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Studio di adesivi strutturali legno-compatibili

La tecnica costruttiva in Italia prevede un uso estensivo di elementi in muratura per le pareti e gli elementi portanti, ma almeno fino alla prima metà del 20° secolo il materiale più diffuso per le coperture e gli orizzontamenti è stato il legno. In genere le autorità preposte alla conservazione del patrimonio storico-artistico raccomandano di mantenere integre le strutture in legno, anche quando sia necessario un consolidamento strutturale degli elementi. In effetti le metodologie oggi utilizzate, che fanno uso di barre incollate o di altre tecniche analoghe, costituiscono una valida, oltre che rapida ed economica, alternativa alla sostituzione integrale degli elementi giudicati non più idonei. Nonostante queste tecniche siano oramai usate da anni è però ancora necessario chiarire due aspetti: quello riguardante la compatibilità tra i materiali e quello della reversibilità di tali interventi.
Il Progetto Parnaso che ha avuto lo scopo di sviluppare un sistema di consolidamento strutturale che sia compatibile con il legno ed il meno invasivo possibile.
Al fine di ottenere un adesivo ad elevata compatibilità con il legno è stato necessario sviluppare un apposito test che tenga conto dei due fattori che maggiormente caratterizzano l'incollaggio del legno in cantiere: la presenza di elevati spessori di colla nella realizzazione delle giunzioni e la mancanza di pressione nell'applicazione degli adesivi. È stata dunque messa a punto una nuova geometria di provini per prove di taglio (fig. 1) in maniera che fosse possibile effettuare un confronto diretto tra le prestazioni dell'adesivo e quelle del legno al quale esso viene applicato, direttamente sullo stesso provino con due prove successive:
- la prima sull'interfaccia adesivo-legno (fig. 1a), sia in condizioni standard che su campioni completamente imbibiti d'acqua per effetto di una serie di cicli di invecchiamento accelerato (fig. 2);
- la seconda sugli aderendi in legno massiccio (fig. 1b), anche in questo caso sia in condizioni standard che in condizione di imbibizione per effetto degli stessi cicli di invecchiamento accelerato.
Con questo approccio può essere calcolato un coefficiente di compatibilità meccanica basato su valori di confronto affidabili della resistenza a taglio dell'adesivo rispetto a quella del legno cui esso è stato applicato. Con tale metodologia sono stati valutati una serie di prodotti, sia commerciali che sperimentali (fig. 3), ed è stato mostrato che molti degli adesivi attualmente utilizzati per applicazioni strutturali su legno non mostrano adeguate garanzie di affidabilità nel tempo. Sempre sulla base di questo approccio può essere proposta una classificazione degli adesivi che fa riferimento a valori numerici e quindi obiettivi. Alcuni adesivi sviluppati nell'ambito del Progetto sono poi stati realmente applicati in alcuni cantieri sperimentali (figg. 4-14).
Infine, la Valutazione del Ciclo di Vita (LCA, in inglese) di alcune delle tecniche maggiormente utilizzate nel restauro strutturale del legno ha evidenziato che l'uso razionale degli adesivi comporta un minore impatto ambientale rispetto alla sostituzione integrale di un elemento ligneo.

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