Franco Laner

IL RESTAURODELLE STRUTTURE

DI LEGNO

Franco LanerIL RESTAURO DELLE STRUTTURE DI LEGNO

ISBN 13 978-88-8207-435-7EAN 9 788882 074357

Manuali, 103Prima edizione, giugno 2011

Laner, Franco <1941->

Il restauro delle strutture di legno / Franco Laner. – Palermo : Grafill, 2011.(Manuali ; 103)ISBN 978-88-8207-435-71. Strutture in legno – Restauro.624.1840288 CDD-22 SBN Pal0234665

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Finito di stampare nel mese di giugno 2011presso Officine Tipografiche Aiello & Provenzano S.r.l. Via del Cavaliere, 93 – 90011 Bagheria (PA)

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INDICE

PREMESSA ...................................................................................................................................................... p. 5

PARTE PRIMA

DIAGNOSTICA

INTRODUZIONE

INTRECCIO DI SAPERI E DI MAGISTERI................................................................................................ ˝ 9

1. EZIOLOGIA O CAUSE DEL DEGRADO ........................................................................................... ˝ 151.1. Umidità ........................................................................................................................................... ˝ 151.2. Batteri, muffe e funghi .............................................................................................................. ˝ 171.3. Xilofagi e lignicoli........................................................................................................................ ˝ 211.4. Deformazioni differite .............................................................................................................. ˝ 261.5. Difetti del legno .......................................................................................................................... ˝ 271.6. Altre cause di fuori servizio ..................................................................................................... ˝ 30

2. DIAGNOSTICA DELLE STRUTTURE IN OPERA ........................................................................... ˝ 352.1. L’occhio clinico ............................................................................................................................. ˝ 352.2. Strumenti di indagine................................................................................................................ ˝ 362.3. Stato delle conoscenze e delle normative ......................................................................... ˝ 40

3. DIAGNOSI E PROGETTO..................................................................................................................... ˝ 433.1. Capire per intervenire................................................................................................................ ˝ 433.2. Farsi guidare ed ispirare dal legno........................................................................................ ˝ 47

PARTE SECONDA

INTERVENTI: TECNOLOGIE E MATERIALI

INTRODUZIONE

ATTI MENTALI, IN SUBORDINE, ATTI TECNICI .................................................................................. ˝ 51

4. INCALMI E FETTONI............................................................................................................................. ˝ 574.1. L’insegnamento della tradizione ........................................................................................... ˝ 574.2. Esempi di incalmi e fettoni ...................................................................................................... ˝ 59

5. STATI DI COAZIONE ............................................................................................................................. ˝ 755.1. Mettere in forza............................................................................................................................ ˝ 755.2. Alcune applicazioni su vecchie strutture............................................................................ ˝ 79

5.3. Il ricorso agli stati di coazione nella riabilitazione strutturale .................................... p. 825.3.1. Interventi mediante stati di coazione.................................................................... ˝ 84

6. SOLAI......................................................................................................................................................... ˝ 876.1. Un approccio ordinatore .......................................................................................................... ˝ 876.2. Riduzione del momento flettente......................................................................................... ˝ 896.3. Interventi per aumentare W e J.............................................................................................. ˝ 926.4. Solai misti legno-calcestruzzo................................................................................................ ˝ 936.5. Nuove frontiere............................................................................................................................ ˝ 98

7. TETTI E CAPRIATE ................................................................................................................................. ˝ 1017.1. L’importante ruolo del tavolato ............................................................................................. ˝ 1017.2. Concezione d’insieme e spaziale........................................................................................... ˝ 1027.3. Capriate .......................................................................................................................................... ˝ 1047.4. Esempi di interventi ................................................................................................................... ˝ 106

8. IL RECUPERO DEL LEGNO LAMELLARE ....................................................................................... ˝ 1098.1. Già?................................................................................................................................................... ˝ 1098.2. Esempi di interventi di recupero ........................................................................................... ˝ 1108.3. Qualche ulteriore considerazione......................................................................................... ˝ 114

9. INTERVENTO COME AGGIUNZIONE.............................................................................................. ˝ 1199.1. Progettare ...................................................................................................................................... ˝ 1199.2. La prognosi (il collaudo) ........................................................................................................... ˝ 1239.3. Legno come invenzione ........................................................................................................... ˝ 125

BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................................................... ˝ 129

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Il restauro delle strutture di legno

Niente, a mio parere, come l’azione di restauro di una struttura storica o moderna è portatrice diconoscenza e capace di suggerire innovazione.Il legno, materiale strutturale generalmente impiegato nel passato anche nel nostro Paese, se siescludono i cinquant’anni di mezzo dello scorso secolo, quando è stato messo in disparte dal ce-mento armato, dall’acciaio e dal latero-cemento, sia nell’edilizia civile, sia sociale in particolare percoprire grandi luci, come chiese, sale per spettacolo o riunione, è stato usato con intelligenza emagistero.Quando si riesce a sollevare la coltre polverosa dei secoli, emerge la creatività insita in originaliconcezioni strutturali, la bellezza dell’intreccio delle orditure membranali e dei particolari costrut-tivi. Tutto ciò, se coniugato e riproposto con nuove tecnologie, prodotti e lavorazioni, equivale al-l’assoluta novità.Occupandomi di restauro e consolidamento delle strutture lignee ho imparato molto, ma soprat-tutto ho messo a punto brevetti che a ben vedere erano tali solo perché ho giocato sull’oblio. Do-po cent’anni e anche meno, nessuno infatti ricorda come si risolvessero particolari situazioni co-struttive o quali materiali aggiuntivi e tecnologie potessero agevolare e semplificare il lavoro diposa e di assemblamento. Parafrasando, sotto le pietre si scopre il segreto delle sorgenti! E la scoperta equivale all’invenzione.L’invito è dunque di guardare alle soluzioni del passato come possibilità per il nuovo costruito, per-ché la storia non è solo magistra vitae, ma ha margini di insegnamento edificatorio. Per di più, letecnologie messe a punto per il restauro possono avere ricadute nel nuovo.Interessarsi del restauro delle strutture lignee significa altresì mettere alla prova la nostra capacitàdi interpretare un manufatto con categorie concettuali dell’epoca in cui l’opera è stata costruita,piuttosto che con categorie interpretative contemporanee. È gratificante accorgersi come ci sianodiversi modi di conferire sicurezza e durabilità ad una struttura con metodi e concezioni diverse daquanto codificato per l’impiego dei materiali moderni, con caratteristiche fisico-meccaniche assaidiverse dal materiale organico e composito com’è il legno.Infine mi dispiace che si ponga già il problema del consolidamento delle strutture di legno lamel-lare, con cui lavoriamo nel nostro Paese da solo una trentina d’anni. Ricordiamoci però sempre cheil legno è un materiale organico e che per sua intrinseca natura tende a tornare in fretta alla Ma-dre Terra che l’ha generato. Il veicolo è l’acqua, in tutte le sue forme, vapore e liquido in primis. L’al-lontanamento dell’acqua dal legno deve diventare una paranoia ossessiva. L’acqua, cagione di ogni patologia, come ci dicono tutti i trattatisti, Palladio compreso, deve esse-re sempre allontanata dalle fabbriche.Se non ne teniamo conto nei nostri progetti, le pratiche restaurative saranno il pane quotidiano eil legno potrebbe tornare nel limbo costruttivo.

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PREMESSA

DIAGNOSTICA

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PARTE PRIMA

Come valutare la resistenza residua di strutturedi legno in opera?È fuori servizio una trave imbarcata?Quali i metodi per quantificare gli attacchi degliinsetti o il danno di funghi?E ancora, riparare o sostituire?Queste sono alcune delle domande ricorrentiche proprietari, progettisti, imprese pongonoquando decidono di intervenire sul costruito,storico o recente.La risposta, come è facilmente intuibile, non èné immediata, né facile, ma per la gran parte

dei casi è possibile individuare gli elementi checonsentono un giudizio e quindi l’azione con-seguente.Fra tutti i materiali da costruzione, la particola-re natura organica del legno pone qualche pro-blema in più, ma sappiamo come non sia facilediagnosticare nemmeno la consistenza residuadi una muratura, né di un solaio in latero-ce-mento o di un telaio in c.a..Lo stato di conservazione e le caratteristichemeccaniche residue sono elementi fondamen-tali per decidere l’azione riabilitativa, ma altret-

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INTRODUZIONE

INTRECCIO DI SAPERI E DI MAGISTERI

Figura 1. Intreccio di aste, puntoni e controventi di una copertura di una tesa all’Arsenale di Venezia. Si capisce co-me sia difficile ricavare una pulita e chiara concezione strutturale per l’elevato grado di iperstaticità. Perciò è spessonecessario abbandonare alcune categorie di giudizio delle ordinarie teorie della scienza delle costruzioni e seguirementalità costruttive del passato, anche se di non facile restituzione.

tanto importante è l’individuazione della con-cezione strutturale sottesa. Senza la capacità dicomprendere come funzionano le strutture, po-co serve conoscere la consistenza materica epertanto i due aspetti devono sempre stare as-sieme.Anzi considero dominante l’aspetto che riguar-da la concezione: o si preferisce la materia allamente? Il processo che consente di capire e re-stituire il funzionamento di una struttura, spes-so fuori dagli attuali schemi e paradigmi, oltreche necessario è gratificante. Consente di mi-surare la propria cultura tecnica. Provoca un in-timo piacere costatare – scoprire – come ci sia-no tanti modi di concepire la stabilità e condur-re a terra i carichi che in vario modo sollecitanouna copertura o una struttura apparentementecomplessa.

Il progetto di restauro o consolidamento dellestrutture lignee è illuminato proprio dal disve-lamento della concezione strutturale, piuttostoche dallo stato del degrado, anche se c’è chi,preso da manie feticistiche, preferisce la conser-vazione della materia. Da una parte dunque l’a-nima, dall’altra la materialità del corpo dellafabbrica. Cerchiamo dunque di far stare assie-me i due opposti. Perciò lo scopo ultimo di que-sto secondo volume sul legno strutturale, nonè, né potrebbe esserlo, un trattato sul restaurodel legno.Contiene però gli elementi – mi auguro suffi-cienti – per giudicare le strutture in opera, con-dizione per poi intervenire, che è l’oggetto del-la seconda parte.In altre parole, senza modestia, vorrei che que-sto scritto consentisse di non prendere solenni

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Il restauro delle strutture di legno

Figura 2. Il giudizio sullo stato di una struttura lignea consegue non solo ad indagini sulla consistenza materica, ma pre-sume anche la conoscenza della sua concezione strutturale. Perciò una buona diagnosi è sintesi di competenze diver-se, sia sul legno, sia sui comportamenti strutturali. Ad esempio non sarebbe possibile intervenire su questa struttura seprima non si riconoscesse che non siamo al cospetto di una capriata, bensì di una trave semplicemente appoggiata!

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1 u Introduzione

Figura 3. Spesso la concezione strutturale dipende da situazioni locali. In questa capriata (copertura in Friuli) è sta-ta prestata grande attenzione per contrastare il sisma. La struttura è infatti chiusa, ben intelaiata e non spingente, spe-cie nello sporto del tetto e nel serraggio delle terzere.

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Il restauro delle strutture di legno

Figura 4.Alcuni modi di realizzare il nodo chiuso monaco-catena di una capriata. Anche il magistero costruttivo gio-ca un importante e decisivo ruolo nella diagnostica, proprio perché l’atto costruttivo è un complesso atto culturale.

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1 u Introduzione

cantonate e di agire a favore della sicurezza.D’altra parte chi scrive è un architetto che si èoccupato di legno e vuol restituire ciò che haimparato e soprattutto aprire alla curiosità e al-la conoscenza, che il legno alimenta sempre,inesauribilmente. Questo è proprio l’aspettoche identifica il legno: la sua conoscenza non èmai completamente perimetrabile e solo i pre-suntuosi possono dire di conoscerlo.Il legno perciò insegna l’umiltà e la perseveran-za, doti che inducono a non abbassare mai laguardia, nemmeno di fronte all’evidenza.Una constatazione. Rileggendo queste righe in-troduttive e l’indice, mi accorgo del frequentericorso alla terminologia medica (diagnosi, ezio-logia, collasso, occhio clinico…), ma anche l’im-

postazione metodologia del restauro edilizio hagrande affinità con la medicina. Forse perchél’azione che permette di riconoscere una con-dizione morbosa in base all’esame clinico delmalato, assieme a ricerche di laboratorio e stru-mentali, è preceduta dall’anamnesi, ovvero daquell’insieme di ricognizioni in grado di restitui-re la storia regressa del soggetto (del fabbrica-to) ed è seguita dalla terapia (progetto di inter-vento riabilitativo) e dalla prognosi (collaudo eprevisione di durabilità).Risolvo queste analogie con un pensiero: si in-terviene in entrambi i casi in un organismo vi-vente. Anche se il legno è morto al momentodel taglio dell’albero, una struttura lignea èsempre vitale e non dorme mai!

Figura 5. Trabucco sul litorale abruzzese. Materiali poveri, ma splendida concezione d’insieme e spaziale per dar vi-ta ad una macchina complessa e funzionale per la pesca. Ciò che non deve andar perduto è proprio l’intelligenza co-struttiva, non i pezzi di legno di acacia e di castagno che si possono facilmente sostituire!

1.1. Umidità

L’acqua, in tutte le sue possibili declinazioni, li-quida, gassosa, solida, umidità di risalita, di con-densa, ecc., è la causa prima – se si esclude ilfuoco – del degrado del legno. Il legno infatti, come spesso ripeto, è stato pro-gettato dal Padre Eterno per tornare in fretta al-la terra che l’ha generato.E guai se non fosse così: oggi saremo sommer-si dagli alberi e dalla vegetazione mai distruttae sempre riprodotta. Il veicolo per il degrado èsempre e solo l’acqua (Fig. 1.1).

Laddove c’è una goccia d’acqua, lì possono vi-vere, alimentarsi e riprodursi microrganismi, co-me batteri, muffe e funghi. Lì arrivano gli inset-ti. E quindi, a mangiare gli insetti, gli animali su-periori, in un ciclo sempre uguale, reiterato edinesorabile che assicura l’equilibrio ecologicoed i processi vitali (Fig. 1.2).Ho letto di una pratica pietosa e poetica in usosulle Dolomiti ladine. Tagliato l’albero, il boscaio-lo, prima di allontanarsi dal ceppo che, violen-temente separato dal tronco, offre ancora frescalinfa che ignara irrora la ferita mortale, come uncollo reciso, affonda ancora l’ascia nel cuore delceppo, scavando una piccola buca. Fermandosil’acqua piovana, il processo di marcimento saràpiù veloce. Quel corpo reciso soffrirà meno, per-ché più rapido sarà il suo ritorno alla terra.In teoria, considerato che è impossibile che il le-gno sia privo d’acqua – a meno di non disidra-tarlo mettendolo in forno – l’attacco biotico èsempre possibile. Si è però constatato che nellegno con umidità residua sotto il 20%, rarissi-mamente si manifestano attacchi. Tale conte-nuto di umidità è di poco al di sotto del puntodi saturazione, cioè quando il legno comincia aperdere l’acqua di costituzione (intorno al 25%).Perderà acqua fino a stabilizzarsi con le condi-zioni igrometriche dell’ambiente in cui si trova.Ad esempio in un ambiente con temperaturaattorno ai 20° ed umidità dell’aria del 60%, l’u-midità del legno si stabilizza attorno al 12%.In ambiente più secco, l’umidità del legno puòscendere fino al 10%, mentre in ambienti piùumidi (umidità dell’80-90%) l’acqua presentenel legno è attorno al 18%. Ovviamente, perumidità maggiori, come è il caso di ponti di le-gno in presenza continua di nebbia e vapord’acqua, l’umidità del legno è superiore al 20%

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CAPITOLO 1

EZIOLOGIA O CAUSE DEL DEGRADO

Fig. 1.1. In assenza di umidità o d’altre forme d’acqua, illegno si conserva intatto, come questa testa di olivastrorinvenuta nella Cova des Mussol, a Menorca e datata acirca 3500 anni fa.

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Il restauro delle strutture di legno

Fig. 1.2.A contatto con l’acqua – di infiltrazione in questo caso – i batteri fanno da “apripista” a muffe e funghi cromo-geni. Ad essi sopravvengono le cosiddette carie (basidiomiceti e ascomiceti). Infine a completare l’opera, gli insetti.

e quindi inevitabilmente sarà preda del degra-damento biotico.A Venezia tale fenomeno è pressoché inevita-bile ed il marcimento dei ponti è assicurato. Ver-nici e preservanti possono solo dilazionare il fe-nomeno.Legato alla perdita d’acqua del legno, è il ritironelle tre direzioni assiali (radiale e tangenzialepiù accentuato, longitudinale più blando), chesi manifesta con fessurazioni. Le fessure da riti-ro sono fenomeno del tutto fisiologico, che so-litamente non deve preoccupare, anzi è beneche tali fessure siano evidenti, prima dell’utiliz-zo del legno, poiché così si può con esse intera-gire, come ho cercato di spiegare nella pubbli-cazione “Capire le fessure nel legno strutturale”(www.percorsi-legno.it) interamente dedicataalle fessure da ritiro, che oggi originano moltiassurdi contenziosi, dettati sia da ignoranza, siada cattiva fede.L’umidità è dunque il tema che condiziona ladurabilità del legno. È quindi ovvio che più sitiene lontana l’acqua, meno la struttura saràvulnerabile.

Il progetto col legno è proprio il progetto di al-lontanamento dell’acqua! A ciò – ci ricorda Palladio nell’ultimo paragrafodel primo dei Quattro libri dell’architettura –servono i tetti ed in particolare i loro sporti!Purtroppo c’è chi fa l’esatto contrario: espone illegno all’acqua, pensando di vincere la sfidacon preservanti o altri palliativi (Fig. 1.3). Costo-ro non solo accelerano il degrado delle propriestrutture, ma gettano discredito anche su chiusa il legno correttamente, perché, nel giudiziocollettivo, è il legno che marcisce, non le teste dilegno che impiegano male il legno! Qualche volta, dunque, si anteponga alla pre-sunta venustas, la firmitas, intesa in questo ca-so come “durabilità”.

1.2. Batteri, muffe e funghi

Ciò che so su questi agenti patogeni – e sugliinsetti – è ciò che ho letto su libri e pubblicazio-ni. Poi li ho visti all’opera e ne ho constatato lavirulenza, la capacità distruttiva, ma anche una

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1 u Eziologia o cause del degrado

Fig. 1.3. Questa struttura, così esposta all’acqua e al sole, è condannata al degrado. È illusorio sperare nella difesa deipreservanti e protettivi, specie quando l’acqua, in diversi punti, ristagnerà e provocherà inevitabili marcimenti.

intrinseca attrazione per questi microrganismi,che prodigiosamente lavorano per un equili-brio assai più importante della nostra misera edinteressata pretesa di far durare il legno a lungo.Fra i migliori libri, consiglio l’ultimo lavoro gui-dato da Giovanni Liotta, il libro di Anselmi-Go-vi e il lavoro curato da Elisabetta Chiappini edaltri (v. bibliografia). Anche nei citati libri di Gu-glielmo Giordano alcune sezioni sono dedicateal degrado biotico.Di notevole bellezza, oltre che di grande interes-se ed utilità, è il libro di Angelo Funes Nova “Il le-gno così com’è” (edizioni Legno Industria, Mila-no, 2002). In questo libro ci sono tante rispostea tante curiosità offerte con la modestia di coluiche è dove brilla una goccia di rugiada (così, as-sieme a Ribera, mi piace definire Angelo).Dove una trave, o altro elemento strutturale siastato interessato da attacchi biotici, è facilmen-te riscontrabile dalla diversa cromia del legno. Il

primo posto da verificare è sempre l’appoggiodel legno al muro: dove l’aria non circola è infat-ti sempre possibile un aumento dell’umidità,per condensa, per risalita capillare, per infiltra-zione, ecc. Con l’umidità si creano le condizionidi vita dei batteri, delle muffe e dei funghi. An-che l’estradosso delle travi è a volte interessatoda attacchi biotici e spesso si trascura questaeventualità, accontentandoci di guardare le trefacce a vista della trave.I batteri, organismi microscopici, uni o pluricel-lulari, mediante enzimi, distruggono le apertu-re alveolari delle conifere provocando altera-zioni cromatiche, ma non strutturali. Così co-me le muffe, che sono presenti sugli strati su-perficiali, non danneggiano le caratteristichemeccaniche. In pratica la muffa è un miceliofungino presente sulla superficie dei materialiorganici in condizioni di grande umidità del-l’ambiente. Le muffe possono essere eliminate

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Il restauro delle strutture di legno

Fig. 1.4. Le alterazioni cromatiche sono indice di presenza di funghi, ovvero di infiltrazioni d’acqua.

semplicemente con una spazzola e trattate conantimuffa.Ancora, non pericolosi dal punto di vista strut-turale, sono i funghi cromogeni, esempio labluettatura, che arrecano però danni visivi equindi deprezzamento estetico e conseguentecontenzioso.Ben altra cosa sono i basidiomiceti e gli ascomi-ceti, chiamati anche carie. Questi funghi dap-prima demoliscono la cellulosa (molecola orga-nica composta da carbonio, ossigeno ed idro-geno, quindi un carboidrato) con enzimi secre-ti dalle ife ed anche la lignina e poi, sempre tra-mite le ife, assorbono i prodotti demoliti. Senzai suoi legami, il legno perde le caratteristichemeccaniche e diminuisce di peso: anche se laperdita di peso è solo del 10%, come mi fecenotare G. Arrighetti, ricercatore del CNR di S. Mi-chele all’Adige, la perdita di resistenza è del 90%(Fig. 1.4 e segg.)!

Le più diffuse carie del legno sono la bruna e labianca (entrambe basidiomiceti). La prima, di-struggendo soprattutto la cellulosa, lascia intat-ta la lignina, che appunto è color bruno-marro-

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1 u Eziologia o cause del degrado

Fig. 1.6. Esempio di attacco di carie bruna sulle teste di travi in corrispondenza degli appoggi. Questo è il luogo pri-vilegiato per la formazione di funghi, data la presenza di umidità, specie di risalita o condensa.

Fig. 1.5. Queste teste di travi lamellari sono interessateda batteri, funghi dell’azzurramento ed altri cromogeni.Ancora non c’è perdita delle capacità meccaniche, manon tarderanno al insediarsi altri funghi che porterannoal marcimento della testa.

ne. Le ife di questa carie provocano la rotturadel legno “a cubetti”. La carie bianca distrugge anche la lignina ed illegno assume un aspetto stopposo e si sbricio-la. La carie soffice è invece causata da ascomice-ti ed è tipica del legno immerso nell’acqua.Il Merulius lacrimans (Serpula lacrimans) è fra ipiù diffusi funghi del legno (Fig. 1.9).I fitopatologi o i micologi spiegano che quel la-crimans è dovuto alle goccioline d’acqua in ec-cesso che cadono dalle travi o dai soffitti. Io ho un’altra versione. A causa di una impro-pria doppia barriera al vapore posta in un pac-chetto di copertura di un importante edificio,pur riscaldato saltuariamente, si erano createcondizioni ideali di umidità e temperatura ed ilmerulio si era straordinariamente diffuso su tut-ta la struttura del tetto. Sia le strutture principa-li che quelle secondarie non davano più alcunaaffidabilità strutturale ed erano da sostituire.Quando lo dissi all’ingegnere responsabile del-l’opera, gli venne un accidenti, anche perché

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Il restauro delle strutture di legno

Fig. 1.8. L’attacco fungino sulla mensola ha di fatto vuo-tato l’elemento, facendo abbassare l’intera capriata. An-che la catena è tagliata in corrispondenza dell’appoggio.Si notano batteri fitogeni, anche sul muro, muffe e carie.

Fig. 1.7.Distruzione del legno da parte dei funghi del marcimento. La struttura si regge perché sostenuta da elemen-ti trasversali, non inquadrati.