Per comprendere le qualità delle degli infissi e delle finestre in legno è utile analizzare le caratteristiche di questo particolare materiale.
Il legno è un materiale poroso con una elevata quantità di pori (dal 50 al 60% a seconda del tipo di legno).
Questo sistema costituito prevalentemente da cavità, come tutti i materiali porosi, assorbe vapore acqueo dall’aria circostante e può imbeversi, per capillarità, di acqua o di altri liquidi (come ad es. le soluzioni di sostanze protettive del legno, che vengono facilmente assorbite e contribuiscono a garantire la durata del materiale).
L’umidità del legno ne influenza tutte le caratteristiche fisiche, meccaniche e tecnologiche.
Il legno è un materiale molto durevole, basti pensare che ci sono pervenuti oggetti perfettamente conservati da civiltà antiche, come gli antichi Romani (naturalmente grazie ad una favorevole serie di circostanze che li ha protetti dall’azione di agenti esterni).
I nemici del legno sono l’umidità e gli organismi esterni: il legno è facilmente attaccabile sia da organismi vegetali (come le muffe, che ne provocano la putrefazione), che da organismi animali (come le termiti ed il tarlo).
Tra i legni più durevoli, si ricordano il noce, l’abete rosso, il cedro e il mogano: essi sono relativamente resistenti alle termiti, grazie alla presenza di resine o di altre sostanze aromatiche prodotte naturalmente.
Caratteristiche termiche
Per valutare la capacità termica isolante di un elemento costruttivo risulta di particolare importanza la Conduttività termica λ (*).
A causa della sua elevata percentuale di pori, il legno è un cattivo conduttore di calore. Il materiale legno è costituito da sostanza legnosa, acqua ed aria.
Per legno con un contenuto di umidità di circa il 20%, la conduttività termica è circa 15 volte più piccola che nel calcestruzzo armato e circa 10 volte più piccolo di quello normale (non armato).
Caratteristiche elettriche. Le grandezze caratteristiche sono:
- resistenza elettrica R = resistenza che il legno oppone al passaggio di corrente elettrica;
- conducibilità elettrica G = capacità di un materiale a lasciarsi attraversare da corrente elettrica. È l’inverso della resistenza elettrica.
La resistenza e la conducibilità elettriche del legno dipendono dai seguenti parametri:
- Umidità
Il legno allo stato anidro è un buon isolante. All’aumentare del contenuto di umidità, diminuisce la resistenza elettrica molto rapidamente tendendo, in condizioni di saturazione delle pareti cellulari, a raggiungere asintoticamente all’incirca il valore dell’acqua. Per umidità 5 ≤ u ≤ 22% il logaritmo della resistenza elettrica è pressoché funzione lineare dell’umidità del legno. Questa dipendenza viene sfruttata per la misurazione elettrica dell’umidità del legno con apparecchi che determinano la resistenza elettrica.
- Temperatura
All’aumentare della temperatura, la resistenza elettrica diminuisce notevolmente. Nei metodi di misurazione elettrica dell’umidità è necessario, quindi, un fattore correttivo dovuto alla temperatura.
- Massa volumica, struttura del legno, specie legnosa
A causa delle differenti masse volumiche e delle diverse sostanze contenute nel legno, l’appartenenza ad una determinata specie legnosa influenza fortemente la resistenza e la conducibilità elettriche del legno.
- Caratteristiche acustiche
Le caratteristiche acustiche del legno ne consentono l’impiego in diversi campi d’applicazione. Questo importante materiale può ad esempio essere utilizzato nelle costruzioni edili per utilizzi specifici (sale acustiche, sale da concerto, ecc.) e negli strumenti musicali.
- Caratteristiche meccaniche del legno
La microstruttura e la macrostruttura del legno influenzano in modo determinante le sue proprietà meccaniche. Le cellule, infatti, sono allineate lungo una direzione preferenziale parallela all’asse del tronco. Queste cellule, paragonate a cilindretti molto allungati con discrete proprietà meccaniche, sono tenute assieme nella direzione trasversale da sostanze polimeriche con scadenti doti di resistenza e rigidità. La situazione è ulteriormente complicata dall’alternarsi di strati di cellule con pareti di differente spessore (legno primaticcio e tardivo).
Il legno, dunque, possiede proprietà meccaniche uniche e indipendenti lungo tre assi perpendicolari tra loro.
L’asse longitudinale (L) è parallelo alla fibratura, quello radiale (R) è perpendicolare agli anelli di accrescimento (e quindi perpendicolare alla fibratura nella direzione radiale), quello tangenziale (T) è anch’esso perpendicolare alla fibratura, ma è tangente nei confronti degli anelli di accrescimento.
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