Le scandole ispirano l’innovazione
La produzione di scandole ispira l’innovazione per pannelli in legno le cui proprietà sono analizzate dall’IA: una telecamera di linea registra le immagini di ogni asticella. Immagine: Empa
Nuovi pannelli in legno. La tradizione artigiana delle scandole ha ispirato i ricercatori dell’Empa e del Politecnico di Zurigo a sviluppare un nuovo processo per la produzione di innovativi pannelli a base in legno, più efficienti e sostenibili, destinati in futuro nell’edilizia.
Le scandole di legno caratterizzano l’aspetto dei tetti e delle facciate nella regione alpina e vengono realizzate a mano da generazioni. È una lavorazione secolare che lascia intatte le fibre legnose perché segue la venatura, cosa che non avviene lavorando a macchina. Ed è proprio questo metodo ad aver ispirato i ricercatori dell’Empa e del Politecnico di Zurigo, i quali hanno messo a punto una tecnologia che permette di sfruttare specie legnose diverse, e tronchi d’albero di qualità inferiore, per produrre materiali innovativi e resistenti, destinati in futuro a componenti portanti nell’edilizia. Il nuovo processo consente – come per la lavorazione delle scandole – di estrarre dal legno fibre ad alta efficienza, minimizzando lo scarto di materiale e il consumo energetico, aumentando di conseguenza notevolmente la resa dei segati che nelle segherie svizzere è significativamente inferiore: intorno al 60 %.
Processo in due fasi
Le scandole vengono tradizionalmente spaccate a mano da segmenti di tronchi, legni teneri, selezionati e di alta qualità. Per adattare il processo a specie di legno duro e di qualità inferiore, e ricavare asticelle più lunghe, i ricercatori hanno adottato una lavorazione in due fasi. Dapprima hanno spezzato gli elementi piatti per poi trasformati in bastoncini di legno dalle dimensioni desiderate. Su scala di laboratorio, i ricercatori hanno adattato uno spaccalegna meccanico: una testa a lame multiple consente di ottenere in un solo colpo e contemporaneamente più tavole o bastoncini.
Ottimizzare grazie all’IA
La forma irregolare dei pezzi di legno rappresenta una sfida che il team di ricercatori ha affrontato affidandosi all’intelligenza artificiale (IA). Un sistema di telecamere automatizzato cattura immagini ad alta risoluzione di ogni asticella di legno, che vengono inserite in una rete neurale. L’IA determina le proprietà come la rigidità, indipendentemente dalla forma, dalle dimensioni o dal tipo di legno, anche quelli resistenti alla siccità e destinati spesso alla combustione. Gli algoritmi di apprendimento automatico generano il maggior numero possibile di dati su ogni singolo pezzo alfine di ottimizzarne l’uso per materiali a base di legno con proprietà definite.
I primi pannelli – pressati in laboratorio senza smistare e disporre in anticipo i bastoncini di legno – hanno già dimostrato di avere del potenziale dal punto di vista delle risorse e delle proprietà meccaniche. Malgrado le sfide esistenti in termini di processi produttivi, incollaggio, scalabilità e prevedibilità delle proprietà del materiale, il team di ricercatori si dice ottimista.
Nuovo centro di ricerca sul legno
Il progetto fa parte dell’iniziativa «Mainstreaming Wood Construction» (MainWood) che mira a promuovere un maggiore utilizzo del legno nell’industria delle costruzioni. È inoltre previsto un «Centro per i materiali e le strutture in legno» che raggrupperà la ricerca sul legno dell’Empa e del Politecnico di Zurigo e ne aumenterà la visibilità. In qualità di punto di contatto centrale, il centro avvierà progetti innovativi insieme all’industria del legno, alfine di utilizzare meglio il legno su l’intera catena del valore. Sviluppando nuovi tipi di materiali e tecnologie, il centro mira a sfruttare ancora meglio le diverse possibilità di applicazione del legno come risorsa rinnovabile, capace di immagazzinare CO2. E di dare un contributo significativo nella lotta contro le sfide ambientali presenti e future.
Veröffentlichung: 29. Mai 2025 / Ausgabe 22/2025
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