Dopo aver analizzato le principali caratteristiche fisiche del legno, in questo articolo affrontiamo un altro aspetto della materia prima che noi di Studio Tetti Stalletti utilizziamo e trasformiamo abitualmente per le nostre attività di costruzioni e ristrutturazioni di destinazioni residenziali: le sue strutture macro- e microscopiche, approfondendo, quando necessario, alcuni aspetti più specifici che riguardano il legno da costruzione.
Le caratteristiche macroscopiche del legno
Dal punto di vista della sua struttura, visibile anche a occhio nudo, il fusto del legno si caratterizza per i seguenti aspetti.
La zona esterna (o corticale) ha uno spessore ridotto e comprende i seguenti elementi:
1) la corteccia, che costituisce la parte più esterna del corpo, non è dura né resistente e al suo interno vivono larve e parassiti pericolosi;
2) il libro, uno strato di spessore ridottissimo a contatto con la corteccia, è costituito da condotti attraverso i quali la linfa si diffonde per tutta la pianta;
3) il cambio, anch’esso formato da uno strato sottile, è composto da cellule che producono i tessuti del fusto interno.
La zona interna (che costituisce il legno propriamente detto) occupa gran parte del diametro del fusto ed è formata dai seguenti elementi:
1) l’alburno è il legno in formazione: è ricco di linfa e di amidi e il suo spessore varia a seconda dell’età e della specie della pianta;
b) il durame è la parte centrale del fusto, più scura e senza vita (poiché non contiene la linfa), ma è molto resistente e ha la funzione di sostenere la pianta; il suo colore più scuro deriva dalla presenza di varie sostanze conservanti, per esempio i tannini, che conferiscono durezza al legno;
c) il midollo è la parte centrale, che presenta una consistenza minore rispetto al durame e un aspetto spugnoso.
Un tronco tagliato trasversalmente consente di vedere gli anelli di accrescimento che caratterizzano il legno: i primi 5-20 anelli interni appartengono al legno giovanile, mentre quelli che occupano la parte più vicina alla superficie esterna del fusto appartengono al legno maturo.
Il legno giovanile è meno resistente e meno rigido: gli alberi giovani delle specie a rapido accrescimento, in cui l’alburno risulta più resistente del durame, non sono adatti per le lavorazioni che richiedono un materiale molto resistente. Per esempio, il legno delle conifere (Abete rosso e bianco, Pino silvestre e Larice), il legno giovanile presenta anelli di
accrescimento più ampi rispetto al legno maturo, con una minore massa volumica e caratteristiche di resistenza e rigidezza dal 50 al 70% inferiori: le proprietà normali del legno, che ne consentono il suo utilizzo come materiale da costruzione, vengono raggiunte solo intorno al ventesimo anno di crescita.
Gli anelli annuali di accrescimento fanno parte delle strutture del legno visibili a livello macroscopico. Sono facilmente identificabili, perché sono formati da cellule di differente tipo, quantità, dimensione e distribuzione, che consentono di distinguere
all’interno di un anello il legno primaverile (o “primaticcio”) da quello tardivo: le aree chiare e più tenere corrispondono alla stagione d’accrescimento primaverile; quelle più scure e compatte si formano invece nella stagione autunnale, mentre in estate e in inverno l’accrescimento è quasi assente.
Le principali caratteristiche microscopiche del legno
Come abbiamo visto, l’aspetto di una specie legnosa, caratterizzato da struttura, disposizione, forma e grandezza dei tessuti del legno, è visibile a livello macroscopico, cioè a occhio nudo o tutt’al più attraverso una lente di ingrandimento, mentre le strutture delle singole cellule possono essere osservate solo al microscopio.
A livello molecolare, il legno è un materiale composito ed è costituito da tre sostanze a struttura macromolecolare, che formano le pareti cellulari: cellulosa, emicellulose e lignina.
La cellulosa è un polisaccaride composto da unità ripetute del monomero di glucosio, che formano lunghe molecole a catena: è il costituente caratteristico delle pareti cellulari e ne determina la loro struttura (come una sorta di ossatura). In ogni parete cellulare la cellulosa forma una gerarchia di strutture fibrillari, parzialmente legate le une alle altre per mezzo di una matrice omogenea, costituita da pectina ed emicellulose, e conferisce alle cellule la stabilità della forma e la resistenza al taglio e alla flessione.
Le emicellulose collegano le strutture fibrillari formate dalla cellulosa garantendone la deformabilità, in modo che il materiale composito possa rimanere flessibile ed elastico.
Infine la lignina, contrariamente alla cellulosa, non presenta lunghe molecole a catena e non è elastica: si deposita durante la lignificazione (l’ultima fase della formazione della parete cellulare), un processo che riduce sensibilmente l’estensibilità delle pareti
cellulari e aumenta significativamente la rigidezza e la resistenza alla compressione.
La parete cellulare è quindi un corpo misto di cellulosa resistente alla trazione e di lignina resistente alla compressione.
Con questo paragrafo abbiamo concluso anche la seconda parte dell’analisi delle caratteristiche fisiche di questo materiale: nel prossimo articolo del nostro blog affronteremo le caratteristiche meccaniche del legno.
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