Qualificazione e caratterizzazione del legno strutturale: il ritorno della quercia italiana nelle costruzioni

Le vigenti Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC 2018) impongono l’obbligo di qualificazione per i prodotti ad uso strutturale, secondo le modalità descritte all’interno del par. 11.1.

Per essere immessi sul mercato e utilizzati nelle opere di ingegneria civile, questi materiali devono essere qualificati seguendo precisi iter normativi, fondamentali per soddisfare in maniera prioritaria il requisito base delle opere n.1 “Resistenza meccanica e stabilità” di cui al Regolamento (UE) n. 305/2011.

Materiali strutturali: l'obbligo di qualificazione secondo le NTC 2018

La qualificazione dei materiali strutturali, come specificato dalle NTC 2018, può avvenire secondo iter differenti:

1. Marcatura CE in conformità ad una norma europea armonizzata: Obbligatoria per tutti i prodotti che rientrano nel campo di applicazione di una norma europea armonizzata (come la EN 14081-1 per il legno massiccio strutturale con sezione rettangolare o la EN 14080 per il legno lamellare).
2. Marcatura CE in conformità ad una Valutazione Tecnica Europea (ETA): Destinata a quei prodotti “innovativi” per i quali non è disponibile una norma europea armonizzata. Esistono ETA specifiche che permettono, ad esempio, di marcare CE alcuni assortimenti di legno massiccio strutturale con sezione irregolare come l'Uso Fiume o l'Uso Trieste di Castagno, Abete e Larice, ma anche di prodotti di legno ingegnerizzato (es. CLT/XLAM).
3. Qualificazione Ministeriale o Certificato di Valutazione Tecnica: Rilasciate dal Servizio Tecnico Centrale del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici per quei prodotti che non rientrano nel campo di applicazione di una norma europea armonizzata; sono dei processi di qualificazione percorribili nel caso di assortimenti come l’Uso Fiume e l’Uso Trieste, ma anche di prodotti non legnosi (es. tondini da c.a., calcestruzzo, rinforzi in carbonio, ecc.).

Questi processi assicurano che, immettendo un prodotto sul mercato, il fabbricante dichiari livelli di prestazione idonei per l'impiego dello stesso nelle costruzioni. A seconda del prodotto, le prestazioni dichiarate riguardano il comportamento strutturale, la durabilità, la reazione al fuoco, ma anche l’emissione di sostanze pericolose.

La sfida della variabilità del legno

Il legno, in quanto materiale di origine naturale e frutto di un processo biologico, è intrinsecamente caratterizzato da un'elevata variabilità. Questa diversità non è un difetto, ma rappresenta una sfida cruciale nell'ambito della caratterizzazione del comportamento strutturale.

La variabilità è influenzata da molteplici fattori:

• Differenze genetiche: intra e inter-specifiche (es. Abete e Castagno).
• Provenienza geografica: (es. Abete svizzero vs. Abete appenninico).
• Ambiente di crescita: esposizione, fertilità del terreno, ecc.

Questa eterogeneità rende indispensabile la qualificazione di ogni singolo elemento strutturale in legno, sia esso massiccio o ingegnerizzato, per determinarne l'idoneità all’impiego.

Classificazione a vista e assegnazione della Classe di Resistenza (EN 338)

A livello europeo sono stati normati diversi sistemi per caratterizzare il comportamento meccanico di un elemento di legno massiccio strutturale, il più comune dei quali è la classificazione a vista secondo la resistenza.

Questo processo si basa sull'osservazione diretta e sulla misurazione dei difetti presenti nel segato (es. nodi, inclinazione della fibratura, fessurazioni, attacchi di funghi/insetti), e sull’attribuzione di una categoria qualitativa che dipende dalla norma di classificazione e dalla regola utilizzata.

Ad esempio, in presenza di un lotto di segati di abete aventi come area di provenienza l’appennino italiano la regola di classificazione utilizzata sarà la “Conifere 1” della UNI 11035-1, mentre se il lotto avesse come area di provenienza la Svizzera la regola di classificazione sarebbe la “Kanthölzer” della DIN 4074-1.

Ai segati ai quali è attribuita una categoria qualitativa è possibile assegnare un profilo di resistenza caratteristica, ovvero una classe di resistenza secondo EN 338 (es. C24, D30, ecc.) o un set di valori distinti per le proprietà di resistenza, rigidezza e massa volumica. Per le specie legnose più diffuse sul mercato e classificate a vista, l’assegnazione di una classe di resistenza secondo EN 338 avviene mediante le correlazioni della EN 1912.

Che differenza c’è tra classificazione a vista e classe EN 338?
La classificazione a vista è un processo di selezione applicato a lotti di segati aventi caratteristiche omogenee (ad es. in termini di dimensioni delle sezioni, specie legnosa, ma anche origine) che consente di attribuire una categoria qualitativa a seguito dell’applicazione di opportune regole. Tali regole sono incluse all’interno di norme, pubblicate a livello nazionale (come la UNI 11035 per le specie italiane, o la DIN 4074 per le specie del centro Europa) oppure europeo (come la EN 16737 per le specie tropicali), che considerano difetti del legno ispezionabili con metodologie a vista (es. nodi, inclinazione della fibratura, fessure da ritiro, deformazione, presenza di funghi e insetti).
Le classi di resistenza della EN 338, invece, descrivono dei profili di resistenza contenenti valori distinti per le proprietà di resistenza (a trazione e compressione, parallela e perpendicolare alla fibratura, ma anche a taglio), rigidezza (modulo di elasticità parallelo e perpendicolare alla fibratura, e modulo di taglio) e massa volumica. Tali classi, caratterizzate da una lettera seguita da un valore di resistenza caratteristico (es. C24 o D27, dove la lettera “C” descrive le classi di resistenza sviluppate per i legnami di conifera mentre la “D” quelle delle latifoglie, mentre 24 e 27 rappresentano le rispettive resistenze caratteristiche a flessione), sono utilizzate in sede di progettazione e forniscono i livelli di prestazione da considerare nelle verifiche strutturali (SLU) e di deformabilità (SLE).
La classificazione a vista secondo la resistenza meccanica è quindi uno strumento per selezionare il materiale da impiegare nelle opere di ingegneria civile, ma non consente di attribuire direttamente le classi di resistenza della EN 338 necessarie per la progettazione strutturale, che possono essere assegnale solo a seguito di caratterizzazione meccanica o correlazioni normative.

Caratterizzazione meccanica (EN 384): prove, campionamento e calcolo dei valori caratteristici

L'assegnazione di una classe di resistenza ad un lotto di segati è possibile solo se la specifica combinazione specie/provenienza è stata preventivamente caratterizzata dal punto di vista meccanico.

Tale processo di caratterizzazione segue procedure codificate all’interno della EN 384 e prevede l'esecuzione di prove meccaniche su popolazioni di campioni rappresentativi di un determinato areale. Nel caso dell’Italia, tali prove erano state in passato condotte per un numero limitato di specie legnose: Abete, Castagno, Douglasia, Pino nero, Larice e Faggio.

La rivincita della quercia italiana: il progetto Conlegno

Storicamente, il legno di quercia (Rovere, Farnia, Cerro) è stato ampiamente utilizzato in Italia per realizzare elementi strutturali (travi con sezione rettangolare o smussata tipo Uso Fiume) ma anche tavolati. Negli ultimi anni, tuttavia, il suo impiego strutturale ha subito una contrazione a causa di difficoltà nel reperimento di materiale di qualità e, soprattutto, per l'assenza di una caratterizzazione della sua resistenza meccanica. Ciò limitava l'uso strutturale della quercia locale, costringendo le aziende a ricorrere a legname d'importazione.

Per colmare questa lacuna e valorizzare la produzione nazionale, Conlegno (Consorzio Servizi Legno Sughero) ha promosso nel 2023 un progetto per la caratterizzazione strutturale di Rovere, Farnia e Cerro italiani, che è stato completato nel corso del 2025.

Il progetto, realizzato in collaborazione con il Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agrarie, Alimentari, Ambientali e Forestali dell'Università di Firenze (DAGRI) e l’Istituto di Bioeconomia del CNR (CNR IBE) di Sesto Fiorentino, ha analizzato il comportamento meccanico di 236 segati di quercia, preventivamente classificati a vista secondo la resistenza utilizzando la regola di classificazione "Latifoglie 1" della UNI 11035-2.

Tale regola di classificazione è la stessa già adottata per il Castagno italiano ed è pertanto ben conosciuta dalle imprese di prima lavorazione operanti sul territorio nazionale.

Risultati del progetto Conlegno: querce italiane in classe D27 e confronto con D30

I risultati della campagna sperimentale sono estremamente interessanti. In particolare, alla luce dei risultati di prove meccaniche a flessione e di elaborazioni condotte in accordo alla norma EN 384, è stato possibile assegnare alle querce italiane (Cerro, Rovere e Farnia) una classe di resistenza D27 secondo EN 338.

Paragonando tale risultato con quanto previsto per Rovere e Farnia provenienti da altri Paesi (Francia, Belgio e Germania), le prestazioni sono solo leggermente inferiori. Per tali provenienze l’assegnazione è infatti D30, ma si tratta di una differenza marginale che potrebbe essere colmata in futuro ampliando la campagna sperimentale finora condotta e allineando la quercia italiana a quella degli altri Paesi.

La caratterizzazione della quercia italiana rappresenta un passo cruciale per il settore del legno, riaffermando il ruolo di una specie storica nelle costruzioni moderne e garantendo che il suo impiego avvenga in piena conformità con le rigorose normative strutturali europee e nazionali.

Perché la caratterizzazione meccanica della quercia italiana è così importante?
Il mercato nazionale dei segati è fortemente dipendente dalle importazioni, che avvengono prevalentemente da Austria e Svizzera per i legnami di conifera (abete, larice, pino), e da Francia e Germania per i legnami di latifoglia (rovere e castagno).
L’idea di caratterizzare meccanicamente il comportamento della quercia italiana nasce dalla volontà di incentivare l’utilizzo delle risorse legnose nazionali, valorizzando specie diffuse sul nostro territorio che ad oggi non hanno avuto la possibilità di essere impiegate nelle opere di ingegneria civile. Azioni di questo tipo favoriscono la creazione di filiere corte locali, contrastano lo spopolamento delle aree marginali, incentivano la gestione attiva di boschi e foreste riducono il rischio idrogeologico e di incendio.

“Norme citate e a cosa servono”

• NTC 2018 §11.1 (obbligo qualificazione)
• EN 338 (classi di resistenza)
• EN 384 (metodo di caratterizzazione e valori caratteristici)
• EN 1912 (correlazioni specie/provenienza → classe)
• UNI 11035-2 “Latifoglie 1” (regola di classificazione a vista)