Riassunto esame "Laboratorio di tecnologia per il design", prof Firrone, libro consigliato "Legno: tradizione e innovazione e slide", Firrone

Legno: tradizione e innovazione

Capitolo 1

Il legno è la parte solida del fusto, dei rami e delle radici degli alberi e degli arbusti. È formato da: 40/50% di cellulosa, 20/30% lignina e il restante 20/30% da altre sostanze (carboidrati, grassi, tannini, sali minerali e resine).

È un tessuto vegetale, quindi permette alle piante verdi di produrre nuova sostanza organica. Come viene prodotto questo tessuto? Dalla fotosintesi e da reazioni chimiche mediante l’uso di energia solare e sostanze contenute nel terreno (CO₂, H₂O e Sali minerali).

Se dovessimo tagliare trasversalmente il fusto di un albero, vi troviamo anelli concentrici col compito di: protezione, sostegno, trasporto di sostanze nutritive, deposito e secrezione.

• Corteccia: protezione dagli sbalzi di temperatura, umidità, aggressioni da parte di uomini, animali e sostanze inquinanti.
• Libro: trasporto di linfa che dalle foglie scende alle radici.
• Cambio: determina il processo di crescita dell’albero in quanto le sue cellule elaborano i tessuti che deformano gli strati di accrescimento verso l’interno (alburno e durame) e l’esterno (nuovo libro).
• Alburno: più chiaro del durame, è la parte viva del legno. È composto da fibre e vasi che trasportano la linfa grezza (soluzione organica composta da acqua e Sali minerali) dalle radici alle foglie per permettere la fotosintesi clorofilliana; è umido, quindi è facile preda di funghi e insetti perché è un habitat ideale per la proliferazione.
• Durame: parte vecchia del legno; compatto e resistente; usato per costruire manufatti che richiedono un buon comportamento a sollecitazioni meccaniche e durabilità; vi sono depositati i tannini, resine, sostanze amidacee e coloranti.
• Midollo: parte centrale del fusto; la dimensione varia da specie a specie.
• Raggi midollari: sono cellule disposte radialmente che distribuiscono le sostanze nutritive in tutte le parti del tronco.

Studiando tale sezione trasversale, e in particolare gli anelli di accrescimento, possiamo conoscere la storia dell’albero. Nel IV secolo a.C. Teofrasto osserva la sezione di un tronco; nel I secolo a.C. Lucio Calunella descrive tali parti nel De re rustica; Leonardo da Vinci deduce che si può stabilire l’età dal numero di anelli e dal loro spessore si può risalire al clima di un determinato periodo; A.E. Douglass fonda la dendrocronologia, metodo che permette di stabilire la datazione di fenomeni meteorologici attraverso lo studio degli accrescimenti annuali degli alberi.

Gli alberi sono fondamentali per gli ecosistemi in quanto da essi dipendono il ciclo dell’acqua e della vita, l’equilibrio del clima e della sopravvivenza delle specie animali.

Detto Indios: “Gli alberi sono le braccia che sorreggono il cielo e quando avremo tagliato l’ultimo albero il cielo ci cadrà addosso”.

Gli indigeni africani sono convinti che l’albero sia l’origine del mondo e che il pianeta ne sia dipendente. In effetti l’albero fu il principale nutrimento dei popoli primitivi, e veniva usata ogni sua parte:

• Corteccia: per conciare le pelli.
• Resina delle conifere: profumo, colla (colofonia, pece).
• Fibre: cordami.
• Cenere: vetro, bucato, per arricchire i terreni coltivati di Sali minerali.

Alcuni esempi:

• Artocarpus (pane – frutto): nelle isole dell’oceano Pacifico. I frutti vengono schiacciati, avvolti nelle foglie e cotti sulle pietre roventi.
• Baobab: i cui frutti sono ricchi di amido e vengono usati al posto del pane.
• Borasso, palma africana: germogli: legumi commestibili, anche la polpa del frutto e i semi sono ricchi di amido.
• Linfa: si estrae zucchero per trasformarlo in una bevanda alcolica.
• Noccioli e scorza dei semi: oggetti artigianali.
• Foglie e parti fibrose: stuoie, ceste, scope, corde e reti.

Esistono 40.000 tipi di legno, di cui 600 sono in commercio. La principale fonte, ovviamente, sono le foreste, ma ormai ne sono sopravvissute solo 1/5 rispetto alle originali.

Le minacce principali sono l’attività mineraria e agricola e l’industria, che devasta le opere interessate e stermina i popoli che li abitano.

La foresta amazzonica (polmone verde) ha un volume di legname pari a 60 miliardi di m³. Secondo Greenpeace nel 2008 sono stati distrutti 700 mila km², e il WWF afferma che di questo passo entro il 2030 il 55% delle foreste verrà distrutto.

Le foreste dell’America meridionale sono state da sempre setacciate per risorse pregiate come il mogano.

Cause disboscamento:

• Espansione dell’allevamento bovino.
• 80% della produzione del legno è illegale, questo data la scarsità di controlli (es. in Birmania l’1% è protetto, vi è inoltre un contrabbando del Teak che provoca la morte di molti elefanti, obbligati a lavorare per sradicare tale albero al suolo).
• L’attività legale usa tecniche obsolete e inadeguate che ne provocano lo spreco (es. ad Haiti sono passati dal 70% al 2% del legno. Dopo il taglio dell’albero, bruciano le foreste, provocando una distesa di argilla secca e le piogge torrenziali provocano il dilavamento del terreno, cioè frane).
• La produzione di carburanti ottenuti da biomasse.

Borneo: disboscamento per far posto alla palma d’olio per avere biocarburante, prodotti alimentari e creme di bellezza.

Kuala Cenaku (2008, Indonesia): 1,5 milioni di ettari abbattuti e bruciati. Le rese energetiche, però, sono contrastanti: 1 tonnellata di olio grezzo di palma equivale a 33 tonnellate di CO₂.

L’inquinamento causa problemi all’atmosfera, al suolo e all’acqua (es. polveri sottili: si legano ad altre particelle e possono essere facilmente trasportate dal vento).

La causa dell’inquinamento è il continuo crescere dell’urbanizzazione. Spesso incidenti di particolare gravità: Chernobyl, 1968. Mesi dopo venne abbattuto un bosco di pino che divenne rosso a causa dei radionuclotidi caduti su di esso, gli alberi vennero poi sotterrati e l’acqua venne inquinata.

Le sostanze inquinanti più pericolose nell’atmosfera sono: l’ossido di carbonio, il CO₂ e l’anidride solforosa. Quest’ultimo è il gas più nocivo e ve ne è un’alta concentrazione soprattutto dove si usano combustibili come carbone o minerali (altiforni o fabbriche). Quando questo ossida diventa anidride solforica e se vi si aggiunge H₂O acido solforico che cade sul suolo come pioggia acida.

Le piante assorbono tali gas attraverso gli stomi, le polveri e si depositano sulle foglie/suolo e ne alterano la struttura. Tale assorbimento viene favorito da fattori esterni (stimolano l’attività vegetativa, umidità, illuminazione, acqua del suolo) e caratteristiche fisiche (quantità di stomi, ampiezza spazi intercellulari).

Come sappiamo se una pianta è avvelenata? Dalla riduzione di clorofilla, dal rallentamento dell’accrescimento, portando la pianta alla morte.

A causa dello sviluppo, abbiamo perso i valori e la sacralità dell’albero. Ciò avvenne in Italia già in età medievale con la diminuzione dei controlli sulle foreste regie e comunitarie e con una sempre crescente attività di disboscamento e dissodamento del terreno.

Per garantire un futuro al pianeta bisogna attuare provvedimenti immediati da parte di tutti (produttori, legislatori, mercanti).

Commissione Brutland 1987, caposaldo del dibattito sulla gestione delle foreste. Accordi internazionali: convenzione sulla biodiversità; obiettivo 2000; programma di azione per le foreste.

Alcune compagnie dell’industria del legname operano sulla base di certificazioni di impatto ambientale:

• Greenpeace: FSC (consiglio per la gestione forestale sostenibile). È un’organizzazione mondiale che promuove una gestione corretta e responsabile (ecologica, economica e socialmente compatibile). Lo standard di certificazione viene rilasciato a foreste e aziende che rispettano i principi e i criteri stabili dell’organizzazione (18 milioni di ettari certificati in 30 paesi certificati). Un prodotto ligneo è certificato solo se proviene da una foresta FSC (lo si può scoprire tramite una catena di custodia). Tutela anche la popolazione indigena. In Italia aumenta il consumo di legno locale (pino, abete, pioppo, ontano e robinia). Greenpeace ha pubblicato la “Guida alla scelta del legno”, una raccolta di schede informative sulle assenze più diffuse e commercializzate. Serve per agevolare la scelta del legname anche dal punto di vista ecologico (ogni legno è contrassegnato da una luce, come un semaforo, che ne indica il rischio di estinzione).
• ISO 14.000
• EMAS
• PEFC

Utile a tale causa è anche la scelta del legno per i propri mobili, cercando di evitare specie in via di estinzione (come l’iroko, doussè, teak e wengè) ma usare legni locali come il castagno, rovere e frassino.

Un esempio di albero in via di estinzione è il Merbau, dell’Africa occidentale. È un albero a crescita lenta, purtroppo molto richiesto per il parquet, spesso soggetto al taglio illegale e il contrabbando.

Capitolo 2

Studiando la storia dell’uomo, studiamo anche il suo modo di adattarsi all’ambiente circostante. Tra le risorse naturali usate dall’Homo Habilis (2 milioni di anni fa) i materiali vegetali e lapidei avevano grande importanza nella sua sopravvivenza. Da quel momento in poi la storia del legno si è evoluto di pari passo con quella dell’uomo, in quanto inestimabile fonte di calore e materia prima.

I paleontologi, però, hanno chiamato tale periodo “età della pietra” e non del legno perché questo, nonostante la sua utilità, nel corso del tempo non ha lasciato tracce.

Guglielmo Giordano: in certi casi il legno non può essere sostituito date alcune peculiari caratteristiche:

• Elasticità: capacità di deformarsi sotto l’azione di forze esterne e di riprendere (in tutto o in parte) la forma al cessare della forza.
• Versatilità: attitudine a volgersi in direzioni diverse.
• Rigenerabilità: può essere rigenerato (è una pianta).
• Resistenza meccanica: è una proprietà meccanica che indica il massimo sforzo che un materiale è in grado di sopportare prima che sopraggiunga la sua rottura.
• Basso grado di conduttività termica: la conduttività termina è il rapporto (in condizione stazionaria) fra il flusso di calore e il gradiente di temperatura che provoca il passaggio di calore.
• Neutralità ai campi magnetici: i campi magnetici sono campi vettoriale solenoidali generati nello spazio dal moto di una carica elettrica.
• Permeabilità ai raggi cosmici: i raggi cosmici sono particelle energetiche provenienti dallo spazio esterno.
• Igroscopicità: capacità di una sostanza di assorbire acqua allo stato di vapore o di combinarsi con essa.
• Biodegradabilità e riciclabilità

Quinto millennio a.C., Mesopotamia: prima ruota, composta da 3 tavole di legno sagomate, unite da un asse trasversale in legno. 2000 a.C. prima dell’avvento della ruota con i raggi.

Macchine da guerra in legno:

• Ariete: grossa trave portata a braccia con le quali soldati martellavano le mura fino a demolirle. Successivamente si ha un’evoluzione: sospendevano la trave ad un tronco verticale e la facevano oscillare avanti e indietro.
• Torre mobile: alta struttura in legno a più piani, montata su ruote.
• Con Leonardo da Vinci abbiamo lo sviluppo dell’ingegneria militare (carro armato, catapulte) e dell’imbarcazione (zattere, canoe, navi).
• I Fenici usavano il legno come imballaggio.

Il legno viene tutt’ora usato per il trasporto sia in forma di pellet, gabbia o cassoni per spostamenti via mare, aria e terra.

Il legno

Fibratura: è la direzione prevalente lungo la quale sono disposte le fibre (sezione longitudinale). Può essere: dritta, inclinata, derivata, elicoidale, intrecciata, incrociata, ondulata o irregolare.

Vibratura: è l’alternanza della zona chiara e quella scura negli anelli di accrescimento (sezione longitudinale di alcune specie).

Per migliorare le caratteristiche/eliminare i difetti, vengono usati impregnanti e vernici sintetiche che presentano componenti tossici. L’impregnazione permette la protezione del legno da parte di animali, dall’uomo e dall’atmosfera. È una tecnica che prevede l’immersione del legno in vasche contenenti sostanze chimiche (catrame, cloruro di rame, cloruro di zinco) che hanno lo scopo di neutralizzare i parassiti.

Danni provocati da agenti atmosferici:

• Il vento provoca: la cipollatura (distacco tra due anelli annuali), lunatura (doppio alburno) e canastro (le pareti cellulari sono spesse e più lignificate).
• Gelo: screpolature longitudinali (hanno direzione radiale ma con il verso dall’esterno verso l’interno).
• Cattiva stagionatura ed errori di lavorazione: imbarcamenti (tendenza a curvarsi a causa della variazione di temperatura o dell’umidità. Perdita di planarità).
• Nodi Morti: si formano a seguito della caduta naturale di un ramo che, privo della protezione della corteccia, si presta facilmente all’attacco di funghi e batteri. Il nodo si stanca e creano una zona vuota. Un nodo è vivo quando è completamente aderente al legno del tronco e presenta un colore più scuro.

Una maschera di sicurezza è un documento legale in cui vengono elencati tutti i pericoli per la salute dell’uomo e dell’ambiente di un prodotto chimico. I venditori devono sempre averne una copia.

• Identificazione del prodotto e della società: nome commerciale; colore; codice commerciale; tipo di prodotto e di impiego; fornitore; numero telefonico di chiamata urgente della società e/o di un organismo ufficiale di consultazione.
• Composizione/ informazioni sugli ingredienti: sostanze contenute pericolose per la salute ai sensi della direttiva 67/548/CEE e successivi adeguamenti o per le quali esistono limiti di esposizione riconosciuti.

Trattamenti alternativi

• Borace: sale naturale, atossico, inodore; va sciolto in acqua; applicabile con pennello/ a spruzzo/ per immersione; ostacolano lo sviluppo di muffe e insetti xilofagi; migliorano la resistenza al fuoco.
• Potassa: carbonato di potassio, composto solido, bianco, inodore; alto potere corrosivo; produzione di detersivi e saponi; si produce chimicamente; potere ignifugo.
• Allume: solfato doppio di alluminio e potassio; ignifugo; usato dagli antichi greci e romani.
• Calce: bagni con acqua di calce; aumenta la durabilità; il legno viene immerso per una settimana.
• Sovradimensionamento delle strutture: il fuoco provoca sulla superficie del legno uno strato di carbonizzazione che rallenta il processo di combustione della parte interna.
• Vernici naturali oleose: l’olio funge da solvente; conferisce elasticità, compattezza e resistenza al clima; la resina apporta durezza e brillantezza.

Olio di Lino: si ottiene dalla spremitura di semi di lino; conferisce elasticità, durevolezza e traspirabilità; impedisce il passaggio dell’acqua e lo scambio di umidità; prodotto in Europa, India e Cina. L’olio di lino cotto aumenta la resistenza in ambienti esterni ma è facilmente attaccabile dai funghi.

Linoleum: brevettato da Frederick Walton nel 1863; è a base di olio di semi di lino + farina di legno e farina di sughero + resine naturali + carbonato di calcio + pigmenti colorati; il prodotto è commercializzato in teli di 2m di altezza, 20-30m di lunghezza e dai 2 ai 5m di spessore.

Cera Carnauba: impiegato a caldo per la lucidatura di pavimenti in legno/ sughero/ mattoni; si realizzano film protettivi resistenti e facili da lucidare; è anche un agente lucidante dell’industria alimentare; un ingrediente di creme e rossetti nell’industria cosmetica; un rivestimento per pastiglie e capsule nell’industria farmaceutica; la sua sigla è E903.

Cera Candelilla: purificata; ottenuta dalla bollitura delle foglie di euphorbia cerifera con acqua e acido solforico.

Cera d’api: fabbricazione dell’encausto (sostanza pastosa ottenuta sciogliendo la cera in essenza di trementina, usata per lucidare pavimenti e mobili); spesso in commercio adulterata con sostanze di sintesi.

Trementina vegetale: deoresina fluida, chiara; si ottiene dall’incisione degli alberi appartenenti alle conifere (pianta col fusto eretto, molto ramificato, foglie aghiformi); elevata solubilità nei solventi organici e nell’alcol; si estraggono l’essenza trementina/acqua raggia (liquido ottenuto per distillazione della trementina. È usata come solvente nella industria di vernici e pitture), colofonia e oli essenziali.

Gommalacca: impiegata da 4000 anni; conosciuta in occidente nel 1600 ma usata dall’800 in poi; commestibile, è un additivo alimentare con la sigla E904; lucidante per pillole e dolci e come rivestimento della frutta per rallentare il deperimento dopo la raccolta.

Lacca: ricavata dalla resina degli alberi della lacca (Cina, Giappone, Cambogia); dà un rivestimento protettivo; il suo principio attivo (urushiol) conferisce rigidezza, durevolezza e resistenza all’acqua, acidi, alcali e all’abrasione; viene aggiunta la polvere del cinabro, gli conferisce il rosso vermiglio, cioè la componente di base per la fabbricazione di lacca rossa.

Produzione di oggetti ed elementi di arredo

Nella storia dell’arredamento, il legno è stato il materiale preferito. I primi e più importanti riferimenti della storia del mobile risalgono all'Antico Egitto.