1. INVESTIAMO NEL VOSTRO FUTURO
Sistemi e Materiali innovativi per la conservazione
del patrimonio Archeologico in Siti Sommersi
LEGNO 2
SIMPASS
STORIA DEI MATERIALI
Prof.ssa Philom竪ne Gattuso
2. INTRODUZIONE
I materiali costituiscono un aspetto primario della nostra vita quotidiana,
probabilmente molto di pi湛 di quanto normalmente si consideri.
I trasporti, le telecomunicazioni, gli ambienti domestici, il tempo libero,
l'alimentazione, sono tutti settori fortemente influenzati dalla qualit, dai
costi e dalla disponibilit dei materiali.
Molte delle sofisticate tecnologie che rendono oggi la vita quotidiana pi湛
confortevole sono state rese possibili dalla disponibilit di materiali adatti:
gli enormi progressi nell'elettronica sono anche il frutto della disponibilit
di materiali semiconduttori, per la fabbricazione dei microchips.
3. INTRODUZIONE
Aeroplani e satelliti sono realizzati con materiali leggeri e resistenti
(leghe metalliche, materiali compositi).
Tutti gli ingegneri operanti nei diversi settori della meccanica,
dell'ingegneria civile, dell'elettronica ed elettrotecnica, della chimica e
della fisica devono tutti, pi湛 o meno, affrontare di frequente problemi
legati al comportamento dei manufatti:
conoscere in maniera pi湛 approfondita le diverse CLASSI di materiali
con cui tali manufatti possono essere realizzati, rappresenta, quindi, un
valido passaporto per qualsiasi settore del mondo professionale della
scienza e dell'ingegneria.
4. LA STORIA
Lo sviluppo delle civilt 竪 sempre stato direttamente collegato
alla disponibilit dei materiali, alla capacit degli uomini di
lavorarli, al punto tale che i primi periodi della civilt umana
vengono caratterizzati, convenzionalmente, in base al grado di
sviluppo dei materiali: et della pietra, et del bronzo, et del
ferro, etc.
I primi uomini avevano a disposizione solamente pochi materiali
reperibili in natura quali pietre, legno, argilla, pelli che potevano
essere adoperati come utensili, per la caccia o per vestirsi.
5. LA STORIA
In seguito furono scoperte le tecniche per ottenere materiali
diversi, ad esempio con l'estrazione dei metalli o con la
produzione della terracotta;
solo molte migliaia di anni pi湛 tardi, si scopr狸 che le
propriet di molti materiali potevano essere
sensibilmente migliorate mediante aggiunte dosate di
altri elementi o con i trattamenti termici.
Percorriamo cos狸 molto velocemente la nostra storia fino ad
arrivare a pochi secoli o decenni or sono, con la scoperta di nuove
leghe e materiali sintetici dalle prestazioni strabilianti che hanno
rivoluzionato il nostro modo di vivere e di pensare.
6. IL LEGNO
Il legno 竪 il materiale da costruzione pi湛 diffuso sin dalla
preistoria per la sua disponibilit e la possibilit dimpiego anche
senza necessit di lavorazione.
Il legno 竪 rimasto sino al XIX secolo, per essere poi riscoperto in
tempi pi湛 recenti, il materiale pi湛 idoneo per alcuni elementi
costruttivi, come coperture e solai, ma anche nelle strutture di
fondazione per la sua capacit di resistere a lungo allacqua.
Nel XX secolo limpiego del legno in campo strutturale si 竪
ridotto a causa della disponibilit di materiali pi湛 convenienti e
della diffusione di nuove tecnologie; oltre ad essere altamente
infiammabile, esso infatti presenta un tessuto eterogeneo e
discontinuo e subisce alterazioni nel tempo.
7. Tuttavia, alla diminuzione duso in campo strutturale ha fatto seguito
un incremento nelle opere a carattere provvisorio e nella carpenteria.
La messa a punto di particolari legni derivati, tra cui i lamellari che
offrono ottime prestazioni fisiche e meccaniche, la resistenza alla
combustione e lintroduzione di prodotti contro il degrado e gli insetti
ripropongono il legno come materiale per grandi costruzioni il legno
strutturale specie nelle coperture e nei sistemi di prefabbricazione.
Il recente sviluppo della progettazione architettonica e le nuove
tecniche costruttive hanno consentito agli architetti di riappropriarsi
delle numerose possibilit formali, della straordinaria natura estetica e
della compatibilit ecosostenibile che il legno offre.
20. Nei paesi ricchi di legname e poveri di materiali lapidei, il legno 竪 alla
base di sistemi costruttivi diversi:
il balloon-framing, una struttura a telaio formata da elementi
standardizzati chiodati, impiegato nelledilizia residenziale
americana, dei paesi dellEuropa del nord e nellarea alpina perch辿
leggero, economico e di facile realizzazione;
il blockbau, in cui le pareti sono formate da tavole di legno disposte
una sullaltra in senso orizzontale e incastrate in corrispondenza
degli angoli;
il fachwerk, case a graticcio, che caratterizzano cos狸
massicciamente la fisionomia del paesaggio urbano e rurale in
particolar modo in Germania, dove si contano ancora pi湛 di due
milioni di "Fachwerkh辰user" edificate nellarco di sette secoli.
22. Balloon frame (letteralmente "struttura a pallone") 竪 una tecnica di costruzione inventata nei
primi anni del Novecento, utilizzata per la realizzazione di edifici in legno prevalentemente in
Scandinavia, Canada e negli USA.
E un sistema costruttivo standardizzato basato sull'utilizzazione di listelli provenienti
direttamente dalla lavorazione industriale del legno, nelle loro dimensioni standard, affiancati a
distanza modulare (modulo principale 40,6 cm).
L'assemblaggio delle parti avviene con l'impiego di chiodi d'acciaio, in sostituzione dei
tradizionali incastri, consentendo l'eliminazione di manodopera specializzata e l'accelerazione
dei tempi di costruzione.
Tavole disposte diagonalmente ne assicurano il controventamento, mentre altre tavole disposte
in orizzontale proteggono l'edificio dall'esterno formandone anche la facciata.
L'irrigidimento della struttura 竪 ottenuto per mezzo di doghe di rivestimento o di copertura.
Si differenzia delle tradizionali strutture in legno, per l'assenza di elementi principali e secondari.
Tale tecnica costruttiva permette di velocizzare la fase di costruzione in cantiere permettendo di
svolgere la maggior parte delle lavorazioni in officina.
L'invenzione di questa tecnica 竪 attribuita a George Washington Snow (1797-1870), nato a
Keene, New Hampshire; pioniere e in seguito impresario e finanziere, ricopr狸 importanti cariche
amministrative nella citt di Chicago a partire dal 1833.
Il balloon frame ha trovato largo impiego nella costruzione dei primi nuclei abitativi di Chicago e
San Francisco; 竪 utilizzato nell'edilizia abitativa comune e in molti esempi di architettura
contemporanea degli Stati Uniti.
26. Uno dei pi湛 antichi metodi di costruzione delle case 竪 quello definito blockbau, nel quale si
sovrappongono orizzontalmente tronchi o travi fino a formare delle pareti.
L'aggancio 竪 ottenuto agli angoli, dove vengono ricavate delle connessioni che permettono
l'incasso e, allo stesso momento, un irrigidimento della struttura. La quantit di legno per
realizzare questo tipo di abitazione 竪 elevata.
L'uso del legno come materiale strutturale era prassi consolidata fino alla fine dell'Ottocento.
31. Fachwerk, in Germania, 竪 il termine che si usa per definire una geniale e plurisecolare
metodologia costruttiva in cui ledificio 竪 sorretto da una struttura lignea portante, fatta di
montanti, travi e puntelli, sapientemente assemblati tra loro. Questo scheletro di assi a vista,
straordinariamente sofisticato ed ecologico, poteva sopportare le grandi sollecitazioni di neve e
vento.
Una vota eretta lintelaiatura portante, rimanevano gli spazi vuoti tra le travi e i pannelli (spazio
chiamato Gefach), che venivano riempiti talora con un graticcio o una cannicciata di rami sottili
rivestita di argilla su entrambi i lati, talaltra con un impasto di ciottoli o laterizi.
Il risultato finale era un edificio in cui a differenza di quanto realizzato nellarchitettura classica
- struttura e decorazione venivano a essere la stessa cosa, ingegnosa ed esteticamente
pregevole.
Sebbene esistano case a travatura lignea in numerosi paesi a nord delle Alpi, dallInghilterra alla
Francia, dalla Svizzera tedesca alla Repubblica Ceca, dalla Danimarca alla Polonia (e persino in
Giappone), probabilmente in nessun luogo al mondo queste sono arrivate a caratterizzare cos狸
massicciamente sia per quantit che per qualit - la fisionomia del paesaggio urbano e rurale
come in Germania, dove si contano ancora pi湛 di due milioni di Fachwerkh辰user edificate
nellarco di sette secoli.
32. Le pi湛 antiche, la cui et 竪 stata stabilita grazie alla dendrocronologia, risalgono al XIII secolo, ma
ne esistono anche alcune centinaia costruite nel XIV secolo, bench辿 la maggior parte degli edifici
oggi rimasti sia sorta nel periodo doro dellarchitettura a traliccio, quello compreso tra i secoli
XV e XVI, ovvero tra il Tardogotico e il Rinascimento.
Nondimeno, 竪 possibile costatare come gi nei primi esempi di edifici Fachwerk propriamente
detti, risalenti appunto al 1200, la realizzazione tecnica sia sorprendentemente matura ed
evoluta (sebbene di aspetto pi湛 semplice e disadorno in confronto alle creazioni dei secoli
successivi) e non presenti pi湛 alcun segno della capanna rudimentale.
Nel 1990 竪 stata creata laDeutsche Fachwerkstrasse, la Strada tedesca delle case a graticcio che
attraversa, per 2.800 km, tutta la Germania, dal nord al sud, collegando quasi 100 citt tedesche.
33. In sostanza, gli elementi architettonici di base erano gi tutti sviluppati: dei montanti verticali
(St辰nder), poggianti su una traversina a terra o rialzata grazie a uno zoccolo in muratura
(Schwelle), reggevano le travi orizzontali (R辰hm, Riegel) studiate per formare la base del
pavimento e larmatura del soffitto. Questa ossatura veniva rinforzata tramite dei puntoni
obliqui (Streben) e delle travi minori, abilmente inserite come contrafforti nei punti critici per
garantire un telaio robusto ed elastico.
Tale principio essenziale rimase valido fino allOttocento, naturalmente declinato in tutta una
serie di adattamenti, variazioni e trasformazioni influenzate dalle varie correnti artistiche, dalle
caratteristiche regionali, dalle possibilit economiche e dalla fantasia dei mastri carpentieri.
Cos狸 le case a graticcio in Germania si svilupparono in una stupefacente variet di forme, intrecci
e decorazioni, a volte figurative, altre puramente ornamentali, tanto che si pu嘆 affermare che
non esistano due case Fachwerk uguali.
possibile tuttavia classificare le strutture in base a due differenti criteri costruttivi:
1. la pi湛 antica Geschossbau (o St辰nderbau), nella quale i montanti erano ricavati da lunghi
tronchi (fino a trenta metri) che andavano dal pavimento al tetto, unendo tutti i piani;
2. la successiva (dal 1300) Stockwerkbau (anche se in realt i due metodi coesistettero a lungo
e nel Medioevo si ibridarono spesso), in cui ogni piano delledificio era concepito come un
modulo indipendente, con montanti propri e una notevole sporgenza dei piani superiori su
quelli sottostanti. Questo aggettare divenne una caratteristica inconfondibile
delle Fachwerkh辰user, dovuto a ragioni di stabilit, a motivi di gusto estetico nonch辿 di
guadagno in spazio abitativo!
34. A partire dal Quattrocento lo sviluppo del graticcio procedette impetuosamente, vivendo una
vera iperbole negli anni tra il 1540 e il 1620 (ancora oggi la maggior parte degli edifici risale a
questo arco temporale), per poi subire una brusca frenata a causa della catastrofica Guerra dei
Trentanni (1618-1648).
Gran parte delle configurazioni lignee apparse tra Gotico e Rinascimento - soprattutto le croci di
SantAndrea (Andreaskreuze, dal 1450), le losanghe (Rauten) e le losanghe barrate
(durchkreuzte Rauten), le figure ottenute dallincrocio di puntoni (Strebefuguren), i rosoni e le
conchiglie (le celebriiF辰cherrosetten tipiche del nieders辰chsisches Fachwerk) - vennero riprese
dopo la Guerra dei Trentanni dalla nuova cultura barocca, che rinnov嘆 i modelli edilizi.
Apparvero i tetti a mansarda, le finestre si fecero pi湛 ampie e numerose, le case in generale pi湛
spaziose e con facciate ampie e simmetriche, non di rado arricchite da stucchi. In alcune regioni
il graticcio visse una sorta di seconda giovinezza.
Tutto questo fermento si esaur狸 con il Secolo dei Lumi. Il gusto neoclassico non poteva che
trovare larchitettura a travatura reticolare medievale, stravagante, irregolare e antimoderna.
Le regole imperanti di simmetria, uniformit e sobriet, ispirate alla classicit, portarono
allintroduzione di severe norme costruttive (ad esempio quelle del W端rttemberg, emanate nel
1776 con il pretesto della prevenzione degli incendi), che prevedevano la sostituzione delle case
in legno con edifici in pietra, o almeno la copertura delle Fachwerkh辰user con intonaci, ai fini di
travestirle da abitazioni moderne. Bovindi e torrette, dalle sporgenze cos狸 caratteristiche,
vennero spesso abbattuti.
35. Alla met del XIX secolo, nelle citt maggiori, il graticcio a vista era in gran parte scomparso sotto
uno spesso strato di intonaco uniforme.
Fortunatamente il Romanticismo, con la sua riscoperta dellestetica medievale e delleccentricit,
e i nascenti movimenti per lo studio del patrimonio artistico, promossero massicce campagne
per la celebrazione e la ripulitura degli edifici storici, culminate da una parte con la nascita di un
graticcio storicista, dallaltra con il provvidenziale ripristino di quello antico e la liberazione
degli splendidi vecchi edifici a intelaiatura visibile.
