Degrado dei balconi in legno: procedura d’ispezione, piano di monitoraggio e caso studio

Nell’articolo in esame viene descritto un metodo per monitorare e stimare la durabilità dei balconi in legno. La metodologia illustrata sintetizza un progetto di ricerca svolto dall’università di Trento [1] che ha studiato l'aspettativa di vita degli elementi strutturali in legno che costituiscono il balcone attraverso un modello di previsione del degrado e un piano di monitoraggio, con l'obiettivo di minimizzare il rischio di cedimenti.

Il legno come materiale edile sta acquisendo negli ultimi anni importanti quote nel mercato delle nuove costruzioni. Lo sviluppo di numerose soluzioni costruttive e la combinazione con il concetto di “edilizia sostenibile” per la capacità del legno di immagazzinare anidride carbonica sottraendola all’atmosfera [2], hanno fornito un forte impulso al settore.

Il legno, in quanto naturale ed igroscopico, è soggetto sia ad attacchi abiotici che ad attacchi biotici da parte di organismi viventi, come i funghi xilofagi.

Questi organismi, infatti, lo utilizzano come nutrimento o abitazione, comportando un degrado materico. Da questo punto di vista negli ultimi anni sono stati riscontrati diversi esempi che hanno evidenziato la necessità di porre la giusta attenzione verso la protezione del legno dagli attacchi fungini.

Un esempio è quello del progetto “C.A.S.E.” (Complessi Antisismici Sostenibili ed Ecologici) nella città dell’Aquila, dove sono stati realizzati 185 edifici per accogliere gli sfollati dopo il terremoto dell’Abruzzo del 2009. Dopo solo 5 anni dalla costruzione, nel 2014, uno dei balconi è crollato, anche a causa di diversi errori nella protezione della componente strutturale lignea dalle infiltrazioni di acqua.

Prevedere l’aspettativa di vita di un elemento ligneo esposto a diverse condizioni ambientali, come può essere un balcone, è dunque di fondamentale importanza.

In merito sono stati effettuati alcuni studi per fornire indicazioni precise sulle prestazioni del legno durante la sua vita utile (si veda ad esempio [4],[5],[6] e [7]). Diversi approcci consentono di valutare lo stato di degrado nel tempo, in funzione delle scelte progettuali e delle condizioni climatiche.

Tra questi, WoodSolutions e CSIRO hanno presentato uno studio esaustivo e con un buon grado di generalità [8], basato su oltre 10 anni di ricerca e campagne sperimentali, in cui sono state proposte diverse funzioni per calcolare la perdita di sezione dovuta ad un attacco fungino.

Buone pratiche di progettazione di un balcone in legno

Per valutare il degrado di elementi lignei, alcune norme europee ([9], [10]), in particolare tedesche ([11], [12]) e austriache ([13], [14] e [15]), evidenziano situazioni di criticità che, pur non direttamente collegate al balcone, delineano un approccio generale applicabile anche a questo dettaglio costruttivo.

Le norme forniscono esempi di buone pratiche progettuali per proteggere il legno dall'intrusione di acqua. Il metodo principale è sicuramente quello di coprirlo con una grondaia o con un elemento sporgente. Oltre a questo, è importante curare la stratigrafia e i dettagli costruttivi per garantire una protezione adeguata.

Di seguito sono riportate alcune pratiche progettuali da seguire per evitare problematiche di degrado:

• Se vengono progettate tavole di finitura non disposte parallelamente alla direzione della pendenza, ma ortogonalmente, è fondamentale lasciare una piccola luce tra di esse per garantire la possibilità di deformazione, drenaggio e asciugatura;
• Il modo più efficace per allontanare l'acqua dalla finitura superiore è quello di prevedere una pendenza di almeno il 2% dalla parete verso l’estremità libera del balcone. In caso contrario deve essere predisposto un canale di drenaggio adeguatamente progettato per evitare infiltrazioni;
• La guaina impermeabile posta a protezione della struttura portante, se presente, non deve essere forata dagli elementi di fissaggio;
• In caso di balcone con struttura a travi, l'impalcato posizionato a contatto su di esse può essere fonte di accumulo e ristagno d'acqua, non consentendo l'aerazione e quindi una corretta asciugatura. La norma DIN 68800-2:2012 [12] suggerisce di interporre un distanziatore di almeno 8 mm tra l'impalcato e le travi;
• Il parapetto deve essere adeguatamente collegato alla parte strutturale del balcone sia per proteggere gli occupanti, ma anche per evitare infiltrazioni o ristagno di acqua. Le soluzioni da prediligere sono quelle che prevedono un fissaggio del montante sulla faccia verticale della trave o su quella inferiore;
• Nel caso in cui all’estradosso sia previsto un massetto, è importante installare un tappetino drenante per creare uno spazio tra la guaina impermeabile e l'elemento superiore che permetta il drenaggio;
• Un'area critica dal punto di vista dell'impermeabilizzazione è il collegamento tra il balcone e la parete. È fondamentale che l'acqua sia tenuta lontana da questa zona utilizzando membrane impermeabili e scossaline di forma adeguata;
• È sempre importante consentire l'asciugatura del legno, soprattutto nel caso di una struttura in Xlam/CLT, prevedendo cavità areate o superfici a vista.

Procedura di ispezione

L'obiettivo delle ispezioni dei balconi in legno è quello di raccogliere informazioni e parametri utili all'applicazione del modello di previsione del degrado e alla definizione del programma di monitoraggio.

Le fasi principali da seguire sono le seguenti:

1. Definizione della tipologia strutturale del balcone, della stratigrafia dell’impalcato e dei dettagli che possano essere causa di infiltrazioni di acqua. In questa fase è inoltre buona norma indagare l'esposizione del balcone al sole e agli agenti atmosferici;
2. Determinazione delle dimensioni e dei materiali dei singoli elementi che compongono il balcone. Si consiglia inoltre di identificare il tipo di legno, poiché alcune specie legnose sono notevolmente meno durevoli di altre;
3. Fase di ispezione visiva. Serve per valutare lo stato di salute generale del balcone. Devono essere individuate eventuali zone critiche, dove si osserva degrado dei materiali o permanenza di umidità. Alcuni indizi che denotano una zona critica sono segni superficiali di scorrimento dell'acqua, cambiamenti di colorazione, crepe nella vernice impermeabile o perdita di coesione del materiale. In questa fase si possono usare strumenti come un martello di gomma, un punteruolo e un calibro per verificare se le alterazioni sono superficiali o più profonde. È consigliato inoltre verificare l’umidità del legno con l’utilizzo di un igrometro. Se vengono rilevati valori superiori al 20% sono necessarie ulteriori indagini per determinarne la causa.
4. Fase di ispezione strumentale. Viene eseguita laddove siano stati rilevati evidenti segni di alterazione. Gli strumenti utilizzati in questa fase sono lo sclerometro per legno, per una stima qualitativa delle proprietà meccaniche residue del materiale, e il trapano strumentato, che misura la resistenza all'avanzamento nel legno di una punta metallica, identificando la profondità del degrado e la sezione residua.
   Al fine di facilitare la fase ispettiva, sono stati definiti due appositi moduli utili all'applicazione del metodo.

Piano di monitoraggio

Ottimizzare e aggiornare i piani di monitoraggio in base al rischio di degrado previsto per le componenti in legno può aiutare a valutare meglio la sicurezza del balcone e, allo stesso tempo, razionalizzare l'utilizzo delle risorse per la manutenzione.

In questa sezione viene presentata una procedura di valutazione dell’intervallo temporale tra un'ispezione e la successiva con l’obiettivo di creare un piano di monitoraggio.

Questo metodo è applicabile lungo tutta la vita di un balcone, considerando anche gli eventuali interventi manutentivi. In caso di sostituzione integrale dell'elemento ispezionato, dovrà essere valutato un nuovo piano di monitoraggio ripartendo da una prima ispezione.

I parametri necessari sono i seguenti:

1. Il tasso di degrado massimo r_max (solo per la prima ispezione)
2. Il tasso di degrado minimo r_min (solo per la prima ispezione)
3. Il tasso di degrado teorico r_th (solo per la prima ispezione)
4. Il tasso di degrado ispezionato r_ins
5. Intervallo di tempo ∆ti tra due ispezioni.

...CONTINUA LA LETTURA NELL'ARTICOLO INTEGRALE IN PDF

All'interno la descrizione dei singoli parametri e un caso studio.