Prove e indagini su legno

Misure di umidità, prove Pilodyn, prove resistografiche, prove ultrasoniche, classificazione a vista degli elementi lignei, verifica di strutture lignee soggette ad incendio, verifiche di delaminazione, individuazione insetti xilofagi.

Le tipologie di prova ed indagine nel seguito elencate consentono di valutare lo stato di conservazione e di stimare la resistenza e la capacità prestazionale degli elementi in legno. La pianificazione della tipologia e della numerosità delle indagini viene effettuata in seguito ad una accurata indagine visiva, la quale permette di individuare le zone più sollecitate, le sezioni critiche e la presenza, la posizione e l’estensione dei difetti, oltre alla geometria degli elementi e gli schemi statici della struttura.

 

PROVE MEDIANTE PILODYN

Le prove mediante Pilodyn consentono di valutare localmente e globalmente la consistenza della matrice legnosa, permettendo di stimarne, attraverso opportune correlazione, la densità (media o caratteristica).
Il principio di funzionamento è quello che prevede l’infissione nella matrice legnosa di un punzone (forma cilindrica – diametro pari a 2,5mm) ad energia costante (6 Joule = 6Nm), misurandone la profondità di penetrazione in millimetri.
Sulla base dei dati misurati viene stimata la densità del materiale legnoso attraverso diverse correlazioni da letteratura, coadiuvando così l’individuazione della specie legnosa di appartenenza degli elementi oggetto di indagine.

 

PROVE RESISTOGRAFICHE

Le prove resistografiche permettono di rilevare le variazioni di densità all’interno degli elementi lignei, fornendo importanti indicazioni sulle caratteristiche del legno ed evidenziando la presenza di difetti, anomalie ed alterazioni, marcescenze, cavità, nodi.
Il principio di funzionamento è quello di un trapano strumentato in grado di registrare la resistenza opposta dal legno all’ingresso di una apposita punta, con estremità di diametro 3mm e stelo più sottile, dotata di un movimento combinato di rotazione ed avanzamento a velocità costante preselezionabile in relazione alla densità del legno da esaminare. Si ottiene così una misura della resistenza alla penetrazione,  funzione della profondità, che è correlabile alla densità del legno indagato.

 

MISURE DI UMIDITA’

Negli elementi oggetto di indagine le prove vengono sempre supportate dalla misurazione dell’umidità a mezzo di termoigrometro per legno.
Viene utilizzato allo scopo uno strumento specificatamente dedicato alle misurazioni su legno in virtù della memorizzazione al suo interno di curve di correzione e calibrazione delle misurazioni sulla base della specie legnosa. In particolare i dati di calibrazione sono basati sull”esecuzione di test standardizzati su provini la cui umidità viene controllata in forno in un range compreso tra il 7% e la saturazione. Lo strumento è calibrato per prove condotte ad una temperatura di 20°. L’utilizzo dello strumento con la sonda di temperatura permette una correzione immediata, eseguita in background dallo strumento stesso, del valore di umidità misurato, per ottenere valori di umidità automaticamente corretti in temperatura (ATC).
Le misurazioni di umidità permettono di stimare il rischio di attacco biologico sugli elementi indagati: come ampiamente documentato in letteratura il rischio biologico (attacchi di fungini, insetti o batteri) dipende essenzialmente dal contenuto di umidità del legno.

 

CLASSIFICAZIONE A VISTA DEGLI ELEMENTI LIGNEI 

La classificazione a vista permette di stimare la resistenza e la rigidezza degli elementi lignei di nuova produzione o esistenti, catalogandoli in classi di resistenza con riferimento ed in accordo con le rispettive norme di settore.
Tale classificazione si basa sulla valutazione dei difetti presenti sulle facce ispezionabili; in particolare vengono analizzati gli smussi, la dimensione dei nodi (e dei gruppi di nodi), l’inclinazione della fibratura, la presenza di fessurazioni da ritiro o di lesioni varie.

La classificazione può essere applicata anche a manufatti lignei in opera mediante ispezioni in sito, sovente richieste nell’ambito dei beni culturali. Tale sistema di classificazione, di fatto condizionato dall’accessibilità visiva di tutte le facce degli elementi (superfici laterali e testate) prevede l’attribuzione di ciascun elemento strutturale o di ciascuna zona critica del singolo elemento (concetto di “zona critica” per elementi in sito) ad una particolare “categoria in opera”, alla quale corrispondono determinate caratteristiche di resistenza in funzione della specie legnosa.

 

VERIFICA DI DELAMINAZIONE DI ELEMENTI IN LEGNO INCOLLATO

Si intende per “delaminazione” una “separazione degli strati di elementi legnosi incollati tra loro dovuta sia a mancanza o perdita di adesione all’interfaccia, sia a perdita di coesione all’interno dello strato di adesivo o di uno degli aderendi”. Questa perdita di adesione coincide con una assenza di resistenza meccanica, la quale influisce negativamente sulla capacità portante strutturale del manufatto. E’ per questo motivo che l’individuazione e la quantificazione delle delaminazioni è di fondamentale importanza per stimare di quanto si sia ridotta la capacità portante delle travi.

Attraverso il rilievo fotogrammetrico delle superfici degli elementi in legno incollato e l’affondamento di appositi spessimetri all’interno dei rispettivi giunti di colla è possibile individuare il tasso di delaminazione degli elementi stessi. La rendicontazione di dette indagini avviene mediante mappatura delle profondità di delaminazione rilevate.

 

INDAGINI ULTRASONICHE

Le indagini ultrasoniche su legno prevedono l’immissione di impulsi sonori a mezzo di sonde ultrasoniche con frequenze comprese tra i 20 e i 70kHz. Sulla base del tempo di volo misurato per detti impulsi e della misurazione della distanza tra le sonde è possibile dedurre la velocità apparente di trasmissione, attraverso la cui mappatura è possibile stimare la densità della matrice legnosa e individuare eventuali anomalie interne.

 

INDIVIDUAZIONE PER AUSCULTAZIONE DI INSETTI XILOFAGI

L’indagine prevede l’auscultazione dell’elemento ligneo a mezzo di stazione microfonica ad altissima sensibilità; è possibile in tal caso individuare la presenza di attacco in corso da parte di insetti xilofagi, pianificandone gli opportuni interventi di contrasto.

 

VERIFICA DI STRUTTURE LIGNEE SOGGETTE A INCENDIO

L’indagine prevede la valutazione della profondità di carbonizzazione a seguito di incendio, mediante l’applicazione congiunta di alcune delle tecniche precedentemente descritte. E’ possibile, a seconda delle richieste del Committente, individuare il danneggiamento in sezioni ben definite dell’elemento incendiato ovvero procedere a verifiche sezione per sezione con un certo passo lungo il suo asse.

 

 

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