Legno come materiale antisismico

Certamente siamo ancora tutti molto scossi dal terribile terremoto che ha colpito recentemente Amatrice e comuni limitrofi. Le popolazioni dei Comuni interessati sono ora alle prese con i danni subiti dagli edifici e in particolare dalle abitazioni, alcune crollate e altre comunque inagibili.

La domanda che ognuno di noi si fa in questo periodo è senz'altro: quanto è resistente la mia casa?
Cosa succederebbe se fosse sottoposta a un evento sismico come quello che ha colpito Amatrice?

Tutti quesiti che aprono discussioni davvero importanti, e senza dubbio focalizzano l'attenzione sui materiali con cui vengono costruite le case e, più in generale, gli edifici.

La bioedilizia sta ad esempio dimostrando attraverso test e simulazioni come il legno sia effettivamente un materiale assolutamente resistente al sisma, oltre che amico dell'ambiente.

Legno in bioedilizia come materiale antisismico

Oggi di fatto il legno viene impiegato per costruire non solo baite in montagna, abitazioni residenziali di qualsiasi tipologia e edifici pubblici (asili, scuole, uffici, ecc.) ma anche palazzi a più piani.

Questo tipo di case in legno sono anche ecocompatibili e stanno ottenendo un grande successo.

Lo testimonia il successo evidente che ha raccolto negli ultimi anni la fiera Klimahouse a Bolzano, dedicata proprio all'edilizia sostenibile, o il moltiplicarsi di aziende che costruiscono edifici di questo tipo con ottime prestazioni energetiche, acustiche, statiche e – appunto - sismiche.

Un dato interessante è arrivato da un convegno dal titolo La casa del futuro è prefabbircata in legno organizzato proprio all'ultima edizione di Klimahouse da Lignius, l'associazione italiana case prefabbricate in legno.

I relatori hanno riportato dati davvero interessanti: ad esempio, che un metro cubo di legno sottrae una tonnellata di CO₂ all'atmosfera dato che, in quanto materiale di origine vegetale, assorbe più anidride carbonica.

Inoltre il suo processo produttivo impatta meno sull'ambiente che quello di altri materiali edili.

Per questi ed altri motivi gli edifici in legno – anche di più piani - sono sempre più apprezzati.

Ne abbiamo esempi in tutta Italia.

A Firenze, dove Casa Spa ha in cantiere un edificio classe A con ben 45 appartamenti popolari in legno energy zero costruiti attraverso il sistema strutturale XLam, ovvero un involucro di pannelli di legno.

Ma anche a Milano, dove sono già state costruite 13 unità abitative in compound di legno con prestazioni termiche davvero eccezionali.

Simulazioni di terremoto

Sono proprio le simulazioni e i test che ci testimoniano quanto il legno sia resistente in caso di terremoto. Ecco due esempi: uno che arriva dall'estero e uno che arriva dall'Italia.

È stato fatto un test antisismico in Giappone, presso i laboratori dell'Istituto nazionale di ricerca sulla prevenzione disastri (Nied), dove un edificio in legno con pannelli multistrato di sette piani e 24 metri di altezza ha resistito alla simulazione del terribile terremoto di Kobe (che negli anni Novanta fece oltre seimila vittime nel paese del Sol Levante) con magnitudo 7,2 sulla scala Richter.

La casa ha subito forti oscillazioni, come si può vedere nel seguente video, ma non è crollata.



Invece ciò è successo in una simulazione effettuata in Italia con una palazzina di soli sei piani di cemento armato sottoposta a prova di sisma di 6.8 magnituto… eppure era stata costruita con tutti i criteri antisimici (anche qui il video vale più di mille parole)!



Un altro test effettuato a Pavia e la ditta costrutrice della struttura testata è un membro fondatore di Lignius.



Qui, sulla più grande piattaforma di simulazione sismica d'Europa, è stato testato un edificio completo di quattro piani per dodici metri di altezza.

La casa, perfettamente intonacata e dotata di porte, finestre, giroscale, pavimenti in legno ed arredamento completo, ha resistito a sette scosse sismiche che, nel caso dovessero realmente verificarsi, ridurrebbero in macerie l'intera penisola.

Tutte le scosse hanno superato in intensità il terremoto di L'Aquila che rase al suolo gran parte del capoluogo abruzzese.
Nel test intensità, durata ed accelerazione sono stati ampiamente superiori ai terremoti di Kobe, in Giappone, e di Haiti.

Nessun edificio al mondo era mai riuscito a superare indenne una serie così impressionante di sollecitazioni. Tutti esperimenti che confermano come il legno di fatto resista ai terremoti più di altri materiali edili.

Perché il legno resiste al sisma più del cemento?

Il legno ha delle caratteristiche straordinarie: offre rapidità di costruzione, elevatissimo coefficiente di risparmio energetico, ottime capacità di isolamento termico ed acustico, costi contenuti e durata nel tempo.

Ma perché può resistere al sisma?
Innanzitutto questo materiale naturale, resistente alla stregua del cemento armato, ha un peso specifico quattro volte inferiore rispetto a quest'ultimo.

Le costruzioni in cemento perciò subiscono una forza sismica quattro volte superiore rispetto alle costruzioni in legno. Ne consegue che in situazioni di stress sismico siano i materiali più leggeri, fra tutti il legno, ad avere le migliori qualità antisismiche.

Il legno inoltre è molto più duttile rispetto al cemento: è in grado così di dissipare in modo più efficace le sollecitazioni derivanti dalle scosse sismiche.

Le strutture in legno non riescono solo a resistere al sisma, ma per la loro duttilità hanno anche il grande vantaggio di non subire fessurazioni importanti.

Gli edifici in cemento, al contrario, anche se realizzati a norma possono resistere al sisma, però avranno sempre fessurazioni importanti.
Tutto ciò fino al punto di dover abbattere la struttura perché il costo di risanamento sarebbe più alto dei costi di ricostruzione.

In sintesi le costruzioni in cemento, se progettate e costruite secondo le norme antisismiche, possono garantire la resistenza al sisma - ovvero che l'edificio non crolli - ma non possono garantire che l'edificio non subisca danni comunque rilevanti che rendono l'edificio inabitabile.

Un altro aspetto da evidenziare è che cemento, con il passare degli anni, perde la sua elasticità iniziale e le barre di ferro al suo interno subiscono costantemente gli attacchi della corrosione. Non certo il massimo per quanto riguarda la costruzione di case antisismiche.

E in caso di incendio le case in legno resistono?

Appurato che il legno resiste al sisma, un'altra domanda sorge spontanea...e in caso di incendio?

Non è che la casa in legno si rovina più in fretta delle altre tradizionali?

La risposta è no.
Perché il legno si carbonizza in superficie ma protegge la struttura interna che si mantiene statica: l'acciaio invece ad esempio si piega.

È stato provato a tale proposito che un solaio di legno lungo 5,50 metri riesce a resistere a un carico di 2 tonnellate dopo un'ora di incendio.

E così un'altra convinzione molto diffusa riguardante il legno è stata ampiamente sfatata...