Il Legno Massiccio si Autoestingue Solo se la Carbonizzazione Resta Incollata

Il numero che tutti citano

Chiedete come fa il legno massiccio a resistere a un incendio e vi risponderanno con una sola cifra: circa 38 millimetri all'ora, la velocita con cui una sezione di legno pieno si carbonizza. L'Eurocodice 5 fissa la velocita di carbonizzazione nominale del legno di conifera a 0,65 millimetri al minuto per abete e pino oltre i 290 chilogrammi per metro cubo; le norme nordamericane la arrotondano a un pollice e mezzo all'ora. Da li il calcolo e rassicurante. Dopo due ore di incendio normalizzato una colonna in legno lamellare ha perso solo una sessantina di millimetri di faccia, e al progettista basta sovradimensionare la sezione perche resti legno integro sufficiente a portare il carico. Il punto e che la carbonizzazione non e tanto un danno quanto una corazza. Mentre le fibre esterne pirolizzano in una crosta di carbone poroso, circa l'85 per cento carbonio e pessimo conduttore, quella crosta isola il legno sottostante, e il fronte di combustione rallenta da solo. I progettisti aggiungono persino uno strato a resistenza nulla di sette millimetri sotto il carbone, per tener conto del legno riscaldato e indebolito, e dimensionano il resto della sezione come se fosse freddo.

Dove il numero smette di valere

In un compartimento reale la storia e piu esigente. Quando mobili e arredi hanno finito di bruciare, un edificio in cemento semplicemente si raffredda. Un edificio in legno fara lo stesso solo se le sue superfici esposte smettono di alimentare il fuoco, cio che gli ingegneri antincendio chiamano autoestinzione. Le prove in scala reale ne hanno mappato la condizione con una certa precisione. Le superfici lignee si autoestinguono quando il flusso termico incidente alla parete scende sotto i 45 chilowatt per metro quadro circa, e i compartimenti si spengono in modo affidabile quando meno della meta delle superfici in legno resta esposta, con un limite piu severo, un soffitto non protetto, quando oltre il 38 per cento delle superfici mostra legno nudo. E la carbonizzazione a fare il lavoro. Ispessendosi strozza il calore che raggiunge il legno vergine, e le velocita di pirolisi misurate scendono tra 0,4 e 2,3 millimetri al minuto, piu rapide a soffitto che a parete. Lasciata a se, una stanza di legno esposto ben dettagliata puo raggiungere il picco e poi spegnersi in silenzio.

Il cedimento e una linea di colla, non una fiamma

Questo comportamento autolimitante poggia su un'unica ipotesi: che il carbone resti dove si e formato. Nel legno lamellare a strati incrociati, il CLT, spesso non e cosi. Il CLT e una pila di tavole incollate in direzioni alternate, e ogni linea di colla e un piano di debolezza in caso d'incendio. La delaminazione indotta dal calore avviene quando una lamella cede prima ancora che il fronte carbonioso ne abbia raggiunto l'incollaggio. La tavola ancora integra si stacca dal pannello, e succedono due cose insieme. Il legno caduto e combustibile fresco sul pavimento del compartimento, capace di innescare un secondo flashover, una ricrescita dell'incendio, molto dopo che gli arredi mobili si sono consumati. E il pannello lasciato scoperto presenta ora alle fiamme una faccia pulita e non carbonizzata, azzerando l'orologio protettivo. E proprio questo distacco del carbone che spiega perche alcuni compartimenti in CLT che avrebbero dovuto autoestinguersi si sono invece riaccesi fino al collasso strutturale.

Poliuretano contro melammina

A decidere se una linea di colla tiene e la chimica. I due adesivi che dominano CLT e lamellare si comportano in modo molto diverso alle alte temperature. Il poliuretano monocomponente, rapido, privo di formaldeide e amato dai produttori, rammollisce e delamina alle alte temperature; le prove mostrano pannelli incollati con PUR soggetti a delaminazione indotta dal calore e, con essa, a velocita di carbonizzazione effettive piu elevate. Gli adesivi melamminici, la melammina-urea-formaldeide, tengono molto meglio la propria linea. Le travi incollate con MUF carbonizzano a una velocita vicina a quella nominale di norma, quasi come se la colla non ci fosse, pur crollando la loro resistenza a taglio a valori praticamente nulli intorno ai 280 gradi Celsius. Il punto non e che la MUF sia forte quando e calda. E che tiene il carbone attaccato abbastanza a lungo perche il carbone svolga il suo compito isolante. Le regole antincendio della seconda generazione dell'Eurocodice 5 e le approvazioni di prodotto vengono scritte sempre piu attorno a questa distinzione, esigendo adesivi che mantengano l'integrita della linea di colla nell'incendio e non solo a temperatura ambiente.

Progettare perche la crosta resti attaccata

Le vere leve di sicurezza antincendio in un edificio alto in legno stanno quindi a monte della velocita di carbonizzazione. Contano quattro tempi, e nessuno e la velocita di combustione del legno: quanto ci mette il combustibile mobile a esaurirsi, quanto tempo passa prima che il carbone si distacchi, quanto dura l'eventuale rivestimento protettivo, e come il compartimento smaltisce il calore una volta finito il combustibile. Il rivestimento incapsulante, uno o due strati di cartongesso antincendio sopra il legno, offre il margine piu grande, ritardando l'inizio della carbonizzazione di un'ora o piu. Per questo le categorie di norma piu alte, i tipi IV-A e IV-B dell'IBC che consentono torri in legno fino a diciotto piani, impongono di rivestire gran parte della struttura, riservando il legno pienamente a vista al livello inferiore IV-C. Dove il legno resta esposto per il suo calore, la specifica che conta e invisibile: una linea di colla qualificata per trattenere il proprio carbone, lamelle dettagliate perche una tavola caduta non inneschi un effetto a catena sulle altre, e un compartimento dimensionato in modo che anche il peggior distacco mantenga la frazione esposta sotto la soglia di autoestinzione.

Il numero meno interessante della stanza

La rassicurante cifra dei 38 millimetri all'ora e vera, ed e anche il numero meno interessante della stanza. Descrive un blocco di legno pieno che brucia ordinatamente in un forno. Un edificio non e un forno. E un compartimento pieno di pannelli tenuti insieme da adesivo, che o trattengono la crosta protettiva e si spengono da soli, oppure la perdono e bruciano una seconda volta. Il materiale che rende possibile il legno alto non e, in fondo, il legno. E la colla che tiene il carbone dove il fuoco lo ha messo.