Le proprietà meccaniche del legno sono legate alla sua resistenza, ovvero alla capacità di resistere all’azione di forze o sollecitazioni esterne come pressioni, urti e trazioni.
L’impiego di questo materiale, allo stato grezzo o semilavorato, è ampiamente diffuso nelle costruzioni civili e navali, in opere di falegnameria, nell’industria di produzione della carta e in attività artistiche come la scultura e l’ebanisteria e dipende soprattutto dalle sue caratteristiche principali, come la combustibilità, la leggerezza, la reperibilità, la durevolezza e la lavorabilità.
Per comprendere al meglio pregi e difetti dei vari tipi di legno esistenti, è utile conoscere proprietà fisiche, legate quindi all’aspetto, e proprietà meccaniche, legate invece alle reazioni del materiale in seguito a forze esterne e capire quindi come queste proprietà possano condizionare applicazioni ed usi a cui sono destinati.
Proprietà fisiche
Quando si osserva il legno ad occhio nudo, è già possibile individuare le sue caratteristiche esteriori, come il colore, che può variare dal bianco al giallo, dal rosso al marrone fino ad arrivare a tonalità sul bruno e sul nero. Oltre al colore, guardando questo materiale, è possibile scorgere le venature, che possono essere marcate o quasi impercettibili e ne amplificano la sua bellezza. Le proprietà fisiche del legno includono inoltre l’odore, l’igroscopicità, l’elasticità, la rigidità, la densità, la resistenza e la durezza. Da alcune di queste caratteristiche, derivano quelle che invece sono definite proprietà meccaniche.
La sezione di un fusto di legno
Osservando una sezione trasversale di fusto legnoso, si distingue una netta diversificazione di tessuti raggruppabili in due zone principali: la prima è chiamata zona corticale e comprende la corteccia, ovvero la parte esterna che non ha resistenza; il libro, che consiste in un leggero strato in cui scorre la ninfa della pianta, e il cambio, un sottile strato che elabora i tessuti degli strati più interna. La seconda zona è chiamata interna o legno, in cui rientrano l’alburno (il legno giovane non ancora formato del tutto), il durame, chiamato anche cuore (la parte interna) e il midollo (un cilindro di tessuto morbido e spugnoso).
Resistenza alla compressione
Il legno è caratterizzato da un’alta resistenza alla compressione: in particolare, quando è utilizzato in edilizia, è necessario che sia molto resistente alla compressione. Quest’ultima si può distinguere in due tipologie secondo le direzioni della venatura: perpendicolare o parallela alle fibre.
Perpendicolare alle fibre
Nella direzione perpendicolare alle fibre, la resistenza alla compressione è piuttosto bassa, per esempio per il legno di conifere in particolare, la resistenza è circa nove volte inferiore rispetto a quella parallela.
Parallela alle fibre
Quando invece la compressione si verifica lungo le fibre, la resistenza è discreta e superiore rispetto alla compressione in perpendicolare.
Resistenza al taglio
La capacità di resistere al taglio varia a seconda che il taglio venga eseguito lungo le fibre o perpendicolarmente ad esse: nel primo caso la resistenza è più bassa rispetto al secondo caso.
Stabilità dimensionale
Questa caratteristica si riferisce alla capacità del legno di essere più o meno incline a restringersi o a gonfiarsi in seguito a cambiamenti di umidità o variazioni di temperatura: determinante e di particolare importanza per qualsiasi tipo di legno destinato a pavimentazioni interne ed esterne affinché siano evitati deformazioni e rigonfiamenti durante la produzione o la posa, la stabilità dimensionale può essere testata e misurata secondo la metodologia e i valori stabiliti dalla norma tecnica europea EN 1910:2013.
In base alla destinazione d’uso è ammesso un maggiore o minore grado di stabilità dimensionale, per esempio per i serramenti è opportuno utilizzare elementi in legno che non siano soggetti a deformazione, viceversa, in caso di strutture come pergole o balconi, o ancora rivestimenti in legno o recinzioni, è accettabile un grado di stabilità dimensionale parziale o assente.
Resistenza alla torsione
La resistenza alla torsione è la capacità di sopportare carichi di torsione e si riferisce a quanto il legno sia in grado di resistere alle sollecitazioni prima della rottura.
Traspirabilità del legno
La traspirabilità, ovvero la capacità del legno di essere attraversato dalle molecole del vapore, è generalmente molto alta nel materiale ligneo, soprattutto se utilizzato in strutture e costruzioni edilizie. Quanto più è alta la traspirabilità, meno si creerà condensa sulla superficie del materiale, il che permetterà quindi due importanti vantaggi: la maggiore durabilità del materiale e un più alto grado di isolamento termico. Il legno, se paragonato ad altri materiali da costruzione, è molto più traspirabile rispetto al calcestruzzo o alla muratura di mattoni
Conducibilità termica
Intesa come la quantità di calore che un materiale è in grado di trasmettere, il legno ha un basso valore di conducibilità termica, garantendo quindi ottime proprietà isolanti.
Proprietà meccaniche del legno relative alla lavorazione e utilizzo
Le caratteristiche meccaniche del legno dipendono da diversi fattori come il peso specifico secco, il grado di umidità, la direzione delle fibre rispetto alla sollecitazione e la presenza di nodi e altre caratteristiche fisiche del materiale e determinano l’attitudine del legno ad essere lavorato.
Predisposizione al taglio
L’attitudine al taglio, una caratteristica molto importante da cui dipendono le principali lavorazioni del legno (sia manuali che meccaniche), si può effettuare con utensili che possono produrre trucioli o segatura ed è massima nel senso parallelo alle fibre, minima in senso perpendicolare rispetto alle stesse. La predisposizione al taglio può variare sia in base alla tipologia del legno, sia all’interno di parti diverse della stessa tipologia di legno.
Predisposizione alla piega
La predisposizione alla piega indica quanto più facilmente il legno, sottoposto a curvatura, mantiene la sua forma, dopo aver cessato di esercitare la pressione. Questa definizione identifica la propensione del legno ad essere flessibile e dipende dalla sua composizione e tipologia: per esempio i legni più predisposti alla piega sono il frassino, il faggio e il larice; quelli più difficili da piegare sono il rovere, l’acero e il noce.
Fendibilità
Legata strettamente alla flessibilità è la fendibilità, la capacità di spaccarsi nel senso delle fibre. In particolare, se il legno ha fibra lunga, regolare e senza nodi, è maggiormente fendibile e la sezionatura può essere eseguita senza strappi. Tra i legni più propensi alla fendibilità vi sono l’abete, l’ontano e il castagno.
Lavorabilità
Questa caratteristica indica l’attitudine di un materiale ad essere processato, a subire un determinato processo produttivo: per esempio l’abete, il quale si contraddistingue per essere molto tenero, è facilmente lavorabile e facile da tagliare, così come l’acero e il castagno. Il larice invece, pur avendo una fibra molto elastica, è difficilmente lavorabile a causa della notevole quantità di resina.
Le ultime tendenze riguardo alla scelta del legno
Esistono molteplici tipologie che si distinguono non solo per l’estetica, ma anche per diverse caratteristiche e destinazioni d’uso. Conoscere le proprietà fisiche e meccaniche del legno consente di scegliere la tipologia giusta in base alle proprie esigenze di lavorazione.
Il legno tenero o duro, durevole e pregiato è da sempre un materiale di tendenza nell’arredo e nel design e grazie alla sua versatilità ed eco-sostenibilità, qualità che ne accentuano la bellezza, al giorno d’oggi è il protagonista degli spazi abitativi. Attualmente l’attenzione all’eco-design e alla sostenibilità sta guadagnando sempre più interesse: una nuova tendenza è il legno riciclato o con certificazione FSC, certificazione che garantisce la provenienza del materiale da foreste gestite consapevolmente.
Tra le ultime tendenze, vi è la predisposizione al minimalismo, alla scelta di colori neutri e naturali e la ricerca di combinazioni inaspettate di stili diversi ma raffinati.
Come scegliere la giusta macchina CNC per il legno
Dopo aver scoperto le caratteristiche fisiche e meccaniche del legno, insieme alle varie tipologie e tendenze di arredo e design, si hanno tutti gli elementi per scegliere il centro di lavoro CNC più adatto alle proprie esigenze e lavorazioni. A seconda di quale sia il settore in cui operi, le tue necessità e la destinazione d’uso del legno, possiamo offrirti diverse tecnologie CNC.
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