Di fronte ai cambiamenti climatici e alla rarefazione delle risorse, il legno sta conoscendo un ritorno di fiamma sia come materiale per l’industria e la costruzione, sia come vettore energetico rinnovabile e neutro a livello di emissioni di CO2. «l’ambiente» presenta quattro progetti di sicuro avvenire.
Testo di Gregor Klaus
C’era una volta un tempo in cui la plastica, il cemento e il metallo non la facevano da padroni e in cui il bosco forniva i materiali per la maggior parte degli oggetti d’uso quotidiano. Il legno di frassino, elastico ma duro, era utilizzato per costruire le ruote dei carri, quello di larice, resistente alle intemperie, per rivestire facciate e tetti; con il legno di carpine, estremamente solido, si costruivano i denti delle ruote motrici, con il pino, molto resistente, canalizzazioni per l’acqua. E con quello d’acero, facile da lavorare, secchi, zangole e altri contenitori.
Legno, sinonimo di futuro
Nessun altro materiale è versatile quanto il legno e il ruolo che ha avuto nell’evoluzione della società umana è inestimabile: prima della rivoluzione industriale era una risorsa talmente importante che, fino ad allora, tutta la storia potrebbe essere denominata «età del legno». Sinonimo di sostenibilità e quindi di futuro, il legno è utilizzato ancora oggi nella costruzione e nella produzione di energia, anche se a tutt’altro livello che nello scorso millennio. Lo sviluppo di derivati e prodotti dalle proprietà affidabili e prevedibili hanno tuttavia decisamente allargato lo spettro d’impiego sia delle conifere che delle latifoglie. E la digitalizzazione dei processi di progettazione e di trasformazione dei materiali ha aperto nuove prospettive tecniche ed estetiche.
Quattro progetti faro
Molte delle innovazioni che hanno visto la luce negli ultimi anni sono state sostenute o lanciate dalla Confederazione grazie a strumenti essenziali come il piano d’azione Legno, il Fondo per la ricerca forestale e del legno o ancora la promozione delle tecnologie ambientali sotto la direzione dell’UFAM e d’Innosuisse (in precedenza, Commissione per la tecnologia e l’innovazione CTI). Tra il 2010 e il 2017 oltre 200 ricercatori di una trentina di nazioni hanno investigato i segreti del legno nel quadro del Programma nazionale di ricerca «Risorsa legno» (PNR 66): in Svizzera, «il legno ha il potenziale per diventare il petrolio del XXI secolo» è la conclusione cui giungono nel rapporto di sintesi. Stando ai risultati dello studio, il legno può essere non solo maggiormente utilizzato nella costruzione e nella produzione di energia ma, grazie alle sue numerose possibilità di impiego, essere anche «induttore di innovazione» e dare nuovi impulsi all’economia svizzera che già possiede un know-how altamente specializzato nei settori della chimica, dell’ingegneria dei materiali, dell’edilizia e dell’impiantistica.
Nelle schede seguenti «l’ambiente» illustra quattro progetti faro scaturiti dal mondo della ricerca.
Le fibre di legno rivestono da anni un ruolo importante nelle tecnologie di punta. Ad essere particolarmente promettenti sono però soprattutto le nanofibrille di cellulosa. Estratte dalle fibre di legno e capaci di formare una rete tridimensionale dalle proprietà eccezionali e preziose, queste microscopiche particelle formano un materiale bianco, pastoso o grumoso a seconda del suo contenuto d’acqua, che essendo leggero e molto resistente alla rottura, si presta a rinforzare ogni tipo di materiale composito. Le potenziali applicazioni delle nanofibrille sono numerose, tanto nell’edilizia quanto nell’ingegneria e persino nella medicina. Il PNR 66 «Risorsa legno» ha permesso di acquisire conoscenze fondamentali riguardo alla loro fabbricazione e utilizzazione, ma al momento questo prodigioso materiale ecologico può essere ottenuto solo in piccole quantità. La Svizzera potrebbe tuttavia assumere presto ruolo di pioniera non solo nella ricerca, ma anche nella produzione e nell’introduzione di questo materiale nell’industria. Dal 2017 la Weidmann Fiber Technology gestisce, ad esempio, a Rapperswil (SG) un impianto per la produzione di nanofibrille su larga scala.
Dei 535 milioni di alberi che crescono nei boschi svizzeri, quasi 100 milioni sono faggi, l’essenza più diffusa dopo l’abete rosso e la più comune delle latifoglie. Se si lasciasse fare alla natura, i faggi dominerebbero i nostri boschi. Il loro numero non smette in effetti di crescere, complici la selvicoltura sostenibile e il riscaldamento climatico. Scarseggiano invece le segherie attrezzate per lavorare il suo legno duro, che il più delle volte finisce così nei caminetti e nei riscaldamenti a pellet.
Nella costruzione in legno prevale infatti l’impiego delle conifere, anche se nelle grandi opere, più esigenti dal punto di vista statico, il faggio potrebbe far valere le sue doti di robustezza e offrire un’alternativa valida agli elementi in acciaio e in cemento armato, materiali non sostenibili che negli ultimi anni alcuni ricercatori hanno cercato di sostituire appunto con questo legno. Sul mercato sono disponibili già oggi sottili impiallacciature in faggio stratificato dalle eccellenti proprietà meccaniche, ma nel quadro del PNR 66 sono stati ora messi a punto graticolati e lastre miste legno-cemento realizzati con placcature in faggio stratificato. Utilizzati per la prima volta nella «House of Natural Resources» del Politecnico federale di Zurigo, questi prodotti hanno permesso di realizzare una struttura portante affidabile e solida, che offre i vantaggi del legno duro, aprendo al contempo prospettive completamente nuove all’architettura in legno.
Materiale polivalente e naturale, il legno è chiamato a rispondere a un numero crescente di funzioni nella costruzione e nell’industria, e potrebbe presto trovare applicazione in quasi tutti i settori della tecnica. Esistono, ad esempio, sistemi di trattamento a base di microfibrille di cellulosa che evitano la decolorazione delle facciate, ma anche porte in legno mineralizzato con calcare più resistenti al fuoco e maniglie dotate di proprietà antisettiche. La cellulosa serve anche come addensante naturale del silicone. Integrato con particelle di ossido di ferro, il legno si trasforma in lavagna magnetica e, grazie a nuovi procedimenti, può essere persino utilizzato per fabbricare lavabi e vasche da bagno.
Per renderne visibile la concezione ed accelerare il processo di innovazione, molte di queste soluzioni promettenti in materia di costruzione ecologica e di design moderno sono oggetto di test pratici. Nel «Vision Wood», il modulo abitativo costruito in compensato di faggio che fa parte dell’edificio per la ricerca e l’innovazione dell’Empa e dell’Eawag, vengono ad esempio testate in condizioni reali le novità sviluppate a partire da questo materiale, dando così la possibilità ai ricercatori di perfezionare costantemente i prodotti in collaborazione con partner privati e poteri pubblici fino alla loro immissione sul mercato.
Certi pregiudizi sono duri a morire, tipo quello secondo cui una casa in legno prende fuoco facilmente o amplifica i rumori facendo da enorme cassa di risonanza. Alcuni studi hanno dimostrato, al contrario, che il criterio fondamentale che determina il comportamento di una costruzione in caso di fuoco non è tanto l’infiammabilità del legno, quanto piuttosto il rispetto delle regole in materia di protezione contro gli incendi. Nelle strutture portanti rigide, il legno è anzi considerato ignifugo sia in ragione della sua debole conduttività termica, sia perché lo strato carbonizzato che si forma in superficie lo protegge dal calore in caso di incendio.
Oggi, numerose innovazioni (come l’associazione di legno e materiali minerali o l’ottimizzazione dell’infiammabilità dei rivestimenti delle facciate) permettono di rispettare facilmente la legislazione contro gli incendi. Dal 2015 le prescrizioni svizzere consentono di utilizzare il legno in tutte le categorie di edificio e per qualsiasi tipo di destinazione. Sul sito del Suurstoffi di Risch-Rotkreuz, nel Canton Zugo, è ad esempio in costruzione il primo grattacielo in legno della Svizzera.
Nel quadro del progetto «Protezione fonica nella costruzione in legno» condotto da Lignum, l’organizzazione mantello dell’economia svizzera del bosco e del legno, si stanno invece studiando le possibilità di miglioramento acustico di questo materiale, un aspetto importante specie negli edifici a più piani e negli stabili abitativi. Scopo dello studio è proteggere efficacemente i residenti dalle molestie sonore mediante soluzioni innovative.
