Diagnosi strutture in legno esistenti: esplorazione e valutazione non distruttiva

L'analisi diagnostica delle strutture in legno riveste un ruolo cruciale nella valutazione della sicurezza delle costruzioni e nell'identificazione di problematiche non visibili derivanti da componenti lignee degradate. Inoltre l’impiego di uno studio diagnostico preliminare alla fase di progetto consente di impostare un progetto di intervento il più possibile calibrato sulle effettive problematiche da risolvere, in particolar modo quando si opera su beni tutelati.

L’ispezione delle strutture lignee è una procedura diagnostica che si colloca nel contesto delle metodologie non invasive. Questa denominazione è attribuita in quanto essa consente di valutare lo stato di conservazione del legno attraverso osservazioni visive e l’uso di strumenti sofisticati, tra i quali il penetrometro per legno (resistograph).

Analisi dello stato di conservazione delle strutture in legno, come eseguirla

Prima di svolgere l’ispezione vera e propria di una struttura lignea è necessario che venga fatto un sopralluogo preliminare in situ volto a valutare alcune condizioni necessarie per garantire l’efficacia delle indagini, tra cui:

• l’accessibilità della struttura. Tutti gli elementi lignei da ispezionare devono essere accessibili in ogni parte dai tecnici che eseguono l’ispezione;
• la pulizia delle superfici. Dal momento che la prima attività diagnostica che si esegue consiste nell’analisi visiva dell’opera è necessario che le superfici delle strutture lignee a vista non siano ricoperte da polvere, sporcizia o simili;
• l’adeguata illuminazione. Sempre per le ragioni indicate nel punto precedente è necessario operare con una luce che, per intensità e qualità, permetta un corretto esame a vista delle superfici in legno.

Di particolare rilevanza sono le seguenti procedure diagnostiche da adottare per condurre una completa valutazione dello stato di conservazione di una struttura lignea:

• l’ispezione visiva, che coinvolge un'attenta valutazione dell'aspetto generale e dei dettagli delle strutture, al fine di identificare le principali caratteristiche del legno in opera e le forme di degrado presenti. Questa fase di ispezione visiva include anche valutazioni qualitative con un impatto minimo sulla struttura e sui materiali, come ad esempio l'uso di tecniche di percussione con martelli o l'inserimento di cacciaviti per sondare la consistenza del legno, oltre al rilievo geometrico e all'identificazione delle specie lignea;
• l’analisi strumentale, che prevede l’impiego di trapani sofisticati per eseguire prove penetrometriche, i quali misurano la capacità della punta di avanzare nella sezione lignea, fornendo informazioni sulla presenza di eventuali anomalie o difetti come nodi, fessure o zone di scarsa resistenza. Tali informazioni sono riportate in un grafico dove sull’asse orizzontale viene rappresentata la profondità progressiva della penetrazione della punta all’interno della sezione, mentre sull’asse verticale è mostrato l’indice delle resistenze riscontrato durante il percorso della punta all’interno della massa legnosa. Si presta particolare attenzione all'analisi dei punti di appoggio di ogni elemento ligneo sulla muratura, in quanto i segni di degrado potrebbero essere meno evidenti rispetto a quelli visibili esternamente.

Aree di applicazione della diagnosi del legno: esempi

L'applicazione delle analisi diagnostiche consente di ottenere una visione precisa dello stato di conservazione delle strutture in legno, nonché delle loro tendenze evolutive nel tempo. Ciò favorisce un approccio mirato tramite interventi appropriati, contribuendo a ottimizzare i tempi e i costi.

Queste strutture si trovano diffusamente nel nostro paese, in Europa e nel resto del mondo, specialmente negli edifici storici come chiese e altre opere d'arte architettoniche. Va sottolineato l'importante valore tecnico, culturale e artistico di tali strutture, il quale può essere minacciato da un degrado irreversibile causato da errori di progettazione iniziale, dalla mancanza di adeguata manutenzione o semplicemente da un’esposizione anomala alle intemperie.

Un'indagine accurata è in grado di rivelare le informazioni necessarie per un corretto progetto di manutenzione, recupero o restauro. Tali indagini si basano sulla normativa UNI 11119:2004 "Beni culturali. Manufatti lignei. Strutture portanti degli edifici - Ispezione in situ per la diagnosi degli elementi in opera".

Una situazione tipica che richiede un intervento mirato riguarda le strutture cosiddette tridimensionali, come le capriate. Queste strutture vengono impiegati frequentemente per la costruzione di tetti, in particolare per coperture ampie come quelle presenti in chiese e teatri, ma anche in residenze private.

Le capriate in legno sono apprezzate per la loro leggerezza, resistenza nonché per il gradevole aspetto estetico. Tuttavia, la loro realizzazione richiede una comprensione approfondita delle proprietà del materiale e delle tecniche di assemblaggio, al fine di garantire durabilità e sicurezza strutturale nel corso del tempo.

Deterioramento delle capriate in legno

Le capriate in legno possono deteriorarsi per diversi motivi, che includono:

• la presenza di umidità che favorisce lo sviluppo delle condizioni favorevoli agli attacchi da parte dei funghi della carie;
• la presenza di degrado biologico causato da funghi ed insetti. L’attacco dei funghi è maggiormente vincolato alle condizioni di umidità del legno stesso ed concentrato maggiormente su legni meno stagionati. L’attacco degli insetti può interessare maggiormente in profondità l’elemento ligneo, anche se ben stagionato. In entrami i casi la presenza di degrado porta sempre ad una riduzione della sezione resistente dell’elemento o delle sue proprietà meccaniche.
• il degrado meccanico dovuto a sollecitazioni esterne.