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Si è tenuto a Firenze l'undicesimo convegno europeo sul legno modificato (ECWM11), che ha dato ai 155 partecipanti provenienti da 30 diversi paesi un'opportunità di aggiornamento e scambio di conoscenze sulle tecnologie di modificazione del legno. 
A partire dalla prima conferenza della serie, tenutasi a Ghent nel 2003, l'evento si è ripetuto a cadenza biennale, dando conto della rapida e costante evoluzione delle tecnologie impiegate per alterare le proprietà del legno e adattarlo a diversi usi.

Ma perchè  modificare il legno, impiegato dall'uomo sin dalla preistoria per le sue eccellenti proprietà meccaniche, per la sua lavorabilità e per il suo valore estetico?

L'obiettivo perseguito attraverso i diversi processi di modificazione del legno era originariamente quello di incrementare la sua durabilità biologica, in modo da rendere durabile come i legni esotici anche il legno di specie arboree locali, facilmente reperibili ma anche più soggette al degrado da agenti biologici. Benchè il trattamento con preservanti chimici con azione biocida rimanga la pratica più diffusa per migliorare la durabilità del legno, negli ultimi decenni è cresciuto l’interesse verso tecniche di preservazione senza uso di biocidi, come appunto le tecniche di modificazione del legno. I processi di modificazione, oltre alla durabilità, alterano altre proprietà fisico meccaniche del legno, la qual cosa ha stimolato negli anni la ricerca per sfruttare al meglio le potenzialità dei vari processi.

Il convegno, a cui CATAS ha partecipato in qualità di membro del comitato organizzativo, si è svolto nell'auditorium di Sant'Apollonia, sul cui palco, nel corso di due intense giornate di lavori, si sono avvicendati più di 90 relatori. La significativa partecipazione di rappresentanti dell'industria, indice della vitalità del settore, dimostra che il legno modificato è una realtà di mercato e come tale richiede l'attenzione degli organismi di normazione, di cui le aziende lamentano le carenze.
Ad oggi i metodi impiegati per determinare la durabilità del legno modificato sono gli stessi usati per il legno naturale, il che facilita il confronto tra le prestazioni dei diversi materiali, ma trascura il fatto che il legno modificato possa essere suscettibile al degrado in condizioni e per opera di specie di organismi diverse da quelle che degradano il legno naturale. Perciò la richiesta dell'industria alle commissioni tecniche di normazione è di prendere atto che il legno modificato è una realtà diversa dal legno naturale e come tale deve essere trattato.
La ricerca si sta già orientando in questo senso producendo i primi dati a supporto dell’attività di normazione.

Le presentazioni, raggruppate in sessioni in base all'argomento, hanno trattato tematiche tecnico-scientifiche inerenti la modificazione chimica e termica del legno, ma hanno dato spazio anche al punto di vista e alle esperienze dell'industria del settore, in Italia e all'estero.

MODIFICAZIONE CON SOSTANZE CHIMICHE
La modificazione chimica del legno si basa sull’uso di molecole che reagiscono con gruppi chimici reattivi dei polimeri che costituiscono la parete delle cellule del legno o che producono un effetto di riempimento della matrice del legno. Ciò determina un miglioramento delle proprietà igroscopiche, della durabilità e una possibile alterazione delle proprietà meccaniche.
Le tecniche di modificazione chimica, oltre a quelle che hanno dato luogo a prodotti ormai affermati sul mercato, come Accoya ottenuto per acetilazione e Kebony ottenuto per furfurilazione di legno di conifera, esplorano oggi l'utilizzo di altri composti a base biologica, come resine termoindurenti, tannini, oli vegetali, soluzioni acquose di sorbitolo e acido citrico, acido polilattico, con l’obiettivo di sostituire prodotti naturali a quelli di sintesi diminuendo l’impatto ambientale dei processi. I risultati di queste ricerche, molte delle quali sono in fase iniziale e pertanto non presentano un’analisi dell’impatto economico sulla scala industriale, sembrano raggiungere lo scopo. Il materiale ottenuto in questi processi, esteticamente indistinguibile dal legno, assorbe meno acqua garantendo maggiore stabilità dimensionale e in molti casi migliore resistenza al fuoco. L’effetto sulle proprietà elastomeccaniche varia in base al processo, da cui la necessità di definire i possibili usi, che normalmente escludono quello strutturale, ma comprendono pavimentazioni per esterno e interno, rivestimenti di facciate e altre opere di carpenteria.

MODIFICAZIONE CON TERMOTRATTAMENTO
La produzione industriale di legno termicamente modificato è iniziata negli anni '90 in Finlandia, Francia, Germania e Paesi Bassi. Oggi esistono più di cento produttori di legno termicamente modificato in tutto il mondo, la maggior parte dei quali si trova in Europa.
In Italia diverse aziende specializzate nell'essiccazione del legno, tra cui rappresentate al convegno Baschild, BIGonDRY, Incomac e WDE Maspell, hanno indirizzato una parte della loro attività alla produzione di impianti per il trattamento termico del legno e alla messa a punto, attraverso la collaborazione con istituti di ricerca, di processi per il termotrattamento del legno. In effetti sono oggi presenti sul mercato molti marchi di legno termotrattato che rappresentano altrettante varianti rispetto al ThermoWood di origine scandinava, come il processo termo-vuoto di WDE Maspell, il trattamento Styl+wood di BIGonDRY, il Silvapro sloveno, solo per citarne alcuni.
Il trattamento termico è applicabile a una varietà di specie legnose, comprese quelle refrattarie all’impregnazione con sostanze chimiche e produce una gamma di prodotti perdiverse applicazioni. Il trattamento in un ambiente a basso contenuto di ossigeno a 160-240 ◦C degrada parzialmente il legno, provocando cambiamenti nella composizione chimica e nell'ultrastruttura della parete cellulare. La degradazione termica porta a una perdita di massa del legno che è proporzionale alla temperatura di trattamento e alla sua durata.
Sviluppato con l’obiettivo di migliorare la durabilità del legno per l’uso all’esterno, il termotrattamento è oggi applicato anche al legno e ai prodotti a base di legno per interni, come ad esempio i pavimenti di parquet. Per questi usi le proprietà ricercate non sono tanto la durabilità, quanto la stabilità dimensionale e la possibilità di variare la colorazione del prodotto modulando i parametri di processo. Notoriamente, tra le proprietà del legno che risentono negativamente del termotrattamento vi sono la resistenza meccanica e la duttilità, il che limita attualmente l’uso del legno termotrattato a pavimentazioni e rivestimenti di facciate.
Un altro aspetto che merita considerazione nelle applicazioni indoor è l’emissione di composti organici volatili (VOC), che è ovviamente un effetto indesiderato negli ambienti interni. Gli studi svolti per caratterizzare il profilo di emissione di VOC nel corso del tempo dimostrano che il legno termotrattato emette più VOC del legno naturale, con l’eccezione della formaldeide da compensato termotrattato, che risulta diminuita, il che richiama l’attenzione sulla necessità che i processi vengano ottimizzati perché il legno termotrattato riesca a soddisfare i limiti per i VOC previsti dalle normative vigenti.
Sebbene tutti i processi di modificazione termica seguano lo stesso principio di base, le proprietà e le caratteristiche del prodotto variano notevolmente a seconda delle materie prime utilizzate o delle tecnologie e condizioni di processo applicate. In diversi Paesi europei esistono schemi di qualità che mirano a una maggiore trasparenza del mercato del legno termotrattato, anche se ad oggi non è stato possibile definire i parametri per caratterizzare l’intera gamma di prodotti disponibili sul mercato.

LE NUOVE FRONTIERE
In passato la motivazione alla base della ricerca sulle tecnologie di modificazione del legno era di rimediare ai “difetti” intrinseci del legno, come la stabilità dimensionale, la resistenza ai raggi UV, la resistenza al fuoco, la resistenza al biodeterioramento. Tuttavia, nell’ultimo decennio si è assistito a uno straordinario aumento di progetti e pubblicazioni riguardanti lo sviluppo di nuovi materiali funzionali a base di legno.
Questo perché oggi la scienza dei materiali si concentra sullo sviluppo di materiali funzionali ad alte prestazioni basati su risorse rinnovabili e il legno, materiale rinnovabile per eccellenza, possiede una struttura che può essere estremamente utile per lo sviluppo di materiali funzionali in combinazione con polimeri, nanoparticelle, strutture metallo-organiche o metalli.
Diversi approcci scientifici hanno aperto la strada a interessanti prospettive:

• legno destrutturato e ricostituito per potenziare le proprietà capillari dei vasi, con un interessante potenziale per applicazioni pratiche di gestione delle risorse idriche.
• Legno delignificato e impregnato con resine o nanoparticelle con opportuno indice di rifrazione per ottenere un materiale trasparente, o addirittura con trasparenza modulabile per una gestione termica ottimale dell’ambiente. Il “legno ottico” autoregola la trasmittanza della radiazione solare grazie al basso assorbimento nello spettro solare e all’alto assorbimento nell’infrarosso delle fibrille di nanocellulosa, funziona come schermo UV, ha buone proprietà meccaniche e bassa conducibilità termica.
• Materiali con cambiamento di fase (PCM) incorporati nella matrice del legno così da assorbire nel processo endoergonico di fusione il calore in eccesso e rilasciarlo nel processo esoergonico di solidificazione quando la temperatura si abbassa: ecco un altro esempio di applicazione per edifici ad alta efficienza energetica.

L’ultima presentazione aveva per titolo: “Thermoplastics from wood: dream or reality?” forse è questa l’ultima frontiera: riuscire ad ottenere dal legno un materiale con proprietà termoplastiche senza l’uso di polimeri o plastificanti di origine fossile.
La ricerca e l'applicazione delle tecnologie di modificazione del legno tengono oggi in considerazione gli aspetti ecologici oltre che quelli economici, in un'ottica di sostenibilità e rinnovabilità delle risorse e di risparmio energetico.
Il legno soddisfa infatti i requisiti alla base di qualsiasi politica ambientale.
La filiera del legno è un esempio di economia circolare, dove il legno costituisce una risorsa rinnovabile grazie alle pratiche di gestione forestale; il legno ha una naturale funzione di accumulo di CO2, che può essere prolungata attraverso i processi di miglioramento della durabilità del legno in uso e ha potenzialità come materiale funzionale in edifici ad alta efficienza energetica.
"C'era una volta un pezzo di legno" recita l'incipit del Pinocchio di Collodi; la fata dai capelli turchini usava la sua magia per animare un pezzo di legno; senza arrivare ad invocare la magia, le tecnologie di modificazione del legno dimostrano che il legno è un materiale duttile e versatile che si presta a essere trasformato e adattato a molti usi, anche diversi da quelli tradizionali.
 

Per informazioni:
Elena Conti
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