Attività 2 - Legno lamellare non strutturale

Progetto transfrontaliero per la valorizzazione della filiera foresta-legno Projet transfrontalier pour la valorisation de la filiére foret-bois

ATTIVITÁ / ACTIVITÉ 2 Filiere certificate e commercializzazione dei prodotti forestali/ Filiere certifiés et commercialisation des produits forestiers

PROVINCIA DI TORINO / PROVINCE DE TURIN Fondo Europeo di Sviluppo Regionale

ALLEGATO/ANNEXE 5.2 Studio di fattibilità per la produzione di lamellare non strutturale con legno locale

Analisi sullo stato dell’arte della produzione di legno lamellare non strutturale con specie legnose di provenienza locale

SOMMARIO 1.0

LE CARATTERISTICHE TECNOLOGICHE DELLE FILIERE PRODUTTIVE DI LEGNO LAMELLARE NON STRUTTURALE . 2

2.0

IL LEGNO LAMELLARE INCOLLATO PER SERRAMENTI ............................................................................................ 2

3.0

LE FASI DEL PROCESSO PRODUTTIVO .................................................................................................................... 4

4.0

DETTAGLIO DEI COSTI DI PRODUZIONE ............................................................................................................... 21

6.0

PRINCIPALI RIFERIMENTI NORMATIVI ................................................................................................................. 23

7.0

TERMINI E DEFINIZIONI ....................................................................................................................................... 23

8.0

BIBLIOGRAFIA DI RIFERIMENTO........................................................................................................................... 23

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1

1.0

LE CARATTERISTICHE TECNOLOGICHE DELLE FILIERE PRODUTTIVE DI LEGNO LAMELLARE NON STRUTTURALE La relazione che segue mette in luce le caratteristiche tecnologiche e le peculiarità della filiera produttiva del legno lamellare non strutturale destinato alla realizzazione di semilavorati per l’industria del serramento.

In particolare, nel documento che segue verranno delineati i seguenti aspetti: il mercato degli elementi di legno lamellare per serramenti, caratteristiche e prestazioni richieste al semilavorato, il processo di realizzazione di elementi in legno lamellare, le modalità di classificazione della materia prima (in sintesi), i metodi di valutazione della conformità del prodotto (le prove necessarie, le dimensioni e il numero di campioni da sottoporre a prova), attrezzature e macchinari necessari, un’ipotesi di filiera produttiva con relativi costi.

2.0 IL LEGNO LAMELLARE INCOLLATO PER SERRAMENTI Si definisce legno lamellare un elemento composito costituito da più strati di lamelle o tavole di legno massiccio (di solito tre) sovrapposte ed affiancate, disposte con fibratura parallela incollate, con anelli d’accrescimento contrapposti e con giunzioni di testa a pettine e di lato in modo da creare una struttura con sezioni più grandi e di forma utile per realizzare montanti, traversi ed altri elementi per serramenti, nonché altri componenti atti a resistere alle sollecitazioni fisiche e meccaniche di varia natura ed entità 2.1 MATERIE PRIME Le specie legnose più utilizzate per la realizzazione di elementi in legno lamellare per serramenti sono le conifere (Abete bianco e rosso, Yellow Pine, Pino silvestre, Larice europeo e siberiano, Douglasia) e le latifoglie (Frassino, Sassofrasso, Tiglio, Rovere, Faggio, Castagno, Meranti e Iroko). L’elemento unitario del profilo è la lamella o tavola di legno massiccio, così identificata: - larghezza e lunghezza secondo la destinazione d’uso: elementi destinati alla realizzazione di serramento esterni o interni; - spessore non superiore a 48 a 90 mm circa. In tutti i casi, lo spessore della lamella è da porre in relazione al tipo di profilo che si vuole ottenere.

Fig. 1 Profilo in legno lamellare 3 strati

Come già accennato, nell’ambito della produzione standard di profili in legno lamellare per serramenti si contraddistinguono elementi destinati alla realizzazione di serramenti esterni e di serramenti per interni.

Il processo di produzione di queste due tipologie di elementi lamellari è analogo la sola differenza risiede nel fatto che i profili lamellari per serramenti interni sono costituiti di due facce sottili (lamelle esterne da 6-8 mm) e un interno di listelli di legno massiccio con presenza di difetti nella porzione più interna.

Esistono molteplici versioni di profili in legno lamellare cosiddetti lastronati, alcune presentano l’anima interna formata di listelli di abete rivestito su entrambi i lati con tavole dello spessore di 8 mm.

Fig. 2 LastronatI di castagno (sx) e quercia (dx) per montanti di porta interna.

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Per il telaio vengono realizzati profili in legno lamellare a due lamelle. Questi prodotti sono realizzati e commercializzati sotto forma di KIT PORTA destinati alle forniture dei cantieri edili o alla GDO. Fig. 3 Profilo in legno lamellare 2 strati per telaio (montanti e traversi) porta interna.

Infine, sebbene meno frequenti nella produzione industriale, i profili in legno lamellare per serramenti possono essere realizzati con profili curvi adattando lo spessore delle lamelle al raggio di curvatura in relazione alla specie legnosa utilizzata.

Generalmente per le strutture curve è bene che lo spessore delle singole lamelle non superi 1/60 del raggio di curvatura nel caso di legno di conifera e 1/200 se di latifoglia.

Le tabelle sottostanti riportano le dimensioni e le caratteristiche costruttive per le tipologie più comuni di profili lamellari per serramenti esterni.

Formazione (n. lamelle) 3 3 3 ¾

Spessore (mm) 48/50 63 72/75 82/84

Lunghezze (mm) da 700 a 3000 m

75 X

Larghezza (mm) 87 95 X X X X X X X

120/125 X X X X

Fig. 4 Profili in legno lamellare 3 e 4 strati per serramenti esterni.

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La quasi totalità del materiale semilavorato viene acquistato dai produttori di serramenti attraverso grossisti / rappresentanti e risulta in parte di produzione nazionale (Delmondo Legno snc, Corà Domenico & Figli Spa, Bellotti Spa) in parte di provenienza europea o nord-americana.

Di seguito si riportano i prezzi medi indicativi, franco destino, per gli assortimenti e le specie legnose più comuni neella realizzazione di serramenti esterni. Si tratta di elementi in legno lamellare a lista intera (privi di finger-joits).

Prezzi del legno lamellare (esterni) in € a metro lineare (iva esclusa) Sezioni (mm)

72x86 72x95 82/84x95 82/84x120

Larice siberiano

9,80 9,10 11,00 14,35

Pino Semirigato

Sassofrasso

Frassino americano

5,10 -9,35 12,10

10,60 11,80 13,85 17,65

8,15 9,10 10,75 13,70

Rovere europeo

9,80 10,95 13,90 17,75

Rovere rosso

8,35 8,95 11,55 15,05

Variazione dei prezzi del legno lamellare (esterni) in € a metro cubo (iva esclusa) Sezioni (mm)

Larice siberiano

Pino Semirigato

Sassofrasso

Frassino americano

Rovere europeo

Rovere rosso

72x86 1.583 824 1.712 1.316 1.583 1.349 82/84x120 1.458 1.230 1.794 1.392 1.803 1.530 3.0 LE FASI DEL PROCESSO PRODUTTIVO Lo schema di massima di un impianto per la produzione di profili di legno lamellare per serramenti prevede le seguenti fasi di trasformazione: - essiccazione - sezionatura e ottimizzazione - giunzione di testa - scorniciatura - incollaggio - finitura e stoccaggio

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Nel formulare un’ipotesi relativa agli impianti necessari ed di costo di produzione è indispensabile partire da alcune ipotesi che si riconducono sostanzialmente a: - utilizzo di tavole e refilate o da prismati di idoneo spessore, - ipotesi di una produzione di circa 2200/2300 m3 di elementi di legno lamellare per serramenti - una struttura coperta di circa 1500 m2 in grado di ospitare gli impianti produttivi, magazzini e uffici e un piazzale di almeno 5.000 m2 destinato ad ospitare l’essiccatoio e la centrale termica.

L’ipotesi formulata parte dal presupposto che l’azienda acquisti un semilavorato pre-stagionato (u < 25%) presso una segheria limitrofra (ovvero nel raggio di una cinquantina di chilometri dal sito produttivo) nel contesto di una filiera corta che sfrutti materiale di provenienza locale.

Ovviamente l’impianto produttivo potrebbe essere realizzato nell’ambito di un impianto di segagione o di un’impresa di seconda trasformazione in quanto ampliamento di una attività produttiva pre-esistente.

Dall’analisi bibliografica condotta emergono peraltro indicazioni sulle rese di trasformazione a partire da legno tondo e tavolame di conifere e latifoglie.

Nel caso di latifoglie si può ipotizzare una resa in volume dal tronco alla tavola compresa tra il 50-60% e dalla tavola al prodotto finito (lamellare) intorno al 40%.

Ne risulta che la resa in prodotto finito partendo dal tronco può oscillare in un intervallo compreso tra il 20 ed il 30%.

Nel caso delle conifere la resa in tavole partendo dal tronco risulta generalmente maggiore, con un’oscillazione compresa tra il 60 e il 70% e dalla tavola al prodotto finito prossima al 50%. La resa in prodotto finito dal tronco oscilla pertanto tra il 30 e il 40%.

Naturalmente l’oscillazione della resa è fortemente influenzata in primo luogo dalla specie legnosa e dalle caratteristiche della materia prima e in parte dalle caratteristiche degli impianti e dal sistema produttivo adottato.

Nell’ipotesi sviluppata si considera di ottenere un valore medio di resa del 50% a partire da tavole prestagionate.

CARATTERISTICHE E DIMENSIONAMENTO DELL’IMPIANTO Considerando un processo di produzione che parte da tavole o prismati si è ipotizzata una produzione giornaliera in un turno di lavoro di 8-10 m3, pari a 200 m3 mensili, per complessivi 2200 m3/anno considerando 11 mesi di produzione.

Lo schema di massima di un impianto avente la capacità sopra ipotizzata, prevede i seguenti centri di lavoro: - essiccazione - sezionatura e ottimizzazione - giunzione di testa - incollaggio - finitura e stoccaggio Di seguito si descrivono ed analizzano le diverse fasi del processo produttivo, con una indicazione delle caratteristiche e dell’ordine di grandezza dell’investimento necessario all’acquisto degli impianti e macchinari idonei ad una produzione di lamellare come quella sopra ipotizzata Sulla base dell’ipotesi definita si stima il costo di produzione a m3 di un generico elementp in legno lamellare per serramenti.

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Fig. 5 Diagramma di flusso processo produttivo di un profilo in legno lamellare per serramenti DEPOSITO TAVOLAME NON REFILATO E SQUADRATI

1A SELEZIONE TAVOLE E SQUADRATI

TRONCATURA, REFILATURA, 2A SELEZIONE

ESSICCAZIONE

PIALLATURA E CALIBRATURA

CONTROLLO UMIDITA'

ELEMENTI GIUNTATI DU TESTA

ELEMENTI A LISTA INTERA

GIUNZIONE DI TESTA (FINGER JOINTS) PREPARAZIONE MISCELA COLLANTE SPALMATURA TAVOLE, COMPOSIZIONE DEGLI ELEMENTI E PRESSATURA

PIALLATURA ELEMENTI IN LEGNO LAMELLARE

PROFILATURA A DISEGNO

VERIFICA QUALITA' INCOLLAGGIO

KO

SCARTO

OK

TAGLIO TRASVERSALE E SQUADRATURA

COLLAUDO A VISTA PROFILI ED ELEMENTI DI LEGNO LAMELLARE INCOLLATO

ESSICCAZIONE

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Per la produzione di 200 m3/mese di prodotto finito, ipotizzando una resa media del 50% , deve essere prevista un’essiccazione di tavole umide pari a ca. 400 m3, considerando una umidità media delle tavole pre-stagionate nell’intorno del 25%. È evidente che tavole provenienti direttamente dalla linea di segagione con umidità molto diverse da questi valori necessitano di un preventivo periodo di stagionatura in ambiente naturale.

In relazione agli spessori necessari alla realizzazione degi elementi di legno lamellare si può considerare sufficiente una stagionatura naturale di almeno due anni del tavolame sotto copertura in ambiente esterno.

Ciò non esclude naturalmente la possibilità di entrare nell’essiccatoio con umidità più elevate.

L’unico svantaggio è quello di un periodo maggiore del ciclo di essiccazione. In questo caso potrebbe essere necessario un diverso dimensionamento degli essiccatoi.

Sulla base delle considerazioni di cui sopra, in linea di massima potrebbe essere sufficiente un volume utile dell’essiccatoio di circa 100 m3. Di seguito si riportano le dotazioni di massima per un impianto di questa dimensione.

Descrizione

1

2 3 4

Essiccatoio convenzionale ad aria caldia su platea coibentata, con annesso locale tecnico. Struttura in acciaio inox AISI 304 (2 celle da 50 m3) Inclusa con cabina di trasformazione dedicata da media a tensione - 20.000 v a 380 V / 50 Hz Caldaia 250.000 kcal / 290 KWh (alimentazione a gas metano o gpl), comprensiva di locale tecnico Piazzale in battuto di cemento con rete elettrosaldata (5.000 m2) Carrello elevatore con forche frontali da 30 q.li (caricamento essiccatoio frontale)

Costo stimato (€)

90.000,00

25.000,00 15.000,00 30.000,00

5

Postazione di ricarica batterie (solo con muletto elettrico)

4.000,00

6

Igrometro elettrico a resistenza tipo GANN HT 85-T

650,00

7

Igrometro elettrico a contatto tipo GANN Hydromette

350,00

BlueLINE RH-T 165

TOTALE (iva esclusa)

165.000,00

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Si tenga presente che la potenza installata della centrale termica dipende dal volume dell’impianto e dalla specie legnosa. Nell’ottica di un contenimento dei costi di esercizio, la centrale termica potrà essere alimentata a gas metano o nel caso in cui non fosse possibile l’allacciamento alla rete di distribuzione con GPL. Si rammenta inoltre che nell’ipotesi di installare in impianto di essiccazione convenzionale ad aria calda e realtiva CT è necessario provvedere agli adempimenti formali richiesti dalla legislazione vigente in materia di emissioni in atmosfera (D.Lgs. 152/06).

In questo senso è necessario presentare il progetto dell’impianto e la relativa domanda di autorizzazione alla Provincia e al Comune compentente per territorio e all’ARPA. Si può indicativamente considerare necessaria una potenza installata di 2.500 kcal /m3 di volume utile dell’impianto nel caso in cui si trattino delle latifoglie di circa 3.500 kcal / m3 nel caso in cui si trattino conifere.

Per specie legnose ricche di estrattivi e tannini (querce e castagno) è necessario che la struttura metallica dell’impianto di essiccazione sia realizzata in acciaio inox 304 di per evitare la comparsa di fenomeni corrosivi.

La migliore soluzione, adatta a gestire più specie legnose / spessori diversi è quella di utilizzare due celle da 50 m3 o un’unica cella da 100 m3 dotata di una parete mobile.

Misure indicative di ingombro di un essiccatoio convenzionale ad aria calda Capacità 3 (m ) 50 100

L1 6.000 7.000

Misure esterne (mm) P1 H1 8.100 5.350 9.400 6.650

L2 5.600 6.600

P2 7.200 8.500

Misure interne (mm) P3 H2 5.350 4.100 6.650 5.400

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Una soluzione alternativa all’impiego di un impianto di essiccazione convenzionale ad aria calda è quella degli essiccatoio a vuoto continuo o a vuoto continuo/discontinuo con una capienza variabile da 3 a 20 m3.

Con questi impianti si possono raggiungere umidità prossime all’8% partendo anche da materiale fresco con umidità di molto superiori al punto di saturazione delle fibre.

I tempi di essiccazione per alcune specie legnose possono ridursi del 25-30% rispetto ai tempi di essiccazione dei tradizionali essiccatoio ad aria calda.

Il processo di essiccazione sottovuoto del legno si basa sfrutta due semplici leggi fisiche: 1. la riduzione di pressione (creazione del vuoto) determina la trasformazione dell’acqua contenuta nel legno in vapore a basse temperature (45°C a –700 mmHg); 2. il vapore d’acqua si muove sempre dalle zone calde verso quelle fredde.

Il primo principio garantisce una rapida rimozione del vapore acqueo a partire dal centro della massa legnosa ed una drastica riduzione della richiesta di energia termica in quanto il processo di essiccazione si svolge a basse temperature (50-80°C). Il secondo principio permette di controllare e regolarela quantità di umidità che viene asportata dal legno operando sulla temperatura dei condensatori.

Per poter riscaldare nella maniera più uniforme possibile il legname gli essiccatoi sono dotati di una serie di piastre di alluminio che diffondono il calore prodotto da resistenze elettriche o da un sistema di serpentine con acqua calda circolante (vedasi particolari figura sottostante).

In questo modo e grazie alle più basse temperature di processo questi impianti possono utilizzare, con costi più contenuti, fonti energetiche di pregio come l’elettricità. In ogni caso rimane sempre possibile il collegamento a caldaie in grado di fornire l’acqua calda necessaria al processo di essiccazione.

L’essiccazione con il metodo a deumidificazione è particolarmente adatto a specie legnose difficili da essiccare (ad esempio le querce) e per forti spessori o per specie di colore chiaro.

Si tenga inoltre presente che le lamelle destinate alla realizzazione di elementi in legno lamellare devono essere assolutamente prive di deformazioni (arcuatura o falcatura) che potrebbero influire sul successivo processo di incollaggio.

Possono tuttavia insorgere problemi di disomogeneità (gradienti di umidità) e con alcune specie legnose è difficile essiccare con umidità di partenza superiori al 30% (querce e castagno). Con umidità di partenza superiori a questa soglia si consiglia fortemente di utilizzare un essiccatoio tradizionale ad aria calda.

Il sistema limita peraltro la comparsa di fessurazioni, spaccature e deformazioni nei semilavorati.

(immagini tratte dal catalogo ISVE)

Esistono differenti modelli e produttori (ISVE, Maspell, Mühlbock, Eberl, Kronseder, Brunner, IWT), le cui caratteristiche non si discostano di molto.

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Anche in questo caso è comunque necessario utilizzare impianti realizzati in accaio inox al posto di acciaio verniciato a polveri epossidiche che trovano utilizzo con conifere e lativoglie prive di tannino.

Descrizione 1

2

Essiccatoio a vuoto realzzato in acciaio inox 304, capacità utile 5 m3. Riscaldamento elettrico con potenza installata 15 KW. Piazzale in battuto di cemento con rete elettrosaldata (1.000 m2)

Costo stimato (€) 20.000,00

3.000,00

3

Igrometro elettrico a resistenza tipo GANN HT 85-T

650,00

4

Igrometro elettrico a contatto tipo GANN Hydromette

350,00

BlueLINE RH-T 165

TOTALE (iva esclusa)

24.000,00

Come si evince dalla tabella sopra riportata si tratta di un investimento più contenuto rispetto all’essiccatoio convenzionale ad aria calda limitato con dei costi di esercizio ridotti (consumo medio di energia di 7,0 kWh per un volume utile di circa 5 m3).

I tempi di essiccazione dipendono naturalmente dalla specie legnosa, dallo spessore del tavolame e dall’umidità iniziale.

A titolo di esempio si riporta un grafico con i tempi di essiccazione medi in funzione dei citati parametri (dati ISVE):

(immagini tratte dal catalogo ISVE)

Supponendo di voler essiccare 45 m3 / mese di tavole refilate e pre-stagionate di castagno al 30% di umidità iniziale e con uno spessore di 25 mm, in base alla tabella si può stimare un tempo d’essiccazione di poco meno di 2 giorni, con una umidità finale del 10%.

Nell’arco di un mese, considerando la possibilità dell’impianto di lavorare in automatico, si potranno effettuare fino a 15 cicli d’essiccazione. La capacità netta dell’autoclave sarà pertanto di: 45 m3/mese 10 cicli mese = 3,0 m3. Un analogo dimensionamento si potrà ad esempio applicare nel caso in cui si intenda essiccare 45 m³ / mese di tavole refilate di pino silvestre o abete con una umidità di partenza del 30% e uno spessore di 32 mm.

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Naturalmente il dimensionamento, peraltro effettuato sulla base di casi molto semplici, può cambiare in funzione delle necessità produttive, in particolar modo con la necessità di essiccare specie differenti con differenti durate del processo.

Poiché a priori è molto difficile definire con certezza le condizioni operative potrebbe essere utile la scelta di un impianto di volume maggiore, intorno ai 5 m3 o di due impianti più piccoli di 3 m3 ciascuno. In entrambi i casi si potrà contare su di una residua capacità in grado di sopperire a picchi di produzione o alla necessità di cicli più lunghi in relazione alla combinazione di spessore, umidità e specie legnosa.

Infine si sottolinea come questo tipo di essiccazione sia più idoeno a specie legnose che presentano diffuse tasche di resina. L’essiccazione sottovuoto permette infatti una completa evaporazione dei solventi contenuti nelle resine provocandone la cristallizzazione.

L’essiccazione con il metodo a deumidificazione è infine particolarmente adatta a specie legnose nervose e difficili da essiccare, limitando fortemente la comparsa di fessurazioni, spaccature e deformazioni a carico dei semilavorati.

SEZIONATURA ED OTTIMIZZAZIONE Le tavole provenienti dall’essiccatoio devono essere sezionate longitudinalmente in funzione delle dimensioni necessarie alla realizzazione degli elementi in legno lamellare utilizzando una multilame.

La multilame richiede l’impiego di due addetti, uno per l’introduzione della tavola e il secondo per la separazione degli sfridi e delle tavole a misura. Si possono in ogni caso impiegare elementi prismati, realizzati dalla segheria con le idonee sezioni, in questo caso la multilame non è necessaria.

In quest’ultimo caso l’elemento prismato va giunge direttamente all’ottimizzatrice a controllo numerico per la cui conduzione sono necessari 2 addetti (vedasi figura sottostante).

Schema di una linea di ottimizzazione a CN (immagini tratte dal CD ACIMAL)

Descrizione

Costo stimato (€)

1

Linea di ottimizzazione a CN

30.000,00 €

2

Calibro digitale centesimale

25,00 €

TOTALE (iva esclusa)

30.025,00 €

L’operazione di ottimizzazione delle tavole e la preparazione delle lamelle per gli elementi il legno lamellare a lista intera o di tavole destinate alla giuntatura di testa mediante finger-joints è un processo di fondamentale importanza in quanto determinerà la qualità finale del prodotto.

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Una delle maggiori problematiche nella stima valutazione della qualità dei semilavorati da falegnameria è certamente rappresentata dalla possibilità di disporre di riferimenti attendibili che consentano una valutazione oggettiva dell’incidenza delle difettosità e delle caratteristiche del materiale sul prodotto finito.

La presenza di nodi, fessurazioni, sacche di resina, sono caratteristiche proprie del materiale; ma quando possono essere considerate accettabili e quando, invece, sono da considerarsi vere e proprie difettosità?

Questa valutazione, spesso lasciata all’esperienza del singolo operatore (con tutti i limiti determinati dalla soggettività del caso) dovrebbe, per quanto possibile, essere supportata da elementi tecnici certi e, laddove disponibile, da documenti tecnici univoci e condivisi.

Da questo punto di vista, l’utilizzo delle norme di riferimento diviene quantomeno auspicabile, non fosse altro che per dirimere questioni e contenziosi a prima vista senza via d’uscita. Rispetto ad altri prodotti, i manufatti in legno non dispongono purtroppo di un impianto normativo specificatamente pensato per valutare la qualità (tecnica ed estetica) del materiale sul prodotto finito; La selezione del semilavorato dovrà essere pertanto effettuata secondo uno standard riconsciuto come ad esempio la norma EN 942 che specifica i requisiti generali e proprone un metodo di classificazione in base all'aspetto e la classificazione della qualità del legname in falegnameria. Detta norma trova applicazione per i manufatti di falegnameria o anche a parti di essi considerate singolarmente.

Detta norma, se correttamente utilizzata, consente di analizzare e valutare oggettivamente le più frequenti difettosità (o presunte tali) accertabili sui prodotti in legno.

La norma EN 942 classifica il materiale impiegato in opere di falegnameria, individuandone le caratteristiche ammissibili o non ammissibili in funzione di una classe di qualità. Essa può pertanto essere ripresa in sede contrattuale specificando la classe del materiale e il riferimento normativo.

In tal modo sia il produttore di elementi in legno lamellare incollato sia la committenza (serramentista) avranno un riferimento univoco in termini di accettabilità delle difettosità del materiale.

Il serramentista, inoltre, saprà in via preliminare in che modo selezionare il materiale, conoscendo il limite di accettabilità previsto sul prodotto finito. Essendo questo strumento normativo poco conosciuto ed ancor meno utilizzato, se ne riporta nel seguito una descrizione, evidenziando gli aspetti maggiormente significativi.

La norma EN 942 consente di classificare il legno impiegato nel settore falegnameria e quindi determinarne il grado di qualità in funzione delle naturali difettosità che esso può avere, come ad esempio nodi, fessurazioni e sacche di resina. Il campo di applicazione è il legno impiegato in prodotti finiti quali porte, finestre e scale o parti staccate. Fanno parte di quest'ultimo gruppo anche i prodotti di falegnameria in legno massiccio, giuntati a dita (o finger jointed), in listellare e lamellari per serramenti. Questo documento normativo permette, se applicato in sede contrattuale, di definire correttamente criteri di difettosità ammissibile.

Le difettosità del legno prese in considerazione dal documento sono: nodi, fessurazioni, sacche di resina, strati di corteccia, alburno decolorato, midollo esposto, attacchi da funghi ed insetti.

Le classi di qualità previste sono, dalla migliore alla peggiore, J10, J30, J40 e J50 per i prodotti che utilizzano materiali giuntati a dita, listellari e lamellari, e J2, J10, J30, J40 e J50 per tutti gli altri prodotti di falegnameria. La classificazione avviene per mezzo di tabelle, in cui è possibile determinare una delle cinque classi previste dalla norma in funzione del grado di incidenza della difettosità (se ammessa) sull'aspetto estetico del legno.

Nel processo di classificazione a vista la difettosità alla quale è stata assegnata la classe più bassa rispetto alle altre, determina la classe assegnabile. A titolo di esempio si prenda in considerazione una finestra di cui si voglia determinare il livello di qualità del legno utilizzato per costruirla. Ipotizzando che i nodi si

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collochino in J40 e che nessun altro difetto comporti l'assegnazione di una classe inferiore, il materiale del prodotto viene classificato in J40.

Un altro elemento da considerare durante la classificazione a vista è la variazione cromatica riscontrabile non solo tra le diverse tipologie di legname, ma anche fra l'alburno e il durame. In questo caso le variazioni cromatiche sono da considerarsi accettabili, salvo specifici accordi commerciali tra produttore e acquirente relativi all'uniformità di colore.

La EN 942 riporta infine quattro allegati: L'allegato A identifica i criteri di misurazione dei pezzi, L'allegato B indica i tassi medi di umidità del legno utilizzato in lavori di falegnameria per esterni e lavori di falegnameria per interni. Per il primo gruppo i valori vanno dal 12% fino al 19% di umidità, mentre per il secondo sono stati stabiliti più intervalli in funzione della temperatura dell'ambiente interno. In edifici non riscaldati il legno impiegato deve avere un tasso di umidità dal 12% al 16%, in edifici riscaldati ad una temperatura compresa tra i 12°C e i 21°C, invece, dal 9% al 13% e infine dal 6% al 10% in edifici riscaldati a temperature superiori i 21 °C. La tolleranza sul valore medio è di ± 3%.

L'allegato C presenta le specifiche per la caratterizzazione del legname utilizzato nel settore falegnameria.

L'allegato D, in funzione del lavoro di falegnameria da effettuarsi, definisce gli aspetti da prendere in considerazione per la corretta scelta della specie legnosa più adatta.

Si riporta, a titolo di esempio, uno schema di classificazione riferito a lamelle esterne e interne per elementi in legno lamellare incollato (EN 942, classe di qualità J10).

Caratteristica Spessore medio degli anelli anulari Alburno

Raggi midollari, specchiature

Fibratura

Legno di reazione (compressione per conifere, tensione per latifoglie)

Colore

Gallerie da attacchi di insetti Carie bruna, carie bianca, cipollature, nodi marci, midollo affiorante, azzurramento del pino

Lamella esterna

Lamella interna

Ammesso fino ad un massimo di 4 mm.

Consentito con le pinacee, larice e conifere solo piccole strisce (max. 1 cm su un solo bordo di una sola Non consentito lamella anche per tutta la lunghezza) Consentiti Ammessa deviazione della inclinazione della fibratura rispetto ai bordi longitudinali della lamella non maggiore di 50 mm per 1000 mm. Le deviazioni localizzate, cioe presso le sedi dei nodi, non vengono prese in considerazione Non consentito Ammesse variazioni di colore (falso durame) che non riducano le caratteristiche meccaniche (ad esempio il cuore rosso di faggio e il cuore bruno del frassino), striature rosse dell’abete rosso e dell’abete bianco fino al 25% della superficie o l’azzurramento del pino Ammesse solo se non riducono le Non consentiti caratteristiche meccaniche, non ammesse sui bordi Non consentito

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Nodi allungati attraversanti Nodi a spillo

Nodi sani

Tasche di resina o di gomma

Non consentito Ammessi anche scuri purche di Ammessi diametro non maggiore di 5 mm Consentito un nodo per ogni metro purchè sano aderente e con Conifere e latifoglie fino a 10 mm. diametro non maggiore di 1/5 della Consentiti solo su un listello. Non larghezza della lamella. La sua sui bordi distanza minima dai bordi deve essere di almeno 10 mm e almeno 50 mm dalle giunzioni a dita.

Sono ammesse occasionalmente purchè 3 mm x 75 mm per 2 m di lunghezza. Non sono ammesse tasche di resina passanti

Fessurazioni negli strati esterni Non sono ammesse fessurazioni passanti

Non sono ammesse fessurazioni passanti. Sono ammesse fessurazioni superficiali fino ad una lunghezza di 100 mm ma non sui bordi

GIUNZIONE DI TESTA (FINGER-JOINTS) Questa operazione richiede la presenza di un addetto nel caso in cui viene utilizzato un impianto di tipo automatico.

L’operazione di giunzione troverà applicazione solo nell’ipotesi di realizzare elementi in legno lamellare per serramenti di minor pregio o nel caso di commesse di cantieri edili.

Va peraltro sottolineato come i prodotti a lista intera siano preferiti nella realizzazione di serramenti per esterno in quanto, anche se la giunta è presente solo nelle lamelle interne, in fase lavorazione per l’inserimento della ferramenta e di verniciatura/laccatura del serramento questa risulta evidente ed esteticamente poco apprezzata.

SCORNICIATRICE Per il dimensionamento del centro di scorniciatura da cui segue la necessità di mano d’opera, si riportano le seguenti considerazioni.

200 m3 di lamellare, considerando una dimensione media della sezione 82 x 95, costituiscono uno sviluppo in metri lineari di profilo di circa 25.675 m.

Poiché ogni profilo formato da quattro tavole (lamelle) dello spessore di 21 mm, il totale dei metri lineari da scorniciare risulta di 25.674 x 4 = 102.696 metri lineari.

Considerando per perdite tecniche dell’1% in fase di collaudo ed avviamento dellì’impianto i metri lineari da scorniciare risultano pari a 103.723.

Esperienze acquisite presso produttori di impianti e diverse aziende in ambito regionale indicano che una velocità di lavoro ottimale può risultare pari a 12-16 metri/minuto in relazione alla specie legnosa lavorata.

In queste condizioni una scorniciatricie di media capacità (potenza totale HP 32 /kW 24) può produrre per turno di lavoro una media di 14 x 60 x 0,8 x 8 = 5.376 metri lineari che per 22 giorni lavorativi diventano 118.272 metri lineari, sufficienti per il fabbisogno di tavole richiesto (0,8 si indica il fattore di rendimento della macchina).

L’impianto necessità è di due addetti, uno per l’inserimento dei pezzi e il secondo per il controllo e la selezione dei pezzi in uscita.

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Descrizione Scorniciatrice automatica Calibro digitale centesimale TOTALE (iva esclusa)

Costo stimato (€) 25.000,00 € 25,00 € 25.025,00 €

SPALMATURE ED INCOLLAGGIO DELLE LAMELLE Nella prima parte di questa relazione si fatto cenno alle diverse tecnologie di produzione degli elementi in legno lamellare: a temperatura ambiente o a caldo geralmente con sistemi riscaldati ad alta frequenza.

Dalle osservazioni emerse presso aziende che producono il lamellare mediante le due differenti tecniche di incollaggio, il numero di addetti necessari per la realizzazione dei quantitativi sopra menzionati può considerarsi uguale nei due casi e pari ad un minimo di tre addetti.

Si ritiene tuttavia che, nel caso di produzioni limitate e caratterizzate da piccoli lotti che differiscono per composizione del pacco di tavole e specie legnosa sia più adeguato l’adozione di uno strettoio pneumatico a freddo. Tenendo tuttavia presente che la temperatura ambiente non dovrà mai essere inferiore ai 1618°C per non pregiudicare tempi e caratteristiche dell’incollaggio.

La spalmatura potrà essere realizzata con spalmatrici a rulli gommati o mediante, Si ipotizza di utilizzare un sistema adesivo di tipo vinilico in dispersione acquosa pronto all’uso caratterizzato da elevata resistenza all’acqua. Impiegato tal quale dovrà essere in grado di soddisfare i requisiti della classe di incollaggio D3 secondo la norma EN 204 e il metodo WATT 91.

Incollaggi conformi alla classe D4 (serramenti per esterni) secondo la norma EN 204 di possono ottenere mediante l’aggiunta del nostro Induritore a base isocianato da miscelare al collante vinilico in rapporto del 5-7% in peso.

L’impiego di adesivi acetovinilici in sostituzione delle resine melaminiche risulta di più facile gestione ed evita al produttore di legno lamellare incollato di dover sottostare ai controlli sulle emissioni di formaldeide previsti dal DM 10/10/2008 sulla fabbricazione, importazione e commercializzazione di pannello a base di legno e loro manufatti, sia semilavorati che prodotti finiti, contenenti formaldeide.

Indicaticamente le caratteristiche e le condizioni di impiego di un l collante in dispersione acquosa a base di resine acetoviniliche idoneo alla produzione di lamellare saranno le seguenti: -

Aspetto: fluido viscoso, color bianco latte Viscosità Brookfield 6/20, 20°C: 17.000 ± 2000 mPas Viscosità Induritore 1030 Brook. 4/20, 20°C: 3400-4500 mPas pH: 3 ± 0,5 Temperatura minima di filmazione (TMF): 8°C Aspetto del film collante asciutto: leggermente opalescente Temperatura della colla, dei materiali, ambiente: 18-20°C (si consiglia un monitoraggio in continuo delle condizioni termo-igrometriche dello stabilimento) Umidità del legno: 8-12% Spalmatura e incollaggio di elementi in legno massiccio (faccia della lamella): 150-200 g/m2 Tempo aperto a 20°C e 65% u.r. con 150 g/m2 pari a 7-8 min, con 180 g/m2 pari a 9-10 min.

Pressione, in funzione dei materiali: 2-9 Kg/cm2 Tempo minimo di pressaggio per incollaggio di tavole a freddo: 40-60 minuti (in funzione della temperatura ambente)

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Per il prodotto bicomponente (D4), in proporzione al peso dell’adesivo (5 pp) deve essere omogeneamente disperso nella resina di base. Pot life della miscela: 4-5 ore max.

I sistemi vinilici di questo tipo possono essere applicati a mezzo di spalmatrici automatiche o manuali, a pennello, ecc., in strato uniforme e non eccessivamente abbondante su una delle due superfici da incollare.

Negli incollaggi di tavole o altri elmenti di legno massiccio al fine di aumentare il potere adesivo la resistenza finale degli incollaggi all’acqua, si ricorre alla spalmatura su entrambe le superfici (150 g/m2 per ogni lato). Il dosaggio di collante deve essere adeguato, quantità eccessive ritardano la presa, quantità esigue producono incollaggi difettosi. È necessario assicurarsi mediante monitoraggio strumentale che la temperatura dell’ambiente di lavoro e dei materiali sia almeno di 18°C. Con l’abbassarsi della temperatura reale di lavoro, i tempi per l’adesione si allungano e l’incollaggio non è più affidabile. Prima dell’incollaggio il legno deve essere condizionato per qualche giorno a 18-20°C. L’umidità deve essere controllata. Un’elevata umidità del legno non favorisce il completo essiccamento dell’adesivo; una ridotta umidità ne accelera forzosamente la filmazione. La pressione sulle due superfici da unire deve avere un valore minimo che consenta un adeguato contatto tra le parti; deve essere applicata entro i limiti del tempo aperto e fino all’ottenimento di una sufficiente forza adesiva iniziale.

I sistemi vinilici non devono rimanere a contatto con attrezzi o recipienti in ferro non protetto. Si consiglia l’uso di recipienti in acciaio inox, acciaio smaltato, poliestere rinforzato, materiali plastici come PVC o PE. Nel sistema vinilico bicomponente, i due prodotto devono essere miscelati omogeneamente al fine di assicurare le migliori risultati di adesione.

La resistenza all’acqua dell’incollaggio si raggiunge dopo circa 7 giorni a temperatura ambiente dal momento dell’avvenuto pressaggio dei pezzi. Lo stoccaggio del prodotto negli imballi originali chiusi deve essere effettuato in ambiente controllato (+5 /+30°C) al fine di assicurarne la stabilità per 12 mesi.

I sistemi adesivi acetovinilici vengono generalmente commercializzati in cisterne da 350 a 1.000 kg, in taniche da 25-30 kg, secchielli da 10 kg o in confezioni più piccole da 1 e 0,5 kg.

L’induritore a base di isocianato polimerico viene commercializzato in taniche da 50 a 5 kg.

Descrizione

Costo stimato (€)

1

Adesivi acetovinilico monocomponente (D3)

2,00 € / kg

2

Induritore a base di isocianato polimerico

10,00 € / kg

CONTROLLO E MONITORAGGIO DEL PROCESSO DI INCOLLAGGIO È di fondamentale importanza garantire la qualità dell’incollaggio poiché il semilavorato che dovrà essere sottoposto a lavorazioni meccaniche di tenonatura, profilatura e levigatura, dovrà garantire, una volta in esercizio la resistenza agli agenti atmosferici ed alle sollecitazioni meccaniche del serramento utilizzato. È opinione diffusa tra i produttori dei profili di aver risolto ogni problema utilizzando adesivi vinilici classificati D4 in base alla norma EN 204 , di cui, fra l'altro, è stata recentemente pubblicata la revisione.

Sicuramente l'utilizzo di un adesivo con queste caratteristiche è basilare, ma non è certamente sufficiente.

Appurato che l'adesivo che si utilizza appartenga effettivamente alla classe D4, occorre verificarne il comportamento nelle condizioni di uso previsto dalla produzione adottata. Specie legnosa adoperata, condizioni di applicazione, tempi aperti, tempi di pressione, etc. non sono mai quelli stabiliti dalla norma di riferimento o dal produttore dell’adesivo, a cui le norme rimandano.

Inoltre, anche se il sistema adesivo non cambia ma si utilizzano nuove specie legnose equivale a introdurre una nuova produzione, bisogna pertanto assolutamente ripetere le prove di qualificazione dell’incollaggio.

Da ciò si comprende quanto importante sia il controllo continuo delle condizioni di produzione dei profili, per assicurare una costanza di qualità delle caratteristiche del prodotto offerto. Ciò a garanzia del produttore, del consumatore (serramentista) e dell’utilizzatore finale del serramento.

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Ogni lotto di produzione dovrebbe essere contrassegnato con un sistema tale da poter risalire alla sua data di produzione ed ai controlli eseguiti su di esso, ad esempio un codice alfanumerico mediante il quale si potra risalire al lotto di produzione. Tale identificazione potra essere applicata su ogni singolo profilo (preferibile) e/o sull’imballo dei singoli sotto-insiemi del lotto, se presenti. Per identificare la provenienza dei profili, anche dopo successive lavorazioni fatte dal cliente, si suggerisce l’adozione di sistemi atti ad individuare inequivocabilmente la sua produzione, quale ad esempio la colorazione, la stampa o l’incisione di una superficie della lamella centrale.

ATTREZZATURE E REGISTRAZIONI L’azienda dovrebbe disporre almeno delle attrezzature in grado di: - registrare la temperatura e l’umidita relativa dell’aria all’interno dell’area di produzione; - misurare l’umidita del legno; - misurare lo spessore delle lamelle con l’accuratezza di 0,01 mm; - misurare la quantita di colla applicata (g/m2) con l’accuratezza di ± 5 g; - effettuare la prova di valutazione linee collanti di lamellari a secco (resistenza a spacco dei profili).

Con una frequenza da definire sulla base dell’usura delle attrezzature l’azienda dovrebbe sottoporre a controllo e all’eventuale taratura le attrezzature di produzione e gli strumenti di misura usati per il controllo qualita.

CONTROLLI PRELIMINARI Prima di intraprendere la produzione l’azienda dovra sottoporre i profili lamellari per serramenti esterni di ognuna delle specie legnose che si intendono realizzare alla prova di resistenza dell'incollaggio al taglio per trazione tipo D4, con tutte le sequenze di condizionamento previste dal metodo di prova. Se i risultati della prova soddisfano i requisiti descritti dal metodo sarà possibile intraprendere la produzione. È necessario affidarsi a laboratorio qualificati e accreditati per le prove in oggetto.

CONTROLLO INTERNO In forma cartacea o elettronica, il responsabile della produzione dovrebbe registrare, con la frequenza indicata, tutti i dati ottenuti dai controlli interni sulle singole produzioni per le quali sono state effettuati controlli preliminari presso un laboratorio qualificato.

Controllo della pressione La pressione, da applicare durante la fase di formatura del profilo lamellare, deve essere quella indicata dal fornitore dell’adesivo o predeterminata dall’azienda in base alla propria esperienza documentata.

Deve essere indicata anche l’entità degli scostamenti ammessi.

Il controllo della pressione, applicata dalla pressa, deve essere eseguito e registrato almeno una volta per ogni giorno di produzione e ad ogni cambiamento della regolazione della pressa/strettoio.

Controllo del tempo di pressione Il tempo, durante il quale va mantenuta la pressione, deve essere quello indicato dal fornitore dell’adesivo o predeterminato dall’azienda in base alla propria esperienza documentata. Deve essere indicata anche l’entità degli scostamenti ammessi. Il tempo di pressione deve essere controllato e registrato almeno una volta ogni giorno di produzione.

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Controllo del tempo aperto e chiuso Almeno una volta per ogni giorno di produzione si deve verificare la conformità del tempo aperto e del tempo chiuso ai limiti indicati dal produttore dell’adesivo, o predeterminati dall’azienda in base alla propria esperienza documentata, per tutti i profili costituenti un “carico” della pressa. Deve essere indicata anche l’entità degli scostamenti ammessi. È bene in questa fase verificare e registrare i parametri di viscositè dell’adesivo.

Controllo della temperatura durante l’applicazione della pressione La temperatura della fase di pressatura, deve essere quella indicata dal fornitore dell’adesivo o predeterminato dall’azienda in base alla propria esperienza documentata.

Deve essere indicata anche l’entità degli scostamenti ammessi. È necessario controllare la temperatura almeno una volta al giorno di produzione, sia con incollaggio a freddo sia con presse riscaldate.

Se le lamelle sono pre-riscaldate prima dell’incollaggio, la loro temperatura superficiale deve essere controllata almeno ad ogni nuova produzione su almeno tre lamelle scelte casualmente.

Controllo della qualità dell’incollaggio 1) Prova di spacco a secco mediante scalpello La prova dovrebbe essere ripetuta per ogni giorno di produzione e per ogni diversa specie legnosa prodotta e per ogni diverso processo produttivo utilizzato.

Per eseguire i controlli dovrebbero essere prelevate casualmente tre elementi di lamellare di almeno 500 mm ciascuno, dalle quali ricavare i provini di 50 mm di lunghezza per l’esecuzione delle prove, escludendo le estremità.

Qualora i requisiti minimi di resistenza non siano soddisfatti completamente, la prova deve essere ripetuta sullo stesso numero di provini desunti da una nuova terna di campioni (aste di lamellare), con le stesse modalità. Se ancora non si raggiungono i requisiti, la produzione che era stata individuata e tenuta sospesa, deve essere scartata e/o declassata. È necessario tenere traccia dell’esecuzione e dei risultati delle prove con specifico riferimento alla rintracciabilità del lotto.

2) Prova di resistenza a taglio per trazione Nell’arco dell’anno dovrebbero essere eseguiti, presso laboratori esterni, almeno dieci controlli sulle linee collanti dei lamellari per ciascuna specie legnose.

Dette prove dovrebbero essere programmate in modo che siano uniformemente distribuite nell’arco dell’anno.

ATTREZZATURE SPECIFICHE È necessario dotarsi di idoneo impianto di spalmatura per lamellare o listellare, di tipo automatico a due rulli da banco (larghezza utile lavoro mm. 250, altezza utile lavoro mm. 100, diam. rulli spalmatori mm. 150 velocità avanzamento 30 metri lineari/1', potenza motore HP 0,25) o più semplice del tipo manuale a 1 rullo.

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Descrizione

Costo stimato (€)

1

Incollatrice automatica a 2 rulli da banco per lamellare e listellare

3.500,00

2

In alternativa: incollatrice manuale a 1 rullo

1.700,00

3

Strettoio idraulico per travi lamellari, capacità di lavoro 4000x1300x150 mm. Montanti verticali scorrevoli con cilindro.

30.000,00

4

Bilancia industriale da banco, portata 50 kg, divisione 10 g

400,00

5

Termoigrometro digitale (monitoraggio ambientale)

200,00

6

Viscosimetro Tazza FORD in Ottone con foro da 4 mm + base per coppe Ford con asta Ø 10 e altezza 300 mm. (misura viscosità sistema adesivo)

150,00

TOTALE (iva esclusa)

35.950,00 €

È altresì necessario provvedere ad uno strettoio idraulico per travi lamellari di adeguata una capacità di lavoro. Uno strettoio delle dimensioni max di 4000x1300x150 mm, dotato di montanti verticali scorrevoli con cilindro in grado di applicare la necessaria pressione in modo uniforme e controllato (pressione indicativa 6 Kg/cm2).

L’incollaggio di elementi in legno lamellare per serramenti può essere realizzato senza alcuna difficoltà ccon presse a freddo purchè l’ambiente sia in ambiente climatizzato e monitorato e si utilizzino adesivi certificati (ad esempio dall’INSTITUT FÜR FENSTERTECHNIK – ROSENHEIM per la classe di incollaggio D4 secondo EN 204) e si verifichino tempi e pressioni di serraggio delle singole lamelle.

CERTIFICAZIONI DI PRODOTTO Nel caso in cui si intenda utilizzare un sistema adesivo a base di resina melamina-formaldeide il produttore di legno lamellare incollato deve sottostare ai controlli sulle emissioni di formaldeide previsti dal DM 10/10/2008 e indicare mediante specifica dichiarazione di conformità la conformità del singolo lotto di produzione ai limiti di emissione imposti e tali per cui le emissioni indoor non posso superare il valore soglia di 0,1 ppm (0,124 mg/m3).

Altro discorso è quello inerente i controlli di produzione volti a garantire la qualità dell’incollaggio degli elementi in legno lamellare realizzati.

Attualmente esiste un solo marchio nazionale riconosciuto il CATAS QUALITY AWARD - Legno lamellare per finestre.

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Esso attesta la conformità di profili in legno lamellare utilizzati nella realizzazione dei telai delle finestre ai requisiti definiti dal protocollo di riferimento sulla base di metodi di prova ufficiali. Vengono verificate le procedure messe in atto dall’impresa per il controllo della produzione, la conformità dell’ambiente di produzione, la qualità del legname adoperato per la realizzazione dei profili, le caratteristiche dimensionali delle lamelle e la resistenza delle linee collanti. Oltre ai controlli periodici effettuati da CATAS presso il produttore o sul mercato, l'azienda certificata deve eseguire mensilmente verifiche della produzione. La conformità del prodotto viene verificata considerando sia le norme europee sul prodotto che le specifiche procedure predisposte dal CATAS. I costi necessari per l’implementazione ed il mantenimento della certificazione e del relativo marchio sono proporzionali al fatturato dell’azienda richiedente e comunque superiori a 5.000 € / anno.

Si riportano di seguito alcuni esempi di certificazioni rilasciate dal CATAS di S.Giovanni al Natisone (UD).

FINITURA E STOCCAGGIO Per la finitura il numero di addetti è di 2 unità, a questi dovranno essere aggiunti altri due addetti alla movimentazione e asservimento dei vari centri di lavoro.

L’ambiente in cui avviene l’immagazzinamento dei profili lamellari deve essere protetto dagli agenti atmosferici ed i materiali in esso conservati devono essere protetti dall’irraggiamento solare diretto. Le condizioni ambientali dovrebbero essere registrate e conservate.

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4.0

DETTAGLIO DEI COSTI DI PRODUZIONE

COSTI MANODOPERA Il costo della mano d’opera viene calcolato tenendo conto delle necessità previste per il raggiungimento della massima capacità produttiva.

Complessivamente , per la produzione stimata di 200 m3/mese, il numero totale di addetti necessari è stato valutato in 13 unità con un costo annuo di 520.000 €, considerando 40.000 € / anno il costo medio aziendale per addetto con una incidenza a m3 di lamellare prodotto (2.200 m3) di 236,40 €.

COSTI ENERGETICI Per l’essiccazione vengono presi in considerazione i costi dell’energia elettrica e del calore.

Per quanto riguarda l’energia elettrica si può stimare, per la conduzione di due celle da 50 m3 ciascuna, un impegno di circa 60 KW. Il processo di essiccazione per i 400 m3 necessari alla produzione mensile del lamellare vede impegnati gli essiccatoi per un tempo medio mensile complessivo di 1250 ore, dedotti i tempi relativi alle fermate per carico e scarico delle tavole, calcolati nell’intorno del 10%.

Il consumo in KW può essere stimato, in 19.440 KW, considerando un fattore 0,5 che tiene conto dell’assorbimento e dell’impegno delle macchine. Con un costo medio dell’energia elettrica 0,22 al KW, il costo complessivo per l’essiccazione dei 400 m3 di tavolame risulterà di circa 4.27,00 €, con un a incidenza a m3 di prodotto finito stimabile in 21,40 €.

A questo costo si dovrà aggiungere il costo delle calorie consumate per portare il legname dal 25% al 14%.

Utilizzando gas metan o gpl , si stima una spesa di 20.000/m3.

Complessivamente si può stimare che il costo energetico per l’essiccazione nelle condizioni sopra viste, incida per circa 42 € /m3.

SEZIONATURA E OTTIMIZZAZIONE L’impegno totale delle macchine necessarie per queste lavorazioni è pari a 60 KW. Su un turno di lavoro si può ipotizzare un impegno della macchina dell’80%, con un fattore di rendimento di 0,8 e un fattore di assorbimento di 0,5.

Il consumo di KW risulta in questo caso di 24 KW/h per cui su un mese di produzione (160 h) il consumo stimato di energia risulta pari a 3.840 KW, con un costo di circa 844,80 € e una incidenza sul m3 di lamellare prodotto prossima a 4,25 €. Un impiego di prismati può ridurre chiaramente il suddetto costo, poiché non necessita dell’utilizzo della multilame.

GIUNZIONE DI TESTA La macchina è equipaggiata solitamente con un motore da 20 KW. Il consumo di energia elettrica risulta pari a 8 KW/h, considerando al solito un fattore di rendimento di 0,8 e un fattore di assorbimento di 0,5.

Il consumo mensile, per turno di lavoro, risulta pertanto di 1.280 KW con un costo di 281.60 € e una incidenza sul m3 di lamellare prodotto di 1,55 €.

SCORNICIATURA La macchina è equipaggiata solitamente con un motore da 20 KW. Considerato l’impegno di questa macchina al 100%, con un fattore di assorbimento di 0,8 il consumo mensile, per turno di lavoro, risulta pertanto di 2.560 KW con un costo di 563.20 € e una incidenza sul m3 di lamellare prodotto di 2,82 €.

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INCOLLAGGIO E PRESSATURA Si ipotizza un processo di incollaggio a freddo. Il consumo energetico include la spalmatrice a rulli e la centrale idraulica dello strettoio con un impegno complessivo di 4 KW. Considerato l’impegno di queste due macchine al 100%, con un fattore di assorbimento di 0,5 per la spalmatrice da banco a 2 rulli equipaggiata con un motore da 1 KW e un fattore di assorbimento di 0,8 della centrale idraulica equipaggiata con un motore da 3 KW, il consumo complessivo di energia nel mese risulta pari a circa 504 KW, con un costo di 110.88 € e una incidenza sul m3 di lamellare finito di circa 0,55 €.

Nella tabella che segue sono riassunti i costi energetici calcolati per l’ipotesi di una produzione mensile di 200 m3 di profili lamellari 3

Tabella xx Costi energetici calcolati per una produzione di 200 m di lamellare al mese.

Centro di lavoro Essiccazione Sez./Ottimizzazione Giunzione di testa Scorniciatura Incollaggio e pressatura

KW impegnati

Incidenza € / m3 di prodotto finito

60 60 20 20 4

42,00 4,25 1,55 2,82 0,55

Sommando il costo energetico al costo della mano d’opera, per la produzione di 200 m3/mese, l’incidenza sul m3 di prodotto finito risulta di 236,40 + 51,17 € = 288,11 €.

A quanto sopra si dovrà inoltre aggiungere il costo per il consumo di colla vinilica bicomponente (tipo D3), normalmente nell’intorno dei 7 kg/m3, che ad un prezzo medio della miscela bicompente D4 prossimo alle 2,4 € / kg, porta ad una incidenza della colla sul m3 di lamellare prodotto di 16,70 € . I costi complessivi di produzione risultano pertanto pari a 304,81 € /m3.

Nella tabella di seguito si evidenziano i costi di produzione stimati per diverse ipotesi di prodotto realizzato nell’ambito di una filiera corte che sfrutti specie forestali di provenienza locale.

Riepilogo della stima dei costi di produzione per profili legno lamellare in € / m3

Specie legnosa

Larice Pino Castagno Frassino Rovere Tiglio

Tavolame refilate, prestagionato (resa media 50%) 500,00 350,00 700,00 400,00 800,00 400,00

Rese di trasformazione

Costo profili legno lamellare 3 (m )

Costi produzione

Costo stimato profili legno lamellare 3 (m )

50% 50% 50% 50% 50% 50%

1000,00 700,00 1400,00 800,00 1600,00 800,00

305,00 305,00 305,00 305,00 305,00 305,00

1305,00 1005,00 1705,00 1105,00 1905,00 1105,00

Ai costi sopra specificati devono inoltre essere inseriti tutti i costi riguardanti le spese generali e i ammortamenti non previsti nell’analisi effettuata.

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6.0

PRINCIPALI RIFERIMENTI NORMATIVI

7.0

EN 204 Classificazione degli adesivi termoplastici per legno per applicazioni non strutturali EN 205 Metodi di prova degli adesivi per legno per impieghi non strutturali UNI EN 844-3 Legno tondo e segati.Terminologia.Termini generali relativi ai segati UNI EN 13307-1 Segati a misura e profili semilavorati di legno per impieghi non strutturali – Parte 1: UNI EN 14220 Legno e materiali a base di legno in finestre esterne e in ante e telai di porte esterne UNI EN 942 Legno in falegnameria. Requisiti generali UNI EN 385 Legno strutturale con giunti a dita. Requisiti prestazionali e requisiti minimi di produzione (solo per la parte terminologica) EN 13183 - 1 Contenuto di umidità di un pezzo di legno segato. Determinazione tramite il metodo per pesata EN 13183 - 2 Contenuto di umidità di un pezzo di legno segato - Stima tramite il metodo elettrico EN 14257 Adesivi. Determinazione del carico di rottura a trazione a temperatura elevata di giunti a sovrapposizione ISO 17087 Specifications for adhesives used for finger joints in non-structural lumber products EN 1310 Legno tondo e segati. Metodo di misurazione delle caratteristiche.

TERMINI E DEFINIZIONI

arcuatura: deformazione della lamella o del profilo lamellare in direzione della sua lunghezza in un piano normale alla faccia; faccia della lamella: la superficie più estesa del parallelepipedo costituente la lamella che caratterizza la larghezza del profilo e che rappresenta la superficie incollata; falcatura: la curvatura della lamella o del profilo lamellare in direzione della sua lunghezza in un piano normale al bordo; lamella: ogni singolo elemento di legno costituente il profilo lamellare; nuova produzione: per nuova produzione s’intende quella in cui viene usata una nuova specie legnosa e/o un nuovo adesivo e/o un nuovo processo produttivo, anche solo parzialmente modificato; pot life: intervallo di tempo entro il quale l’adesivo rimane utilizzabile anche dopo la miscelazione delle parti di cui è eventualmente costituito. Dipende dalla formulazione e della condizioni climatiche cui è soggetto; profilo di legno lamellare: elemento composto da tre lamelle di legno incollate tra loro sulle facce con la fibratura parallela; tempo aperto: intervallo di tempo entro il quale le superfici aderenti vengono messe tra loro a contatto; tempo chiuso: intervallo di tempo entro il quale viene applicata la pressione sulle superfici aderenti già a contatto; turno: periodo giornaliero di lavoro del personale addetto alla produzione.

8.0

BIBLIOGRAFIA DI RIFERIMENTO

AA.VV. (2005). Synthèse des résultats de l’enquête Séchage des bois résineux en Rhône-Alpes. FIBRA – Fédération Forêt bois Rhône-Alpes.

AA.VV. (2010). Prezziario indicativo serramenti, mobili e scale in legno della Provincia di Cuneo 2010.

Confartigianato Cuneo.

AA.VV. (2010). Prezziario del tavolame di latifoglie delle segherie della Provincia di Cuneo.

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AA.VV. (2009). Séchage artificiel et traitement thermique des bois. Urgence et nécessité. Réunions d’information en Rhône-Alpes.

CATAS (2009). Requisiti relativi a caratteristiche e sistemi di controllo di profili in legno lamellare per finestre. ALL 01. Certificazione di prodotto CQA: Regole Particolari.

Giordano G. (1983). Tecnologia del legno. Le utilizzazioni industriali, Vol. II parte I. Ed. UTET, Torino.

Uzielli L. (2005). Bozza di dispensa per il corso “Tecnologia del Legno”, Università degli Studi di Firenze.

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