Struttura del legno

Il legno può essere considerato un materiale composito
di origine biologica. La costituzione microscopica
molecolare del legno evidenzia una
mutua collaborazione tra due sostanze che hanno
proprietà meccaniche complementari: la cellulosa,
dotata di grande resistenza a trazione funge
da matrice e la lignina, dura adesiva e compatta,
funge invece da riempimento conferendo al composito
notevoli caratteristiche meccaniche e di
durabilità, assieme ad una leggerezza e flessibilità
che lo hanno reso da sempre uno dei materiali da
costruzione più sfruttati dall’uomo.
Sezionando un tronco d’albero ortogonalmente al
suo asse, possiamo distinguere:
• la corteccia esterna che funge da protezione e
permette gli scambi con l’esterno (una specie
di corazza volendo effettuare un paragone con
esseri viventi);
• la corteccia interna, anche detta alburno, che forma
una sorta di apparato circolatorio della pianta
e consente il trasporto delle sostanze nutritive
dalle radici alle foglie;
• il durame che possiamo ritenere lo scheletro
dell’albero, è la parte più compatta e pregiata
sotto l’aspetto commerciale grazie alla sua stabilità,
alle ottime caratteristiche meccaniche ed
al fatto che è meno soggetta agli attacchi dei
parassiti;
• il midollo è la il cuore, l’anima della pianta ma viene
normalmente scartato nei processi di lavorazione
del legname a livello industriale, in quanto
non offre proprietà meccaniche ottimali.
Le capacità meccaniche che ne determinano poi
la destinazione d’uso, sono diverse in base all’età
della pianta, alla composizione ed alla qualità di
legno considerata e strettamente dipendenti dalla
fibratura, cioè dall’orientamento e dalla direzione
delle cellule del legno, la fibratura può essere:
• parallela all’asse del fusto;
• inclinata;
• elicoidale.
A livello microscopico si viene immediatamente
colpiti e affascinati dalla complessità dell’organizzazione
della struttura interna.
Dimenticandosi per un attimo delle dimensioni e
considerando solo ed esclusivamente l’architettura
tridimensionale che
compone il legno,
è possibile intuire
da dove derivino le
sue caratteristiche
meccaniche e come
esso possa essere
ritenuto una delle migliori
soluzioni quando
la necessità è di
abbinare grande leggerezza
a ottime capacità
di resistenza a
flessibilità, resistenza
a trazione, compressione
e torsione
(il legno è stato infatti uno dei materiali ed ancora
oggi lo rimane, sfruttati ampiamente oltre che per
l’edilizia anche nell’industria aeronautica e navale).
Le caratteristiche fisico-meccaniche del legno, che
verranno approfondite nel prossimo capitolo, variano
notevolmente a seconda del grado di stagionatura,
dell’umidità oltre che dalla direzione della
fibratura del legno stesso; se ad esempio il legno
venisse tagliato lungo la sua direzione di venatura,
piuttosto che perpendicolarmente ad essa, si otterrebbero
ottime capacità di resistenza alla compressione
(la struttura verrebbe sottoposta ad un carico
di punta che si distribuirebbe sulle migliaia di anelli
che compongono la matrice come si evince dalla
figura riportata di seguito), di resistenza alla flessione
e discreti valori di resistenza al taglio.
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