UMIDITÀ DEL LEGNO AL MONTAGGIO

Il legno, essendo un materiale naturalmente igroscopico, interagisce costantemente con l’umidità dell’ambiente circostante. Questa proprietà determina la sua capacità di assorbire e rilasciare umidità, il che provoca variazioni delle dimensioni lineari e del volume – i cosiddetti ritiro e rigonfiamento. Per le strutture a telaio, dove il legno viene utilizzato sotto forma di elementi più sottili (montanti, travi, correnti) rispetto al legno massiccio, questi cambiamenti possono avere un impatto più pronunciato e critico. Il rigonfiamento e il ritiro del legno sono anisotropi: in direzione tangenziale le variazioni sono del 6-12%, in direzione radiale del 3-6%, e lungo le fibre solo dello 0,1-0,3%. Ciò significa che il legno cambia le proprie dimensioni prevalentemente in senso trasversale rispetto alle fibre.

Nella costruzione di case a telaio, specialmente nelle condizioni dell’Ucraina con le sue oscillazioni stagionali di umidità, è estremamente importante tenere conto di queste particolarità. Se il legno ha un’umidità elevata al momento del montaggio (ad esempio, oltre il 19-20%), dopo l’essiccazione durante l’esercizio subirà inevitabilmente un ritiro. Questo ritiro porterà all’indebolimento dei nodi di fissaggio, alla comparsa di fessure nelle pareti, alla deformazione del rivestimento e alla compromissione della tenuta dell’involucro edilizio. Ad esempio, il ritiro di un montante a telaio con sezione 50×150 mm, con una variazione di umidità dal 20% al 12%, può arrivare a 1-2 mm in larghezza, il che, con l’effetto cumulativo su una grande superficie di parete, diventa un problema significativo. Secondo la DSTU B V.2.6-XXX:201X ‘Strutture in legno. Disposizioni generali’, per il legno strutturale utilizzato in strutture chiuse, l’umidità raccomandata non deve superare il 15% ±3%.

Inoltre, un’umidità elevata crea un ambiente favorevole allo sviluppo di muffe e funghi, che degradano il legno e influiscono negativamente sul microclima interno. Questi agenti biologici iniziano a svilupparsi attivamente con un’umidità del legno superiore al 20% e una temperatura dell’aria compresa tra +5°C e +30°C. Pertanto, il controllo dell’umidità del legno non è solo garanzia di resistenza strutturale, ma anche un elemento importante per garantire una casa sana e duratura. È importante anche comprendere che il trattamento termico del legno, spesso utilizzato per aumentarne la stabilità e la resistenza biologica, richiede anch’esso un controllo dell’umidità in fase di montaggio, poiché anche il legno termotrattato può assorbire umidità, seppure in quantità minori.

In Ucraina, come in altri paesi, esistono requisiti normativi chiari per l’umidità del legno utilizzato nell’edilizia. Queste norme sono volte a garantire la stabilità, la durabilità e la sicurezza delle strutture. Il documento principale che regola questi aspetti è il DBN V.2.6-220:2017 ‘Coperture di edifici e opere’, oltre a numerose DSTU relative ai prodotti e alle strutture in legno.

Secondo i DBN vigenti, per gli elementi portanti delle strutture a telaio (montanti, travi di solaio, puntoni) l’umidità del legno al momento del montaggio non deve superare il 19% (per il legno di conifera) e il 15% (per le specie latifoglie). Questo valore è critico, poiché il superamento di questa soglia aumenta significativamente il rischio di deformazioni e riduzione della resistenza. Ad esempio, la riduzione dell’umidità del legno dal 20% al 12% può portare a un ritiro che, per elementi di parete lunghi 2,5 m, darà una riduzione complessiva dell’altezza di alcuni millimetri, allentando i collegamenti. Per i materiali di finitura interna montati sul telaio, i requisiti di umidità sono ancora più rigorosi – solitamente 8-12%, per evitarne la deformazione dopo il montaggio in ambienti riscaldati.

La specificità del clima ucraino, caratterizzato da condizioni temperato-continentali con inverni umidi ed estati secche, richiede un’attenzione particolare a questo aspetto. Ad esempio, nelle condizioni di umidità elevata delle regioni occidentali dell’Ucraina, il legno conservato senza un’adeguata protezione può assorbire rapidamente umidità, superando le norme ammissibili. Per questo motivo, i progetti del progettista strutturale prevedono sempre istruzioni chiare riguardo alle condizioni di stoccaggio e al controllo dell’umidità in cantiere. L’uso di legno non conforme a questi standard può portare a fessurazioni, deformazioni degli elementi e, di conseguenza, all’alterazione della geometria dell’intero edificio, oltre a perdite finanziarie significative per riparazioni e ricostruzioni.

È importante notare che il controllo dell’umidità non è un atto una tantum, ma un processo continuo che inizia dal momento della consegna del legno in cantiere e prosegue fino al completamento dei lavori. La documentazione che accompagna il legname deve contenere informazioni sull’umidità al momento della spedizione. Tuttavia, è obbligatorio un controllo ripetuto immediatamente prima del montaggio, per assicurarsi che le condizioni di stoccaggio non abbiano compromesso la qualità del materiale.

Un controllo preciso dell’umidità del legno in cantiere è garanzia di un montaggio riuscito delle strutture a telaio. Esistono due tipi principali di igrometri ampiamente utilizzati: resistivi (a contatto) e dielettrici (senza contatto). Entrambi i metodi hanno i propri vantaggi e particolarità di applicazione, il che permette di scegliere lo strumento ottimale in base alle condizioni specifiche e alla fase dei lavori.

Igrometri resistivi: Questi strumenti misurano la resistenza elettrica del legno, che varia in base al contenuto di umidità. Sono dotati di elettrodi appuntiti (sonde) che vengono inseriti nel legno. Il vantaggio degli igrometri resistivi consiste nella loro alta precisione, specialmente nella misurazione dell’umidità all’interno della massa del legno. Per ottenere dati affidabili, le sonde devono essere inserite a una profondità non inferiore a 1/4 dello spessore dell’elemento. Lo svantaggio è che lasciano piccoli fori nel legno, il che può essere inaccettabile per alcuni materiali di finitura. È importante calibrare lo strumento per la specie legnosa specifica, poiché la sua densità e struttura influenzano la conduttività elettrica. Lo standard ISO 13061-1 ‘Metodi di prova per la determinazione dell’umidità del legno’ regola queste procedure.

Igrometri dielettrici: Questi strumenti funzionano secondo il principio della variazione della costante dielettrica del legno, che correla anch’essa con la sua umidità. Sono senza contatto, cioè non danneggiano la superficie del materiale. Ciò li rende ideali per controlli rapidi su grandi volumi di legno o per misurare elementi già installati. Tuttavia, la loro precisione può essere inferiore rispetto agli strumenti resistivi, e sono sensibili all’umidità superficiale e alla presenza di inclusioni metalliche (chiodi, viti) nel legno. La profondità di penetrazione del segnale è solitamente fino a 20-30 mm, per cui la loro efficacia è limitata per la misurazione dell’umidità nel nucleo di travi spesse.

Regole di utilizzo: Indipendentemente dal tipo di igrometro, è importante rispettare alcune regole: effettuare le misurazioni in più punti su ogni elemento, evitare misurazioni vicino a nodi o fessure, dove l’umidità può essere disomogenea. Si raccomanda inoltre di misurare l’umidità su un campione rappresentativo del lotto di legno. Tutte le letture devono essere registrate, e il legno non conforme alle norme deve essere scartato o inviato a ulteriore essiccazione. Secondo il DBN V.2.6-220:2017, per i montanti a telaio si raccomanda di verificare l’umidità sul 3-5% degli elementi di ogni lotto, e per gli elementi portanti critici – sul 100%.

L’umidità del legno esercita un’influenza diretta e significativa sull’affidabilità e la durabilità dei nodi di fissaggio nelle case a telaio. Quando il legno si essicca, si ritira, mentre quando assorbe umidità si rigonfia. Queste variazioni dimensionali sono particolarmente pericolose per i collegamenti realizzati con elementi metallici, come chiodi, viti, bulloni, piastre forate e angolari. Se il legno ha un’umidità elevata al momento del montaggio e successivamente si essicca, i fissaggi metallici che erano stati fissati saldamente diventano meno efficaci.

Indebolimento dei collegamenti: Il ritiro del legno fa sì che i fissaggi metallici perdano la loro densità di contatto iniziale. Ciò può causare la comparsa di spazi vuoti tra gli elementi, l’allentamento del serraggio dei bulloni, la riduzione della forza di attrito per chiodi e viti. Ad esempio, gli studi dimostrano che con il ritiro del legno dovuto a una variazione di umidità dal 20% al 12%, la capacità portante dei collegamenti chiodati può diminuire del 15-25%, e quella delle viti del 10-20%. Ciò accade perché le fibre del legno che circondano il fissaggio si contraggono, lasciando l’elemento metallico meno saldamente serrato. Questo crea i presupposti per il gioco meccanico, scricchiolii e, cosa più importante, una riduzione della resistenza complessiva del telaio.

Comparsa di tensioni interne: Un’umidità eccessiva può causare l’effetto opposto in caso di ulteriore rigonfiamento del legno dovuto a un’elevata umidità atmosferica o a infiltrazioni locali. I fissaggi metallici, essendo rigidi, impediscono la naturale espansione del legno. Ciò provoca l’insorgenza di tensioni interne, che possono causare la fessurazione del legno attorno ai fissaggi, la deformazione degli stessi elementi metallici o la loro estrazione. Il ritiro e il rigonfiamento possono anche far sì che le viti autofilettanti, specialmente quelle con diametro o lunghezza insufficienti, possano “essere espulse” dal legno o allentare i fori. Questo è particolarmente evidente nei solai e nei tetti, dove i carichi sui collegamenti sono dinamici.

Corrosione dei fissaggi: Un’umidità elevata del legno favorisce anche la corrosione dei fissaggi metallici, specialmente se privi di un adeguato rivestimento anticorrosione. L’acqua contenuta nel legno funge da elettrolita, accelerando le reazioni chimiche. Ciò non solo riduce nel tempo la resistenza dei fissaggi, ma può anche causare una colorazione del legno attorno al metallo, il che rappresenta un problema estetico. Pertanto, la scelta di fissaggi zincati o in acciaio inossidabile, oltre all’uso di legno con umidità ottimale, è di importanza critica per la durabilità e la sicurezza della struttura a telaio.

Il mancato rispetto delle norme di umidità del legno nel montaggio delle strutture a telaio è una delle cause più comuni di difetti costruttivi. Nelle condizioni dell’Ucraina, dove gli standard tecnologici non vengono sempre rispettati, questi errori possono avere conseguenze particolarmente gravi.

1. Montaggio di legno appena tagliato: Questo è probabilmente l’errore più grossolano. Il legno appena tagliato ha un’umidità fino al 60-80%. Durante l’essiccazione si verificano deformazioni significative: incurvamento, torsione, fessurazione, oltre a un ritiro fino al 10% trasversalmente alle fibre. La conseguenza è l’allentamento del telaio, la comparsa di fessure tra gli elementi, la deformazione dei vani porta e finestra, la compromissione della tenuta delle pareti e della copertura. Per evitarlo: utilizzate sempre legno essiccato in camera o essiccato naturalmente, acclimatato alle condizioni del cantiere, con un’umidità non superiore al 19% per gli elementi portanti.

2. Stoccaggio inadeguato del legno in cantiere: Anche il legno secco può assorbire umidità se conservato in modo scorretto. Un errore tipico è accatastare il legno senza tettoia, senza distanziali o senza ventilazione sufficiente, specialmente su terreno umido. Ciò porta a un rapido assorbimento di umidità dal suolo e dalle precipitazioni. Per evitarlo: organizzate lo stoccaggio del legno sotto una tettoia affidabile, su supporti alti o pallet (non meno di 20 cm da terra), con distanziali obbligatori tra le file per la circolazione dell’aria. Avvolgete le cataste con una membrana impermeabile ma traspirante.

3. Assenza di controllo dell’umidità: Molti costruttori si affidano alla “stima a occhio” o ai certificati del fornitore, senza effettuare misurazioni proprie. Tuttavia, il certificato potrebbe non riflettere l’umidità reale dopo il trasporto o lo stoccaggio. Per evitarlo: investite obbligatoriamente in un igrometro di qualità (resistivo o dielettrico) ed effettuate misurazioni regolari prima del montaggio di ogni lotto di legno. Registrate i risultati. Ciò permetterà di individuare il problema prima che diventi una catastrofe. La norma DBN V.2.6-220:2017 indica chiaramente la necessità di controllare la qualità dei materiali.

4. Uso scorretto dei fissaggi: Quando si lavora con legno di umidità eccessiva o con gradi di umidità molto diversi, i fissaggi possono funzionare in modo inefficace. Ad esempio, l’uso eccessivo di chiodi al posto delle viti nel legno umido ne causerà l’allentamento durante l’essiccazione. Per evitarlo: utilizzate fissaggi progettati per strutture in legno, tenendo conto della specie legnosa e dell’umidità prevista. Evitate, ove possibile, collegamenti rigidi tra elementi con umidità molto diversa. Rispettate sempre le raccomandazioni del produttore dei fissaggi e la documentazione di progetto.

Una gestione efficace dell’umidità del legno in cantiere inizia molto prima del montaggio effettivo ed è fondamentale per prevenire i problemi. Le corrette misure preventive e il rispetto delle regole di stoccaggio garantiscono la conservazione delle proprietà ottimali del materiale, il che è di importanza critica per la durabilità della struttura.

1. Scelta e accettazione del legno: Ordinate sempre il legno da fornitori verificati che garantiscono l’essiccazione in camera fino al livello di umidità richiesto (solitamente 12-19% per gli elementi a telaio). Al momento dell’accettazione in cantiere, verificate obbligatoriamente la documentazione di accompagnamento (certificati di qualità, verbali di essiccazione) e, cosa più importante, effettuate un controllo a campione con l’igrometro. Valutate visivamente il materiale per l’assenza di macchie blu, muffa, fessure o segni di attacco da insetti. Scartate il legno non conforme agli standard DSTU o ai requisiti di progetto.

2. Organizzazione del deposito temporaneo: Il legno in cantiere deve essere conservato in condizioni che ne prevengano l’assorbimento di umidità. La soluzione ottimale è allestire una tettoia asciutta e ben ventilata o un deposito temporaneo. Il luogo di stoccaggio deve essere piano, garantire il deflusso dell’acqua ed essere lontano da fonti di umidità elevata (ad esempio, scavi aperti, calcestruzzo appena gettato). È importante che il legno non sia a contatto con il terreno. Utilizzate pallet o distanziali in legno che sollevino la catasta di almeno 20-30 cm da terra.

3. Accatastamento e ventilazione: Il legno deve essere disposto in cataste con l’uso obbligatorio di distanziali tra le file. Questi distanziali devono avere uno spessore uniforme (20-30 mm) ed essere posizionati esattamente uno sopra l’altro, per garantire una distribuzione uniforme del carico e la libera circolazione dell’aria. Ciò permette al legno di “respirare” e di acclimatarsi alle condizioni ambientali, raggiungendo gradualmente l’umidità di equilibrio. Lo strato superiore della catasta deve essere protetto dalle precipitazioni dirette e dai raggi solari con una pellicola o un telone impermeabile ma traspirante.

4. Acclimatazione del legno: Dopo la consegna in cantiere, al legno deve essere concesso del tempo per l’acclimatazione – il periodo durante il quale si adatta al regime termo-igrometrico del luogo di costruzione. A seconda delle condizioni climatiche e dell’umidità iniziale, questo periodo può variare da alcuni giorni a 1-2 settimane. Ciò è particolarmente importante per il legno trasportato da regioni con un clima diverso. Solo dopo l’acclimatazione e la conferma dell’umidità ottimale esso può essere utilizzato per il montaggio.

L’umidità del legno è un fattore indiretto, ma estremamente importante, che influisce sulla tenuta all’aria (ermeticità) delle pareti a telaio. La tenuta all’aria è la capacità dell’involucro edilizio di impedire il movimento incontrollato dell’aria attraverso le strutture. Si misura con l’indicatore n50 (coefficiente di ricambio d’aria alla differenza di pressione di 50 Pa), che per gli edifici moderni ad alta efficienza energetica, come quelli passivi o ZEB (Zero Energy Building), deve essere < 0,6 h⁻¹.

Impatto delle deformazioni sulla tenuta: Quando il legno utilizzato per il telaio ha un’umidità elevata al momento del montaggio e successivamente si essicca, si ritira. Questo ritiro provoca deformazioni degli elementi del telaio, che a loro volta creano fessure e spazi vuoti nei punti di giunzione, nonché tra il telaio e i materiali adiacenti (membrane, rivestimento, isolamento). Anche microfessure apparentemente insignificanti possono diventare vie per l’infiltrazione incontrollata di aria. Questo processo è noto come infiltrazione/esfiltrazione, e riduce drasticamente l’efficacia dell’isolamento termico e aumenta le perdite di energia per riscaldamento/raffrescamento.

Compromissione delle membrane freno vapore e antivento: Nelle pareti a telaio si utilizzano obbligatoriamente membrane freno vapore (sul lato interno) e membrane antivento (sul lato esterno), responsabili della tenuta e della gestione dell’umidità. Queste membrane sono fissate agli elementi in legno del telaio. Se il legno si deforma a causa della variazione di umidità, può stirare, danneggiare o strappare queste membrane, specialmente nei punti di fissaggio (graffe, nastri). Ciò crea fori e fessure attraverso cui l’aria penetra liberamente nella struttura, peggiorando significativamente l’indicatore n50. Ad esempio, una compromissione dell’integrità del freno vapore può portare alla condensa di umidità all’interno della parete, riducendo l’efficacia dell’isolante e favorendo lo sviluppo di muffa.

L’importanza delle pareti “traspiranti”: Per garantire una tenuta all’aria ottimale e l’efficacia del sistema di pareti “traspiranti”, è necessario che tutti gli strati della struttura siano stabili. L’umidità del legno del telaio influisce direttamente su questa stabilità. Un corretto controllo dell’umidità del legno permette di preservare l’integrità dell’involucro edilizio, garantire il funzionamento efficace degli strati traspiranti e raggiungere elevati valori di tenuta all’aria n50, che è lo standard per l’edilizia moderna ad alta efficienza energetica, in particolare in Europa secondo la EN 13829.

La costruzione di successo di una casa a telaio con umidità del legno ottimale richiede un approccio sistematico e globale, che copra tutte le fasi – dalla progettazione all’esercizio. Ignorare uno qualsiasi di questi passaggi può vanificare gli sforzi delle fasi precedenti e portare a conseguenze irreversibili.

1. Fase di progettazione: Già nella fase di progettazione è necessario stabilire i requisiti di qualità e umidità del legno, indicando gli intervalli ammissibili secondo i DBN. Occorre prevedere soluzioni costruttive che minimizzino l’impatto dell’umidità (ad esempio, sistemi efficaci di drenaggio dell’acqua, barriere freno vapore e impermeabilizzanti affidabili). Nella documentazione di progetto devono essere chiaramente definite le condizioni di stoccaggio e i metodi di controllo dell’umidità in cantiere, nonché le tolleranze per i collegamenti che tengano conto delle possibili, seppur minime, deformazioni del legno. Ad esempio, alcuni nodi possono prevedere collegamenti flottanti che compensano piccoli movimenti.

2. Scelta dei materiali: Nell’acquisto del legno, occorre dare la preferenza a produttori dotati di certificati di qualità e che rispettano gli standard di essiccazione. Scegliete legno che ha subito l’essiccazione in camera fino all’umidità di esercizio (12-19%). Per gli elementi esterni o quelli soggetti a condizioni di umidità variabile, si può considerare l’uso di legno termotrattato o di legno trattato con antisettici e idrofobizzanti, che ne riducono l’igroscopicità.

3. Controllo in cantiere: Il monitoraggio regolare dell’umidità del legno prima di ogni fase di montaggio è obbligatorio. Utilizzate igrometri professionali, verificate la calibrazione degli strumenti e tenete un registro delle misurazioni. Create condizioni adeguate per lo stoccaggio del legno, proteggendolo dalle precipitazioni atmosferiche, dall’umidità del terreno e dall’irraggiamento solare diretto. Anche l’acclimatazione del legno alle condizioni del cantiere prima del montaggio è di importanza critica.

4. Qualità dei lavori di montaggio: È importante che le squadre di montaggio siano formate sulle regole di lavorazione del legno, comprendano le conseguenze dell’uso di materiale umido e rispettino le schede tecnologiche. Ciò riguarda sia la corretta esecuzione dei nodi di fissaggio, sia il montaggio delle membrane freno vapore e antivento senza danneggiamenti. Anche garantire una ventilazione di qualità degli ambienti durante la costruzione aiuta a mantenere un’umidità ottimale.

5. Esercizio e monitoraggio: Anche dopo il completamento della costruzione, è importante mantenere un microclima ottimale negli ambienti, evitando un’umidità eccessiva. I sistemi di ventilazione con recupero di calore possono svolgere un ruolo chiave nella regolazione dell’umidità dell’aria, che influisce indirettamente sull’umidità del legno all’interno delle strutture. L’ispezione regolare delle strutture permetterà di individuare tempestivamente potenziali problemi legati all’umidità e di adottare misure correttive.