un prelievo. Nelle costruzioni con meno di 100 m3 di getto di miscela omogenea, fermo restando l’obbligo di almeno 3 prelievi e del rispetto delle limitazioni di cui sopra, è consentito derogare dall’obbligo di prelievo giornaliero.  11.2.5.2 Controllo di tipo B Nella realizzazione di opere strutturali che richiedano l’impiego di più di 1500 m3 di miscela omogenea è obbligatorio il controllo di accettazione di tipo statistico (tipo B). Il controllo è riferito ad una definita miscela omogenea e va eseguito con frequenza non minore di un controllo ogni 1500 m3 di calcestruzzo. Per ogni giorno di getto di miscela omogenea va effettuato almeno un prelievo, e complessivamente almeno 15 prelievi sui 1500 m3.”

  A prescindere dai dettagli, risulta chiaro che il controllo di qualità del cls si  basa  sull’assunto  che  quest’ultima  dipenda  non  soltanto  dalla  qualità  degli ingredienti, ma anche e soprattutto dalle modalità di preparazione  dell’impasto  e  di  esecuzione  del  getto.  Si  tratta  cioè  di  una  qualità  di  processo,  che  si  presta  a  possibili  non  conformità  che  possono  essere  però  intercettate,  con  probabilità  calcolabile,  mediante  opportune  procedure di campionamento e provinatura, di tipo casuale o sistematico.  6     


Interessa  qui  evidenziare  che,  nel  caso  del  calcestruzzo,  tutta  la  qualità  dichiarata  è  introdotta  dal  produttore  nel  corso  del  processo  di  fabbricazione  del  materiale,  tramite  l’opportuna  scelta  dei  componenti  (leganti,  aggregati,  additivi,  acqua  d’impasto),  la  proporzionata  miscelazione  degli  stessi,  l’omogeneità  dei  vari  getti  necessari  per  la  realizzazione  di  un  elemento  strutturale,  la  corretta  maturazione,  ecc.  Ogni  deviazione  del  processo  comporta  una  variazione  della  qualità  del  materiale finale e quindi delle sue prestazioni dichiarate.   Peraltro, appare sufficiente controllare la resistenza a compressione e la  massa volumica del cls, essendo le altre resistenze (ad es. a trazione, o a  taglio) facilmente correlabili a queste due proprietà di base.    Per  quanto  riguarda  l’acciaio,  il  criterio  generale  per  l’accettazione  delle  forniture si basa sul seguente approccio (con varianti, a seconda del tipo  di manufatti considerati):    “Effettuato un prelievo di 3 saggi provenienti da una stessa fornitura, intesa come lotto formato da massimo 90 t, ed appartenenti ad una stessa categoria, si determinano, mediante prove eseguite presso un laboratorio di cui all’art. 59 del DPR n. 380/2001, i corrispondenti valori minimi di fpt, fpy, fp(1), fp(0,1). I risultati delle prove sono considerati compatibili con quelli ottenuti in stabilimento se nessuno dei valori minimi sopra indicati è inferiore ai corrispondenti valori caratteristici garantiti dal produttore.”

  Anche  in  questo  caso,  come  per  il  cls,  ci  si  affida  a  un  controllo  statistico  su  provini  estratti  a  caso  o  sistematicamente,  poiché  anche  la  qualità  dell’acciaio  è  funzione  diretta della qualità del processo di  produzione.  Non  esiste  acciaio  in  natura:  si  tratta  di  un  prodotto  dell’industria  tecnologica  e  la  7     


prestazione  finale  del  materiale  dipende  interamente  dalla  scrupolosa  osservanza delle varie fasi produttive. È perfettamente accettabile che la  sorveglianza  sul  processo  produttivo  e  il  controllo  di  qualità  statistico  siano  le  “armi”  adeguate  per  intercettare  eventuali  non  conformità.  Un  corollario importante di quanto finora precisato a proposito dei materiali  strutturali  “totalmente  industriali”  come  il  cls  e  l’acciaio  è  che  la  loro  variabilità  intrinseca  è  piuttosto  limitata,  con  distribuzioni  di  frequenza  delle resistenze meccaniche sostanzialmente normali (almeno per il cls) e  con  coefficienti  di  variazione  (rapporto  fra  scarto  tipo  e  valore  medio)  relativamente  modesti.  Si  tratta,  in  conclusione,  di  materiali  che,  per  risultare  conformi  alla  qualità  dichiarata,  è  sufficiente  che  risultino  omogenei  e  netti  da  difetti  di  produzione.  “Materiali  prodotti  a  regola  d’arte”,  si  potrebbe  dire  in  un  linguaggio  meno  tecnico,  ma  da  tutti  immediatamente comprensibile.  Come  si  vedrà  nel  successivo  paragrafo,  nessuna  delle  precedenti  conclusioni può utilmente estendersi al legno strutturale, che necessita di  un approccio completamente diverso.    3  I controlli di accettazione per il legno strutturale massiccio  Per  comprendere  la  peculiarità  del  legno  strutturale  può  essere  utile  innanzitutto  tenere  presente  la  seguente  lunga  definizione  (che  non  si  trova scritta in alcuna norma, ma non per questo è meno utile e vera):  Un elemento di legno strutturale massiccio  è un prodotto  di origine naturale  ottenuto da un unico tronco d’albero  per asportazione meccanica di materiale  e successivamente selezionato e classificato  a vista, oppure a macchina  in funzione delle sue prestazioni fisico‐meccaniche minime  garantite su base semiprobabilistica    che merita una puntuale analisi.  8     


…È UN PRODOTTO…  Il  “legno  strutturale”  è  un  prodotto.  Infatti  per  “legno  strutturale”  si  intende  il  manufatto  ligneo,  il  componente,  l’elemento  che  svolgerà  la  funzione portante (o un lotto di essi).  Fra  “legno”  e  “legno  strutturale”  c’è  una  differenza  concettuale  simile  a  quella che sussiste fra “acciaio” e “putrella” (e una differenza sostanziale  molto maggiore, come vedremo subito).    …DI ORIGINE NATURALE…  Il “legno” è un tessuto biologico a struttura cellulare composita derivante  dalla  sintesi  clorofilliana  di  piante  arboree.  La  sua  produzione  è  interamente  naturale  e  le  sue  caratteristiche  fondamentali  non  possono  essere  significativamente  alterate  dall’uomo, che si limita – nei  casi  più  spinti  –  a  blande  pratiche  colturali  volte  a  limitare  la  nodosità  dei  tronchi  (potature)  e  a  favorire  l’armonico  sviluppo  degli individui geneticamente migliori (diradamenti e sfolli) in attesa che  si concluda il lento ciclo vitale delle piante (per l’Abete, circa 100 anni) e  giunga  il  momento  favorevole  per  l’abbattimento  dei  tronchi  e  la  rinnovazione della copertura arborea.            9     


…OTTENUTO DA UN UNICO TRONCO D’ALBERO…  Il legno strutturale massiccio è un elemento ligneo in un solo pezzo, senza  giunti.2   Come  tale,  si  porta  dietro  tutti  i  caratteri  individuali  del  tronco  d’albero  da  cui  è  stato  ricavato,  comprese  tutte  le  forme  fisiologiche  di  ottimizzazione strutturale che permettono agli alberi stessi di raggiungere  dimensioni  ragguardevoli  e  di  resistere  a  un  “collaudo  in  opera”  continuato e molto intenso (vento e neve), lungo tutto il corso della loro  vita. 

                                                                                                                  Fonte: Primultini S.p.A 

 

  …PER ASPORTAZIONE MECCANICA DI MATERIALE…  Gli  elementi  di  legno  strutturale  massiccio  possono  essere  travi,  tavole,  listelli, ma in ogni caso si tratta di pezzi ottenuti per segagione, fresatura                                                          2

  Cfr.  UNI  EN  14081‐1:2011 “Strutture di legno – Legno strutturale con sezione rettangolare classificato secondo la resistenza – Parte 1: Requisiti generali”; § 1 

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e/o  piallatura,  cioè  per  asportazione  meccanica  di  materiale  dal  tronco  originale.  Non  sono  tecnicamente  possibili  altre  fasi  di  lavorazione  (ad  es.  trattamenti  fisici  o  chimici)  attraverso  cui  le  prestazioni  meccaniche  del  segato finale possano essere artificialmente migliorate.3    …E SUCCESSIVAMENTE SELEZIONATO E CLASSIFICATO A VISTA,  OPPURE A MACCHINA,  IN FUNZIONE DELLE SUE PRESTAZIONI FISICO‐MECCANICHE MINIME,  GARANTITE SU BASE SEMIPROBABILISTICA.  Come si è visto in precedenza, una trave di cls o una trave di acciaio, per  essere accettate, devono confermare la loro omogeneità e conformità di  produzione al ciclo dichiarato. Si tratta, in sostanza, di elementi “privi di  (significativi) difetti”.  Nel  caso  delle  travi  di  legno,  questa  condizione  è  materialmente  impossibile:  la  funzione  del  tronco  dell’albero,  ad  esempio,  è  quella  di  sostenere una chioma formata da rami e foglie. Al momento in cui questi  ultimi sono asportati in segheria, nel legno rimangono inevitabilmente le  tracce della loro presenza, sotto forma di nodi.  Citando  un  modo  di  dire  diffuso  tra  i  forestali  e  i  tecnologi  del  legno,  si  può  affermare  che  non  c’è  albero senza chioma, quindi  non  c’è  trave  di  dimensioni  rilevanti  senza  almeno  qualche nodo.  Il tronco di un albero svolge  anche  la  funzione  di  trasportare  acqua  e  sali  minerali  alle  parti  verdi  e                                                          3

 Per completezza, si può aggiungere che gli eventuali trattamenti fisico‐chimici in grado di migliorare la durabilità del  legno,  o  la  sua  reazione  al  fuoco,  o  la  sua  stabilità  dimensionale,  in  generale  ne  diminuiscono  le  prestazioni  meccaniche e di ciò si tiene normalmente conto nei calcoli di dimensionamento. 

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poi quella di distribuire la linfa a tutte la zone vitali. Quindi, è inevitabile  che  il  legno  appena  abbattuto  contenga  elevate  percentuali  di  acqua  e  che la successiva perdita di umidità (stagionatura, essiccazione artificiale),  comporti variazioni di massa e anche di volume (ritiro), con conseguenti  deformazioni e apertura di fessurazioni.  Ancora,  è  ben  difficile  che  l’accrescimento  del  tronco  possa  avvenire  in  modo  perfettamente  regolare,  quindi è possibile riscontrare  in  molti  alberi  un  andamento  “a  spirale”  della  fibratura  del  legno  che  può  essere  configurato  come  trascurabile  per  l’albero  in  piedi,  ma  come  difetto  nell’elemento  strutturale  ottenuto con la segagione.  Tutte  queste  caratteristiche  connaturate  alla  fisiologia  degli  alberi  devono  essere  prese  attentamente  in  considerazione, allo scopo di  valutarne  i  possibili  effetti  sulle  prestazioni  finali  delle  travi.  Di  questo  si  occupa  la  “classificazione  del  legno  strutturale  secondo  le  resistenze  meccaniche”,  regolata  da  norme  specifiche nazionali (per l’Italia vale la UNI 110354, per la Germania la DIN  4074  5,  ecc.),  tutte  a  loro  volta  soggette  alle  prescrizioni  della  norma  armonizzata europea UNI EN 14081.                                                          4 5

 UNI 11035 “Legno strutturale ‐ Classificazione a vista dei legnami secondo la resistenza meccanica”    DIN 4074 “Sortierung von Holz nach der Tragfähigkeit“ 

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La  classificazione  secondo  le  resistenze  meccaniche  è  un  “filtro”  attraverso  cui  gli  elementi  di  legno  strutturale  massiccio  vengono  selezionati:  quelli  con  eccessiva  difettosità  vengono  scartati  e  non  possono  essere  utilizzati  in  campo  strutturale;  i  restanti  vengono  assegnati  a  categorie  corrispondenti  a  prestazioni  crescenti  con  il  diminuire della difettosità.  Le prestazioni strutturali sono espresse da profili di valori caratteristici di  resistenza  meccanica,  rigidezza  e  massa  volumica.  Questi  valori  caratteristici  corrispondono  a  valori  di  5‐percentile  delle  distribuzioni  di  frequenza  ottenute  sottoponendo  a  prove  di  rottura  campioni  assai  numerosi  di  provini  in  dimensione  d’uso,  raggruppati  in  base  alla  specie  legnosa,  alla  provenienza  geografica  e  alla  categoria  di  classificazione.  L’insieme di questi tre criteri definisce il “tipo di legname”, o popolazione  statistica di riferimento (species population secondo la EN 14081 6).  La  numerosità  dei  campioni,  nonché  dei  provini  in  ciascun  campione,  è  molto  elevata  (si  tratta  di  centinaia  di  prove,  rappresentative  sia  delle  diverse  zone  di  produzione,  sia  delle  diverse  sezioni  commercialmente  in  uso),  tale  da  ridurre  l’incertezza  statistica  a  valori  perfettamente  compatibili  con  i  livelli  di  sicurezza previsti dagli Eurocodici. 7 

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  Cfr. nota 2    Le  metodologie  di  prova  sono  contenute  nella  UNI  EN  408:2010  “Strutture  di  legno  ‐  Legno  massiccio  e  legno  lamellare  incollato  ‐  Determinazione  di  alcune  proprietà  fisiche  e  meccaniche”,  mentre  la  procedura  per  la  determinazione dei valori caratteristici è fornita dalla UNI EN 384:2010 “Legno strutturale ‐ Determinazione dei valori  caratteristici delle proprietà meccaniche e della massa volumica” 

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Il  lavoro  sperimentale  per  la  determinazione  dei  profili  di  valori  caratteristici  per  ciascun  “tipo  di  legname”  viene  svolto,  su  base  nazionale, da laboratori accreditati (in Italia sono attivi in questo campo i  laboratori di tecnologia del legno del DEISTAF dell’Università di Firenze e  dell’Istituto per la Valorizzazione del Legno e delle Specie Arboree IVALSA  del Consiglio Nazionale delle Ricerche) e i risultati sono validi e garantiti  per  tutto  il  territorio  indicato  nelle  tabelle  riportate  nella  norma  di  classificazione,  senza  necessità  di  ripetere  ogni  volta  le  prove  sulle  singole forniture di materiale classificato.  Per  l’inserimento  dei  profili  di  valori  caratteristici  delle  proprietà  fisico‐meccaniche  delle  varie  categorie  nazionali  nel  sistema  europeo  di  “classi di resistenza” (conformemente alla norma europea EN 3388), i dati  sperimentali subiscono un’ulteriore valutazione da parte di un gruppo di  lavoro “ad hoc” formato da specialisti di tutti i Paesi membri del Comitato  Europeo  di  Normazione  (CEN),  con  successivo  inserimento  nell’apposita  norma‐quadro EN 1912 9, che riunisce in un unico documento tutti i tipi di  legname che abbiano superato il severo vaglio degli esperti internazionali.  È  importante  ribadire  che  la  determinazione  dei  valori  caratteristici  –  a  differenza  di  quanto  avveniva  con  il  “vecchio”  sistema  dei  carichi  di  sicurezza  e  delle  tensioni  ammissibili,  con  valori    che  erano  basati  unicamente  sull’esperienza  e  sulla  tradizione  –  avviene  su  base  sperimentale dopo che la classificazione è stata effettuata, cioè su lotti di  segati tutti appartenenti alla medesima categoria. In tal senso, la spiccata  variabilità  intrinseca  dei  valori  di  rottura  delle  travi  di  legno  influisce  sui  valori  caratteristici  finali  ottenuti,  rendendoli  particolarmente  conservativi,  ma  non  sulla  loro  incertezza,  che  rimane  determinata  matematicamente e confinata entro i limiti di accettabilità previsti dalle  norme  sulla  sicurezza  delle  costruzioni  e  comuni  a  tutti  i  materiali  strutturali. 

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 UNI EN 338:2009 “Legno strutturale ‐ Classi di resistenza”   UNI EN 1912:2010 “Legno strutturale ‐ Classi di resistenza ‐ Assegnazione delle categorie visuali e delle specie” 

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Tale  accettabile  incertezza  è  dello  stesso  ordine  di  grandezza  sia  per  i  segati  classificati  a  vista  (da  operatori  qualificati)  che  per  quelli  classificati  a  macchina.  Entrambi  i  sistemi  di  classificazione sono pertanto ammessi  dalla  normativa  europea.  La  classificazione  a  macchina,  a  fronte  di  maggiori  costi  e  di  una  più  impegnativa  procedura  di  assicurazione  di  qualità,  permette  di  migliorare le rese di classificazione per  ciascuna  categoria,  di  classificare  il  materiale  direttamente  in  classi  di  resistenza  conformi  alla  EN  338  e  infine  di  classificare  categorie  Fonte: Timber Plus Toolbox particolarmente  performanti,  che  la  classificazione a vista non arriva a individuare efficacemente.    Tutto  ciò  premesso,  si  propongono  qui  di  seguito  alcuni  scenari  che  corrispondono alle istruzioni più comunemente impartite dai Direttori dei  Lavori e dai Collaudatori riguardo alle eventuali prove sperimentali utili ai  fini del controllo di accettazione di lotti di legno strutturale massiccio.                    15     


SCENARIO  N°  1  :  SI  ESTRAGGA  DAL  MATERIALE  DI  FORNITURA  UN  CAMPIONE CASUALE DI PICCOLI PROVINI DI LEGNO PER SOTTOPORLI A  PROVE MECCANICHE DI COMPRESSIONE, TRAZIONE, FLESSIONE  ECC.  Questo tipo di controllo è sbagliato per diverse ragioni:  - queste  prove  meccaniche  sono  regolate  da  norme  UNI‐ISO  che  prevedono l’impiego di provini di legno netto di piccole dimensioni  (sezione trasversale tipica 2x2 cm) 10  - tali  provini  non  sono  pertanto  rappresentativi  della  qualità  di  elementi  strutturali  in  dimensione  d’uso,  perché  non  ne  quantificano  in  alcun  modo  la  difettosità  eventualmente  presente,  mentre  è  proprio  la  posizione  e  la  gravità  degli  eventuali  difetti  a  determinare in modo sostanziale la capacità portante  - inoltre,  l’influenza  dei  difetti  sopra  citati  è  diversa,  a  seconda  del  tipo  di  tensione  applicata  all’elemento  strutturale:  momento  flettente, tensioni normali, tensioni tangenziali.  In sostanza, lo scenario ipotizzato è idoneo per la caratterizzazione delle  proprietà  medie  di  una  specie  legnosa  ed  è  appropriato  laddove  il  materiale  sia  utilizzato  per  applicazioni  non  strutturali  (falegnameria,  ebanisteria, ecc.).  A riprova di ciò, in ambito strutturale si fa in effetti riferimento a un’unica  norma,  in  cui  sono  riunite  tutte  le  prove  che  debbono  essere  eseguite  sugli elementi di legno da utilizzare nelle costruzioni: si tratta della UNI EN  408 11, in cui si specifica che:  - i provini devono essere elementi in dimensione d’uso  - per ciascuno di essi deve essere individuata una sezione critica, cioè  la  peggiore  in  base  alla  presenza  di  una  o  più  “caratteristiche  in  grado  di  ridurre  la  resistenza”  (nodi,  fibratura  inclinata,  massa  volumica  anomala,  fessurazioni,  smussi,  deformazioni  eccessive,  attacchi  di  organismi  biologici,  legno  di  reazione,  danni  meccanici,                                                          10

  Cfr.  ad  es.  le  seguenti  norme:  UNI  ISO  3349:1984  “Legno.  Determinazione  del  modulo  di  elasticità  a  flessione  statica”, UNI ISO 3133:1985 “Legno. Determinazione della resistenza a flessione statica”, UNI ISO 3345:1985 “Legno.  Determinazione  della  resistenza  a  trazione  parallela  alla  fibratura”,  UNI  ISO  3787:1985  “Legno.  Metodi  di  prova.  Determinazione della resistenza a compressione parallela alla fibratura”  11   cfr. nota 7 

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tasche  di  corteccia,  calli  cicatriziali  e  altre  caratteristiche  elencate  nella norma armonizzata UNI EN 14081‐1) 12  - proprio  su  questa  sezione  deve  essere  determinata  la  proprietà  di  resistenza ultima o di rigidezza prevista dalla prova    N.B.  Dal  punto  di  vista  formale,  le  norme  per  i  provini  piccoli  e  netti  rientrano  sotto  il  titolo  generale  “Legno”  senza  ulteriore  specificazione,  mentre la UNI EN 408 rientra sotto il titolo generale “Strutture di legno” e  funge  da  riferimento  per  altre  norme  prestazionali  riunite  sotto  il  titolo  generale  “Legno  strutturale”,  come  ad  esempio  la  UNI  EN  384  13  per  la  determinazione dei valori caratteristici, connotando anche in tal modo la  più ristretta e specifica applicazione.    N.B. A ben guardare, nella norma UNI EN 384 è presentata una procedura  speciale che consentirebbe di determinare i valori caratteristici per tipi di  legno  (solo  latifoglie)  laddove  siano  disponibili  soltanto  dati  ottenuti  attraverso prove eseguite su provini piccoli e netti. Si tratta di una deroga  che  permette  ai  laboratori  nazionali  di  utilizzare  i  dati  accumulati  nei  decenni precedenti all’introduzione degli Eurocodici e relativi a specie il cui  mercato  troppo  ristretto  non  rende  economicamente  fattibile  il  ricorso  alla procedura normale. Comunque, i valori caratteristici così determinati  devono  subire  pesanti  penalizzazioni  rispetto  a  quelli  determinati  attraverso prove su elementi in dimensione d’uso. Inoltre, la procedura è  consentita  solo  laddove  esistano  almeno  altri  tre  tipi  di  legname  di  caratteristiche simili a quelle del tipo di legname indagato, di cui sia già  noto  il  rapporto  fra  dati  in  dimensione  d’uso  e  dati  su  provini  piccoli  e  netti. Infine, la procedura in deroga non è valida ai fini del collaudo per  accettazione di lotti di materiale classificato.                                                              12 13

 cfr. nota 2    cfr. nota 7 

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SCENARIO N° 2 : SI ESTRAGGA DAL LOTTO DI FORNITURA UN CAMPIONE  CASUALE  DI  ELEMENTI  PER  SOTTOPORLI  A  PROVE  MECCANICHE  IN  DIMENSIONE D’USO E CONTROLLARE CHE I VALORI DI ROTTURA SIANO  TUTTI NON MINORI DEI VALORI CARATTERISTICI DICHIARATI  Questo secondo approccio è non meno sbagliato del precedente, anche  se per motivi più sottili:  - La  numerosità  del  campione  è  forzatamente  ridotta  (per  ragioni  economiche e di opportunità) e in tali condizioni è molto elevata la  probabilità  di  scartare  una  fornitura  in  verità  conforme  (danno  economico), o peggio ancora di accettare una fornitura in verità non  conforme (pregiudizio della sicurezza)  - Si  tenga  conto  che,  perché  il  criterio  di  accettazione  illustrato  nel  titolo  possa  ritenersi  efficace  e  tecnicamente  accettabile,  il  campione di elementi da sottoporre a prova dovrebbe essere molto  numeroso  per  ciascuna  delle  caratteristiche  fisico‐meccaniche  da  controllare (si veda qui sotto)    N.B.  La  già  citata  norma  UNI  EN  384,  al  paragrafo  9,  fornisce  una  cosiddetta  “Procedura  di  accettazione  per  verifica  di  un  lotto”.  Tale  procedura  prevede  l’estrazione  di  un  campione  casuale  di  elementi  dal  lotto stesso e la loro sottoposizione alle prove previste dalla UNI EN 408,  così da poter determinare valori di 5‐percentile campionari da confrontare  con  i  valori  caratteristici  dichiarati  nei  documenti  di  accompagnamento  della fornitura o direttamente marcati sugli elementi di legno. A seconda  della  variabilità  dei  risultati  ottenuti  cambia  la  numerosità  minima  del  campione  da  estrarre,  ma  in  ogni  caso  si  tratta  sempre  di  decine  o  centinaia di elementi da sottoporre a prova (da un minimo di 34 fino a un  massimo  di  411),  cioè  di  un  numero  improponibilmente  elevato  ai  fini  di  un  semplice  collaudo  di  una  fornitura  di  cantiere!  A  complicare  ulteriormente  il  quadro  si  aggiunge  che  queste  campionature  sono,  dichiaratamente,  quelle  minime  necessarie  per  limitare  il  “rischio  del  produttore” al 5% e il “rischio del consumatore” al 10%, cioè a valori tutto  18     


sommato  non  propriamente  tranquillizzanti,  soprattutto  per  il  consumatore.14  La  verità  è  che  questa  procedura  –  con  una  terminologia  che  può  dare  luogo  a  fraintendimenti  e  malintesi,  se  slegata  dallo  specifico  contesto  della norma – è dedicata al caso specifico in cui si voglia verificare se un  lotto,  seppur  correttamente  classificato,  possa  in  realtà  identificare  un  tipo di legname diverso da quello dichiarato. Il caso più classico è quello  dell’introduzione,  nell’ambito  di  una  specie  legnosa  ben  nota,  di  una  nuova  provenienza  geografica  finora  non  campionata  ai  fini  della  determinazione dei valori caratteristici riportati nelle tabelle delle norme  tecniche  e  per  la  quale  si  abbiano  fondati  motivi  per  sospettare  che  a  parità  di  classificazione  (ad  es.  a  parità  di  settaggio  dei  parametri  della  macchina classificatrice) si ottengano lotti con prestazioni un po’ peggiori  di  quelle  attese.  Un  altro  caso  classico  può  essere  quello  di  forniture  provenienti da zone già note, ma nelle quali siano avvenuti fatti tali da far  presumere  un  cambiamento,  a  parità  di  classificazione,  della    qualità  strutturale del legno (ad es. introduzione di nuove pratiche selvicolturali;  legno ricavato da “schianti”, in seguito a eventi naturali catastrofici; ecc.).  In  concreto,  i  casi  in  cui  la  procedura  di  cui  al  §  9  della  UNI  EN  384  può  essere utilmente applicata sono tutti e soli quelli in cui si possa ipotizzare  un  qualche  tipo  di  scostamento  fra  categorie  e  valori  caratteristici  in  seguito  a  eventi  di  natura  occasionale  e  di  portata  molto  ampia,  che  esulano  assolutamente  dalla  problematica  della  singola  fornitura  di  cantiere, in cui il controllo di accettazione verte invece sulla congruità fra  categoria dichiarata e categoria effettiva del legno.  A  scopo  puramente  esemplificativo,  si  consideri  il  caso  di  una  ditta  di  produzione  di  legno  lamellare  incollato  che  decida  di  acquistare  grandi  quantitativi  di  tavole  classificate  di  Abete  rosso  da  una  determinata  regione  forestale  extraeuropea  poco  conosciuta.  È  perfettamente  ovvio  che  si  voglia  eseguire  un  controllo  di  accettazione  dei  primi  lotti  forniti,                                                          14

 Nella norma citata, in una nota al § 9.1 si precisa che, conformemente alla teoria del controllo di qualità, il rischio  del  produttore  (producer’s  risk)  corrisponde  alla  probabilità  che  un  lotto  di  qualità  accettabile  non  sia  accettato,  mentre il rischio del consumatore (consumer’s risk) corrisponde alla probabilità che un lotto di qualità inaccettabile sia  accettato 

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per  stabilire  se  vi  sia  una  differenza  significativa  o  meno,  a  parità  di  classificazione,  fra  il  materiale  di  nuova  provenienza  e  il  tavolame  proveniente  da  zone  conosciute,  per  le  quali  la  validità  dei  valori  caratteristici  dichiarati  è  già  stata  largamente  comprovata.  Ebbene,  nell’ambito di migliaia di metri cubi di forniture annuali, l’esecuzione di un  controllo  di  alcune  decine  o  perfino  di  alcune  centinaia  di  segati  è  economicamente  proponibile  ed  è  in  grado  di  offrire  una  risposta  tecnicamente corretta al quesito testé posto, basata su un criterio del tipo  “passa, non passa”.    Tutto ciò, in definitiva, ha poco o niente a che vedere con la soluzione del  problema  che  qui  stiamo  trattando  e  resta  così  giustificato  l’assunto  iniziale  dell’inadeguatezza  di  un  approccio  basato  sull’esecuzione  di  alcune  prove  in  dimensione  d’uso  e  sull’  accettazione  del  lotto  solo  se  nessun provino si rompe sotto un carico minore del valore caratteristico  dichiarato.                               

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SCENARIO N° 3: SI ESTRAGGA DAL LOTTO DI FORNITURA UN CAMPIONE  CASUALE DI ELEMENTI PER RIPETERE LA CLASSIFICAZIONE A VISTA O A  MACCHINA SECONDO LA NORMA DICHIARATA DAL PRODUTTORE  Questo  è  l’approccio  giusto,  quello  che  fornisce  un’effettiva  ed  efficace  risposta  al  problema  del  controllo  di  accettazione  di  un  lotto  di  legno  strutturale.  In  effetti,  il  controllo  di  accettazione  deve  limitarsi  a  rispondere  alla  seguente domanda specifica: “Il legno fornito è conforme alla categoria (o  alla classe di resistenza, nel caso pertinente) dichiarata?”  Se  non  lo  è,  perché  uno  o  più  elementi  del  campione  non  sono  di  fatto  classificabili nella categoria o classe di resistenza dichiarata, allora il lotto  non è accettabile.  Se tutti gli elementi del campione sono conformi alla categoria o classe di  resistenza  dichiarata,  allora  il  lotto  è  accettabile  e  i  valori  caratteristici  dichiarati sono garantiti dagli organismi terzi e indipendenti (i  laboratori  nazionali)  che  li  hanno  determinati  e  sottoposti  a  controllo  da  parte  di  commissioni internazionali. La natura non “bara”.  Se  il  materiale  è  classificato  a  vista,  la  soluzione  migliore  è  quella  di  riclassificare  (o  di  far  esaminare  il  materiale  da  un  Classificatore  qualificato)  per  controllo  il  100  %  della  fornitura.  In  tal  modo,  sarà  possibile  individuare  rapidamente  e  mettere  da  parte  i  singoli  elementi  che  eventualmente  risultassero  non  conformi,  in  attesa  di  gestire  nel  modo  più  opportuno  questa  non  conformità  (sostituzione  da  parte  del  fornitore, bonifica dei difetti e riclassificazione, ecc.).  Se  il  materiale  è  classificato  a  macchina,  la  riclassificazione  di  un  campione potrebbe portare, in caso di esito sfavorevole, al rafforzamento  del  campione  stesso  per  conferma  del  risultato  e,  in  caso  di  esito  nuovamente sfavorevole, al motivato respingimento della fornitura.  Abbinato  a  un  accurato  esame  della  documentazione  di  fornitura  e  a  una procedura di qualificazione del fornitore, questo scenario è l’unico  in  grado  di  garantire  un  risultato  conforme  alle  aspettative,  cioè  la  sicurezza  delle  prestazioni  dichiarate  entro  i  limiti  di  accettabilità  previsti dalle norme di calcolo e progettazione.  21     


N.B.  Una  seppur  minima  capacità  di  classificare  a  vista  il  legname  strutturale di più comune impiego dovrebbe ormai entrare a far parte del  bagaglio tecnico di qualsiasi Direttore dei Lavori o Collaudatore.    4    I  controlli  di  accettazione  per  legno  strutturale  giuntato,  legno  lamellare incollato e pannelli di tipo X‐lam  I prodotti a base di legno elencati nel titolo di questo paragrafo hanno in  comune la realizzazione a partire da segati di legno strutturale massiccio.  Limitatamente  al  materiale  legnoso,  quindi,  a  tali  prodotti  si  applicano  esattamente  le  stesse  considerazioni  trattate  nei  paragrafi  precedenti,  a  cui si rimanda.  La differenza risiede nella presenza:  - di  giunti  di  testa  incollati  (finger‐joint  o  “giunti  a  dita”)  che  permettono  di  realizzare  lamelle  continue  della  lunghezza  desiderata,  - di linee di incollaggio fra strati di lamelle sovrapposte.  La  qualità  dell’incollaggio  è  una  tipica  qualità  di  processo,  per  cui  il  controllo  di  accettazione  ricade  nelle  modalità  di  campionamento  e  provinatura di tipo casuale o sistematico citato nei paragrafi precedenti a  proposito dei materiali “industriali” (cls e acciaio).  Nel  caso  specifico,  il  Collaudatore  potrà  disporre  l’esecuzione  di  prove  meccaniche volte a valutare la resistenza dei giunti incollati, in conformità  al  §  7  della  UNI  EN  385  15  nonché  delle  linee  di  incollaggio  fra  strati  di  lamelle sovrapposte, in conformità alla UNI EN 391 e alla UNI EN 392.16    5  Conclusioni  Il  controllo  di  accettazione  del  legno  strutturale,  per  essere  veramente  efficace  al  fine  di  assicurare  la  rispondenza  del  materiale  ai  criteri  di  sicurezza  e  affidabilità  previsti  dagli  Eurocodici  e  –  per  conseguenza  –  dalla  normativa  cogente  italiana,  deve  essere  basato  sulla  verifica  della                                                          15

 UNI EN 385:2003 “Legno strutturale con giunti a dita‐Requisiti prestazionali e requisiti minimi di produzione”   UNI EN 391:2003 “Legno lamellare incollato ‐ Prova di delaminazione delle superfici di incollaggio”       UNI EN 392:1997 “Legno lamellare incollato. Prova di resistenza a taglio delle superfici di incollaggio”.  16

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classificazione  secondo  la  resistenza  meccanica  su  un  campione  significativo  della  fornitura  (eventualmente,  in  caso  di  classificazione  a  vista,  è  prospettabile  economicamente  e  tecnicamente  anche  la  verifica  della classificazione sul 100% della fornitura).    Tale  controllo  –  abbinato  alla  verifica  documentale  e  alla  qualificazione  del fornitore – è ampiamente sufficiente a garantire il soddisfacimento da  parte  del  materiale  delle  proprietà  fisicomeccaniche  minime  garantite  (valori caratteristici).  Per  i  materiali  a  base  di  legno  realizzati  tramite  giunti  incollati  (legno  strutturale  giuntato,  legno  lamellare  incollato,  pannelli  tipo  X‐Lam),  alla  verifica  della  conformità  dei  singoli  segati  alla  classificazione  dichiarata  occorre  aggiungere  un  controllo  di  tipo  statistico  sulla  qualità  degli  incollaggi,  sottoponendo  a  prova  un  campione  di  giunti  e  di  linee  di  incollaggio  fra  lamelle  secondo  le  modalità  previste  dalla  normativa  tecnica  di  riferimento  e  che  sono  già  parte  integrante  dei  controlli  di  qualità obbligatori in produzione.  Il  controllo  di  accettazione  qui  indicato  è  utilmente  applicabile  solo  a  prodotti  marcati  CE,  o  comunque  provvisti  di  attestato  equipollente  rilasciato  dalle  competenti  Autorità  di  controllo,  come  peraltro  richiesto  esplicitamente dal decreto ministeriale NTC. Il rilascio e il mantenimento  del marchio CE implica infatti precise responsabilità – anche penali – del  produttore  e  degli  enti  di  controllo  sull’esecuzione  di  controlli  di  tipo  iniziale  e  in  produzione  regolati  da  norme  armonizzate  europee  e  incentrati sulla verifica della persistente conformità di tutti i parametri di  lavorazione  significativi  ai  fini  della  qualità  e  della  garanzia  delle  prestazioni minime.   I prodotti strutturali a base di legno privi di marchio CE, o di attestazioni  equipollenti, non possono essere oggetto di efficaci e affidabili controlli di  accettazione  rimanendo  entro  limiti  di  economicità  compatibili  con  la  realtà del mercato.     

Per informazioni e contatti:   www.studio‐legno.it        studiolegno@studio‐legno.it  23 

   


Il collaudo delle forniture di legno strutturale