Case in legno che resistono al fuoco: realtà o fantasia?

Nel corso di questa estate particolarmente calda siamo stati costantemente accompagnati dalle notizie riguardanti gli incendi ed i roghi che, giorno dopo giorno, stanno distruggendo ettari ed ettari del nostro bellissimo territorio, soprattutto nelle regioni del Centro – Sud. Spesso, laddove le case si trovano vicine al fronte incendiario e quindi quando il rischio per le persone diventa più elevato, si rende necessario il loro allontanamento dalle proprie abitazioni.

Ma cosa succede quando il fuoco colpisce una casa in legno? La risposta che il pensiero comune spingerebbe a dare è che il legno, utilizzato per accendere il camino in inverno e il barbecue in estate, è un materiale che brucia e che, di conseguenza, lo stesso avviene per un edificio con esso realizzato.

In realtà si tratta di un luogo comune da sfatare dal momento che, è stato dimostrato, la capacità di resistere al fuoco ed agli incendi è maggiore per gli edifici in legno piuttosto che per quelli realizzati in cemento armato o in acciaio. È davvero possibile? E come?

Prima di rispondere a queste domande occorre fare due piccole ma importanti precisazioni:

1. Resistenza al fuoco non è sinonimo di ignifugo o di incombustibile: dire che il legno è resistente al fuoco non significa che non brucia, ma che brucia mantenendo comunque caratteristiche e prestazioni che garantiscono la sicurezza della struttura (e che vedremo tra poco);
2. La resistenza al fuoco è una caratteristica che riguarda la struttura, non il singolo materiale che la compone, e che dipende da geometria, distribuzione dei carichi, esposizione, ecc. Per i materiali è più corretto parlare di reazione al fuoco e si valuta secondo classi da 0 a 5. I materiali incombustibili hanno classe 0, il legno ed i suoi derivati tra 3 e 4 in media.

Fissati questi due punti, torniamo agli edifici in legno e sulla loro migliore capacità di resistenza al fuoco, rispetto a quelli in cemento armato o in acciaio, e facciamo chiarezza su come questo sia possibile nonostante il legno sia un materiale che brucia!

La carbonatazione del legno

L’aspetto che, da questo punto di vista, fa la differenza è che, quando viene sottoposto al fuoco, il legno brucia sì, ma molto lentamente e mantenendo inalterate la propria struttura molecolare e le prestazioni. Occorrono tempi molto lunghi prima che le fiamme arrivino ad intaccare in maniera significativa l’anima del materiale: infatti quando la temperatura raggiunge i 240°C (si consideri che in caso di incendio di un edificio si superano i 400°C in pochi minuti!), si attiva il fenomeno detto carbonatazione del legno, che fa sì che lo strato di materiale più esterno protegga come un vero e proprio guscio la sezione più interna, quella resistente della struttura, impedendole di ridursi (se non in tempi molto lunghi) e, quindi, di compromettere la stabilità dell’edificio. La sezione carbonizzata presenta infatti una capacità conduttiva del calore estremamente bassa e costituisce quindi una sorta di barriera contro la penetrazione della combustione nel cuore della struttura.

Inoltre la porzione di materiale non carbonizzata, nonostante l’esposizione alle elevate temperature, mantiene appieno le caratteristiche di resistenza meccanica, proporzionalmente alle dimensioni della sezione integra: l’eventuale cedimento di un elemento in legno, può quindi avvenire solo ed esclusivamente nel caso in cui la sezione che rimane integra presenti dimensioni minori rispetto a quelle minime necessarie all’adempimento della funzione portante.

Quando collassa una struttura?

Il collasso a causa di incendi degli edifici in legno risulta di probabilità molto remota, dal momento che potrebbe avvenire, come già anticipato, solo a causa della progressiva (e lentissima) riduzione della sezione resistente e non per l’improvviso decadimento delle caratteristiche fisiche e meccaniche del materiale, come invece avviene per acciaio e calcestruzzo.

Per comprendere questa differenza basti pensare alle modalità del crollo delle due torri del World Trade Center di New York l’11 Settembre 2001: una struttura in acciaio, infatti, benché formalmente incombustibile, subisce la rapida perdita di stabilità quando viene sottoposta ad un rilevante aumento di temperatura. Dopo soli 5 minuti di esposizione al fuoco, l’acciaio raggiunge la temperatura critica di 500°C, che solitamente porta, nel giro di circa 10 minuti, al collasso della struttura.

Anche il calcestruzzo risulta classificato 0 dal punto di vista della reazione al fuoco dei materiali, quindi come incombustibile, tuttavia esso viene solitamente impiegato unitamente all’acciaio per realizzare strutture armate, per cui anche in questo caso esposizioni prolungate a temperature elevate possono costituire un rischio per la tenuta degli edifici.

La bassa conducibilità del legno

Infine, l’ulteriore aspetto che rende preferibile l’impiego del legno ad altri materiali dal punto di vista della resistenza al fuoco, è la sua bassa conducibilità termica: tale caratteristica consente in primo luogo di tutelare e proteggere le eventuali connessioni metalliche e le linee impiantistiche presenti all’interno della struttura e, in secondo luogo di circoscrivere l’area danneggiata dall’eventuale incendio.

Test condotti su pareti in legno sottoposte sul lato interno ad oltre due ore di fuoco con temperatura che ha raggiunto un picco di oltre 1000°C, hanno infatti dimostrato come, sul lato esterno, le condizioni fossero tutt’altro che estreme: temperatura di superficie compresa tra il 14 ed i 24°C e temperatura dell’aria di 11° C. Questo costituisce un aspetto non di poco conto se considerato dal punto di vista dell’intervento dei soccorsi.

Inoltre, dopo diverse ore di incendio, le pareti oggetto dei test non hanno perso le proprietà statiche e, alla fine, gli unici componenti da sostituire sono risultati essere il rivestimento interno in cartongesso e lo strato isolante.

Tutto ciò a conferma di come anche l’edilizia in legno, al di là dei pregiudizi, sia ben capace di garantire elevati livelli di sicurezza anche dal punto di vista del rischio di incendi.

 

Elena Ottavi