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 Philomène Gattuso

2. INTRODUZIONE
I materiali costituiscono un aspetto primario della nostra vita quotidiana,
probabilmente molto di più di quanto normalmente si consideri.
I trasporti, le telecomunicazioni, gli ambienti domestici, il tempo libero,
l'alimentazione, sono tutti settori fortemente influenzati dalla qualità, dai
costi e dalla disponibilità dei materiali.
Molte delle sofisticate tecnologie che rendono oggi la vita quotidiana più
confortevole sono state rese possibili dalla disponibilità di materiali adatti:
gli enormi progressi nell'elettronica sono anche il frutto della disponibilità
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, più o meno, affrontare di frequente problemi
legati al comportamento dei manufatti:
conoscere in maniera più 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 civiltà è sempre stato direttamente collegato
alla disponibilità dei materiali, alla capacità degli uomini di
lavorarli, al punto tale che i primi periodi della civiltà umana
vengono caratterizzati, convenzionalmente, in base al grado di
sviluppo dei materiali: età della pietra, età del bronzo, età 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 più tardi, si scoprì che le
proprietà di molti materiali potevano essere
sensibilmente migliorate mediante aggiunte dosate di
altri elementi o con i trattamenti termici.
Percorriamo così 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 è il materiale da costruzione più diffuso sin dalla
preistoria per la sua disponibilità e la possibilità d’impiego anche
senza necessità di lavorazione.
Il legno è rimasto sino al XIX secolo, per essere poi riscoperto in
tempi più recenti, il materiale più idoneo per alcuni elementi
costruttivi, come coperture e solai, ma anche nelle strutture di
fondazione per la sua capacità di resistere a lungo all’acqua.
Nel XX secolo l’impiego del legno in campo strutturale si è
ridotto a causa della disponibilità di materiali più 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 d’uso 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 l’introduzione 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 possibilità formali, della straordinaria natura estetica e
della compatibilità ecosostenibile che il legno offre.

20. Nei paesi ricchi di legname e poveri di materiali lapidei, il legno è alla
base di sistemi costruttivi diversi:
• il balloon-framing, una struttura a telaio formata da elementi
standardizzati chiodati, impiegato nell’edilizia residenziale
americana, dei paesi dell’Europa del nord e nell’area alpina perché
leggero, economico e di facile realizzazione;
• il blockbau, in cui le pareti sono formate da tavole di legno disposte
una sull’altra in senso orizzontale e incastrate in corrispondenza
degli angoli;
• il fachwerk, case a graticcio, che caratterizzano così
massicciamente la fisionomia del paesaggio urbano e rurale in
particolar modo in Germania, dove si contano ancora più di due
milioni di "Fachwerkhäuser" edificate nell’arco di sette secoli.

21. Balloon-framing

22. Balloon frame (letteralmente "struttura a pallone") è 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 è 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 è attribuita a George Washington Snow (1797-1870), nato a
Keene, New Hampshire; pioniere e in seguito impresario e finanziere, ricoprì importanti cariche
amministrative nella città di Chicago a partire dal 1833.
Il balloon frame ha trovato largo impiego nella costruzione dei primi nuclei abitativi di Chicago e
San Francisco; è utilizzato nell'edilizia abitativa comune e in molti esempi di architettura
contemporanea degli Stati Uniti.

24. Drawing showing carpentry
construction details
1:cap plate,
2:top plate,
3:cripple stud,
4:header,
5:stud,
6:shoe plate,
7:jack stud,
8:subfloor,
9:joist.

25. Blockbau

26. Uno dei più antichi metodi di costruzione delle case è quello definito blockbau, nel quale si
sovrappongono orizzontalmente tronchi o travi fino a formare delle pareti.
L'aggancio è ottenuto agli angoli, dove vengono ricavate delle connessioni che permettono
l'incasso e, allo stesso momento, un irrigidimento della struttura. La quantità di legno per
realizzare questo tipo di abitazione è elevata.
L'uso del legno come materiale strutturale era prassi consolidata fino alla fine dell'Ottocento.

28. Fachwerk

29. Rothenburg ob der Tauber

30. Fachwerk

31. Fachwerk, in Germania, è il termine che si usa per definire una geniale e plurisecolare
metodologia costruttiva in cui l’edificio è 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 l’intelaiatura 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 nell’architettura 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, dall’Inghilterra 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 così
massicciamente – sia per quantità che per qualità - la fisionomia del paesaggio urbano e rurale
come in Germania, dove si contano ancora più di due milioni di Fachwerkhäuser edificate
nell’arco di sette secoli.

32. Le più antiche, la cui età è stata stabilita grazie alla dendrocronologia, risalgono al XIII secolo, ma
ne esistono anche alcune centinaia costruite nel XIV secolo, benché la maggior parte degli edifici
oggi rimasti sia sorta nel periodo d’oro dell’architettura a traliccio, quello compreso tra i secoli
XV e XVI, ovvero tra il Tardogotico e il Rinascimento.
Nondimeno, è possibile costatare come già nei primi esempi di edifici Fachwerk propriamente
detti, risalenti appunto al 1200, la realizzazione tecnica sia sorprendentemente matura ed
evoluta (sebbene di aspetto più semplice e disadorno in confronto alle creazioni dei secoli
successivi) e non presenti più alcun segno della “capanna” rudimentale.
Nel 1990 è 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 città tedesche.

33. In sostanza, gli elementi architettonici di base erano già tutti sviluppati: dei montanti verticali
(Ständer), poggianti su una traversina a terra o rialzata grazie a uno zoccolo in muratura
(Schwelle), reggevano le travi orizzontali (Rähm, Riegel) studiate per formare la base del
pavimento e l’armatura 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 all’Ottocento, naturalmente declinato in tutta una
serie di adattamenti, variazioni e trasformazioni influenzate dalle varie correnti artistiche, dalle
caratteristiche regionali, dalle possibilità economiche e dalla fantasia dei mastri carpentieri.
Così le case a graticcio in Germania si svilupparono in una stupefacente varietà di forme, intrecci
e decorazioni, a volte figurative, altre puramente ornamentali, tanto che si può affermare che
non esistano due case Fachwerk uguali.
È possibile tuttavia classificare le strutture in base a due differenti criteri costruttivi:
1. la più antica Geschossbau (o Ständerbau), 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 realtà i due metodi coesistettero a lungo
e nel Medioevo si ibridarono spesso), in cui ogni piano dell’edificio 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 Fachwerkhäuser, dovuto a ragioni di stabilità, a motivi di gusto estetico nonché 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
Trent’anni (1618-1648).
Gran parte delle configurazioni lignee apparse tra Gotico e Rinascimento - soprattutto le croci di
Sant’Andrea (Andreaskreuze, dal 1450), le losanghe (Rauten) e le losanghe barrate
(durchkreuzte Rauten), le figure ottenute dall’incrocio di puntoni (Strebefuguren), i rosoni e le
conchiglie (le celebriiFächerrosetten tipiche del niedersächsisches Fachwerk) - vennero riprese
dopo la Guerra dei Trent’anni dalla nuova cultura barocca, che rinnovò i modelli edilizi.
Apparvero i tetti a mansarda, le finestre si fecero più ampie e numerose, le case in generale più
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 esaurì con il Secolo dei Lumi. Il gusto neoclassico non poteva che
trovare l’architettura a travatura reticolare “medievale”, stravagante, irregolare e antimoderna.
Le regole imperanti di simmetria, uniformità e sobrietà, ispirate alla classicità, portarono
all’introduzione di severe norme costruttive (ad esempio quelle del Württemberg, 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 Fachwerkhäuser con intonaci, ai fini di
“travestirle” da abitazioni moderne. Bovindi e torrette, dalle sporgenze così caratteristiche,
vennero spesso abbattuti.

35. Alla metà del XIX secolo, nelle città maggiori, il graticcio a vista era in gran parte scomparso sotto
uno spesso strato di intonaco uniforme.
Fortunatamente il Romanticismo, con la sua riscoperta dell’estetica medievale e dell’eccentricità,
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, dall’altra con il provvidenziale ripristino di quello antico e la “liberazione”
degli splendidi vecchi edifici a intelaiatura visibile.