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Controllo e manutenzione di coperture in legno: interventi messi in atto per il recupero della struttura

Il caso preso in esame da Indagini Strutturali su una copertura in legno ha rivelato una serie di criticità che avevano compromesso alcune sezioni della struttura, richiedendo un'attenta valutazione. Grazie ad una stratgia relativamente semplice ed efficace per l'attuazione di un rinforzo strutturale si è riusciti a preservare l’integrità strutturale e la funzionalità della copertura in legno.

È sempre centrale il tema che riguarda il controllo e la manutenzione delle strutture in legno e, nella fattispecie, quello delle coperture, in quanto il loro comportamento globale è subordinato al corretto funzionamento di diversi elementi resistenti. A tal proposito, assume particolare rilevanza l’ispezione delle connessioni che esistono tra i diversi elementi che le costituiscono, sia nei riguardi della loro corretta realizzazione, che dello stato di salute vero e proprio del materiale. Pertanto, in considerazione della larga diffusione di questa tipologia di strutture in tutto il territorio nazionale, e delle problematiche che storicamente si sono riscontrate durante le fasi d’esercizio delle stesse, la presente esposizione ha l’obiettivo d’illustrare lo studio di Indagini Strutturali srl sullo stato di fatto di una copertura in legno e gli interventi attuati successivamente per il recupero della medesima.


Le strutture in legno offrono numerosi vantaggi, ma bisogna prestare molta attenzione al possibile degrado del materiale

In Italia, le strutture in legno sono largamente diffuse, poiché offrono numerosi vantaggi, tra cui:

  • Estetica: il legno conferisce un aspetto naturale e caldo agli ambienti e nella maggior parte dei casi, si sposa bene con l’architettura degli edifici.
  • Sostenibilità: il legno è una risorsa rinnovabile e, di conseguenza, scegliere di utilizzarlo come materiale da costruzione costituisce, a tutti gli effetti, una scelta ecologica.
  • Isolamento termico: il legno costituisce un ottimo isolante termico grazie alla sua bassa conducibilità termica, la quale permette di garantire ottimi livelli di comfort termico sia nella stagione estiva che in quella invernale.
  • Resistenza: con adeguati trattamenti e livelli di manutenzione, il legno garantisce ottime prestazioni da un punto di vista meccanico nel tempo.

    

(Crediti: V. Giannetto - M. Volpe - G. Campori)

 

Di contro, occorre fare molta attenzione al deterioramento che il legno subisce a seguito dell’esposizione agli agenti atmosferici; infatti, col passare del tempo se non adeguatamente protetto, il legno può anche marcire. Inoltre, è altamente suscettibile agli attacchi ad opera di insetti o all’infestazione da parte di funghi; tutti fenomeni che, se non opportunamente arrestati, possono condurre ad importanti riduzioni delle sezioni resistenti dei singoli elementi e, nel complesso, ad una drastica diminuzione della capacità portante della struttura ai carichi agenti.

 

Considerazioni sullo stato di fatto della copertura

Nella procedura di valutazione della sicurezza delle strutture esistenti risulta estremamente importante una loro conoscenza dettagliata. A tale scopo, è buona norma effettuare un’attenta ricerca della documentazione riguardante la struttura, con l’obiettivo di comprendere quello che è il progetto originario e le eventuali modifiche accorse nel tempo.

Sulla base della documentazione acquisita, vengono pianificate ispezioni visive e campagne di rilievo geometrico.
In particolare, quando non si ha a disposizione alcun progetto, IndaginiStrutturalisrl prevede una serie di campagne di indagini visive, ad opera di un Tecnologo, volte all’identificazione della specie legnosa ed al controllo dello stato di conservazione degli elementi lignei, accompagnata da una campagna di rilievo allo scopo di conoscere l’esatta geometria dei vari elementi che costituiscono la struttura ed il loro comportamento globale da un punto di vista statico.

 

Rilievo geometrico

Prendiamo in considerazione, ad esempio, una copertura costituita da una struttura a capriate di tipologia varia, a causa di probabili interventi postumi; in particolare, nel caso preso ad esempio, si sono individuate ben cinque tipologie diverse.

   

Capriata Tipologia 1
(Crediti: V. Giannetto - M. Volpe - G. Campori)

       

Classificazione capriate
(Crediti: V. Giannetto - M. Volpe - G. Campori)

       

Trasversalmente alle capriate si sviluppano gli arcarecci; il collegamento di questi ultimi con la capriata è realizzato mediante gattelli in legno, i quali vincolano gli arcarecci a spostarsi solamente in direzione longitudinale al proprio asse Fig.7 (b) e (c).

Durante la fase di rilievo è possibile che vengano riscontrate diverse tipologie di sezioni per questa categoria di elementi; nel nostro caso sono tre e vengono di seguito riportate in Fig.7(a). Inoltre, ci sono due diverse disposizioni per gli arcarecci lungo le capriate che costituiscono l’intera copertura; in particolare:

  1. La prima disposizione (D1), prevede un numero totale di arcarecci pari a tredici, di cui sei disposti su ogni puntone diagonale ed uno posto in corrispondenza del punto di colmo della capriata.
  2. La seconda disposizione (D2), invece, prevede un numero totale di arcarecci pari a quattordici, sette per ogni puntone diagonale; pertanto, nessun arcareccio occupa la posizione in corrispondenza del punto di colmo.

    

Planimetria con tipologia di arcarecci
(Crediti: V. Giannetto - M. Volpe - G. Campori)

    

Tipologia arcarecci (a sx)
Collegamento arcarecci – capriata (a dx)
(Crediti: V. Giannetto - M. Volpe - G. Campori)

       

Dettaglio del collegamento arcarecci – capriata
(Crediti: V. Giannetto - M. Volpe - G. Campori)

       

Ispezione, diagnosi e valutazione tecnologica delle strutture lignee

Lo scopo finale di un’ispezione, diagnosi e valutazione tecnologica di strutture lignee è quella di analizzare lo stato “attuale” del legno, il quale sarà da considerare idoneo qualora non venga riscontrato alcun segno di ammaloramento causato ad esempio dall’attacco di funghi o insetti di qualsivoglia genere. Questo fatto sussiste perché il legno da costruzione non vede peggiorare le sue prestazioni solo col passare del tempo; infatti, al legno in opera si attribuiscono le medesime prestazioni che ha un legno appena realizzato a meno che non si registrino particolari segni di degradamento biologico, meccanico o qualsiasi altro fenomeno che ne possa alterare il corretto comportamento da un punto di vista meccanico.

L’ispezione della copertura oggetto di studio viene effettuata principalmente per l’individuazione della specie legnosa sia delle capriate che degli arcarecci, per valutare lo stato di salute di tutti gli elementi lignei per le ragioni già menzionate e, non meno importante, per verificare lo stato delle testate di ciascuna delle capriate ispezionabili nonché dei vari meccanismi di connessione presenti tra i diversi elementi che le costituiscono.

Dal punto di vista della caratterizzazione del materiale, a seguito dell’ispezione effettuata da un Tecnologo, in una copertura potranno emergere diverse combinazioni di specie, come ad esempio:

  • i puntoni, il monaco ed i saettoni in legno di castagno (ad es. Castagno III Categoria in opera” secondo la UNI11119, oppure equivalentemente “Castagno/Italia S/D24” secondo la UNI 11035-2);
  • le due “false catene”, probabilmente installate in un secondo momento, in legno di abete (Abete bianco III Categoria in opera” secondo la UNI11119, oppure equivalentemente “Castagno/Italia S3/C18” secondo la UNI 11035-2.
  • gli arcarecci ed i travetti per la quasi totalità in legno di castagno (ad es. Castagno III Categoria in opera” secondo la UNI11119, oppure equivalentemente “Castagno/Italia S/D24” secondo la UNI 11035-2).

Per quel che concerne, invece, la verifica sullo stato di salute degli arcarecci, per semplicità i risultati vengono tradotti in forma grafica; nello specifico, si stabilisce una corrispondenza tra colore e stato di conservazione dell’elemento ligneo:

  • TRATTEGGIO “VERDE”: indica una situazione in cui gli elementi lignei sono ispezionabili e risultano in buone condizioni di conservazione; pertanto, non sono segnalate particolari criticità di cui tener conto in fase di verifica.
  • TRATTEGGIO “GIALLO”: indica una situazione in cui gli elementi lignei sono ispezionabili; tale categoria di elementi presenta dei problemi a carico per i quali debbono essere previste misure specifiche seppur non attuate con estrema urgenza dato il basso livello di rischio associato alla problematica riscontrata.
  • TRATTEGGIO “ROSSO”: indica una situazione in cui gli elementi lignei sono ispezionabili; tale categoria di elementi presenta dei gravi problemi a carico per i quali debbono essere attuate misure di emergenza.

Di seguito, si riporta una planimetria con gli elementi ed il livello di rischio associato.

 

Pianta dei difetti
(Crediti: V. Giannetto - M. Volpe - G. Campori)

 

In generale, sia le capriate che gli arcarecci, possono presentare gradi di ammaloramento importanti a causa dall’azione degli insetti Xilofagi Cerambici e dei funghi delle carie del legno favorita con ogni probabilità dalla percolazione d’acqua dal tetto; per le prime i segni più evidenti si registrano in corrispondenza delle sezioni d’appoggio sulla muratura, mentre i secondi, invece, possono essere in evidente “sofferenza” a causa delle sezioni fortemente erose dai fenomeni aggressivi.

Per semplicità, nel proseguo, si riportano schematicamente gli interventi che possono essere previsti a seguito di una prima ispezione effettuata.

Per tutte le strutture lignee:

  • Un trattamento generalizzato con adeguato prodotto insetticida a base di permetrina su tutte le superfici lignee.

Per gli arcarecci

  • Una verifica statica nei riguardi delle diverse sezioni tipologiche, effettuata considerando le effettive sezioni resistenti, cioè quelle misurate a valle della pulitura di tutte le strutture lignee e della rimozione delle parti ammalorate mediante spazzolatura e aspirazione dei depositi e delle marcescenze.

Per le capriate

  • La ricostruzione delle testate attraverso l’utilizzo di lamelle incollate in opera mediante resina epossidica, rese solidali all’elemento esistente con l’ausilio di lamine in compensato.
  • La ricostruzione di nuovi appoggi alle murature per tutte le unità lignee principali attraverso l’utilizzo di mensole ligneo – metalliche solidarizzate ai puntoni esistenti mediante opportune staffe di cinturazione o coppie di perni calibrati.

 

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Nei paragrafi successivi verrà terminato il discorso sullo stato di fatto della copertura, si parlerà di interventi di recupero, oltre alle considerazioni finali sull'intervento preso in esame.

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