TEST DI LABORATORIO KOLEO

Le prove di laboratorio sono la pietra angolare del controllo qualità nell’industria edile. Senza un’analisi sistematica e precisa delle proprietà fisico-meccaniche dei materiali, è impossibile garantire la sicurezza, la durabilità e la stabilità degli edifici. Per le strutture in legno, in particolare il legno lamellare, sono di importanza critica gli indicatori di umidità, resistenza a compressione e trazione, nonché la resistenza alla flessione. Questi parametri influiscono direttamente sulle caratteristiche di calcolo degli elementi, sulla loro capacità di sostenere i carichi di progetto e sulla resistenza alle deformazioni sotto l’influenza di fattori esterni, inclusi umidità e sbalzi di temperatura.

Nei laboratori KOLEO si applicano metodologie standardizzate, conformi alle norme europee, come la EN 14080:2013 ‘Strutture in legno. Legno lamellare incollato e legno lamellare incollato per grandi luci. Requisiti’. Questo standard stabilisce i requisiti per la produzione e le caratteristiche del legno lamellare, inclusi i limiti di resistenza, rigidità e durabilità dei giunti di incollaggio. Ad esempio, per il legno lamellare di classe GL24h, la resistenza caratteristica a flessione deve essere di almeno 24 N/mm². Si effettuano inoltre prove secondo la EN 1194, che definisce le classi di resistenza del legno. Ciò consente non solo di confermare la conformità agli indicatori dichiarati, ma anche di ottimizzare i processi produttivi per raggiungere la massima qualità.

Le prove rigorose consentono di individuare precocemente potenziali difetti del materiale o violazioni della tecnologia di produzione, minimizzando i rischi per il consumatore finale. Ciò include la verifica della qualità della materia prima, della composizione dei sistemi adesivi, delle condizioni di pressatura e del trattamento termico. Ogni fase della produzione è sottoposta a un controllo di laboratorio indipendente, che garantisce una qualità costantemente elevata del prodotto finale. Ad esempio, prove regolari a flessione su campioni di legno lamellare vengono condotte su appositi banchi di prova fino alla rottura, registrando il carico massimo e la modalità di rottura, il che fornisce informazioni preziose sulla struttura interna del materiale.

L’umidità del legno è uno dei parametri più critici, che ne determina la stabilità, la resistenza e la resistenza al degrado biologico. Un’umidità eccessiva o instabile può portare a deformazioni, fessurazioni e riduzione della capacità portante delle strutture. I test di umidità KOLEO comprendono sia la misurazione dell’umidità assoluta sia la valutazione della permeabilità al vapore dei materiali, determinata dal valore Sd.

Il valore Sd, ovvero lo spessore equivalente di diffusione dello strato d’aria, è un indicatore della resistenza del materiale al passaggio del vapore acqueo. La misurazione dell’Sd viene effettuata secondo la EN 1931 ‘Fogli flessibili per impermeabilizzazione. Determinazione della permeabilità al vapore acqueo’ oppure la EN 12572 ‘Impermeabilizzazione. Determinazione della permeabilità al vapore acqueo’. Per il legno lamellare, sebbene non sia un materiale di barriera al vapore, il controllo dell’umidità interna e della sua interazione con l’ambiente circostante è estremamente importante. Il contenuto ottimale di umidità nel legno per gli elementi strutturali è del 10-12%, ottenuto tramite essiccazione forzata prima dell’incollaggio. Il superamento di questo valore può ridurre notevolmente la resistenza dei giunti di incollaggio e provocare il rigonfiamento del legno. D’altra parte, un’umidità troppo bassa può portare a un eccessivo assorbimento e alla fessurazione.

In laboratorio, l’umidità del legno viene misurata con il metodo ponderale (secondo la EN 13183-1 ‘Umidità di un pezzo di legno segato. Determinazione mediante il metodo della pesata’) oppure con igrometri elettronici di alta precisione. Per la valutazione del valore Sd si utilizzano speciali camere climatiche, dove i campioni vengono sottoposti a diversi regimi di temperatura e umidità. L’analisi del valore Sd consente ai progettisti di calcolare correttamente le barriere al vapore e gli strati permeabili al vapore delle strutture di compartimentazione, garantendo un regime di resistenza all’umidità ottimale dell’edificio e prevenendo la formazione di condensa nelle pareti. Ciò è parte integrante della garanzia della durabilità della struttura e delle sue caratteristiche termotecniche, specialmente nelle condizioni del clima ucraino, con i suoi notevoli sbalzi di temperatura e l’elevata umidità nel periodo autunno-inverno.

Le prove di resistenza e flessione sono decisive per confermare la capacità portante del legno lamellare e la sua conformità ai requisiti strutturali. Per il legno lamellare, questi test consentono di determinare parametri critici, come la resistenza caratteristica a flessione (Characteristic bending strength, f_m,k) e il modulo di elasticità a flessione (Modulus of elasticity in bending, E_m,mean). KOLEO segue standard che garantiscono il riconoscimento globale e l’intercambiabilità dei materiali, in particolare la EN 408 ‘Strutture di legno. Legno strutturale e legno lamellare incollato per usi strutturali. Determinazione di alcune proprietà fisiche e meccaniche’.

La metodologia delle prove a flessione prevede di norma l’uso di presse speciali, dove il campione di trave viene posizionato su due appoggi e sottoposto a un carico puntuale o uniformemente distribuito fino al momento della rottura. Si misurano il carico massimo sopportato dal campione e l’entità della freccia. Sulla base di questi dati si calcolano la resistenza caratteristica e il modulo di elasticità. Ad esempio, per la classe GL24h, come già menzionato, la resistenza caratteristica minima a flessione è di 24 N/mm², e il tipico modulo di elasticità medio può raggiungere gli 11500 N/mm². I risultati di questi test vengono utilizzati direttamente da architetti e ingegneri strutturisti per il calcolo delle luci, delle sezioni delle travi e della stabilità complessiva dell’edificio.

Oltre alla flessione, si effettuano anche prove di compressione assiale (secondo la EN 408) e di trazione. Questi test simulano diversi tipi di carico che una struttura in legno può incontrare durante la sua vita utile. Le prove di trazione lungo la fibratura sono particolarmente importanti per determinare la resistenza dei giunti di incollaggio, poiché sono proprio questi il punto debole di molte strutture incollate. Le ricerche di laboratorio consentono non solo di confermare la conformità del materiale agli standard europei, ma anche di migliorare costantemente la tecnologia di produzione, ad esempio introducendo nuovi adesivi o ottimizzando il processo di pressatura. Rapporti dettagliati su queste prove costituiscono la base della documentazione tecnica e della certificazione dei prodotti KOLEO, confermandone l’affidabilità. Maggiori informazioni sugli aspetti tecnologici sono disponibili nella pagina controllo della produzione.

La durabilità dei materiali da costruzione è uno degli indicatori più importanti del loro valore d’esercizio. Per le strutture in legno, come il legno lamellare, la durabilità significa la capacità di conservare le proprie proprietà fisico-meccaniche e l’aspetto estetico per un lungo periodo di esercizio, resistendo agli effetti dell’ambiente circostante. La valutazione della durabilità tramite prove naturali può richiedere decenni, per questo nella pratica di laboratorio si utilizzano ampiamente i metodi di prova accelerata.

Le prove accelerate simulano le condizioni di invecchiamento del materiale, riproducendo più volte sollecitazioni cicliche come variazioni di temperatura, umidità, radiazione UV e carichi meccanici. Ad esempio, per il legno lamellare si effettuano prove di resistenza ai cicli di gelo-disgelo (a seconda delle zone climatiche, possono arrivare fino a 100 cicli, secondo la EN 1522 ‘Strutture in legno. Determinazione della resistenza alla decomposizione’), all’esposizione ad ambienti aggressivi (ad esempio nebbia salina) e a un’esposizione prolungata a umidità elevata. Queste prove consentono di prevedere il comportamento del materiale nelle condizioni reali di esercizio e di valutarne il potenziale residuo.

Un aspetto chiave della durabilità è anche la resistenza al degrado biologico – funghi, muffe e insetti xilofagi. Nei laboratori KOLEO si effettuano test di bioresistenza (secondo la EN 350 ‘Durabilità del legno e dei materiali a base di legno. Classi di durabilità naturale del legno’), in cui i campioni di legno vengono posti in condizioni favorevoli allo sviluppo di microrganismi, per valutarne la resistenza naturale o l’efficacia dei trattamenti protettivi. I risultati di questi test consentono agli ingegneri KOLEO di raccomandare i sistemi di protezione del legno ottimali per le diverse condizioni di esercizio, garantendo la vita utile dichiarata delle strutture, che può superare i 100 anni con una manutenzione e soluzioni progettuali adeguate. Ciò sottolinea l’elevata qualità della produzione di legno lamellare e la sua affidabilità.

I risultati delle prove di laboratorio sono uno strumento insostituibile per una scelta motivata dei materiali da costruzione. Consentono di confrontare oggettivamente diversi prodotti, di valutarne la conformità ai requisiti di progetto e di garantire un rapporto ottimale tra prezzo e qualità. Per il legno lamellare KOLEO, l’analisi dettagliata dei test di umidità, resistenza e flessione offre un quadro completo delle sue caratteristiche prestazionali.

Nella scelta del materiale è importante considerare non solo gli indicatori nominali di resistenza (ad esempio GL24h), ma anche gli scostamenti di questi indicatori, che riflettono la stabilità del processo produttivo. Quanto minore è la dispersione dei valori, tanto più prevedibile sarà il comportamento del materiale nella struttura. È importante anche valutare il comportamento del materiale in condizioni vicine a quelle reali di esercizio. Ad esempio, la conoscenza del valore Sd aiuta gli architetti a progettare correttamente pareti ‘traspiranti’, prevenendo l’accumulo di umidità nella struttura. I dati sulla durabilità, ottenuti tramite prove accelerate, consentono di valutare il ciclo di vita dell’edificio (LCA – Life Cycle Assessment) e il suo costo totale di possesso (TCO – Total Cost of Ownership).

KOLEO fornisce documentazione tecnica completa e verbali di prova per i propri prodotti, il che consente ad architetti e costruttori di prendere decisioni informate. Grazie all’elevata precisione e sistematicità delle ricerche di laboratorio, i clienti ricevono non semplicemente un materiale, ma una soluzione completamente verificata, che risponde ai requisiti più rigorosi. Ciò consente anche di integrare il legno lamellare in progetti architettonici più complessi, dove è richiesta un’affidabilità e una prevedibilità garantite del materiale. La possibilità di visualizzare tali soluzioni è presentata nella pagina progetti architettonici.

La resistenza della struttura è determinata non solo dalla qualità del materiale di base, ma anche dall’affidabilità dei collegamenti tra i suoi elementi. Per il legno lamellare ciò è particolarmente rilevante, poiché sono proprio i nodi di fissaggio a essere spesso i punti critici. Le ricerche di laboratorio KOLEO comprendono non solo la trave stessa, ma anche i nodi di collegamento tipici utilizzati nei progetti.

Il collaudo dei nodi per la resistenza include prove di taglio, trazione, compressione e flessione, tenendo conto delle specificità della soluzione costruttiva (ad esempio giunzioni a chiave, bullonate, con caviglie o a vite). I campioni dei nodi, realizzati secondo la documentazione di progetto, vengono installati su banchi di prova e sottoposti a carico fino alla rottura. Vengono registrati la modalità di rottura, il carico massimo e le deformazioni. Ciò consente di ottimizzare la configurazione dei nodi, la scelta degli elementi di fissaggio e la tecnologia del loro montaggio. Ad esempio, per il fissaggio di travi a grande luce si possono utilizzare piastre in acciaio ad alta resistenza, e i loro collegamenti con il legno vengono accuratamente verificati per la resistenza a taglio.

Oltre alle prove meccaniche, si effettua anche la valutazione della resistenza all’umidità dei nodi, specialmente di quelli che possono essere esposti a fattori esterni. Ciò include prove di inumidimento ed essiccazione ciclici, per valutare la stabilità dei fissaggi e l’assenza di deformazioni al variare dell’umidità. I risultati di queste prove consentono di elaborare raccomandazioni per la protezione dei nodi dall’umidità, ad esempio mediante l’uso di sigillanti speciali, rivestimenti protettivi o soluzioni costruttive che impediscono l’infiltrazione d’acqua. Ad esempio, nelle condizioni di elevata umidità della regione dei Carpazi, i nodi delle strutture del tetto a falde devono avere una protezione rinforzata. Queste ricerche dettagliate fanno parte del nostro lavoro con i moderni pannelli XLAM, dove la precisione dei collegamenti è altrettanto criticamente importante.

In Ucraina il settore edilizio si sta integrando attivamente nello spazio europeo, il che richiede l’armonizzazione degli standard nazionali con le norme europee. KOLEO, nella propria prassi di laboratorio, si attiene sia ai ДБН vigenti (Norme edilizie statali dell’Ucraina) sia agli standard europei adattati (EN). Ciò garantisce non solo la conformità dei prodotti ai requisiti nazionali, ma anche la loro competitività sul mercato internazionale.

Ad esempio, il ДБН В.2.6-161:2017 ‘Strutture di edifici e opere. Strutture in legno. Disposizioni fondamentali’ definisce i requisiti generali per la progettazione e il calcolo delle strutture in legno. Allo stesso tempo, per i materiali specializzati, come il legno lamellare, si applicano standard europei (EN) più dettagliati, che, sebbene non sempre abbiano equivalenti ucraini diretti, sono riconosciuti dalla prassi mondiale. KOLEO applica attivamente le metodologie di prova della EN 14080:2013 e della EN 408, il che consente di ottenere dati più precisi e completi sulle caratteristiche dei materiali.

L’adattamento degli standard europei prevede non solo l’uso di metodologie di prova analoghe, ma anche l’interpretazione dei risultati ottenuti tenendo conto delle specificità del clima ucraino e delle condizioni di esercizio. Ciò include il calcolo della durabilità in condizioni di notevoli sbalzi di temperatura (da -30°C a +35°C), elevata umidità relativa e potenziali minacce biologiche. KOLEO collabora con istituti di ricerca scientifica dell’Ucraina per condurre ricerche congiunte e validare le metodologie europee nel contesto nazionale. Questo approccio garantisce che il legno lamellare, sottoposto ai test di laboratorio KOLEO, sia il più affidabile e durevole possibile in qualsiasi regione dell’Ucraina.

Per dimostrare il valore pratico dei test di laboratorio, esaminiamo un caso ipotetico di progettazione di una casa energeticamente efficiente nella regione di Kiev. Il committente ha posto requisiti di elevata efficienza termica, durabilità e costi di esercizio minimi. Nella fase di scelta dei materiali strutturali, gli ingegneri KOLEO hanno proposto l’uso del legno lamellare GL24h, confermato da prove di laboratorio complete.

Innanzitutto, sono stati forniti i verbali dei test di umidità, che confermavano un contenuto di umidità stabile del 10-12% e un basso valore Sd per le pareti esterne, il che consentiva di garantire un microclima ottimale negli ambienti ed evitare la condensa. Ciò è stato di importanza critica per evitare le perdite di calore e il potenziale sviluppo di muffa. Successivamente, i risultati delle prove di resistenza e flessione hanno confermato che il legno lamellare scelto può sostenere i carichi di calcolo per luci fino a 9 metri senza appoggi aggiuntivi, il che ha permesso di realizzare un progetto con ampi spazi aperti e finestre panoramiche. La resistenza caratteristica f_m,k di 24 N/mm² era sufficiente per tutti gli elementi portanti.

Un ruolo importante è stato svolto anche dai dati sulla durabilità. Le prove accelerate hanno mostrato un’elevata resistenza del legno lamellare ai cicli di gelo-disgelo e all’esposizione ai raggi UV, il che garantiva una vita utile della struttura superiore a 80 anni senza una significativa perdita di proprietà. Ciò ha garantito bassi costi di manutenzione e un’elevata attrattività dell’investimento per l’immobile. Grazie a questi dati, gli architetti hanno potuto non solo utilizzare con sicurezza il legno lamellare, ma anche ottimizzarne le sezioni, riducendo il volume complessivo di materiale e il costo di costruzione. Ciò sottolinea che i test di laboratorio KOLEO non sono una semplice formalità, ma uno strumento fondamentale per la realizzazione di soluzioni edilizie di alta qualità ed energeticamente efficienti. L’implementazione di impianti tecnologici innovativi aumenta ulteriormente l’efficienza di tali progetti.