Costruzioni in legno: un contributo alla sostenibilità dell’edilizia

Strutture in legno: nuovi sistemi costruttivi e ricerche innovative nel processo di economia circolare e sostenibilità

Un interesse discontinuo ha accompagnato in Italia, nel Novecento, l’uso del legno per le costruzioni: da un impiego diffuso, ad un progressivo allontanamento fino alla sua rivalutazione grazie alle nuove tecnologie di produzione di componenti in legno e a base di legno. Oggi, le proprietà della materia prima collocano pienamente la costruzione di legno all’interno del processo di transizione verso un’economia circolare, nel rispetto degli obiettivi di contenimento energetico indicati dall’Unione Europea.

Nel Dipartimento di Ingegneria Civile e Ingegneria Informatica dell’Università degli Studi di “Roma Tor Vergata” abbiamo iniziato nel 2014 ad introdurre nei corsi di studio il tema della costruzione di legno. Fin dall’inizio l’iniziativa ha riscosso molto interesse da parte degli studenti, incuriositi da una tecnica costruttiva di portata storica che, nel corso degli anni e nonostante l’evoluzione tecnologica della filiera produttiva, non ha avuto - almeno in quella sede – l’attenzione che avrebbe meritato. È vero che il comparto delle costruzioni di legno rappresenta ancora una nicchia nell’ampio mercato dell’edilizia, ma è una nicchia che si va velocemente ampliando, anche in ragione di una diffusa sensibilità verso la sostenibilità ambientale capace, inoltre, di aprire interessanti spazi di mercato. Ad esso si aggiunge una rinnovata attenzione al recupero di componenti strutturali lignei esistenti e ad interventi di retrofit che prevedono l’impiego di legno ingegnerizzato.

Da allora, abbiamo cercato di compensare questo gap tra domanda di mercato e offerta formativa organizzando, con la collaborazione di aziende, associazioni e ordini professionali, La Settimana del Legno. Con cadenza biennale, l’iniziativa è arrivata, nel 2023, alla terza edizione e si è subito identificata come efficace confronto su scala nazionale tra studenti - i nostri primi interlocutori -, ricercatori, aziende del settore, professionisti. I tradizionali difetti che il legno ha manifestato nell’impiego delle costruzioni – le limitazioni dimensionali, la durata, il rischio incendio – hanno a lungo orientato i progettisti verso il cemento armato e l’acciaio, più collaudati negli studi professionali e nella pratica di cantiere. Ma la situazione è destinata a cambiare grazie all’avanzamento tecnologico che ha coinvolto il legno e i prodotti a base di legno, cosicché i difetti insiti nella materia prima sono oggi facilmente gestibili a livello di filiera, arrivando a commercializzare prodotti ingegnerizzati a sviluppo lineare (sia legno lamellare che legno massiccio) e superficiale marcati CE.

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La ricerca sul miglioramento delle prestazioni del legno e delle specie legnose e sulla loro possibilità di impiego in edilizia non si è mai interrotta. I bellissimi manuali ottocenteschi, imperniati su sistemi costruttivi in legno, illustrano con ricchezza di esempi i nodi costruttivi, i collegamenti tra i legnami, gli elementi decorativi, i serramenti, gli schermi divisori. Il sistema costruttivo realizzabile con il legno è descritto attraverso la combinazione di montanti, traversi, archi.

Nella prima decade del Novecento, per i tipi della Tip. Operaia Romana cooperativa, esce il volume dal titolo L'invenzione dell'ing. Boldi Marc'Aurelio del materiale di legno rinforzato, cementato e protetto per la sollecita ed economica costruzione di edifici e d'altro. Lo studioso e trattatista oltre a introdurre il “legno cementato” offre uno dei primi esempi di casa smontabile e trainabile a cavallo o con automobile, composta da quattro moduli di 15 mq ciascuno, con struttura e interni di legno.

Sul finire degli anni Venti del Novecento, quando i progettisti e le aziende del settore sono maggiormente impegnati a contribuire al generale rinnovamento dei modi di costruire, entrano nel mercato una grande quantità di prodotti a base di legno, sostenuti dalle richieste di brevetto via via più numerose. Molta attenzione è riservata ai serramenti di legno, più apprezzati per l’edilizia residenziale nonostante l’ampia diffusione del ferrofinestra, ma molto spazio è anche destinato ai materiali innovativi tra i quali i pannelli isolanti, gli alleggerimenti per solai, i casseri a perdere modulari per accogliere getti di calcestruzzo, utilizzati per la costruzione di pareti con caratteristiche isolanti.

Negli anni dell’autarchia economica, che segna il periodo tra le due guerre, gli studi si concentrano sul vetro, sull’alluminio e le sue leghe, sul linoleum; in quel periodo sono soprattutto i derivati del legno a stimolare l’interesse dei ricercatori, finalizzando gli studi a contenere l’importazione del legno dall’estero e incentivare l’uso di quello italiano, di cui peraltro il Paese non è particolarmente ricco. Le fibre del legno sono quindi aggregate ad altri materiali sfruttando speciali procedimenti produttivi; decine di prodotti surrogati del legno, alcuni già noti a progettisti e arredatori altri risultato delle continue sperimentazioni, sono brevettati e pubblicizzati, incoraggiandone l’uso: tra questi la faesite, la magnesite, la masonite, il populit. Ma oltre i già ampi distretti della costruzione e dell’arredo, la materia prima è insostituibile per la produzione della cellulosa, necessaria per la produzione della carta, degli esplosivi, delle vernici, delle materie plastiche.

Gli anni successivi del dopoguerra non incoraggiano l’impiego del legno se non per le categorie, già ampiamente collaudate, dei serramenti e delle finiture. Il settore dell’edilizia è coinvolto nella costruzione e ricostruzione di quanto distrutto dagli eventi bellici; è necessaria una grande quantità di case, di opere civili e industriali da realizzare in tempi ridotti ed è essenziale rilanciare l’economia e favorire l’occupazione. L’edilizia di quegli anni continua, quindi, a privilegiare la struttura in muratura laterizia e lo scheletro in cemento armato, con importanti esempi autoriali. Non sono però mancate occasioni per sperimentare nuove applicazioni del legno come materiale costruttivo, relegate generalmente ad ambiti circoscritti e ad eventi espositivi, come le Triennali milanesi e le rassegne dedicate ai materiali costruttivi.

È con la configurazione a lamelle incollate (solitamente di pino e abete), negli anni Settanta, che il legno rientra in gioco come materiale strutturale e grazie alla possibilità di avvalersi di diversi schemi statici è possibile coprire luci molto impegnative. Di conseguenza, molte sono le aziende che nascono per la lavorazione del legname, in particolare nell’area settentrionale del Paese, quella che ha maggiore disponibilità di patrimonio boschivo e che, per tradizione, non ha mai smesso di costruire con il legno.

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La sostenibilità del legno in base alla Direttiva Green

Oggi il legno non è solo un materiale italiano, ma è un materiale sostenibile, requisito ormai imprescindibile per tutti i settori produttivi; l’edilizia è, peraltro, tra quelli a maggior consumo energetico, ad alto impatto ambientale e basso indice di riciclabilità degli scarti. L’estrazione dei materiali naturali, il ciclo produttivo finalizzato all’impiego nelle costruzioni, il trasporto e lo smaltimento sono le fasi più energivore della filiera. È ormai noto che, a scala mondiale, il comparto edilizio è responsabile di circa il 40% dei consumi energetici e del 39% delle emissioni di CO₂.

La gestione responsabile e certificata delle foreste è ineludibile affinché la materia prima possa essere commercializzata e possa esprimere al massimo i requisiti di rinnovabilità, biodegradabilità e riciclabilità. Inoltre, il naturale abbattimento delle emissioni di carbonio delle aree boschive, dovuto al processo di fotosintesi, rende il comparto, più di altri, idoneo a contribuire alla mitigazione degli effetti del cambiamento climatico.

La nota relazione per la quale 1 metro cubo di legname cattura 1 tonnellata di anidride carbonica, che viene liberata solo quando il materiale si trasforma per processi di marcescenza o combustione, fotografa l’importante proprietà del legno che consente di mantenere in equilibrio il bilancio di carbonio nell’ambiente naturale, riducendo l’emissione di gas serra, come richiesto anche dalla Commissione Europea. Su questi temi si sta lentamente spostando l’attenzione generale, anche a seguito delle direttive comunitarie il cui recepimento da parte dell’Italia porta a rispettare, dal 2021, l’obbligo di ridurre quasi a zero il fabbisogno energetico di tutti gli edifici di nuova costruzione (NZEB Near Zero Energy Building), o da ristrutturare.

Per ottenere questa altissima prestazione energetica, oltre all’adozione di strategie a livello nazionale, è necessario ricorrere a tecnologie e sistemi costruttivi particolarmente efficienti: a ciò concorrono i principi basilari della progettazione bioclimatica, i cui parametri più significativi sono individuati nell’alto isolamento termico, nell’impiego di fonti di energia rinnovabili e di impianti di riscaldamento, climatizzazione e illuminazione dal minimo consumo energetico e, last but non least, nell’adozione di materiali costruttivi sostenibili e a basso impatto ambientale. Il comportamento termico dell’involucro e degli orizzontamenti, che incide sensibilmente sulla prestazione energetica di un edificio, diventa quindi un parametro fondamentale per la selezione delle soluzioni costruttive più performanti dal punto di vista termico. L’ultimo rapporto redatto dall’Enea nel 2023, aggiornato ai dati di luglio, attesta rispetto ai monitoraggi precedenti, una crescita progressiva del numero di immobili NZEB, sebbene la percentuale si fermi all’ 0,99% del “patrimonio certificato dell’ultimo anno” .

Infine, il 24 marzo 2024 il Parlamento Europeo ha approvato la  Direttiva Case Green Epbd (Energy performance of building directive), che ha aggiornato le regole sui requisiti di prestazione energetica degli edifici nuovi e da ristrutturare, in vista del vincolo stringente di arrivare alla neutralità climatica entro il 2050. La tecnologia innovativa legata alla filiera del legno, anche in un’ottica di economia circolare perseguibile grazie al recupero degli scarti di lavorazione, può concretamente concorrere al raggiungimento degli obiettivi prefissati.

Ma ci sono anche altri aspetti che portano a sostenere la scelta di abitare in case di legno: queste, infatti, alle ottime prestazioni acustiche, aggiungono la percezione di un comfort ambientale migliore rispetto a quelle costruite con materiali tradizionali, come attestato da recenti studi che mettono in relazione la risposta dell’organismo umano, in termini di parametri psicofisici e biofisici, con i materiali costruttivi degli ambienti nei quali si trovano le persone.

L’uso del legno come materiale costruttivo e strutturale si sta, quindi, ampiamente diffondendo: con un giro d’affari di 1,8 miliardi di euro, in crescita del 33% rispetto al 2020, l’Italia si collocherebbe, inoltre, al quarto posto nella graduatoria dei maggiori produttori europei di elementi prefabbricati in legno, alle spalle di Germania, Svezia, Regno Unito e davanti l’Austria. Le regioni che hanno il maggior numero di edifici realizzati risultano essere la Lombardia, il Veneto, l’Emilia Romagna e il Trentino Alto Adige. Il rapporto del Centro studi di FederlegnoArredo, aggiornato al 2021, dichiara che più di 1 casa su 13 è costruita, in legno.

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Il legno, in qualità di protagonista, estende quindi il suo campo di applicazione: oltre che dal già collaudato settore del recupero degli edifici storici, dove il materiale ha trovato da tempo un’opportuna collocazione per la sua compatibilità con i materiali tradizionali, la ricerca è stimolata dal programma di un generale rinnovamento del patrimonio edilizio associato a quello di nuove costruzioni, conformemente alla richiesta di drastica riduzione dei consumi energetici, e della riqualificazione urbana; questi studi costituiscono l’occasione per giovarsi delle ottime prestazioni - sul piano strutturale, fisico-tecnico e della qualità funzionale – offerte dalle nuove tecnologie affermatesi più di recente, costituendo una valida alternativa agli altri più diffusi materiali costruttivi.

Un altro elemento a favore della sostenibilità dell’uso del legno in edilizia riguarda anche l’aspetto economico: essendo un materiale che viene lavorato in stabilimento e arriva in cantiere pronto per il montaggio, la costruzione di legno richiede tempi di lavorazione notevolmente più veloci rispetto ai cantieri tradizionali, la quantità delle lavorazioni in opera è ridotta, come anche il consumo di acqua e di energia, con una positiva incidenza sulla pulizia generale del cantiere e sulla sicurezza dei lavoratori; c’è anche un aspetto finanziario che un imprenditore non può sottovalutare, legato al rapido rientro del capitale investito.

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• Nuovi sistemi costruttivi, tra cui il microlamellare (LVL - Laminated Veneer Lumber), Legno profilato PHE (Profil Holz Elemente), pannelli portanti troviamo le pareti MHM (Massive Holz Mauer) , CLT, conosciuto con la denominazione X-Lam
• Bioedilizia e edilizia sostenibile, principi del nuovo Codice Appalti, difficoltà di approvvigionamento di materiali per crisi economiche e conflitti sociali, come la guerra in corso tra Russia e Ucraina.