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Autore/i: Fritz Bächle, Peter Niemz (ETH Zürich)
Redazione: WSL, Svizzera
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Trattamento termico del legno

Le modifiche del legno negli ultimi anni sono divenuto sempre più importante. I metodi più utilizzati sono il trattamento termico e la vaporizzazione. Entrambi i metodi modificano in modo significativo il colore del legno e attualmente sono spesso utilizzati per questo scopo. Nel trattamento termico ad alta temperatura pure altre proprietà del legno.

Haus mit Fassade aus thermisch vergütetem Holz
Abb. 1 - Facciata di una casa realizzata con legno trattato termicamente, due anni dopo la posa.
 
Innenausbau
Abb. 2 - Impiego di pino trattato termicamente per rivestimenti interni.
 
Foto: Balz Holz AG

I fondamenti del trattamento termico ad alta temperatura sono stati sviluppati alcuni decenni fa. I primi lavori risalgono già al 1937 negli Stati Uniti. Negli anni '70 del secolo scorso, furono poi avviate diverse ricerche in questo campo. Da citare sono soprattutto gli studi di Burmester (1973, 1975), che ha sviluppato il metodo FWD di trattamento tramite umidità-calore-pressione adottato per stabilizzare le dimensioni di pannelli truciolari.

Nel trattamento termico ad alta temperatura (eseguito a temperature tra i 170 e i 250° C) il colore del legno diviene palesemente più scuro. I livelli di equilibrio dell’umidità e il rigonfiamento del legno diminuiscono, riducendo le proprietà meccaniche del legno stesso, ma accrescendo la resistenza contro gli attacchi fungini. Tanto più intenso è il trattamento, tanto più scuro diverrà il legno.

Il trattamento termico ad alta temperatura trasforma la struttura del legno a livello chimico, causando, a dipendenza dei parametri del trattamento, cambiamenti importanti nelle proprietà fisiche e chimico-fisicali. In particolare la percentuale emicellulosa viene notevolmente ridotta.

Il trattamento termico ad alta temperatura è oggi utilizzato sia per migliorare la resistenza del legno contro gli attacchi dei funghi, che per modificare il suo colore allo scopo di ottenere delle tonalità più scure, attualmente richieste dal mercato. I colori scuri sono infatti disponibili piuttosto raramente nelle essenze legnose europee. Le principali applicazioni del legno trattato termicamente si trovano nei settori dei pavimenti e dell'arredamento. Anche la vaporizzazione (con temperature di circa 100 °C e umidità elevate) viene utilizzata per ottenere un colore diverso e più uniforme. Un esempio assai noto è quello del faggio evaporato.

I seguenti due articoli in lungua tedesca informano sulle proprietà di legname trattato termico eseguito industrialmente con il metodo cosiddetto "dell’autoclave", che opera con il calore e la pressione:

 Grazie al trattamento termico ad alta temperatura (compresa tra 170 e i 250° C) oltre al colore vengono modificate altre proprietà del legno, come il comportamento nel ritiro e rigonfiamento, oltre alla resistenza meccanica. Con la vaporizzazione (con temperature di circa 100° C ed elevate umidità), si modificano invece principalmente le sfumature di colore, senza per questo cambiare le altre caratteristiche del legno.

Buche mit Rotkern Esche mit Braunkern
Abb. 3 - Legno di faggio con cuore rosso. Sinistra: non trattato; a metà: livello 2, a destra livello 3. Abb. 4 - Frassino con il cuore bruno. A sinistra non trattato; al centro livello 2; a destra livello3.
   

Riassunto breve

  • Latifoglie
    Il trattamento termico porta a significativi cambiamenti nelle proprietà. Con un’intensità crescente del trattamento termico il colore del legno diviene sempre più scuro. La variabilità naturale nel colore del legno di faggio e di frassino si riducono. Questo determina un significativo aumento del valore aggiunto.
    L’umidità minima che possiede il legno in equilibrio per garantire la stabilità dimensionale (misurabile tramite i rigonfiamenti e i ritiri naturali) raddoppia con l'aumentare dell'intensità del trattamento, rispetto al legno non trattato. Il modulo di elasticità (E modul) diminuisce leggermente mentre la resistenza meccanica si riduce più significativamente. Le tendenze circa il modulo E e la resistenza non sono comunque sempre omogenee. Probabilmente si ha piuttosto una sovrapposizione delle caratteristiche del materiale legnoso trattato e non trattato. Infatti negli studi non è sempre stato possibile utilizzare campioni di legno che nel tronco erano adiacenti. Il valore del pH del legno diminuisce con il trattamento termico. Pure quest'ultima tendenza è correlata con la riduzione dell’umidità di equilibrio.

  • Conifere
    A seguito del trattamento termico il legno delle conifere esaminate è divenuto chiaramente più scuro. Il colore può essere variato secondo una gamma piuttosto ampia, cambiando l’intensità del trattamento (contenuto di ossigeno, pressione, temperatura, tempo di esposizione). Tra il legno del cuore (durame) e l’alburno è possibile ottenere una maggiore omogeneità del colore.
    L’umidità di equilibrio e il rigonfiamento diminuiscono rispetto al legno non trattato tra il 50 e il 60%. La velocità di diffusione del suono nel legno non mostra nessuna tendenza evidente. Il modulo dell’elasticità E diminuisce con l'aumentare dell'intensità del trattamento. La resistenza alla flessione viene per contro notevolmente ridotta, anche se la caduta è inferiore rispetto a quella registrata nel legno delle latifoglie. Il valore del pH diminuisce a seguito del trattamento termico, che riduce pure significativamente la quantità di emicellulosa, mentre il contenuto di cellulosa rimane costante.

Informazioni

  • Peter Niemz
    ETH Zürich
    Institut für Baustoffe (IfB)
    Stefano-Franscini-Platz 3
    CH-8093 Zürich
    Tel: +41 44 632 32 30
    e-mail: niemzp @ retired.ethz.ch

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