Dissertations / Theses on the topic 'Tecnologia del legno'

The dissertation deals with wood, bark and pith anatomy of trees and shrubs of Cyprus. It consist of three parts: (1) the anatomical description of stem wood, twig bark and pith of the endemic and indigenous trees and shrubs species belonging to the flora of the island, (2) the ecological wood and bark anatomies interpretation and (3) a study focused on conductive vs. mechanical tradeoff in climbers vs. subshrubs. Original samples for each species were collected during 3 field trips on Cyprus. About 270 species were collected, and 600 double stained (astra blue and safranin) slides were prepared. New lists of anatomical features were developed for the specific needs of this research, especially for bark and pith anatomy. The described species represent almost the entire woody flora of the island. A great number of them have never been anatomically described before. The anatomical descriptions are a perfect base for wood anatomists interested to wood structure of single species or the range of anatomical patterns within the Eastern Mediterranean region, and also for archeologist and palaeobotanists who determine wood remains, and for wood technologist who compare structures with physical wood properties. In the ecological wood anatomy analysis we observed wood diffuse porous structure associated to woody chamaephytes. We detected semi-ring and ring porous xylems related to nanophanerophytes and phanerophytes. Rays features seem to be associate to space filling in wood, and the rays dimensional features seems to be constrained by vessels. In fact, rays became larger moving from woody chamaephytes to phanerophytes, and the numbers of rays per millimeter decrease moving from woody chamaephytes to phanerophytes, maybe allowing vessels to be greater in taller life forms. Raylessness is clearly associated to woody chamaephytes. Rays composition vary from homogeneous in woody chamaephytes, to heterogeneous in nanophanerophytes and phanerophytes. The axial parenchyma was rare in woody chamaephytes, apotracheal in nanophanerophytes and mainly paratracheal in phanerophytes. Endemic species showed absence of axial parenchyma, raylessness, homogeneous rays, and did not show association to tension wood. We recorded a predominance of diffuse porous species in dry/hot site, and the presence of ring porous species in wet/cold sites. Diffuse porous structures were associated to rocky and sandy sites, and semi-ring porous woods to forest and shrublands habitats. Thick walled fibers species were associated to moist and ruderal habitats, thin walled fibers to forest and shrubland species. A clear trend was observed in fiber wall thickness vs. wood density: greater in the fiber wall thickness, greater is the wood density. The bark anatomical features describe sieve tube morphology and distribution, sclerenchyma presence and arrangement, rays, phellem, phelloderm, crystals, secretory structures, and appearance under polarized light. Sieve tubes were typically arranged tangentially in nanophanerophytes but not in woody chamaephytes. Bark ray dilatation was noted in moist site species but lacking in endemic, shrubland, and forest species. Sclerenchyma tended to be lacking in woody chamaephytes, and in endemic and dry site species. The tangential arrangement of fibers tended to be lacking in woody chamaephytes and Mediterranean species. The presence of prismatic crystals was associated with nanophanerophytes and phanerophytes, but not with endemic, shrubland, or forest species. Phloem homogeneity was associated with endemic species. Phellem homogeneity was associated with climbers, phanerophytes, and species of moist habitats. The association of sclerenchyma with life form suggests a biomechanical role, especially for young twigs. The level of endemism and the species' habitat were strongly linked to a number of bark features opening new fields of ecophyletic and ecophysiological investigation. In the third part of the dissertation the all sampled woody climbers (10 species) and most of the woody subshrubs (25 species) of Cyprus were characterized by their vessel and fiber anatomies relative to mechanical and hydraulic function. Consistent with their lower need for self-support, on average the climbers had lower wood density than did the subshrubs, and had a lower proportion of their cross-section devoted to fibers. Consistent with climbers’ need for higher hydraulic conductance and total plant height, climbers had vessel sizes and frequencies closer to the theoretical packing limit than did subshrubs.
La tesi si occupa di anatomia del legno, della corteccia e del midollo di alberi e arbusti appartenenti alla flora dell'isola di Cipro. Si compone di tre parti: (1) la descrizione anatomica del legno del tronco, e di corteccia e midollo dei rametti, (2) l'interpretazione ecologica dell'anatomia del legno e della corteccia e (3) uno studio focalizzato sul compromesso delle funzioni di conduzione e di sostegno meccanico in liane a piccoli arbusti. Nel corso di 3 campionamenti a Cipro sono stati raccolti campioni per circa 270 specie. Da questi sono stati realizzati 600 preparati anatomici a doppia colorazione (astra blu e safranina). Nuove liste codificate per la descrizione delle caratteristiche anatomiche della corteccia e del midollo sono state sviluppate appositamente per gli scopi di questa ricerca. Le specie descritte rappresentano quasi l’intera flora legnosa dell’isola. Un gran numero di specie sono qui descritte prima dal punto di vista anatomico. Le descrizioni anatomiche sono una base perfetta per anatomisti legno interessati alla struttura in legno di singole specie o allo studio della gamma di modelli anatomici nella regione del Mediterraneo orientale, e anche per archeologi e paleobotanici che hanno la necessità di identificare reperti legnosi, e anche per tecnologi del legno che confrontano le strutture anatomiche con le proprietà fisiche e meccaniche del legno. Le indagini di ecologia del legno hanno rilevato relazioni statisticamente significative tra legno a porosità diffusa e camefite legnose, mentre le porosità semi diffusa e anulare sono legate alle nanofanerofite e alla fanerofite arboree rispettivamente. Le caratteristiche dei raggi sembrano associate al riempimento dello spazio nel legno e le dimensioni dei raggi in sezione trasversale sembrano limitate dai vasi. Infatti i raggi sono più larghi nelle fanerofite arboree che nelle camefite legnose e il numero di raggi per millimetro diminuisce passando da fanerofite arboree, a nanofanerofite fino alle camefite legnose, consentendo così alla forme biologiche con altezza maggiore di avere vasi più grandi. L'assenza di raggi è una caratteristica tipica delle camefite legnose. La composizione dei raggi varia da omogenea nelle camefite legnose a eterogenea in nanofanerofite e fanerofite arboree. Il parenchima assiale è raro o difficilmente osservabile nelle camefite legnose, tipicamente apotracheale nelle nanofanerofite e principalmente paratracheale nelle fanerofite arboree. Le specie endemiche a Cipro sono caratterizzate dall'assenza di parenchima assiale, dall'assenza di raggi o dalla presenza di raggi omogenei e non mostrano alcuna relazione significativa con la presenza di legno di tensione. È stata riscontrata una netta predominanza di specie a porosità diffusa nei siti caldi e secchi, e di specie a porosità anulare in siti umidi e freddi. Legni a porosità diffusa appartengono a specie che vivono in siti rocciosi e sabbiosi, la porosità anulare è associata ad habitat forestali e di macchia mediterranea. Le fibre a parete spessa risultano legate a a siti umidi, fibre a pareti sottili ad habitat forestali e di macchia mediterranea. Un chiaro trend lega proporzionalmente lo spessore delle fibre con la densità del legno. Le caratteristiche anatomiche analizzate per la corteccia descrivono morfologia e distribuzione dei tubi cribrosi, la presenza e la disposizione di tessuti sclerenchimatici, i raggi, il sughero, il felloderma, i cristalli, le strutture di secrezione e la visibilità in luce polarizzata. I tubi cribrosi sono tipicamente disposti in bande tangenziali nelle nanofanerofite, ma non nelle camefite legnose. L'allargamento dei raggi nel felloderma è legato a specie che vegetano in siti midi, non è presente nelle specie endemiche, in quelle tipiche di macchia mediterranea a negli habitat forestali. I cristalli sono associati alle nanofanerofite e alle fanerofite arboree, non alle specie endemiche, di macchia e di ambiente forestale. L'omogeneità del felloderma è stata riscontrata nelle fanerofite lianose, in quelle arboree e alle specie di ambienti umidi. L'associazione di tessuti sclerenchimatici con le forme biologiche suggerisce un ruolo biomeccanico di questo tessuto, soprattutto nei giovani rametti. Il livello di endemico e l'habitat delle specie sono fortemente legati a diverse caratteristiche anatomiche della corteccia offrendo nuove possibilità di studio nel campo dell'ecologia e dell'ecofisiologia. Nella terza parte che costituisce la tesi tutte le 10 specie di fanerofite lianose campionate e la maggior parte delle camefite legnose (25 specie) sono state caratterizzate per quanto riguarda le caratteristiche anatomiche di vasi e fibre che hanno ripercussioni importanti nelle funzioni di conduzione e di sostegno meccanico del legno. In accordo con la loro inferiore necessita di auto-sostegno, le fanerofite lianose hanno una densità basale inferiore rispetto alle camefite legnose. Inoltre, le liane presentano una inferiore proporzione di sezione trasversale destinata a fibre. In accordo con le maggiori necessità conduttive e in relazione alla loro altezza, le liane hanno un diametro e una frequenza dei vasi che le colloca più vicine al funzione "packing limit" rispetto alle camefite legnose.

Da due decadi oramai si sta imponendo la tendenza a costruire edifici alti con un materiale inconsueto per questo tipo di costruzione: il legno. Sono stati terminati palazzi di oltre dieci piani con strutture interamente in pannelli di legno laminato e si stanno affermando sistemi costruttivi ibridi per raggiungere altezze che superano i cinquanta metri. Questa tendenza ha motivazioni ben chiare. Il rinnovato amore per il materiale non ha certo solo carattere estetico. È in primo luogo caratterizzato da una neonata attenzione ambientale sulle materie prime utilizzate per l’edilizia: superando il solo computo costi energetici di gestione sui quali oramai il mercato ha consolidato l’attenzione. Altro importante aspetto e il superamento di quelli che erano i fondamentali problemi del materiale: le dimensioni e l’infiammabilità. Da tali condizioni nasce quindi la sfida al progetto verticale in legno e con questo anche una veloce innovazione su diversi piani della materia. Tecnologie costruttive che meglio sfruttano le proprietà del materiale riuscendo contemporaneamente a raggiungere livelli molto alti di prefabbricazione e quindi durate dei cantieri molto competitive. Modelli matematici per comprendere e normare il comportamento del legno. La presente tesi si propone come obbiettivo quello di analizzare le tecnologie attualmente ed offrire nel contempo una analitica descrizione delle scelte progettuali e le tecniche con cui vengono modellati i vari elementi della struttura per l’analisi FEM, il tutto attraverso un caso studio. Nello specifico la tesi si comporrà di 3 parti: Una prima parte nella quale verranno presentati alcuni progetti esistenti e descrivendone le caratteristiche salienti da un punto di vista tecnologico e costruttivo. Una seconda parte che descrive il caso studio e le strategie di modellazione di una struttura a telaio controventato in zona sismica. Una terza parte di sviluppo di alcune componenti architettoniche per l’edificio in oggetto.

The document describes the research activity finalized to the development of a system for the measurement of stress which develops in wood during drying. Stress control is important because during drying stress phenomena can cause serious qualitative damages to wood. The idea of the this study was to create a device for mesuring stress in wood during drying with the final aim of using it in the industrial optimization of the drying process.
Il documento descrive l'attività di ricerca finalizzata alla determinazione delle tensioni che si sviluppano nel legno durante la essiccazione. Il controllo di tali tensioni riveste notevole importanza nell'ambito della tecnologia del legno, perchè esse possono essere responsabili di notevole degrado qualitativo del materiale essiccato. L'attività svolta si è concentata sullo sviluppo di un sensore di pressione finalizzato alla misura diretta di tali tensioni. L'idea finale è stata quella di inserire tale dispositivo nei controlli industriali automatici di processo per ottimizzare l'essiccazione stessa.

This research aims to define a GIS tool for the accessibility evaluation of mountainous areas through the assessment of secondary transportation network, forest roads together with mountain trails. Such a network of unpaved trails guarantees the passage through less urbanized and natural environments which touristic value is increasing in recent times. Mountains and hilly areas are increasing in popularity and as a consequence their road and trail network is becoming more important and much more used by tourists which are even more involved in lot of different activities. Due to these new interests the secondary network could also assume an important role in emergency intervention. So that in recent times, the growing number of people involved in nature-based tourism and recreation activities has led to an increase in Search and Rescue (SAR) missions in mountainous areas. A retrospective review of search and rescue incident reports for the study area is presented over a period of twenty years. Once obtain a picture of the situation of mountain accidents the study considered the access time of rescue crews to intervene in relation to the secondary road network characteristics. The final goal of the study is the definition of a GIS model that underlines accumulative travel time for rescuers in ground interventions. So as the access time depends on how teams can move on the territory the study at first evaluates environmental characteristics that mainly affect the progression on the ground whether it is motorized or pedestrian. The GIS model evaluates step by step these situations relating them together. The creation of the final model requires the knowledge of the area and the methods of conducting rescue operations in order to identify the environmental characteristics that mostly affect the speed. So the study presents at first a description of the mountain territory under study with a focus on secondary transportation network, then a detailed analysis on vehicle and walking speeds of SAR ground crews is presented. Speed analyses are carried out to evaluate motorized and walking SAR intervention both along trails and on off-trail areas like forests and grasslands. Statistical models derived from speed analysis are then integrated into a GIS model. These models have been developed to generate maps of the total accumulative travel time as the sum of time travelled by the SAR crews with the support of vehicles and the travelling time of the same SAR crew on foot along trails and in off-trail situations. The outputs are used also to evaluate the use of small All Terrain Vehicles (ATV) as an alternative to 4WD cars. As conclusion it can be stated that the secondary transportation network should be assessed today not only for its touristic value but also for the role it can play in emergency operations. These considerations acquire further importance considering the increased responsibility of mountain rescue teams whose interventions in recent decades has increasingly demanded.
Il presente lavoro di ricerca mira a definire uno strumento che possa valutare l’accessibilità di un territorio montano-collinare attraverso la valutazione della viabilità secondaria intendendo con questo termine l’insieme dei percorsi sentieristici e agro-silvo-pastorali di un territorio. Un insieme, quindi, di tracciati non asfaltati che garantisce il passaggio attraverso gli ambienti meno urbanizzati e naturali per i quali negli ultimi anni sta aumentando l’interesse turistico. Le zone montane e collinari e gli ambienti rurali in senso lato stanno acquisendo una sempre maggiore importanza turistica e con essi la rete di strade e sentieri che li caratterizza. Questa rete è sempre più spesso praticata da numerosi fruitori, bikers, escursionisti, persone a cavallo, amanti della fotografia, arrampicatori, deltaplanisti e in virtù di queste nuove funzioni essa può assumere anche un importante ruolo nella gestione degli interventi di soccorso. L’aumentato interesse turistico di queste zone ha, infatti, comportato anche un incremento del numero di incidenti e un conseguente aumentato impegno delle squadre di soccorso il cui intervento negli ultimi decenni è sempre più richiesto. In quest’ottica quindi si ritiene opportuno considerare la rete di sentieri e strade silvo-pastorali anche in virtù del ruolo che può rivestire nell’agevolare le operazioni di emergenza e non solo in funzione dell’importanza turistica che riveste. Si è quindi creato uno strumento per la definizione del grado di accessibilità di un territorio in relazione alle caratteristiche della viabilità secondaria e alle modalità possibili per percorrerla. Lo scopo del lavoro mira a fornire indicazioni utili per definire l’accessibilità del territorio montano per le squadre di soccorso alpino in caso di interventi a terra valutando l’accessibilità attraverso la rete di percorsi esistenti e le diverse possibilità di intervento. L’obiettivo finale è la realizzazione di un modello GIS che possa fornire il quadro delle tempistiche di accesso a un territorio considerando che esse variano in funzione dell’ambiente in cui si opera e delle modalità di intervento possibili. Le squadre di soccorso a terra possono intervenire a piedi o mediante veicoli influenzando notevolmente i tempi di accesso a un’area. La progressione a piedi è sicuramente più lenta di quella motorizzata, ma non sempre quest’ultima risulta praticabile poiché è fortemente condizionata dalle caratteristiche del territorio. Laddove quindi vi è una rete viabile di servizio presente e ben gestita l’intervento può essere fatto tramite automezzi altrimenti l’unica possibilità di spostamento a terra resta la progressione a piedi. Con il modello GIS si è creato uno strumento in grado di considerare le variabili per definire il grado di accessibilità per finalità di soccorso di un territorio montano. Lo studio si è pertanto sviluppato seguendo tre linee principali. Inizialmente si sono valutate le caratteristiche principali del territorio montano-collinare in un’area della montagna veneta e della viabilità secondaria esistente con lo scopo di definire i fattori maggiormente influenti sulla velocità di progressione; in secondo luogo si sono esaminate le velocità raggiungibili in situazioni tipo ponendole in relazione ai fattori ambientali precedentemente valutati. A questo fine è stata testata la progressione a piedi e la progressione tramite veicoli, con particolare attenzione al quad poiché sono mezzi un grado di fornire buone prestazioni anche negli interventi di ricerca e soccorso. Dopo aver raccolto le informazioni di progressione delle squadre di soccorso si sono analizzate le relazioni con le principali caratteristiche ambientali definendo delle relazioni statistici di velocità per ciascuna situazione esaminata. Queste equazioni sono state utilizzate nella parte finale del lavoro per la creazione del modello GIS con cui si è successivamente definita l’accessibilità all’area montana oggetto di studio. Ne risulta uno strumento utile nella gestione del territorio che evidenzia l’importanza di una rete di percorsi organizzata e gestita e l’utilizzo di veicoli ad elevata mobilità, come i quad, che possono garantire la riduzione dei tempi di accesso delle squadre di soccorso i cui interventi stanno aumentando di anno in anno.

There is a growing amount of evidence suggesting a strong correlation between forests and healthy, diverse diets, as well as an increasing number of studies attesting to the rise of vibrant emerging niche and experiential Non-wood forest product (NWFP) based markets (Rowland et al., 2016, Ickowitz et al., 2016, Powell et al., 2015; Ickowitz et al., 2014; Wong & Prokofieva, 2014). Still, forests in general are rarely considered in food and nutrition policies and programmes, and NWFPs in particular hardly receive adequate attention in land-use planning and rural development strategies. Arguably, there is not enough globally comparable data to “make a case” for their value. This thesis tests the hypothesis that NWFPs indeed play an important role in diets and livelihoods. The study has two main components: the first part looks at the age-old debate of “what is a non-wood forest product”, which is at the basis of quantifying contributions. The second part is divided into two components: (1) assessing the degree to which NWFPs contribute to diets and livelihoods in selected areas, motivations behind gathering (e.g. hunger or emergency, culture, income) and perceptions of their status in the wild and; (2) understanding prospects for improving livelihoods with the main-collected products (in this case insect-based NWFPs). All of this work aims to support official data collection on NWFPs, and better inform policies and decision making related to forests, land-use and healthy food systems more broadly.

The research aims to create guidelines for restoration of maritime heritage, wooden built or wooden-metal composite boats, considering principles and standards specific for restoration. Different types of documents have been prepared specifically for traditional maritime sector, with the help of effective documents adopted for protection of other types of cultural assets. In order to increase the awareness of size and characteristics of the national maritime heritage, a tool for boat census has been issued in the form of a website, which allows data gathering and statistical analyses. With the help of observations in shipyards, used to recognize the main issues in this kind of boats, it has been possible to identify a list of typical damages in wooden hulls. Thanks to the cataloguing of traditional building materials and techniques, the research presents valid action methods on maritime heritage. In order to evaluate effectiveness of guidelines, the whole research work has been validated through two case studies (Dragon class), with damages, structural and building characteristics similar to bigger classic and traditional boats

Of the Earth's surface the 30% is occupied by forest and almost 50% is occupied by agricultural crops. Both the forest and agricultural besides producing food, feed, fiber, and a wide range of necessary products like shelter, packaging, clothing, and communications, produce a huge quantity of biomass about 956 Mt of dry matter for agriculture and the forest 18,600 Mt dry weight. Much of forest biomass is used to produce energy and heat while most of the agriculture biomass remains in the field or is burned. The recent EU Directives have encouraged state members to follow circular economy guidelines on waste reuse, especially for waste originating from wood agro-forest biomass. The biorefinery that used the lignocellulosic material has increased the production of biobased material, due to the composition of the biomass. Within the biomass are present lignin, polysaccharides, and extractives. The extractives have a huge potential in the industrial sectors. Orange trees, apricot trees, and olive trees are typical Mediterranean crops and a major feature of the heritage in the Mediterranean basin, where they play an important environmental and economic role. Given the potential of biomass in the different industrial sectors, the research was focused on the valorization of biomass of orange trees, apricot trees, and olive trees. The biomass coming of these trees was selected and bark was separated from the wood. After that different extraction techniques were applied, including maceration, ultrasound-assisted extraction, accelerated solvent extraction, and autoclaving. The extractives obtained were evaluated of the antioxidant capacity with the measurement of total polyphenolic content (TPC), 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH), ferric reducing antioxidant power (FRAP), β-Carotene bleaching assay (BCB). Integrating the antioxidant capacity values generated from the different in vitro methods above mentioned was determined the relative antioxidant capacity index (RACI). Results demonstrated the potential antioxidant activity of the bark and wood, not investigated before. Then it is moved on to analyze the molecular compound present in these extract through the LC-MS analyses and GC-MS analyses. The chemical characterization showed the presence of different natural compounds, including polyphenols, alkaloids, and flavonoids. These analyses were necessary to build an industrial product. The extract with the best antioxidant activity and the antioxidant compound was the apricot bark extract through the maceration. Studying the market of cosmetic products it was chosen to make a prototype of face cream. It was necessary to make a cytotoxicity assay both for the extract and for the cream plus the extract. These preliminary assays have demonstrated the possibility of using the extracts from orchards and olive grove in the industrial fields. Therefore, the development of innovative applications that use biomass derivatives could lead to their possible use in the market as a commodity for the chemical or cosmetic industries, giving new added value to the current use of biomass from agricultural practice. Through multi-criteria analysis, it was possible to recognize the sustainability of these cropping models and their ecological function, turning into the preservation of environmental resources, environmental quality, and quality of life.

The use of wood for energy has grown in the last years as an alternative to fossil fuels. National and international laws promote the use of wood in the policies for the mitigation of climate change, based on the assumption that wood has a neutral carbon balance because the combustion emissions are offset by the absorption in forest (assumption of carbon neutrality). However, this assumption does not take into account the emissions associated with the life cycle of the product, e.g. related to processing and transporting biomass. In addition there is a time lag between the release of CO2 during combustion and its absorption in forest and this could have an impact on global warming. The objectives of this research project are: 1) to assess the environmental impacts of wood products through Life Cycle Assessment (LCA); 2) to include the dynamics of forest carbon sequestration and natural decomposition of woody biomass in LCA. The research is conducted by means of two case studies: the first is the LCA of firewood in the Northern East Italy; the second concerns the production of wood chips in the Pacific Northwest in the United States. This dissertation consists in eight chapters. Chapter 1 describes the legislative framework and the state of the art of the international experiences and research projects on the subject. A review of literature studies was conducted highlighting the main limitations and defining the research objectives. Chapters 2 and 3 analyze the supply chain of wood products for bioenergy, providing reference data for the biomass extraction and production processes, the physico-chemical properties of wood and the LCA methodology, in terms of standards, databases, softwares and methodologies. Chapters 4 and 5 present the results of the two case studies which identify the transportation to be the critical phase of LCA, in the case of firewood related to the importation of raw materials from abroad, in the case of chips related to the transportation on forest road. Chapter 6 deals with the assessment of carbon sinks and stocks in the study areas previously analyzed. In Chapter 7 we face the problem of how to include forest carbon sequestration within the LCA. This led to the development of a methodology to perform a "dynamic LCA", which, in Chapter 8, is applied to a case study in the Pacific Northwest. The methodology is based on the use of radiative forcing to evaluate the impact of emissions and absorption sources on climate change. The results show that, in the case study considered, a "Radiative Forcing Turning Point" exists, i.e. a point located approximately in the middle of the forest rotation period (from 17 to 21 years old), where the life cycle impacts are compensated by carbon dioxide absorption and beyond which the biomass produces a net benefit in the carbon balance. The development of a dynamic LCA is very innovative in the context of LCA and allowed to discuss the veracity of the assumption of carbon neutrality.
L’uso di prodotti legnosi per fini energetici è cresciuto negli ultimi anni come alternativa ai combustibili fossili. Leggi nazionali e internazionali promuovono l’uso del legno nell’ambito delle politiche di mitigazione dei cambiamenti climatici, basandosi sull’assunzione che il legno abbia un bilancio di carbonio nullo, in quanto le emissioni rilasciate dalla sua combustione vengono compensate dagli assorbimenti in foresta (assunzione di carbon neutrality).Tuttavia, questa assunzione non tiene in considerazione le emissioni associate al ciclo di vita del prodotto, e.g, alla lavorazione e al trasporto della biomassa. Inoltre c’è uno sfasamento temporale tra il rilascio di CO2 nella combustione e il suo assorbimento in foresta e questo potrebbe avere conseguenze sul global warming. Gli obiettivi di questo progetto di ricerca sono: 1) valutare degli impatti ambientali dei prodotti legnosi attraverso Life Cycle Assessment (LCA); 2) includere le dinamiche forestali di assorbimento di anidride carbonica e decomposizione naturale della biomassa legnosa nell’LCA. La ricerca è condotta per mezzo di due casi studio: il primo è costituito dall’LCA della legna da ardere nel Nord-Est Italia; il secondo riguarda la produzione di cippato nell’area del Pacific Northwest negli Stati Uniti. La tesi è costituita da otto capitoli. Nel Capitolo 1 si descrivono il quadro legislativo e lo stato dell'arte delle esperienze internazionali e dei progetti di ricerca sull’argomento. Viene inoltre effettuata una review di studi di letteratura mettendone in luce le principali limitazioni e definendo gli obiettivi di ricerca. I Capitoli 2 e 3 analizzano la catena di fornitura dei prodotti legnosi per fini energetici, fornendo dati di riferimento per i processi di estrazione e produzione della biomassa e per le caratteristiche fisico-chimiche del legno e la metodologia LCA, in termini di standard, banche dati, software e metodologie disponibili. I Capitoli 4 e 5 presentano i risultati dei due casi studio che identificano nel trasporto la fase critica dell’LCA, nel caso della legna da ardere legato all’importazione della materia prima dall’estero, nel caso del cippato legato al trasporto su strada forestale. Il Capitolo 6 riguarda la valutazione dei carbon sinks e stocks nelle aree di studio precedentemente analizzate. Nel capitolo 7 si affronta il problema di come includere il sequestro di carbonio in foresta nell'ambito dell’LCA. Questo ha portato allo sviluppo di una metodologia per effettuare un "LCA dinamico", che, nel Capitolo 8, viene applicata ad un caso studio nel Pacific Northwest. La metodologia si base sull’utilizzo del forzante radiativo per valutare l’impatto delle diverse fonti di emissioni ed assorbimento sul cambiamento climatico. I risultati mostrano che, nel caso studio considerato, esiste un “Radiative Forcing Turning Point”, ovvero un punto, situato circa a metà del periodo di rotazione della foresta (tra 17 e 21 anni), dove gli impatti del ciclo di vita vengono compensati dagli assorbimenti di anidride carbonica e oltre il quale la biomassa produce un beneficio netto in termini di bilancio del carbonio. Lo sviluppo di un LCA dinamico è molto innovativo nel quadro dell’LCA e ha permesso discutere la veridicità dell'assunto della carbon neutralità.

The continuing rise in raw material prices imposes the search for new raw materials with low economic competition. Generally, wood species utilized in particleboards (PBs) production are either softwoods like red fir, spruce and pine, or hardwoods like beech, poplar and birch. In recent years, several investigations into the potential advantages of using annual plants, fast-growing species and agricultural residues in the PBs production and on their performances as a raw material for PBs have been conducted. The present research focused on developing PBs produced with wood branches of Orange tree (Citrus sinensis L.) from crops and Turkey oak (Quercus cerris L.) wood residues from forest stand. Orange tree crops predominate the southern part of Italy, and Turkey oak forests are widespread along the Apennine mountain, especially in Basilicata Region. The management of both wood species produces a large amount of biomass often burned in the field or sometimes shredded and left into the soil to increase the organic matter, or used for energy purposes. Generally, PBs are manufactured with Urea-Formaldehyde (UF) as a binder, known as a toxic substance for human health. In this research Corn Starch modified with glutardialdehyde (MS) was promoted as a low environmental impact adhesive. PBs produced with orange and oak wood particles and using two types of adhesives, UF and MS, were compared and evaluated in terms of mechanical properties, such as modulus of elasticity (MOE), modulus of rupture (MOR), and internal bond strength (IB), and physical properties, such as thickness swelling (TS) and water absorption (WA). The obtained data were statistically analyzed using analysis of variance (ANOVA) and Duncan’s mean separation tests. All panels produced with UF adhesive showed good mechanical performances. Panels produced with the mixture of UF and MS showed acceptable MOE and IB values, complying with the minimum requirements of the standard EN 312:2004 for P2 panels type, namely non-structural panels including furniture for use in dry areas. TS values met also the requirement for P3 panels type intended for use in humid conditions, according to the standard EN 312:2004, but only in the case of the panels produced with UF adhesive. The use of MS has negatively affected the physical properties (TS and WA) and resistance to bending (MOR). However, the produced panels showed good performance for indoor applications, where dimensional stability is not a strict requirement.

Raboso Piave and Raboso Veronese are different grape varieties typical of Eastern Veneto, because are characterized by very similar organoleptic characteristics they used in winemaking for production of the wine named “Raboso”. The remarkable similarity of the two varieties, also confirmed by molecular analyses, suggested similar chemical grape profiles. The first step of the thesis was focused to the chemical characterization of two grape varieties by the study of polyphenolic and aromatic compounds, and of seed protein profiles with a new analytical approach by Matrix-Assisted-Laser-Desorpition-Ionization mass spectrometry (MALDI/MS). High amount of flavonoids and anthocyanins extractable with winemaking were found in both varieties, and high quercetin glucoside was found in particular in Raboso Veronese. The anthocyanic profile was characterized by important content of cyanin, and low contents of acylated anthocyanins, the aroma profile by significant presence of glycoside terpenols and norisoprenoids. The MALDI/MS method was proved to be a valuable tool for variety characterization, evidencing different seed protein profiles for the grape varieties studied. The differentiation between Raboso Piave and Veronese was possible in particular on the basis of the anthocyanic profile. The study of aromatic and polyphenolic composition evidenced a particular aptitude for wood aging of Raboso wine. As a consequence, the second step of the study was focused on the wine evolution during storage in wooden barrels. Barrels made with acacia, chestnut, cherry, mulberry and oak were used. The study of volatile and polyphenolic compounds released by the wood in wine and spirit model solutions allowed to identify in hydroalcoholic extracts 51 different volatile compounds, and each type of wood showed a distinctive profile. Chestnut and oak showed the major cession of polyphenolic. Cherry had high content of polyphenols but low extractable by the wine and unstable to oxidation so it proved to be the wood least suitable for long time wine aging, while the oak was the most suitable. The study of chemical evolution of wine during nine months of aging showed a significant reduction of fruity-note ethyl esters and ethylguaiacol and a large supply of ethylphenol in the mulberry barrel aged wine, indicating this wood as less suitable for aging of wines.
Raboso Piave e Raboso Veronese sono varietà diverse tipiche del Veneto orientale, dalle caratteristiche organolettiche molto simili tanto da essere vinificate sotto il nome generico di “Raboso”. La notevole somiglianza delle due varietà, confermata anche dall’analisi molecolare, suggeriva profili simili anche per i metaboliti chimici dell’uva. La prima fase di questo lavoro di tesi è stata rivolta alla caratterizzazione chimica dell’uva, con lo studio dei composti polifenolici ed aromatici e del profilo delle proteine dei vinaccioli attraverso lo sviluppo di un nuovo approccio analitico di spettometria di massa Matrix-Assisted-Laser-Desorpition-Ionization (MALDI/MS). In entrambe le varietà sono stati riscontrati elevati contenuti di flavonoidi e di antociani estraibili con la vinificazione, e di quercetina glucoside in particolare nel Raboso Veronese. Il profilo degli antociani è risultato essere caratterizzato da un importante contenuto di cianina e da bassi livelli di antociani acilati, mentre il profilo aromatico da una significativa presenza di terpenoli in forma glicosilata e di norisoprenoidi. L’approccio MALDI/MS è risultato un valido strumento per la caratterizzazione varietale, evidenziando per le varietà studiate diversi profili delle proteine dei vinaccioli indipendentemente dall’annata e dalla zona. E’ risultato possibile differenziare chimicamente il Raboso Piave dal Veronese in particolare sulla base del profilo degli antociani. Lo studio della composizione polifenolica ed aromatica ha messo in evidenza una particolare attitudine del vino Raboso per l’affinamento in legno. La seconda fase della tesi è stata pertanto focalizzata sullo studio dell’evoluzione del vino Raboso durante la conservazione in botti di legno. Sono state prese in considerazione botti costruite in legno di acacia, castagno, ciliegio, gelso e rovere. Lo studio delle cessioni aromatiche e polifenoliche in soluzioni di vino e di distillato modello dei diversi tipi di legno ha permesso l’identificazione complessivamente di 51 diversi composti volatili negli estratti idroalcolici, con un caratteristico profilo per ogni tipo di legno. Le maggiori cessioni polifenoliche sono risultate quelle di castagno e rovere; il ciliegio, con alti contenuti di polifenoli che sono però risultati poco estraibili in vinificazione e poco stabili all’ossidazione, si è rivelato il legno meno adatto per i lunghi tempi d’invecchiamento, mentre il più adatto a tale scopo è risultato il rovere. Lo studio dell’evoluzione chimica del vino durante nove mesi d’invecchiamento ha evidenziato che la botte di gelso ha indotto una rilevante diminuzione degli esteri etilici a nota fruttata e di etilguaiacolo, ed una elevata cessione di etilfenolo, indicando questo legno come il meno adatto all’invecchiamento dei vini.

La tesi riporta una campagna di prove meccaniche di laboratorio mirate a valutare e studiare l'effetto del rinforzo strutturale di travi lignee antiche mediante l'utilizzo di due tipologie di pannelli a base di legno con prestazione meccaniche avanzate. L' efficacia dell'intervento, la dinamica di rottura e le diversità di comportamento meccanico sono analizzate e discusse all'interno della tesi.

La ricerca ha l’obiettivo principale di indagare la durabilità dei componenti dell’involucro a base legnosa, valutando le caratteristiche degli stessi in relazione alla richiesta di vita utile dell’edificio. Lo studio scaturisce dall’esigenza, nazionale e internazionale, di indagare quali siano le migliori strategie manutentive da introdurre nel progetto, per permettere agli edifici con involucri a base legnosa di conservare le proprie caratteristiche prestazionali nel corso del tempo, sia dal punto di vista energetico che estetico. La tesi si inserisce nell’ambito disciplinare della Tecnologia dell’Architettura, trovando all’interno della disciplina i punti di riferimento per l’articolazione della ricerca. In particolare riferendosi allo “studio delle scienze applicate relative alla trasformazione della materia in oggetti utili all’uomo”, riprendendo la riflessione di Spadolini che affermava che non servisse solo la scoperta di nuove tecnologie o di nuovi materiali, quanto una logica di gestione e di progettazione tecnologica che possa determinare un corretto uso di determinate tecniche o materiali (Spadolini, 1974; Spadolini in Zaffagnini, 1981). Questa ri-scoperta sembra essere necessaria anche per la ‘nuova’ diffusione del legno nelle costruzioni moderne, dove si registrano avarie e problematiche del degrado che evidenziano un uso scorretto dei componenti a base legnosa nonostante la tecnologia tradizionale abbia già fugato da molto tempo i criteri e le norme di buona progettazione con tecnologie a base legno. L’obiettivo, attraverso il corretto uso di tecniche, materiali e della programmazione del processo edilizio, è quello di promuovere una lucida coscienza critica – ecologica e sociale nella progettazione (Maldonado, 1970) con elementi a base legno, riflettendo sulle azioni progettuali innovative per permettere una gestione nel tempo dell’edificio, allungandone la vita utile, riprendendo la centralità della gestione, cercando di innescare le conoscenze necessarie a prendere decisioni consapevoli in relazione alle nuove esigenze di sostenibilità economica, ambientale e sociale che gli edifici devono garantire alla collettività. Questa assenza di cultura del legno si rende ancor più evidente nell’uso dei componenti dell’involucro, in particolar modo per le pareti perimetrali verticali, che risultano essere insieme alle coperture, gli elementi tecnici maggiormente sollecitati dalle azioni esterne e gli elementi dove si registrano la maggior parte delle avarie. Per le pareti perimetrali verticali il controllo dell’obsolescenza controllata è ancora più importante essendo la facciata la rappresentazione pubblica dell’edificio (Molinari, 2002) rafforzando la necessità di articolare buone pratiche di progettazione e adeguate previsioni progettuali per agevolare la gestione di questi elementi tecnici. Il primo obiettivo della ricerca è quello di configurare un quadro di ambio respiro relativo degli elementi d’involucro, più specificamente con riferimento alle pareti perimetrali verticali con componentistica a base legno, che si sono approfondite in dettaglio attraverso l’analisi dei casi studio. La durabilità è stata analizzata in relazione al materiale utilizzato, sia valutando la peculiarità della specie che del componente, attraverso l’analisi dei meccanismi di degrado che più facilmente si attivano e determinano manutenzioni non programmate e notevoli costi per riparare l’edificio e attraverso l’analisi dei sistemi costruttivi più diffusi, adottando una metodologia che mette in relazione le parti dell’edificio con le problematiche principali legate alla durabilità, le buone pratiche di progettazione e le più adeguate previsione di manutenzione. In relazione alla specificità del “materiale” impiegato, si è articolato uno studio delle specie principalmente utilizzate nelle applicazioni d’involucro e le differenti prestazioni meccaniche, fisiche ed estetiche, dal punto di vista di vita utile e delle richieste future di manutenzione. Attraverso l’analisi della presenza delle principali specie arboree in Europa e in Italia, sono stati individuate quelle che garantiscono maggiore facilità di reperimento in relazione al contesto di realizzazione e che consentono un ridotto impatto sull’ambiente, innescando auspicabilmente meccanismi di filiera corta che possano essere agevolati da logiche economiche e di valutazione del progetto (sia in fase di assegnazione pubblica che privata). E’ stato articolato un quadro di conoscenze per correlare le caratteristiche edilizie e gli effetti sulla durabilità. Sono stati esaminati i principali componenti utilizzati in edilizia, osservandone le diverse caratteristiche, le specifiche di prestazione, i consigli per la corretta posa in opera e infine alcune previsioni sul “fine vita”. Dai componenti si è passato poi allo studio delle soluzioni di dettaglio più utilizzate e quindi all’articolazione di un repertorio di soluzioni tipo, verificate anche mediante l’analisi approfondita dei casi studio. Questo passaggio ha permesso di verificare che le richieste del componente per garantire la durabilità fossero assicurate dalla soluzione di dettaglio scelta. Il confronto tra le soluzioni tecniche conformi e le soluzioni di dettaglio ha evidenziato pregi, difetti, potenzialità e fragilità dal punto di vista del possibile degrado per le diverse tecnologie costruttive. Le conoscenze acquisite sono state rielaborate correlando i diversi aspetti legati agli edifici con componentistica a base legno, come la gestione degli edifici durante il ciclo vita, le caratteristiche che agevolano le possibilità di ispezione e monitoraggio degli elementi tecnici (pareti perimetrali verticali) se previste in fase di progetto, la manutenzione degli strati di involucro e alcune caratteristiche che agevolano la dismissione finale dei componenti dell’edificio. L’obiettivo è di articolare un bagaglio di conoscenze che possa garantire al progettista di utilizzare questi componenti senza incorrere in erronee pratiche progettuali o gestionali dell’opera, governando mediante il progetto la qualità utile dell’edificio e le esigenze di future implementazioni degli utenti, per arrivare all’ottimizzazione delle risorse. Attraverso l’osservazione di edifici casi di studio e del repertorio delle soluzioni maggiormente utilizzate, dell’analisi delle caratteristiche in relazione alla durabilità del materiale che dei sistemi e delle possibili attività di monitoraggio, ispezione e manutenzione, sono state delineate delle indicazioni per migliorare la durabilità degli edifici con pareti perimetrali con componenti a base legno, sia dal punto di vista delle strategie da introdurre in fase di progetto in vista della stesura del piano di manutenzione. Per i componenti di involucro, in particolare in relazione alle pareti perimetrali verticali, sono state osservati i criteri di identificazione delle caratteristiche del sistema e le prestazioni tecniche, le modalità d’uso, le possibilità di fine vita dei componenti e la manutenzione degli edifici articolata mediante le indicazioni progettuali idonee per agevolare l’ispezione ed il monitoraggio, nonché la facile dismissione dell’edificio. A tal fine, sono state articolate delle schede di sintesi a servizio del progettista per la stesura del piano di manutenzione delle pareti perimetrali verticali, commentate e ampliate rispetto ai contenuti minimi previsti dalla normativa. Infine, per verificare l’adeguatezza del modello proposto si è effettuata la redazione di un piano di manutenzione delle pareti perimetrali verticali di uno degli edifici caso studio precedentemente analizzato.

La tesi si inserisce nell’ambito di ricerca della storia delle tecniche costruttive e analizza l’evoluzione tecnologica e tipologica delle coperture lignee in Italia nel periodo che va dall’inizio del XIX alla metà del XX secolo. Dopo una parte di inquadramento delle condizioni tecnologiche, del contesto socio-economico e produttivo generale e delle teorie e pratiche costruttive delle coperture lignee italiane della fine del XVIII secolo, la ricerca ne analizza i progressivi mutamenti, cercando di individuare alcune “fasi omogenee” e di rintracciare i nessi tra i processi evolutivi del contesto e quelli che interessano le coperture lignee. Particolare attenzione è attribuita allo sviluppo delle tipologie costruttive delle capriate e alla diffusione di altri tipi di strutture lignee di copertura (cavalletti centinati, archi, portali a due o tre cerniere, ecc.), rapportati a vari aspetti del contesto tecnico culturale e produttivo: livello e tipo di formazione culturale e tecnica dell’ingegnere e dell’architetto; sviluppo e diffusione delle teorie della meccanica delle strutture e della resistenza dei materiali; cambiamenti nei modi di produzione e lavorazione dei materiali edilizi; variazione dei prezzi della mano d’opera e dei materiali; invenzione di nuovi sistemi di connessione dei legnami.