Feb 142021
 

Chi non ama le finestre, quegli ampi spazi ritagliati sulle pareti dei nostri edifici capaci di collegati con il mondo esterno, che ci consentono di poter guardare fuori dalle mura del nostro spazio domestico, di far entrare la luce all’interno delle nostre case e soprattutto di proteggerci da rumori e agenti atmosferici conservando condizioni ideali all’interno dei nostri spazi. Purtroppo questo materiale non è esente da difetti; è, infatti, molto fragile rischiando di rompersi con facilità, inoltre non è un buon isolante tant’è che bisogna realizzare opportuni accorgimenti tecnici come ad esempio i vetri camera, ossia più vetri separati da uno spazio d’aria interno, per ottenere l’isolamento necessario. Forse fino ad oggi perché i ricercatori dell’Università del Maryland sono riusciti a trasformare degli sfogliati di tronco d’albero in un materiale trasparente quasi come il vetro, più leggero e con capacità migliori di isolamento termo-acustico. Che sia arrivato il momento di sostituire i vetri delle nostre finestre?

Il legno come sappiamo è composto essenzialmente da due materiali base, la cellulosa, si quella con cui si fa la carta, costituita da minuscole fibre intrecciate e la lignina, una struttura polimerica che ha la funzione di cementare e legare queste fibre in modo da conferire compattezza e resistenza al tronco della pianta. La lignina contiene delle molecole chiamate cromofori, che danno al legno la caratteristica colorazione marrone e impediscono il passaggio della luce.

Fino ad oggi si era provato a rendere il legno trasparente eliminando la lignina dalla sua struttura, però, questo procedimento richiedeva l’uso di sostanze pericolose, alte temperature e molto tempo, tali da non rendere economico il processo, ossia il materiale ottenuto seppur semitrasparente sarebbe stato costosissimo.

I ricercatori del Maryland invece hanno trovato una soluzione ingegnosa e molto semplice, realizzabile a costo bassissimo e da chiunque, capace di rendere in legno assolutamente trasparente. L’operazione, molto semplice, richiede di spennellare delle assi di legno spesse 1 millimetro con perossido di idrogeno al 30% (acqua ossigenata). Queste debbono poi essere lasciate al Sole per circa un’ora o sotto una lampada UV in maniera tale che il perossido riesca sbiancare i cromofori marroni lasciando intatta la lignina rendendolo così bianco. A questo punto gli scienziati hanno immerso per cinque ore queste assi di legno in etanolo e poi hanno usato il toluene, una sorta di idrocarburo solvente usato al posto del benzene, su cui hanno poi applicato una resina epossidica trasparente, resistente, capace di riempire i pori del legno e di indurirsi dopo qualche ora. Questo procedimento ha reso il legno assolutamente trasparente.

Il risultato è incredibile, perché il materiale che è stato ottenuto è in grado di far passare il 90% della luce visibile inoltre il legno è molto più resistente del vetro e più leggero ed ha delle proprietà isolanti, come già detto, migliori a quelle del vetro. Nella sua produzione non è necessario utilizzare alte temperature con un conseguente risparmio di energia per la sua produzione. Gli scienziati hanno riferito che si possono utilizzare tanti tipi di legno per produrre queste assi trasparenti inclusi la quercia e la balsa e che non ha assolutamente importanza la direzione del taglio, che può avvenire sia nella direzione delle venature che in senso diametralmente opposto.

Si tratta di una scoperta e di una innovazione dei grandi risvolti, e chi lo sa che presto le nostre finestre non saranno più di fragile vetro bensì di resistentissimo legno trasparente.

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IL LEGNO#1 (L’ALBERO)
Indice Argomenti
1 GLI ALBERI
2 IL NUTRIMENTO (la linfa)
3 MAPPA CONCETTUALE DELL’ARGOMENTO
4 APPROFONDISCI CON I VIDEO
Prossime Lezioni sul Legno
#2 IL LEGNO (IL CICLO DI LAVORAZIONE) argomento ancora non attivo
#3 IL LEGNO (L’INDUSTRIA DEL PANNELLO)

Il LEGNO è sicuramente uno dei materiali più antichi che l’uomo ha da sempre utilizzato per una grande varietà di impieghi. E’ servito per scaldarsi, per proteggersi, per realizzare utensili. Oggi con lo sviluppo industriale anche questo materiale ha assunto ruoli e utilizzi diversi, sempre più evoluti, basti pensare al legno lamellare.

Lamellare massiccioApprofondisco: il Legno Lamellare, è un materiale composito, fatto essenzialmente di assi di legno opportunamente righettate, incollate e pressate per costituire un nuovo materiale molto resistente che supera i difetti tipici del legno massello. Viene utilizzato in ambito strutturale in edilizia.

Questo prezioso materiale è ottenuto dai tronchi dei grandi alberi, ma oggi grazie alle nuove tecnologie anche da scarti e residui ottenendo prodotti di grande qualità e resistenza: i pannelli di legno.

Ma andiamo con ordine e scopriamo questi grandi organismi presenti ovunque sul nostro pianeta: gli alberi.

GLI ALBERI

L’albero è una pianta legnosa, sviluppata in altezza dal terreno tramite un tronco che inizia a ramificare a qualche metro dal suolo. In botanica lo si distingue dagli arbusti perché questi ultimi sono privi del tronco.

ALBERI01

In natura, le piante vengono classificate in due gruppi ben distinti in virtù delle loro differenti caratteristiche riproduttive: angiospermӕ e gymnospermӕ.
Le angiospermӕ o latifoglie (piante dalle foglie larghe) sono piante che hanno un sistema riproduttivo complesso. Infatti, gli ovuli sono chiusi da un ovario in cui i semi sono raccolti all’interno di un frutto. Possono essere di tipo erbaceo oppure legnose, arbustive o arboree ed avere foglie persistenti oppure caduche. Le foglie, proprio per la loro forma, possono essere molto varie: semplici oppure formate da più foglioline, con i margini lobati, seghettati, dentellati, ecc.

Il margine delle foglie

Sono latifoglie ad esempio: il pioppo, l’ontano, la betulla, il nocciolo, il faggio, il castagno, il tiglio, l’acero, il frassino e molti altri.

Le gymnospermӕ o conifere hanno un sistema riproduttivo molto semplice. La caratteristica fondamentale di queste piante è che l’ovulo, da cui si formerà il seme, non è protetto da un ovario, ma è solo appoggiato a una foglia modificata. Ad esempio i pinoli, che sono i semi del pino, sono appoggiati a una squama della pigna e non sono racchiusi all’interno del frutto come accade, ad esempio, ai noccioli delle ciliegie.

Pigna e pinoliLe conifere, devono il loro nome alla forma conica dei loro frutti, basti pensare alle pigne appunto. Sono tutte piante legnose (alberi o arbusti), le foglie sono quasi esclusivamente aghiformi, sono piante sempreverdi con l’unica eccezione del larice.

Sono conifere gli abeti, i pini, i larici, i cedri, ecc.

Osservando un albero si nota subito una cosa. Non tutta la pianta è visibile, perché una parte scompare nel terreno. Distingueremo, per cui, una parte SOTTERRANEA, non visibile e una parte AEREA al contrario completamente visibile.

Albero_movie

Scendendo più nello specifico, possiamo individuare nell’albero 3 differenti parti:

Albero3parti_movie

Scomposizione dell’Albero

Nella parte sotterranea, troviamo le radici. Queste hanno una duplice funzione:

nutrizionale – assorbendo dal terreno le sostanze necessarie e l’acqua che poi, trasportate da un sistema efficientissimo, giungono alle foglie e ai rami più alti.

strutturale – sostegno della pianta; affondando in profondità nel terreno, realizzano un sistema di fondazioni, capace di reggere carichi notevolissimi quali le sollecitazioni dovute al vento o al peso stesso dell’albero.

Nella parte aerea, troviamo invece, il fusto e la chioma.

Il fusto ha una funzione portante come per noi lo è lo scheletro. Può variare di forma come di altezza, ed è costituito da un insieme di tessuti protettivi, di sostegno e conduttori. Il tronco è di legno, tessuto formato da fibre di cellulosa saldate fortemente tra di loro da una sostanza chiamata lignina.

Approfondisco: la Cellulosa si presenta come un materiale fibroso di colore bianco presente all’interno delle piante tenuta insieme dalla lignina (dal latino lignum=legno).

Cellulosa

Il fusto sostiene i rami e le foglie ed è costituito da un insieme di strati che assolvono a differenti funzioni. Vediamo quali sono questi strati e quali le loro funzioni:

stuttura-del-legno

Strati del tronco

  • Corteccia – è il vestito dell’albero, o meglio la corazza protettiva per gli strati più interni. E’ costituita da cellule morte spinte all’esterno dalle nuove cellule che si formano nel libro.
  • Libro – è la parte più esterna del tronco ed è anche lo strato in cui scorre, dall’alto verso il basso, la linfa elaborata attraverso la fotosintesi clorofilliana dalle foglie.
  • Cambio – è la parte fondamentale di una pianta, perché l’unica in grado di generare tessuti nuovi; ne produce di due tipi, uno verso l’esterno, ossia verso il libro, chiamato floema, ed uno verso l’interno, ossia verso la parte legnosa del tronco, chiamato xilema.
Età albero

Calcolo dell’età di un Albero

Il cambio ha un’attività periodica legata a fattori esterni (stagioni) e interni (ormonali). Questa periodicità nella crescita, genera i caratteristici anelli di accrescimento che rappresentano l’età di una pianta. Nelle zone calde, in cui il cambio stagionale non avviene, tali anelli non si evidenziano a causa di una attività cambiale continuativa (in pratica la pianta cresce sempre durante tutto l’anno). 

  • Alburno – è lo strato più esterno del durame, costituito da cellule vive che hanno lo scopo di trasportare la linfa dalle radici alle foglie.
  • Durame – è la parte più interna del tronco ed è costituita da tessuti lignificati, le cui cellule sono oramai morte. Presenta un colore più scuro ed è la parte migliore da utilizzare nell’industria mobiliera.
  • Midollo – è la parte più interna del tronco e assolve alla funzione nutritiva nei primi anni di vita della pianta. Con il passare del tempo lignifica diventando parte del durame e viene sostituito nella sua funzione dall’alburno.

La chioma è il complesso di rami e foglie che caratterizzano la parte alte delle piante. Può assumere differenti forme a seconda delle caratteristiche genetiche di ciascuna specie o in base ad operazioni esterne, quali potatura.

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IL NUTRIMENTO (La Linfa)

L’albero ottiene nutrimento attraverso la linfa che risale dalle radici immerse nel terreno fino alla parte sommitale della pianta. La linfa altro non è che una soluzione di ioni inorganici e piccole molecole di sali minerali che vengono assorbite dalla pianta attraverso quegli organi contenuti nelle radici che si chiamano peli radicali. Ma il percorso dell’acqua e solo all’inizio, perché partendo dal basso della pianta deve raggiungere altezze in alcuni casi incredibili (vedi le sequoie americane alte più di 100 m). Come fa la natura a spingere l’acqua contro gravità fino a queste altezze? Il fenomeno avviene in tre differenti modi contemporaneamente. Per pressione radicale, capillarità e traspirazione. L’azione dei tre modi avviene sinergicamente: la pressione radicale e la capillarità spingono l’acqua dal basso, mentre la traspirazione la tira su dall’alto.

Risalita linfa

Percorso della linfa dalle radici alla chioma

Approfondisco: la Pressione Radicale o Osmosi,  è quel fenomeno per cui tra due liquidi di uguale composizione ma con densità diversa, separati da una membrana attraversabile, si genera una differenza di concentrazione. Nel caso della pianta si genera una differenza di pressione tra i sali nel terreno e sali maggiormente concentrati all’interno della pianta generando in questo modo quella che viene definita “pressione radicale” che è in grado di spingere l’acqua a grosse altezze.

Approfondisco: la Capillarità è quando un liquido scorre verso l’alto a causa della forza di adesione delle molecole in un condotto molto stretto. Nella pianta, a causa della dimensione microscopica dei condotti xilematici che trasportano l’acqua al suo interno, questo fenomeno è molto evidente. In pratica, esiste una forza di adesione tra le molecole d’acqua e le pareti del condotto e una forza di coesione tra le molecole dell’acqua. A causa della dimensione ridottissima del condotto, la forza di adesione supera quella di coesione per cui l’acqua risale.

Approfondisco: la Traspirazione è un fenomeno naturale che dipende dalla natura e dimensione della chioma e dall’intensità del calore solare. L’acqua, per effetto del calore, passa dallo stato liquido a quello di vapore. La perdita di quest’acqua per evaporazione, genera all’interno dei capillari in cui scorre la linfa, una depressione di alcune atmosfere che aspira l’acqua verso l’alto consentendole di superare le grandi altezze degli alberi.

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MAPPA CONCETTUALE DELL’ARGOMENTO

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STRUTTURA DELL’ALBERO Video 2
Durata: 1:04 Durata: 0:00
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