Source: https://issuu.com/gabonero/docs/collaudo_legno_strutturale
Timestamp: 2016-12-08 15:47:15+00:00

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Il collaudo delle forniture di legno strutturale by Gabriele Bonamini - issuu
Consulenze sul legno e prodotti derivati PREMESSA vista la perdurante incertezza al riguardo, abbiamo pensato di riunire in un articolo quanto il collaudatore può e deve fare per il controllo per accettazione delle forniture di legno strutturale, evitando le improvvisazioni nonché il ricorso al famigerato “buon senso applicato”, che tanti danni provoca, quando il legno e i materiali derivati siano affrontati da tecnici formati quasi esclusivamente sul cemento armato. Buona lettura! ?
Dott. Gabriele Bonamini Dott. Mariangela Noferi __________________________________________________________________________________________ di Bonamini e Noferi – Dottori Forestali Tecnologi del Legno Studio: Via Aurelia 32/B, Donoratico – 57022 Castagneto Carducci (LI) tel: 0565 773074 – cell. 347 1950557 ‐ fax: 0565 773074 e‐mail: studiolegno@studio‐legno.it www.studio‐legno.it MODALITÀ RAZIONALI DI COLLAUDO PER L’ACCETTAZIONE DI LOTTI DI LEGNO STRUTTURALE E DI MATERIALI STRUTTURALI A BASE DI LEGNO dott. Gabriele Bonamini, dott. Mariangela Noferi Studio Legno ‐ Wood Consulting, 57022 Donoratico (LI) Maggio‐Giugno 2011 Sommario Con decreto del Ministero delle infrastrutture e dei trasporti 14 gennaio 2008, pubblicato nella Gazzetta Ufficiale del 4 febbraio 2008, n. 29, sono state approvate le «Nuove norme tecniche per le costruzioni», testo unico che raccoglie le norme che disciplinano la progettazione, l'esecuzione e il collaudo delle costruzioni al fine di garantire, per stabiliti livelli di sicurezza, la pubblica incolumità. In considerazione del carattere innovativo – per l’Italia – di dette norme, lo stesso ministero ha ritenuto opportuno emanare la circolare esplicativa 2 febbraio 2009, n. 617 “Istruzioni per l'applicazione delle «Nuove norme tecniche per le costruzioni» di cui al decreto ministeriale 14 gennaio 2008” (GU n. 47 del 26‐2‐2009 ‐ Suppl. Ordinario n.27). Fra le novità maggiori di questo importante Testo Unico (spesso citato con l’acronimo NTC) va ricordata l’introduzione di capitoli specificamente dedicati – per la prima volta nel nostro Paese –alle costruzioni di legno e 2 alle prescrizioni cogenti ai fini del corretto e sicuro impiego del legno nelle strutture portanti. Con il presente contributo gli Autori intendono chiarire alcuni punti che nel Testo Unico e anche in altri autorevoli documenti di riferimento1 non sono sufficientemente sviluppati, lasciando pertanto il campo aperto a interpretazioni tecniche apparentemente di buon senso – e spesso corrette, se applicate ad altri materiali strutturali – ma che nel caso particolare del legno non sempre risultano appropriate e addirittura possono andare a sfavore della sicurezza. In particolare, nel presente documento si chiarisce quali indagini e prove il Direttore Lavori e il Collaudatore possano disporre al fine di verificare, al di là di ogni ragionevole dubbio, che i lotti di legno strutturale e di materiali strutturali a base di legno (legno strutturale giuntato, legno lamellare incollato, pannelli a base di legno per uso strutturale) siano effettivamente in grado di assicurare le prestazioni minime garantite indicate nei documenti di fornitura. Per poterlo fare in modo efficace, si dovrà esplicitamente criticare il ricorso a certi tipi di prove e indagini che spesso, purtroppo, sono ancora oggi richiesti (il termine più giusto sarebbe “imposti”) senza una vera motivazione tecnica, denotando chiaramente il perdurante insufficiente livello di conoscenza del legno strutturale da parte di troppi tecnici responsabili della sicurezza delle costruzioni. Il presente studio è parte integrante di un lavoro di ricerca finanziato da Margaritelli SpA ‐ Torgiano (PG), alla quale va il ringraziamento degli Autori per l’autorizzazione a pubblicare. 1
Ad es. il Documento Tecnico CNR DT‐206/2007 “Istruzioni per la Progettazione, l’Esecuzione ed il Controllo di Strutture di Legno” 3 1 Introduzione Le «Nuove norme tecniche per le costruzioni» (nel seguito indicate con NTC) prescrivono al paragrafo 2.1 che “I materiali ed i prodotti, per poter essere utilizzati nelle opere previste
dalle presenti norme, devono essere sottoposti a procedure e prove
sperimentali di accettazione. Le prove e le procedure di accettazione
sono definite nelle parti specifiche delle presenti norme riguardanti i
materiali.”
Le parti specifiche sopra citate si trovano riunite nel capitolo 11 “Materiali e prodotti per uso strutturale”, in cui si precisa preliminarmente che (le evidenziazioni in grassetto, qui e altrove, sono nostre): “I materiali e prodotti per uso strutturale devono essere:
‐ identificati univocamente a cura del produttore, secondo le procedure
‐ qualificati sotto la responsabilità del produttore, secondo le
procedure applicabili;
‐ accettati dal Direttore dei lavori mediante acquisizione e verifica
della documentazione di qualificazione, nonché mediante eventuali
prove sperimentali di accettazione.”
Si dà in questa sede per svolta con successo la fase di acquisizione e verifica della documentazione di identificazione e qualificazione, per focalizzare l’attenzione nei paragrafi che seguono sulle “eventuali prove sperimentali di accettazione”. 2 Un fuorviante termine di paragone: i controlli di accettazione per il calcestruzzo e l’acciaio Le NTC forniscono dettagliate indicazioni su tali prove sperimentali per quanto riguarda il calcestruzzo e l’acciaio, lasciando invece una certa indeterminatezza sul da farsi nel caso del legno. Nel caso del calcestruzzo (cls), ad esempio, il controllo di qualità si esplica nel determinare le 4 resistenze di una serie di cubetti confezionati a partire dalla miscela omogenea di cls utilizzata per le opere e si articola nelle seguenti fasi [NTC § 11.2.2]: “Valutazione preliminare della resistenza
Serve a determinare, prima dell’inizio della costruzione delle opere, la
miscela per produrre il calcestruzzo con la resistenza caratteristica di
Riguarda il controllo da eseguire sul calcestruzzo durante la produzione
del calcestruzzo stesso.
Riguarda il controllo da eseguire sul calcestruzzo prodotto durante
l’esecuzione dell’opera, con prelievo effettuato contestualmente al getto
dei relativi elementi strutturali.
Sono prove che vengono eseguite, ove necessario, a complemento delle
prove di accettazione.”
Nel § 11.2.5 delle NTC si specifica ulteriormente che: “Il Direttore dei Lavori ha l’obbligo di eseguire controlli sistematici in
corso d’opera per verificare la conformità delle caratteristiche del
calcestruzzo messo in opera rispetto a quello stabilito dal progetto e
sperimentalmente verificato in sede di valutazione preliminare.
Il controllo di accettazione va eseguito su miscele omogenee e si
configura, in funzione del quantitativo di calcestruzzo in accettazione,
‐ controllo di tipo A di cui al § 11.2.5.1
‐ controllo di tipo B di cui al § 11.2.5.2
11.2.5.1 Controllo di tipo A
Il controllo di tipo A è riferito ad un quantitativo di miscela omogenea
non maggiore di 300 m3.
5 Ogni controllo di
accettazione di tipo
A è rappresentato
massimo di 100 m3
di getto di miscela
omogenea. Risulta
quindi un controllo
di accettazione ogni
300 m3 massimo di
getto. Per ogni
giorno di getto va
Fonte: Istituto sperimentale per l’edilizia
effettuato almeno un prelievo.
Nelle costruzioni con meno di 100 m3 di getto di miscela omogenea,
fermo restando l’obbligo di almeno 3 prelievi e del rispetto delle
limitazioni di cui sopra, è consentito derogare dall’obbligo di prelievo
giornaliero. 11.2.5.2 Controllo di tipo B
Nella realizzazione di opere strutturali che richiedano l’impiego di più di
1500 m3 di miscela omogenea è obbligatorio il controllo di accettazione
di tipo statistico (tipo B).
Il controllo è riferito ad una definita miscela omogenea e va eseguito con
frequenza non minore di un controllo ogni 1500 m3 di calcestruzzo.
Per ogni giorno di getto di miscela omogenea va effettuato almeno un
prelievo, e complessivamente almeno 15 prelievi sui 1500 m3.”
A prescindere dai dettagli, risulta chiaro che il controllo di qualità del cls si basa sull’assunto che quest’ultima dipenda non soltanto dalla qualità degli ingredienti, ma anche e soprattutto dalle modalità di preparazione dell’impasto e di esecuzione del getto. Si tratta cioè di una qualità di processo, che si presta a possibili non conformità che possono essere però intercettate, con probabilità calcolabile, mediante opportune procedure di campionamento e provinatura, di tipo casuale o sistematico. 6 Interessa qui evidenziare che, nel caso del calcestruzzo, tutta la qualità dichiarata è introdotta dal produttore nel corso del processo di fabbricazione del materiale, tramite l’opportuna scelta dei componenti (leganti, aggregati, additivi, acqua d’impasto), la proporzionata miscelazione degli stessi, l’omogeneità dei vari getti necessari per la realizzazione di un elemento strutturale, la corretta maturazione, ecc. Ogni deviazione del processo comporta una variazione della qualità del materiale finale e quindi delle sue prestazioni dichiarate. Peraltro, appare sufficiente controllare la resistenza a compressione e la massa volumica del cls, essendo le altre resistenze (ad es. a trazione, o a taglio) facilmente correlabili a queste due proprietà di base. Per quanto riguarda l’acciaio, il criterio generale per l’accettazione delle forniture si basa sul seguente approccio (con varianti, a seconda del tipo di manufatti considerati): “Effettuato un prelievo di 3 saggi provenienti da una stessa fornitura,
intesa come lotto formato da massimo 90 t, ed appartenenti ad una
stessa categoria, si determinano, mediante prove eseguite presso un
laboratorio di cui all’art. 59 del DPR n. 380/2001, i corrispondenti valori
minimi di fpt, fpy, fp(1), fp(0,1).
I risultati delle prove sono considerati compatibili con quelli ottenuti in
stabilimento se nessuno dei valori minimi sopra indicati è inferiore ai
corrispondenti valori caratteristici garantiti dal produttore.”
Anche in questo caso, come per il cls, ci si affida a un controllo statistico su provini estratti a caso o sistematicamente, poiché anche la qualità dell’acciaio è funzione diretta della qualità del processo di produzione. Non esiste acciaio in natura: si tratta di un prodotto dell’industria tecnologica e la 7 prestazione finale del materiale dipende interamente dalla scrupolosa osservanza delle varie fasi produttive. È perfettamente accettabile che la sorveglianza sul processo produttivo e il controllo di qualità statistico siano le “armi” adeguate per intercettare eventuali non conformità. Un corollario importante di quanto finora precisato a proposito dei materiali strutturali “totalmente industriali” come il cls e l’acciaio è che la loro variabilità intrinseca è piuttosto limitata, con distribuzioni di frequenza delle resistenze meccaniche sostanzialmente normali (almeno per il cls) e con coefficienti di variazione (rapporto fra scarto tipo e valore medio) relativamente modesti. Si tratta, in conclusione, di materiali che, per risultare conformi alla qualità dichiarata, è sufficiente che risultino omogenei e netti da difetti di produzione. “Materiali prodotti a regola d’arte”, si potrebbe dire in un linguaggio meno tecnico, ma da tutti immediatamente comprensibile. Come si vedrà nel successivo paragrafo, nessuna delle precedenti conclusioni può utilmente estendersi al legno strutturale, che necessita di un approccio completamente diverso. 3 I controlli di accettazione per il legno strutturale massiccio Per comprendere la peculiarità del legno strutturale può essere utile innanzitutto tenere presente la seguente lunga definizione (che non si trova scritta in alcuna norma, ma non per questo è meno utile e vera): Un elemento di legno strutturale massiccio è un prodotto di origine naturale ottenuto da un unico tronco d’albero per asportazione meccanica di materiale e successivamente selezionato e classificato a vista, oppure a macchina in funzione delle sue prestazioni fisico‐meccaniche minime garantite su base semiprobabilistica che merita una puntuale analisi. 8 …È UN PRODOTTO… Il “legno strutturale” è un prodotto. Infatti per “legno strutturale” si intende il manufatto ligneo, il componente, l’elemento che svolgerà la funzione portante (o un lotto di essi). Fra “legno” e “legno strutturale” c’è una differenza concettuale simile a quella che sussiste fra “acciaio” e “putrella” (e una differenza sostanziale molto maggiore, come vedremo subito). …DI ORIGINE NATURALE… Il “legno” è un tessuto biologico a struttura cellulare composita derivante dalla sintesi clorofilliana di piante arboree. La sua produzione è interamente naturale e le sue caratteristiche fondamentali non possono essere significativamente alterate dall’uomo, che si limita – nei casi più spinti – a blande pratiche colturali volte a limitare la nodosità dei tronchi (potature) e a favorire l’armonico sviluppo degli individui geneticamente migliori (diradamenti e sfolli) in attesa che si concluda il lento ciclo vitale delle piante (per l’Abete, circa 100 anni) e giunga il momento favorevole per l’abbattimento dei tronchi e la rinnovazione della copertura arborea. 9 …OTTENUTO DA UN UNICO TRONCO D’ALBERO… Il legno strutturale massiccio è un elemento ligneo in un solo pezzo, senza giunti.2 Come tale, si porta dietro tutti i caratteri individuali del tronco d’albero da cui è stato ricavato, comprese tutte le forme fisiologiche di ottimizzazione strutturale che permettono agli alberi stessi di raggiungere dimensioni ragguardevoli e di resistere a un “collaudo in opera” continuato e molto intenso (vento e neve), lungo tutto il corso della loro vita. Fonte: Primultini S.p.A …PER ASPORTAZIONE MECCANICA DI MATERIALE… Gli elementi di legno strutturale massiccio possono essere travi, tavole, listelli, ma in ogni caso si tratta di pezzi ottenuti per segagione, fresatura 2
Cfr. UNI EN 14081‐1:2011 “Strutture di legno – Legno strutturale con sezione rettangolare classificato secondo la
resistenza – Parte 1: Requisiti generali”; § 1 10 e/o piallatura, cioè per asportazione meccanica di materiale dal tronco originale. Non sono tecnicamente possibili altre fasi di lavorazione (ad es. trattamenti fisici o chimici) attraverso cui le prestazioni meccaniche del segato finale possano essere artificialmente migliorate.3 …E SUCCESSIVAMENTE SELEZIONATO E CLASSIFICATO A VISTA, OPPURE A MACCHINA, IN FUNZIONE DELLE SUE PRESTAZIONI FISICO‐MECCANICHE MINIME, GARANTITE SU BASE SEMIPROBABILISTICA. Come si è visto in precedenza, una trave di cls o una trave di acciaio, per essere accettate, devono confermare la loro omogeneità e conformità di produzione al ciclo dichiarato. Si tratta, in sostanza, di elementi “privi di (significativi) difetti”. Nel caso delle travi di legno, questa condizione è materialmente impossibile: la funzione del tronco dell’albero, ad esempio, è quella di sostenere una chioma formata da rami e foglie. Al momento in cui questi ultimi sono asportati in segheria, nel legno rimangono inevitabilmente le tracce della loro presenza, sotto forma di nodi. Citando un modo di dire diffuso tra i forestali e i tecnologi del legno, si può affermare che non c’è albero senza chioma, quindi non c’è trave di dimensioni rilevanti senza almeno qualche nodo. Il tronco di un albero svolge anche la funzione di trasportare acqua e sali minerali alle parti verdi e 3
Per completezza, si può aggiungere che gli eventuali trattamenti fisico‐chimici in grado di migliorare la durabilità del legno, o la sua reazione al fuoco, o la sua stabilità dimensionale, in generale ne diminuiscono le prestazioni meccaniche e di ciò si tiene normalmente conto nei calcoli di dimensionamento. 11 poi quella di distribuire la linfa a tutte la zone vitali. Quindi, è inevitabile che il legno appena abbattuto contenga elevate percentuali di acqua e che la successiva perdita di umidità (stagionatura, essiccazione artificiale), comporti variazioni di massa e anche di volume (ritiro), con conseguenti deformazioni e apertura di fessurazioni. Ancora, è ben difficile che l’accrescimento del tronco possa avvenire in modo perfettamente regolare, quindi è possibile riscontrare in molti alberi un andamento “a spirale” della fibratura del legno che può essere configurato come trascurabile per l’albero in piedi, ma come difetto nell’elemento strutturale ottenuto con la segagione. Tutte queste caratteristiche connaturate alla fisiologia degli alberi devono essere prese attentamente in considerazione, allo scopo di valutarne i possibili effetti sulle prestazioni finali delle travi. Di questo si occupa la “classificazione del legno strutturale secondo le resistenze meccaniche”, regolata da norme specifiche nazionali (per l’Italia vale la UNI 110354, per la Germania la DIN 4074 5, ecc.), tutte a loro volta soggette alle prescrizioni della norma armonizzata europea UNI EN 14081. 4
UNI 11035 “Legno strutturale ‐ Classificazione a vista dei legnami secondo la resistenza meccanica” DIN 4074 “Sortierung von Holz nach der Tragfähigkeit“ 12 La classificazione secondo le resistenze meccaniche è un “filtro” attraverso cui gli elementi di legno strutturale massiccio vengono selezionati: quelli con eccessiva difettosità vengono scartati e non possono essere utilizzati in campo strutturale; i restanti vengono assegnati a categorie corrispondenti a prestazioni crescenti con il diminuire della difettosità. Le prestazioni strutturali sono espresse da profili di valori caratteristici di resistenza meccanica, rigidezza e massa volumica. Questi valori caratteristici corrispondono a valori di 5‐percentile delle distribuzioni di frequenza ottenute sottoponendo a prove di rottura campioni assai numerosi di provini in dimensione d’uso, raggruppati in base alla specie legnosa, alla provenienza geografica e alla categoria di classificazione. L’insieme di questi tre criteri definisce il “tipo di legname”, o popolazione statistica di riferimento (species population secondo la EN 14081 6). La numerosità dei campioni, nonché dei provini in ciascun campione, è molto elevata (si tratta di centinaia di prove, rappresentative sia delle diverse zone di produzione, sia delle diverse sezioni commercialmente in uso), tale da ridurre l’incertezza statistica a valori perfettamente compatibili con i livelli di sicurezza previsti dagli Eurocodici. 7 6
Cfr. nota 2 Le metodologie di prova sono contenute nella UNI EN 408:2010 “Strutture di legno ‐ Legno massiccio e legno lamellare incollato ‐ Determinazione di alcune proprietà fisiche e meccaniche”, mentre la procedura per la determinazione dei valori caratteristici è fornita dalla UNI EN 384:2010 “Legno strutturale ‐ Determinazione dei valori caratteristici delle proprietà meccaniche e della massa volumica” 7
13 Il lavoro sperimentale per la determinazione dei profili di valori caratteristici per ciascun “tipo di legname” viene svolto, su base nazionale, da laboratori accreditati (in Italia sono attivi in questo campo i laboratori di tecnologia del legno del DEISTAF dell’Università di Firenze e dell’Istituto per la Valorizzazione del Legno e delle Specie Arboree IVALSA del Consiglio Nazionale delle Ricerche) e i risultati sono validi e garantiti per tutto il territorio indicato nelle tabelle riportate nella norma di classificazione, senza necessità di ripetere ogni volta le prove sulle singole forniture di materiale classificato. Per l’inserimento dei profili di valori caratteristici delle proprietà fisico‐meccaniche delle varie categorie nazionali nel sistema europeo di “classi di resistenza” (conformemente alla norma europea EN 3388), i dati sperimentali subiscono un’ulteriore valutazione da parte di un gruppo di lavoro “ad hoc” formato da specialisti di tutti i Paesi membri del Comitato Europeo di Normazione (CEN), con successivo inserimento nell’apposita norma‐quadro EN 1912 9, che riunisce in un unico documento tutti i tipi di legname che abbiano superato il severo vaglio degli esperti internazionali. È importante ribadire che la determinazione dei valori caratteristici – a differenza di quanto avveniva con il “vecchio” sistema dei carichi di sicurezza e delle tensioni ammissibili, con valori che erano basati unicamente sull’esperienza e sulla tradizione – avviene su base sperimentale dopo che la classificazione è stata effettuata, cioè su lotti di segati tutti appartenenti alla medesima categoria. In tal senso, la spiccata variabilità intrinseca dei valori di rottura delle travi di legno influisce sui valori caratteristici finali ottenuti, rendendoli particolarmente conservativi, ma non sulla loro incertezza, che rimane determinata matematicamente e confinata entro i limiti di accettabilità previsti dalle norme sulla sicurezza delle costruzioni e comuni a tutti i materiali strutturali. 8
UNI EN 338:2009 “Legno strutturale ‐ Classi di resistenza” UNI EN 1912:2010 “Legno strutturale ‐ Classi di resistenza ‐ Assegnazione delle categorie visuali e delle specie” 14 Tale accettabile incertezza è dello stesso ordine di grandezza sia per i segati classificati a vista (da operatori qualificati) che per quelli classificati a macchina. Entrambi i sistemi di classificazione sono pertanto ammessi dalla normativa europea. La classificazione a macchina, a fronte di maggiori costi e di una più impegnativa procedura di assicurazione di qualità, permette di migliorare le rese di classificazione per ciascuna categoria, di classificare il materiale direttamente in classi di resistenza conformi alla EN 338 e infine di classificare categorie Fonte: Timber Plus Toolbox
particolarmente performanti, che la classificazione a vista non arriva a individuare efficacemente. Tutto ciò premesso, si propongono qui di seguito alcuni scenari che corrispondono alle istruzioni più comunemente impartite dai Direttori dei Lavori e dai Collaudatori riguardo alle eventuali prove sperimentali utili ai fini del controllo di accettazione di lotti di legno strutturale massiccio. 15 SCENARIO N° 1 : SI ESTRAGGA DAL MATERIALE DI FORNITURA UN CAMPIONE CASUALE DI PICCOLI PROVINI DI LEGNO PER SOTTOPORLI A PROVE MECCANICHE DI COMPRESSIONE, TRAZIONE, FLESSIONE ECC. Questo tipo di controllo è sbagliato per diverse ragioni: - queste prove meccaniche sono regolate da norme UNI‐ISO che prevedono l’impiego di provini di legno netto di piccole dimensioni (sezione trasversale tipica 2x2 cm) 10 - tali provini non sono pertanto rappresentativi della qualità di elementi strutturali in dimensione d’uso, perché non ne quantificano in alcun modo la difettosità eventualmente presente, mentre è proprio la posizione e la gravità degli eventuali difetti a determinare in modo sostanziale la capacità portante - inoltre, l’influenza dei difetti sopra citati è diversa, a seconda del tipo di tensione applicata all’elemento strutturale: momento flettente, tensioni normali, tensioni tangenziali. In sostanza, lo scenario ipotizzato è idoneo per la caratterizzazione delle proprietà medie di una specie legnosa ed è appropriato laddove il materiale sia utilizzato per applicazioni non strutturali (falegnameria, ebanisteria, ecc.). A riprova di ciò, in ambito strutturale si fa in effetti riferimento a un’unica norma, in cui sono riunite tutte le prove che debbono essere eseguite sugli elementi di legno da utilizzare nelle costruzioni: si tratta della UNI EN 408 11, in cui si specifica che: - i provini devono essere elementi in dimensione d’uso - per ciascuno di essi deve essere individuata una sezione critica, cioè la peggiore in base alla presenza di una o più “caratteristiche in grado di ridurre la resistenza” (nodi, fibratura inclinata, massa volumica anomala, fessurazioni, smussi, deformazioni eccessive, attacchi di organismi biologici, legno di reazione, danni meccanici, 10
Cfr. ad es. le seguenti norme: UNI ISO 3349:1984 “Legno. Determinazione del modulo di elasticità a flessione statica”, UNI ISO 3133:1985 “Legno. Determinazione della resistenza a flessione statica”, UNI ISO 3345:1985 “Legno. Determinazione della resistenza a trazione parallela alla fibratura”, UNI ISO 3787:1985 “Legno. Metodi di prova. Determinazione della resistenza a compressione parallela alla fibratura” 11
cfr. nota 7 16 tasche di corteccia, calli cicatriziali e altre caratteristiche elencate nella norma armonizzata UNI EN 14081‐1) 12 - proprio su questa sezione deve essere determinata la proprietà di resistenza ultima o di rigidezza prevista dalla prova N.B. Dal punto di vista formale, le norme per i provini piccoli e netti rientrano sotto il titolo generale “Legno” senza ulteriore specificazione, mentre la UNI EN 408 rientra sotto il titolo generale “Strutture di legno” e funge da riferimento per altre norme prestazionali riunite sotto il titolo generale “Legno strutturale”, come ad esempio la UNI EN 384 13 per la determinazione dei valori caratteristici, connotando anche in tal modo la più ristretta e specifica applicazione. N.B. A ben guardare, nella norma UNI EN 384 è presentata una procedura speciale che consentirebbe di determinare i valori caratteristici per tipi di legno (solo latifoglie) laddove siano disponibili soltanto dati ottenuti attraverso prove eseguite su provini piccoli e netti. Si tratta di una deroga che permette ai laboratori nazionali di utilizzare i dati accumulati nei decenni precedenti all’introduzione degli Eurocodici e relativi a specie il cui mercato troppo ristretto non rende economicamente fattibile il ricorso alla procedura normale. Comunque, i valori caratteristici così determinati devono subire pesanti penalizzazioni rispetto a quelli determinati attraverso prove su elementi in dimensione d’uso. Inoltre, la procedura è consentita solo laddove esistano almeno altri tre tipi di legname di caratteristiche simili a quelle del tipo di legname indagato, di cui sia già noto il rapporto fra dati in dimensione d’uso e dati su provini piccoli e netti. Infine, la procedura in deroga non è valida ai fini del collaudo per accettazione di lotti di materiale classificato. 12
cfr. nota 2 cfr. nota 7 17 SCENARIO N° 2 : SI ESTRAGGA DAL LOTTO DI FORNITURA UN CAMPIONE CASUALE DI ELEMENTI PER SOTTOPORLI A PROVE MECCANICHE IN DIMENSIONE D’USO E CONTROLLARE CHE I VALORI DI ROTTURA SIANO TUTTI NON MINORI DEI VALORI CARATTERISTICI DICHIARATI Questo secondo approccio è non meno sbagliato del precedente, anche se per motivi più sottili: - La numerosità del campione è forzatamente ridotta (per ragioni economiche e di opportunità) e in tali condizioni è molto elevata la probabilità di scartare una fornitura in verità conforme (danno economico), o peggio ancora di accettare una fornitura in verità non conforme (pregiudizio della sicurezza) - Si tenga conto che, perché il criterio di accettazione illustrato nel titolo possa ritenersi efficace e tecnicamente accettabile, il campione di elementi da sottoporre a prova dovrebbe essere molto numeroso per ciascuna delle caratteristiche fisico‐meccaniche da controllare (si veda qui sotto) N.B. La già citata norma UNI EN 384, al paragrafo 9, fornisce una cosiddetta “Procedura di accettazione per verifica di un lotto”. Tale procedura prevede l’estrazione di un campione casuale di elementi dal lotto stesso e la loro sottoposizione alle prove previste dalla UNI EN 408, così da poter determinare valori di 5‐percentile campionari da confrontare con i valori caratteristici dichiarati nei documenti di accompagnamento della fornitura o direttamente marcati sugli elementi di legno. A seconda della variabilità dei risultati ottenuti cambia la numerosità minima del campione da estrarre, ma in ogni caso si tratta sempre di decine o centinaia di elementi da sottoporre a prova (da un minimo di 34 fino a un massimo di 411), cioè di un numero improponibilmente elevato ai fini di un semplice collaudo di una fornitura di cantiere! A complicare ulteriormente il quadro si aggiunge che queste campionature sono, dichiaratamente, quelle minime necessarie per limitare il “rischio del produttore” al 5% e il “rischio del consumatore” al 10%, cioè a valori tutto 18 sommato non propriamente tranquillizzanti, soprattutto per il consumatore.14 La verità è che questa procedura – con una terminologia che può dare luogo a fraintendimenti e malintesi, se slegata dallo specifico contesto della norma – è dedicata al caso specifico in cui si voglia verificare se un lotto, seppur correttamente classificato, possa in realtà identificare un tipo di legname diverso da quello dichiarato. Il caso più classico è quello dell’introduzione, nell’ambito di una specie legnosa ben nota, di una nuova provenienza geografica finora non campionata ai fini della determinazione dei valori caratteristici riportati nelle tabelle delle norme tecniche e per la quale si abbiano fondati motivi per sospettare che a parità di classificazione (ad es. a parità di settaggio dei parametri della macchina classificatrice) si ottengano lotti con prestazioni un po’ peggiori di quelle attese. Un altro caso classico può essere quello di forniture provenienti da zone già note, ma nelle quali siano avvenuti fatti tali da far presumere un cambiamento, a parità di classificazione, della qualità strutturale del legno (ad es. introduzione di nuove pratiche selvicolturali; legno ricavato da “schianti”, in seguito a eventi naturali catastrofici; ecc.). In concreto, i casi in cui la procedura di cui al § 9 della UNI EN 384 può essere utilmente applicata sono tutti e soli quelli in cui si possa ipotizzare un qualche tipo di scostamento fra categorie e valori caratteristici in seguito a eventi di natura occasionale e di portata molto ampia, che esulano assolutamente dalla problematica della singola fornitura di cantiere, in cui il controllo di accettazione verte invece sulla congruità fra categoria dichiarata e categoria effettiva del legno. A scopo puramente esemplificativo, si consideri il caso di una ditta di produzione di legno lamellare incollato che decida di acquistare grandi quantitativi di tavole classificate di Abete rosso da una determinata regione forestale extraeuropea poco conosciuta. È perfettamente ovvio che si voglia eseguire un controllo di accettazione dei primi lotti forniti, 14
Nella norma citata, in una nota al § 9.1 si precisa che, conformemente alla teoria del controllo di qualità, il rischio del produttore (producer’s risk) corrisponde alla probabilità che un lotto di qualità accettabile non sia accettato, mentre il rischio del consumatore (consumer’s risk) corrisponde alla probabilità che un lotto di qualità inaccettabile sia accettato 19 per stabilire se vi sia una differenza significativa o meno, a parità di classificazione, fra il materiale di nuova provenienza e il tavolame proveniente da zone conosciute, per le quali la validità dei valori caratteristici dichiarati è già stata largamente comprovata. Ebbene, nell’ambito di migliaia di metri cubi di forniture annuali, l’esecuzione di un controllo di alcune decine o perfino di alcune centinaia di segati è economicamente proponibile ed è in grado di offrire una risposta tecnicamente corretta al quesito testé posto, basata su un criterio del tipo “passa, non passa”. Tutto ciò, in definitiva, ha poco o niente a che vedere con la soluzione del problema che qui stiamo trattando e resta così giustificato l’assunto iniziale dell’inadeguatezza di un approccio basato sull’esecuzione di alcune prove in dimensione d’uso e sull’ accettazione del lotto solo se nessun provino si rompe sotto un carico minore del valore caratteristico dichiarato. 20 SCENARIO N° 3: SI ESTRAGGA DAL LOTTO DI FORNITURA UN CAMPIONE CASUALE DI ELEMENTI PER RIPETERE LA CLASSIFICAZIONE A VISTA O A MACCHINA SECONDO LA NORMA DICHIARATA DAL PRODUTTORE Questo è l’approccio giusto, quello che fornisce un’effettiva ed efficace risposta al problema del controllo di accettazione di un lotto di legno strutturale. In effetti, il controllo di accettazione deve limitarsi a rispondere alla seguente domanda specifica: “Il legno fornito è conforme alla categoria (o alla classe di resistenza, nel caso pertinente) dichiarata?” Se non lo è, perché uno o più elementi del campione non sono di fatto classificabili nella categoria o classe di resistenza dichiarata, allora il lotto non è accettabile. Se tutti gli elementi del campione sono conformi alla categoria o classe di resistenza dichiarata, allora il lotto è accettabile e i valori caratteristici dichiarati sono garantiti dagli organismi terzi e indipendenti (i laboratori nazionali) che li hanno determinati e sottoposti a controllo da parte di commissioni internazionali. La natura non “bara”. Se il materiale è classificato a vista, la soluzione migliore è quella di riclassificare (o di far esaminare il materiale da un Classificatore qualificato) per controllo il 100 % della fornitura. In tal modo, sarà possibile individuare rapidamente e mettere da parte i singoli elementi che eventualmente risultassero non conformi, in attesa di gestire nel modo più opportuno questa non conformità (sostituzione da parte del fornitore, bonifica dei difetti e riclassificazione, ecc.). Se il materiale è classificato a macchina, la riclassificazione di un campione potrebbe portare, in caso di esito sfavorevole, al rafforzamento del campione stesso per conferma del risultato e, in caso di esito nuovamente sfavorevole, al motivato respingimento della fornitura. Abbinato a un accurato esame della documentazione di fornitura e a una procedura di qualificazione del fornitore, questo scenario è l’unico in grado di garantire un risultato conforme alle aspettative, cioè la sicurezza delle prestazioni dichiarate entro i limiti di accettabilità previsti dalle norme di calcolo e progettazione. 21 N.B. Una seppur minima capacità di classificare a vista il legname strutturale di più comune impiego dovrebbe ormai entrare a far parte del bagaglio tecnico di qualsiasi Direttore dei Lavori o Collaudatore. 4 I controlli di accettazione per legno strutturale giuntato, legno lamellare incollato e pannelli di tipo X‐lam I prodotti a base di legno elencati nel titolo di questo paragrafo hanno in comune la realizzazione a partire da segati di legno strutturale massiccio. Limitatamente al materiale legnoso, quindi, a tali prodotti si applicano esattamente le stesse considerazioni trattate nei paragrafi precedenti, a cui si rimanda. La differenza risiede nella presenza: - di giunti di testa incollati (finger‐joint o “giunti a dita”) che permettono di realizzare lamelle continue della lunghezza desiderata, - di linee di incollaggio fra strati di lamelle sovrapposte. La qualità dell’incollaggio è una tipica qualità di processo, per cui il controllo di accettazione ricade nelle modalità di campionamento e provinatura di tipo casuale o sistematico citato nei paragrafi precedenti a proposito dei materiali “industriali” (cls e acciaio). Nel caso specifico, il Collaudatore potrà disporre l’esecuzione di prove meccaniche volte a valutare la resistenza dei giunti incollati, in conformità al § 7 della UNI EN 385 15 nonché delle linee di incollaggio fra strati di lamelle sovrapposte, in conformità alla UNI EN 391 e alla UNI EN 392.16 5 Conclusioni Il controllo di accettazione del legno strutturale, per essere veramente efficace al fine di assicurare la rispondenza del materiale ai criteri di sicurezza e affidabilità previsti dagli Eurocodici e – per conseguenza – dalla normativa cogente italiana, deve essere basato sulla verifica della 15
UNI EN 385:2003 “Legno strutturale con giunti a dita‐Requisiti prestazionali e requisiti minimi di produzione” UNI EN 391:2003 “Legno lamellare incollato ‐ Prova di delaminazione delle superfici di incollaggio” UNI EN 392:1997 “Legno lamellare incollato. Prova di resistenza a taglio delle superfici di incollaggio”. 16
22 classificazione secondo la resistenza meccanica su un campione significativo della fornitura (eventualmente, in caso di classificazione a vista, è prospettabile economicamente e tecnicamente anche la verifica della classificazione sul 100% della fornitura). Tale controllo – abbinato alla verifica documentale e alla qualificazione del fornitore – è ampiamente sufficiente a garantire il soddisfacimento da parte del materiale delle proprietà fisicomeccaniche minime garantite (valori caratteristici). Per i materiali a base di legno realizzati tramite giunti incollati (legno strutturale giuntato, legno lamellare incollato, pannelli tipo X‐Lam), alla verifica della conformità dei singoli segati alla classificazione dichiarata occorre aggiungere un controllo di tipo statistico sulla qualità degli incollaggi, sottoponendo a prova un campione di giunti e di linee di incollaggio fra lamelle secondo le modalità previste dalla normativa tecnica di riferimento e che sono già parte integrante dei controlli di qualità obbligatori in produzione. Il controllo di accettazione qui indicato è utilmente applicabile solo a prodotti marcati CE, o comunque provvisti di attestato equipollente rilasciato dalle competenti Autorità di controllo, come peraltro richiesto esplicitamente dal decreto ministeriale NTC. Il rilascio e il mantenimento del marchio CE implica infatti precise responsabilità – anche penali – del produttore e degli enti di controllo sull’esecuzione di controlli di tipo iniziale e in produzione regolati da norme armonizzate europee e incentrati sulla verifica della persistente conformità di tutti i parametri di lavorazione significativi ai fini della qualità e della garanzia delle prestazioni minime. I prodotti strutturali a base di legno privi di marchio CE, o di attestazioni equipollenti, non possono essere oggetto di efficaci e affidabili controlli di accettazione rimanendo entro limiti di economicità compatibili con la realtà del mercato. Per informazioni e contatti: www.studio‐legno.it studiolegno@studio‐legno.it 23 All pages:
Il collaudo delle forniture di legno strutturale
Modalità razionali di collaudo per l'accettazione di lotti di legno strutturale e di materiali strutturali a base di legno

References: § 11
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 § 1
 § 9
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 § 7