Le indagini non distruttive (NDT) su strutture in legno lamellare e pannelli X-Lam consentono di valutare lo stato conservativo degli elementi lignei strutturali senza asportare campioni né compromettere l’integrità della sezione. Teknoprogetti Engineering Srl esegue campagne strumentali che combinano prove sclerometriche, misura elettrica dell’umidità e ispezioni penetrometriche Resistograph su elementi portanti in legno di nuova costruzione, esistenti o oggetto di restauro conservativo, nell’area di Milano-Brianza e in tutta Italia.
1. Perché le strutture in legno X-Lam richiedono indagini non distruttive
Il legno lamellare incrociato (Cross-Laminated Timber, X-Lam) è diventato negli ultimi anni uno dei materiali strutturali più utilizzati nell’edilizia scolastica, residenziale e pubblica. La sua leggerezza, la rapidità di montaggio e le buone prestazioni sismiche lo rendono vantaggioso rispetto al calcestruzzo armato, ma proprio la sua natura organica lo espone a rischi che il c.a. non conosce: variazioni di umidità, infiltrazioni, degrado biologico da funghi e xilofagi.
A differenza del calcestruzzo, nel legno i danni più gravi — riduzione di densità, marciumi interni, distacchi di strati — non sono rilevabili per segni evidenti in superficie. Un pannello X-Lam con umidità interna superiore al 20% può presentare un aspetto esterno perfettamente integro. Questo rende le prove non distruttive strumentali non una verifica facoltativa, ma lo strumento tecnico necessario per conoscere il reale stato conservativo dell’elemento.
Le indagini NDT su legno sono esplicitamente previste da alcune norme UNI «Beni culturali — Manufatti lignei — Strutture portanti degli edifici — Ispezione in situ per la diagnosi degli elementi in opera» e costituiscono parte integrante del processo di collaudo statico e direzione lavori per strutture in legno soggette a un piano di indagine.
2. Quando è necessario eseguire indagini NDT su strutture in legno
Esistono vari contesti in cui le indagini sono tecnicamente necessarie o fortemente raccomandate:
| Contesto | Motivazione tecnica | Riferimento |
|---|---|---|
| Edificio in costruzione — rilevazione umidità da infiltrazioni durante cantiere | Valutare se il degrado è superficiale o ha raggiunto il cuore dell’elemento prima che sia coperto dalle finiture | Collaudo statico / DL |
| Collaudo statico di strutture lignee | Fornire al collaudatore dati strumentali oggettivi sullo stato conservativo degli elementi portanti | NTC 2018 |
| Restauro conservativo di edifici storici con travi lignee | Identificare elementi da consolidare o sostituire senza campionamento distruttivo | Norma UNI in vigore |
| Verifiche post-infiltrazione o post-incendio | Quantificare l’estensione del degrado per definire il piano di intervento | DL / Perizia assicurativa |
| Due diligence tecnica ante-acquisto | Valutare lo stato reale di strutture in legno esistenti prima di un’operazione immobiliare | Perizia tecnica |
3. Le tre metodologie: principio, strumentazione e normativa
Premessa: Analisi Visiva
L’ispezione visiva consiste nell’osservare la struttura nel suo complesso e ogni singolo elemento ligneo che ne fa parte, con lo scopo di rilevare tutte le informazioni necessarie ai fini dell’indagine. Per rendere attuabile tale ispezione è necessario che la struttura lignea sia accessibile e che le superfici legnose siano visibili. Oltre a un’accurata descrizione della tipologia strutturale, per ogni elemento ligneo verranno rilevate le seguenti informazioni: specie legnosa, umidità, geometria, categoria, degrado biologico (insetti xilofagi e funghi della carie) e meccanico (rotture, lesioni, ecc.), efficienza dei collegamenti.
3.1 Prove sclerometriche su legno — Wood Pecker
Lo sclerometro per legno è uno strumento penetrometrico che utilizza un ago infisso nel tessuto ligneo con un numero prefissato di colpi. La profondità di affondamento dell’ago — misurata in millimetri con risoluzione di 0,1 mm — è correlabile alle caratteristiche meccaniche del legno e al suo stato conservativo.
Il principio è analogo allo sclerometro Schmidt utilizzato sul calcestruzzo, ma adattato alla struttura fibrosa del legno. La misura non è distruttiva: il foro lasciato dall’ago è di dimensioni trascurabili e non pregiudica l’integrità della sezione.
Strumentazione: sclerometro meccanico Wood Pecker.
Cosa si misura: la profondità di infissione dell’ago (in mm). Un valore di infissione contenuto indica legno denso e integro. Un valore elevato segnala riduzione di densità — possibile degrado. Il coefficiente di eterogeneità Cs permette di classificare l’omogeneità della risposta (Eccellente < 10% / Buona 10-15% / Discreta 15-20% / Scadente > 20%).
Attenzione: la prova sclerometrica su legno è una prova indiretta. I valori di infissione non forniscono direttamente la resistenza meccanica dell’elemento. Devono essere integrati con le altre prove e interpretati dal tecnico. Usata come unico strumento per determinare le caratteristiche meccaniche, può indurre errori gravi.
3.2 Misura dell’umidità con metodo elettrico (secondo le norme UNI)
Il metodo elettrico misura la resistenza tra due elettrodi posti a contatto con la superficie lignea. Poiché la conducibilità elettrica del legno è fortemente influenzata dal contenuto di acqua, la resistenza è correlata all’umidità percentuale in peso.
Strumentazione: igrometro elettrico a resistenza TESTO modello 606-2, con due elettrodi a distanza prestabilita. Risoluzione 0,1%.
Alcune norme DIN forniscono i valori di riferimento per il legno strutturale installato in diversi contesti ambientali:
| Condizione d’uso | Umidità di equilibrio (% in peso) |
|---|---|
| Edificio chiuso su tutti i lati con riscaldamento | 9 ± 3% |
| Edificio chiuso su tutti i lati senza riscaldamento | 12 ± 3% (limite massimo: 15%) |
| Edificio con copertura, senza pareti | 15 ± 3% |
| Costruzioni aperte alle intemperie su tutti i lati | 18 ± 6% |
Il metodo elettrico non fornisce il valore assoluto dell’umidità interna ma quella nello strato superficiale in corrispondenza degli elettrodi. Variazioni significative tra misurazioni adiacenti sullo stesso elemento indicano anomalie localizzate da approfondire con il Resistograph.
3.3 Ispezioni penetrometriche Resistograph (secondo le norme UNI)
Il Resistograph è lo strumento diagnostico più sofisticato tra i tre. Una punta di 3 mm di diametro perfora l’elemento ligneo per una profondità fino a 40 cm, misurando in continuo la resistenza opposta alla perforazione. I risultati vengono restituiti come un grafico (resistogramma) in cui l’asse X rappresenta la profondità di penetrazione e l’asse Y un indice adimensionale della resistenza.
Strumentazione: IML-RESI PD400 (s/n PD400-0377), calibrato DIN EN ISO 9001 — lo stesso strumento utilizzato per la campagna di indagine documentata in questo articolo.
Come si legge il resistogramma: un profilo piatto e costante lungo tutta la sezione indica legno omogeneo e integro. Cadute brusche della curva — specialmente al cuore della sezione — segnalano zone di riduzione di densità: possibili marciumi, cavità, attacchi biologici, separazioni di strato nel caso dell’X-Lam.
Differenza rispetto allo sclerometro: mentre lo sclerometro misura una risposta superficiale integrata, il Resistograph fornisce il profilo di densità sull’intera sezione trasversale. È l’unico strumento NDT che permette di diagnosticare il degrado interno non raggiungibile dalla superficie.
4. Caso reale: indagini su edificio scolastico X-Lam in costruzione (Frassinoro, MO)
Nel marzo 2025, Teknoprogetti Engineering Srl è stata incaricata di eseguire una campagna di indagini strumentali su elementi lignei strutturali di un edificio scolastico in costruzione nel Comune di Frassinoro (MO), committenza: Amministrazione Comunale (DET. N. 45 del 05/03/2025). L’incarico è stato richiesto dal Collaudatore e dal Direttore Lavori a seguito del rilevamento visivo di presenza di umidità da infiltrazioni su alcuni elementi portanti.
4.1 Descrizione dell’edificio
L’edificio è composto da un piano parzialmente interrato e un piano fuori terra. Le fondazioni e il vano scala-ascensore centrale sono realizzati in calcestruzzo armato. L’intera struttura in elevazione è realizzata con pannelli lignei prefabbricati di tipo X-Lam. Il cantiere era ancora aperto al momento delle indagini.
4.2 Piano di campionamento
La campagna ha interessato 20 elementi presi a campione, scelti in base alla loro posizione strutturale (colonne, pareti, radici, travi portale, travi colmo, impalcati) e alla presenza di umidità visibile. Su ciascun elemento sono state eseguite prove in uno o più punti, per un totale di 31 misurazioni Resistograph, altrettante misurazioni di umidità e prove sclerometriche sistematiche.
Tipologie di elementi indagati: colonne, pareti X-Lam, radici, assito e travetti solaio, travi portale, travi colmo.
4.3 Risultati delle prove sclerometriche
Il valore medio di infissione riscontrato sull’insieme del campione è risultato pari a 18,75 mm, con dispersione complessivamente contenuta. Due elementi hanno mostrato valori anomali:
- Colonna: un lato della colonna rimasto esposto a pioggia e sole presenta un valore di infissione più elevato, con degrado stimabile in 10-15 mm di profondità superficiale.
- Spalla finestra: la zona sotto il davanzale, dove si concentrava l’umidità infiltrata, mostra valori di infissione significativamente più alti con un Cs (eterogeneità) dell’83%, indicatore di forte disomogeneità locale.
Interpretazione: il degrado sclerometrico è in entrambi i casi localizzato e di tipo superficiale. Non indica un cedimento della capacità portante complessiva dell’elemento, ma segnala una riduzione della resistenza in prossimità della superficie esposta.
4.4 Risultati della misura dell’umidità
La quasi totalità degli elementi analizzati ha mostrato valori di umidità inferiori al 15% in peso — il limite adottato per la condizione d’uso «edificio chiuso su tutti i lati senza riscaldamento». Due eccezioni significative:
- Assito e travetti di solaio: umidità rilevata tra il 28% e il 38%. L’elemento è a contatto con un riempimento in paglia intriso d’acqua per infiltrazioni dalla copertura non ancora completata.
- Spalla finestra, zona sotto davanzale: umidità del 39,6%, a conferma dell’anomalia già evidenziata dalla sclerometria. La zona sopra il davanzale dello stesso elemento registra invece il 10,3% — valore nella norma.
Questi dati confermano che il problema è strettamente localizzato in punti specifici e non diffuso all’intera struttura.
4.5 Risultati delle ispezioni Resistograph
Tutte le 31 misurazioni Resistograph hanno restituito profili resistografici costanti sull’intera sezione, senza cadute della curva che indichino zone di decadimento della densità. Questo dato è particolarmente significativo per gli elementi che mostravano umidità visibile: anche nelle zone interessate da infiltrazioni, il profilo è risultato omogeneo già dai primissimi millimetri di perforazione (entro i 5 mm dalla superficie).
Il dato dimostra che le infiltrazioni hanno prodotto un aumento di umidità localizzato senza che il degrado biologico (funghi, marciumi) abbia avuto il tempo di intaccare la struttura interna dell’elemento. La diagnosi ha permesso di escludere interventi sostitutivi e di limitare le prescrizioni a misure di asciugatura controllata e monitoraggio.
5. Errori frequenti nell’interpretazione delle indagini NDT su legno
Nella pratica professionale si riscontrano alcuni errori ricorrenti che possono portare a valutazioni errate:
- Usare la sclerometria come unico strumento diagnostico: il valore di infissione è un indice comparativo, non una misura assoluta della resistenza meccanica. Da solo non è sufficiente per prendere decisioni strutturali.
- Confondere umidità superficiale con degrado strutturale: un’umidità del 35% in un elemento indica un problema da risolvere, ma non implica che la struttura portante sia compromessa. Solo il Resistograph può escludere il degrado interno.
- Non considerare la stagione e la storia climatica dell’edificio: i valori di umidità vanno interpretati in relazione al contesto (edificio chiuso/aperto, riscaldato/non riscaldato, fase di cantiere/esercizio).
- Campionamento insufficiente: la norma prevede un piano di campionamento rappresentativo. Indagare solo gli elementi con danni visibili non permette di costruire un quadro affidabile dello stato complessivo.
- Non distinguere tra pannelli X-Lam e legno massiccio tradizionale: nei pannelli X-Lam i singoli strati hanno orientamenti ortogonali. Il Resistograph eseguito parallelamente alle fibre di uno strato attraversa strati con orientamenti diversi, producendo variazioni di resistenza che non indicano degrado ma la struttura del pannello stesso. L’esperienza del tecnico nell’interpretazione è indispensabile.
6. Confronto tra metodologie NDT su legno
| Metodo | Profondità di indagine | Cosa rileva | Limitazioni | Costo relativo |
|---|---|---|---|---|
| Sclerometria (Wood Pecker) | Superficiale (pochi mm) | Durezza superficiale, degrado esterno | Non diagnostica il cuore della sezione | Basso |
| Misura umidità (metodo elettrico) | Superficiale (elettrodi in contatto) | Contenuto d’acqua nello strato esterno | Non misura umidità interna. Valore relativo, non assoluto | Basso |
| Resistograph (penetrometria) | Intera sezione trasversale (fino a 40 cm) | Variazioni di densità, marciumi interni, cavità, separazioni | Lascia un foro di 3 mm (trascurabile). Richiede tecnico esperto | Medio |
| Indagini ultrasoniche su legno | Intera sezione (indiretta) | Modulo elastico, omogeneità | Difficile su sezioni irregolari, molto sensibile alla geometria | Medio-alto |
7. Implicazioni progettuali: come le indagini NDT influenzano le scelte di intervento
I dati forniti dalle indagini strumentali non sono un fine in sé, ma uno strumento per orientare le decisioni tecniche del Direttore Lavori, del Collaudatore e del Progettista strutturale. Nel caso di Frassinoro, i risultati hanno permesso di:
- Escludere la sostituzione degli elementi strutturali: il profilo Resistograph omogeneo ha dimostrato che il degrado era esclusivamente superficiale e l’umidità non aveva compromesso il cuore portante dei pannelli X-Lam.
- Prescrivere misure mirate di asciugatura: la DL ha potuto indicare procedure specifiche (ventilazione forzata, monitoraggio igrometrico periodico) anziché interventi invasivi.
- Localizzare con precisione le zone anomale: la combinazione di sclerometria e Resistograph ha permesso di identificare il problema al solo lato sotto-davanzale, escludendo il resto dell’elemento.
- Fornire una documentazione oggettiva al collaudo: la relazione tecnica con i resistogrammi e le tabelle di umidità costituisce parte della documentazione di collaudo, con valore legale e assicurativo.
Una campagna di indagini NDT su legno non produce valore solo quando rileva problemi: il risultato negativo — struttura integra — è anch’esso un dato tecnico di alto valore, che permette di procedere con certezza nelle fasi successive di progetto o collaudo.
8. Checklist operativa: indagini NDT su strutture in legno
Checklist di verifica pre-indagine
Prima di iniziare una campagna di indagini, durante le prove e nella fase di restituzione, ci sono passaggi tecnici precisi da seguire. Ecco i principali:
A — Fase preliminare
- Definire lo scopo delle indagini (collaudo / DL / perizia / due diligence)
- Verificare l’accessibilità agli elementi e la disponibilità degli strumenti
- + altri 4 controlli nella checklist completa
B — Durante le prove
- Misurare l’umidità prima della sclerometria
- Identificare e fotografare ogni punto di misura con codice univoco
- + altri 5 controlli nella checklist completa
C — Elaborazione e restituzione
- Correlare le anomalie sclerometriche con i dati di umidità e i resistogrammi
- Produrre la relazione tecnica con tabelle, resistogrammi e documentazione fotografica
- + altri 5 controlli nella checklist completa
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9. Domande frequenti (FAQ)
Le indagini NDT su strutture in legno sono obbligatorie per legge?
Non esiste un obbligo generalizzato analogo a quello per il calcestruzzo armato nelle NTC 2018. Tuttavia, in presenza di un collaudo statico di strutture lignee, il collaudatore può richiedere indagini strumentali a supporto della propria valutazione. Le NTC 2018 richiedono che la conoscenza dell’opera sia documentata, e le prove NDT costituiscono il mezzo principale per raggiungere i livelli di conoscenza LC2 e LC3 senza eseguire prove distruttive.
Qual è la differenza tra Resistograph e ultrasuoni su legno?
Entrambi indagano l’intera sezione trasversale, ma con principi diversi. Il Resistograph penetra fisicamente il legno e misura la resistenza meccanica alla perforazione — fornisce un profilo di densità diretto. Gli ultrasuoni misurano la velocità di propagazione di un’onda attraverso il materiale — forniscono informazioni sul modulo elastico e sull’omogeneità. Il Resistograph è più indicato per individuare marciumi e cavità localizzate; gli ultrasuoni sono preferibili per valutazioni di modulo elastico su sezioni regolari. In molti casi le due prove si integrano.
Quante misurazioni Resistograph servono per un piano di indagine affidabile?
Non esiste un numero minimo standardizzato: dipende dalla tipologia strutturale, dalla superficie da indagare e dal livello di conoscenza richiesto. Come riferimento operativo, un piano di indagine per una struttura X-Lam di medie dimensioni prevede tipicamente almeno 2 perforazioni per elemento campione (lati opposti della sezione), con un campionamento minimo del 20-30% degli elementi strutturali principali. Per edifici storici o interventi di restauro, il piano può prevedere ispezioni su tutti gli elementi portanti visibili.
Qual è il limite di umidità oltre il quale un elemento in legno strutturale è compromesso?
Alcune norme DIN indicano i valori di umidità di equilibrio in funzione del contesto d’uso. Per un edificio chiuso senza riscaldamento, il limite di riferimento è 15% in peso. Valori stabilmente superiori al 20% favoriscono lo sviluppo di funghi cromogeni, mentre valori superiori al 28-30% per periodi prolungati possono portare a marciumi. Tuttavia l’umidità misurata in un singolo momento non è un dato sufficiente: va interpretata insieme alla storia climatica dell’elemento, alla presenza di ventilazione e ai risultati del Resistograph, che è l’unico strumento in grado di rilevare il degrado interno già avvenuto.
Le indagini NDT su legno possono sostituire le prove distruttive?
In molti casi sì, ed è proprio il loro vantaggio principale. Le norme UNI riconoscono esplicitamente le prove non distruttive come metodo di diagnosi in situ per strutture lignee. Tuttavia, come precisano le stesse norme, le prove penetrometriche (sclerometria e Resistograph) dovrebbero idealmente essere calibrate con prove distruttive su elementi campioni prelevati in sito, quando possibile. In edifici storici di pregio o in strutture X-Lam di nuova costruzione, l’utilizzo esclusivo delle NDT è la pratica standard e tecnicamente accettata.