Aspetti macroscopici del legno

Sotto la denominazione di "legno" viene comunemente intesa la materia prima fornita dai fusti degli alberi a seguito di un'attività vegetativa che si esplica mediante un accrescimento primario (in altezza) e secondario (in diametro) e dà luogo alla formazione di successivi strati concentrici di conoidi legnosi.

Le caratteristiche macroscopiche del legno sono quelle visibili ad occhio nudo o con una lente a piccoli ingrandimenti (2x, 3x). Prendendo come riferimento l'asse di accrescimento di un fusto, esse variano nella loro apparenza in funzione del piano lungo il quale il campione viene sezionato ed osservato.

A tal proposito si possono considerare tre sezioni principali:

- trasversale

- longitudinale radiale

- longitudinale tangenziale

Tali sezioni risultano ricavate tramite un taglio eseguito lungo le tre direzioni omonime e che determina l'ottenimento di tre superfici corrispondenti. La superficie trasversale è, ad esempio, quella relativa alla testata di un tronco, quelle longitudinali sono, invece, ben evidenti sulle superfici principali di molti prodotti derivati (ad esempio, sui segati). 

SEZIONE TRASVERSALE

La sezione trasversale di un fusto arboreo presenta, generalmente, una forma circolare sulla cui superficie, a prima vista, è spesso possibile riconoscere una porzione centrale di midollo, una intermedia di legno o xilema, che esplica prevalentemente la funzione di trasporto della linfa grezza dalle radici verso la chioma e conferisce rigidezza alla pianta, ed una esterna nota con la denominazione generica di corteccia.

Un'osservazione macroscopica più dettagliata permette di evidenziare un complesso di cellule differenziate costituenti la zona esterna che in effetti è formata da una porzione di tessuti morti (ritidoma), con funzione di protezione, ed una, detta libro o floema, in cui avviene la discesa della linfa elaborata dalla chioma dell'albero. Tra libro e legno è inserita una zona generatrice detta cambio, responsabile dell'accrescimento diametrico del fusto mediante la formazione di nuove cellule, che corrisponde a quella superficie gelatinosa riscontrabile asportando la corteccia di un albero in piedi o appena abbattuto all'inizio della ripresa vegetativa. Esso, verso l'esterno, dà origine a nuovi tessuti di libro e, verso l'interno, a nuovi tessuti di legno che, per le specie arboree delle zone temperate, non sono di formazione continua ma seguono un ritmo determinato dalle stagioni e caratterizzato da una netta interruzione invernale. Nel corso di una stessa stagione vegetativa si verifica, inoltre, una maggiore attività cambiale dalla parte dello xilema, per cui questo viene prodotto in quantità maggiore rispetto alla porzione più periferica del fusto che costituisce il floema.

In seguito alla loro formazione a livello del cambio, le nuove cellule iniziano un processo di differenziazione e di ispessimento delle loro pareti che le porta ad assumere la forma definitiva prevista dalle funzioni che esse dovranno svolgere. La lignificazione costituisce, poi, lo stadio finale dello sviluppo di una cellula ed implica alcune trasformazioni chimiche della parete di quest'ultima quali, in particolare, la deposizione di lignina.

A lignificazione avvenuta il protoplasma risulta, in genere, completamente consumato e, pertanto, con l'eccezione di pochi strati di nuove cellule nella fase di sviluppo e di quelle più prossime alla fascia cambiale periferica, le cellule mature che costituiscono i tessuti legnosi sono morte.

Midollo

Il midollo è un cilindro di tessuto parenchimatico primario situato in corrispondenza dell'asse lungo il quale si è sequenzialmente venuto a trovare il promeristema dell'apice vegetativo dell'albero durante il suo accrescimento longitudinale, cioè in altezza.

Esso si trova in genere al centro della sezione trasversale e, in ogni caso, rivela con la sua posizione la regolarità di accrescimento diametrico del fusto.

Il midollo può variare di dimensioni, da molto piccolo ed appena percettibile ad occhio nudo in alcune specie legnose, a largo e cospicuo in certe altre (Sambuco, Ailanto).

Nelle Conifere è piuttosto uniforme, nelle Latifoglie assume un aspetto diverso relativamente alle sue caratteristiche di:

• a stella (Rovere)
• triangolare (Faggio, Betulla)
• ellittica (Frassino, Acero)
• circolare (Noce, Olmo)
• squadrata (Teak)

- struttura, che può apparire

• compatta (solida)
• spugnosa (porosa)
• settata
• cava

Anelli di accrescimento

Le piante arboree aumentano di diametro grazie all'attività simmetrica del cambio in direzione radiale. Il fusto modifica, così , progressivamente nel tempo la propria forma, mentre le apposizioni successive di nuovi strati legnosi si configurano come una serie di anelli di accrescimento, spesso ben visibili in una sua sezione trasversale, localizzati internamente alla fascia periferica cambiale e intorno alla porzione centrale di midollo.

Tale organizzazione dipende dalle modalità di sviluppo della pianta che consistono nella sovrapposizione, per lo più periodica, di conoidi di accrescimento concentrici.

Nei climi temperati e freddi l'attività vegetativa degli alberi mn è continua ma subisce un'interruzione durante la stagione invernale in cui le temperature raggiungono valori critici, a prescindere dal fatto che l'albero possa apparire "sempreverde". Gli anelli di accrescimento, ad ognuno dei quali corrisponde, in molti casi, un ciclo annuale di vegetazione che si estende generalmente dalla primavera all'autunno, costituiscono quindi una manifestazione più o meno regolare di un'attività periodica riscontrabile anche in altri fenomeni naturali quali, ad esempio, la formazione delle corna di uno stambecco.

Nel corso dell'accrescimento, inoltre, la formazione dei tessuti legnosi non è omogenea ma caratterizzata da un'intensa produzione iniziale che tende a rallentare man mano che la stagione avanza per poi arrestarsi completamente nel tardo autunno.

Durante questo ciclo, le dimensioni e la densità delle cellule costituenti il legno possono variare in maniera più o meno accentuata dando origine a differenziazioni che consentono di distinguere i diversi anelli di accrescimento e di individuare, al loro interno, due distinte porzioni di tessuti, spesso strutturalmente diverse tra loro e caratterizzate da un diverso colore o da una diversa compattezza.

In tal caso, ogni anello di accrescimento è costituito da un settore generalmente più chiaro, meno denso, relativo alla porzione di tessuti legnosi formatisi all'inizio della ripresa vegetativa, detto legno primaticcio, e da un settore più scuro e compatto, che corrisponde alla porzione di tessuti formatisi nella stagione inoltrata, noto come legno tardivo.

Nelle Conifere, ad esempio, si formano cellule a lume ampio e pareti sottili alla ripresa dell'attività vegetativa e cellule schiacciate radialmente, con lume ridottissimo e pareti molto spesse verso il termine del periodo di accrescimento annuale. Ne consegue che, ad un'osservazione macroscopica, la prima zona appare più chiara mentre la seconda assume una colorazione bruna (o in ogni caso più scura), con un contrasto quasi sempre evidente nel passaggio tra un anello di accrescimento e il successivo.

Nelle Latifoglie, alla ripresa vegetativa, la necessità di una facile e rapida circolazione dei succhi può portare, in alcune specie, alla formazione di cellule con lume particolarmente ampio oppure a un loro maggior numero per unità di superficie trasversale. Caratteristica delle Latifoglie, infatti, è la presenza di pori, cioè piccole aperture di forma rotondeggiante che consistono nel lume cellulare di elementi vasali (cellule adibite alla funzione di conduzione) sezio nati trasversalmente e che in genere risultano visibili ad occhio nudo all'interno degli anelli di accrescimento. Man mano che la stagione procede, il diametro e/o il numero di tali cellule può diminuire e, di conseguenza, la percettibilità dei singoli anelli è legata più ad una differenza di compattezza che ad una diversa tonalità di colore dei tessuti.

Sulla base della distribuzione dei suddetti pori nell'ambito di ciascun anello di accrescimento, le Latifoglie vengono poi classificate in due categorie principali:

·     ad anello poroso (come, ad esempio, Rovere, Castagno e Frassino),

caratterizzate da legno primaticcio con pori notevolmente più grandi di quelli del legno tardivo e che appaiono concentrati a formare una tipica corona circolare più interna (ovvero che, nell'ambito di un singolo anello, è localizzata verso il midollo;

·     a porosità diffusa (ad esempio, Faggio e Pioppo),

caratterizzate, invece, da pori di dimensioni omogeneee e più o meno uniformemente distribuiti nell'ambito dell'anello che, pertanto, non presenta differenze sensibili fra legno primaticcio e tardivo.

In molte specie legnose gli anelli di accrescimento risultano, quindi, distinguibili per via delle differenze tra la porzione di legno tardivo corrispondente ad un generico anno di vegetazione e quella di legno primaticcio formatasi all'inizio della stagione successiva. A questo proposito, la demarcazione tra gli anelli di accrescimento successivi risulta più evidente, in ordine decrescente, passando dal legno delle Conifere, a quello delle Latifoglie ad anello poroso e delle Latifoglie a porosità diffusa. In queste ultime, tale distinzione è spesso resa possibile dalla riduzione delle dimensioni dei pori verso il termine della stagione vegetativa o da lievi particolarità istologiche presenti al limite di ciascun anello di accrescimento (ad esempio, la deposizione di una sottile fascia periferica di cellule di "parenchima di chiusura").

Altre specie botaniche, come ad esempio il noce, evidenziano un legno con caratteristiche dell'anello intermedie tra i due tipi anzidetti. Esse sono note come "ad anello semi-poroso o "a porosità semi-diffusa" e sono spesso caratterizzate da una diminuzione regolare delle dimensioni dei pori nel passaggio dal legno primaticcio a quello tardivo (in ogni caso, assomigliano più alle Latifoglie a porosità diffusa che a quelle ad anello poroso).

Nelle specie legnose che vegetano in climi tropicali, gli anelli di accrescimento non sono sempre ben distinguibili ad occhio nudo e la loro eventuale apparenza è generalmente dovuta a periodi di alternanza tra stagioni piovose ed asciutte.

Nelle aree geografiche caratterizzate da un andamento costante delle precipitazioni (ad esempio, nelle foreste pluviali equatoriali) le ragioni della presenza di anelli di accrescimento ben distinti, come a volte è possibile rilevare, non sono state, invece, ancora completamente chiarite.

Il termine di "anelli annuali", che spesso è utilizzato come sinonimo di "anelli di accrescimento", non è, comunque, corretto, neppure se limitato alle specie che vegetano nelle aree geografiche a clima temperato, poichè si possono verificare alcuni casi anomali.

Non tutte le specie legnose, infatti, rispondono in maniera identica, con le stesse modalità e con lo stesso ritmo per quanto riguarda l'accrescimento. Talvolta, nel corso della stessa stagione vegetativa, alcune interrompono temporaneamente l'attività cambiale, dando origine ai cosidetti "falsi anelli" (anelli doppi, tripli); in altri casi, possono formarsi anelli che non si estendono a tutta la sezione trasversale del tronco (anelli discontinui); in qualche stagione, infine, può addirittura accadere che non si verifichi alcuna formazione di anelli di accrescimento (anelli mancanti).

Anelli di accrescimento doppi si riscontrano, soprattutto (nei Pini mediterranei, nel Cipresso ai limiti dell'areale, nel Larice delle Alpi, nel Faggio dell'Italia centrale), quando l'attività cambiale è turbata da qualche fattore esterno particolarmente sfavorevole, generalmente di tipo climatico (ad esempio, una siccità prolungata) o in conseguenza di attacchi di patogeni che interessano gli apici vegetativi e provocano la riduzione della produzione di ormoni dell'accrescimento o, addirittura, la defogliazione. In questo caso si nota un sottile strato di cellule simili a quelle di legno tardivo, che sembrano delimitare l'anello, a cui segue una nuova formazione di cellule di tipo primaticcio allorchè, nell'ambito della stessa stagione vegetativa, vengono ristabilite le normali condizioni di accrescimento e l'attività cambiale riprende regolarmente.

Anelli discontinui compaiono, per lo più, in seguito ad un'interruzione localizzata della divisione del cambio dovuta ad una carenza nutrizionale che si verifica, ad esempio, nel caso di alberi con chioma asimmetrica o parzialmente danneggiata e nei soggetti stramaturi.

Le cause dell'omessa formazione di anelli risalgono, di solito, a drastiche modificazioni della morfologia o del volume della chioma, a gravi disturbi nutrizionali, a stagioni particolarmente severe (il Larice delle montagne bavaresi, ad esempio, sembra che perda fino a 5-6 anelli di accrescimento ogni cento).

Anelli doppi e discontinui sono, peraltro, abbastanza facilmente riconoscibili; più difficile è l'individuazione di anelli mancanti che, spesso, può essere rilevata solo per confronto, analizzando sezioni trasversali di fusti della stessa specie provenienti da altre aree geografiche o da altri popolamenti.

Di conseguenza, la valutazione dell'età degli alberi fatta sulla base del conteggio degli anelli di accrescimento deve essere sempre considerata con cautela (anche se, a volte è possibile ovviare a ciò potendo disporre di una serie di dati relativi all'andamento climatico della zona).

Il conteggio degli anelli di accrescimento e la misurazione della loro ampiezza, infatti, vengono spesso utilizzati per determinare l'età e la velocità di accrescimento degli alberi. Di tale tipo di indagini si occupano, con scopi e metodologie differenti, la dendrocronologia e l'auxometria.

Per stimare in modo attendibile l'età degli alberi delle specie che vegetano nelle Regioni a clima temperato-freddo, deve poi essere necessariamente preso in considerazione il numero degli anelli di accrescimento visibili in una sezione trasversale ricavata da una porzione del fusto in prossimità del terreno (ceppaia o testata di un tronco tagliato in corrispondenza dell'inserzione delle radici). Nel caso, infatti, di un'altezza di prelievo diversa, occorrerà aggiungere un numero di anni corrispondente al periodo richiesto alla giovane pianta per raggiungere l'altezza considerata. E' fondamentale, poi, accertarsi della presenza di eventuali falsi anelli o di anelli discontinui.

Nei climi tropicali invece, dove la vegetazione non subisce un netto arresto, la formazione di nuovi tessuti legnosi può avvenire con continuità e gli anelli di accrescimento sono raramente visibili o non corrispondono ad un ciclo di vegetazione legato all'anno solare, per cui non è generalmente possibile utilizzare tale metodo per condurre una stima attendibile dell'età degli alberi. In tal caso, gran parte delle considerazioni inerenti gli aspetti selvicolturali si basano sul diametro dei fusti invece che su criteri cronologici e gli interventi su una stessa particella vengono ripetuti con frequenza regolare (ad esempio, ogni 30 anni) utilizzando le piante che hanno raggiunto un valore diametrico minimo preventivamente stabilito a prescindere dalla loro età (come avviene anche da noi per il trattamento selvicolturale delle fustaie disetanee).

L'ampiezza degli anelli di accrescimento può essere notevole o limitata, a seconda che essi appaiano larghi o stretti, ed è generalmente variabile in quanto l'albero reagisce a diversi fattori endogeni ed esogeni. Nei confronti di questa caratteristica è possibile riscontrare differenze significative sia tra il legno di specie botaniche diverse che tra quello di alberi appartenenti ad una stessa specie, come pure tra campioni prelevati da porzioni diverse di uno stesso fusto.

L'ampiezza degli anelli risulta influenzata da fattori genetici, stazionali, climatici, nonché dall'esecuzione di eventuali interventi colturali e da cause accidentali.

I vari fattori, poi, agiscono contemporaneamente e spesso in sinergia tra loro, mentre lo stesso accrescimento di un anno dipende anche da quanto si è verificato negli anni precedenti: un evento di particolare intensità (ad esempio, un periodo di siccità prolungata), infatti, può ripercuotere i suoi effetti per alcuni anni successivi.

A parità di condizioni ambientali, alcune specie possono manifestare una particolare rapidità di accrescimento, altre possono crescere piuttosto lentamente; in alberi molto vecchi gli anelli più esterni tendono ad avere uno spessore particolarmente ridotto.

In genere, l'ampiezza degli anelli di accrescimento e la sua variazione nel tempo appaiono influenzate soprattutto dalle condizioni ecologiche di accrescimento, nell'ambito delle quali la disponibilità di luce riveste spesso un'importanza prioritaria.

In alcune Regioni, le variazioni di ampiezza degli anelli sono strettamente legate alle condizioni climatiche e, in particolare, all'intensità delle precipitazioni ed alla temperatura registrate durante il periodo vegetativo. In tal caso, risulta spesso possibile studiare il clima del passato e datare reperti archeologici mediante opportuni confronti tra curve relative all'ampiezza degli anelli di un campione e curve climatiche di riferimento.

Tale relazione è migliore nelle aree geografiche dove l'accrescimento risulta condizionato da un fattore limitante che, nelle Regioni aride, è generalmente rappresentato dalle precipitazioni e, nelle Regioni fredde, dalla temperatura.

Durame e alburno

Le cellule formate per ultime dall'attività cambiale, quelle situate cioè all'esterno della porzione legnosa dell'albero, rimangono vitali per breve tempo e, svuotate dei contenuti cellulari, provvedono al trasporto della linfa grezza dalle radici verso la chioma, ove l'attività clorofilliana elabora le sostanze richieste per l'accrescimento. Ad un certo momento, esse cessano tale funzione di conduzione subendo trasformazioni consistenti, fondamentalmente, nella deposizione sulle loro pareti cellulari, e in parte anche all'interno del lume, di particolari sostanze che modificano alcune importanti caratteristiche del legno stesso. Il fenomeno è detto "duramificazione" e comporta che la porzione interna del fusto può evidenziare caratteristiche particolari rispetto a quella periferica assumendo, in svariati casi, una colorazione diversa dalla zona più esterna e di più recente formazione. Tali porzioni sono note rispettivamente come durame e alburno.

A livello cellulare e biochimico la duramificazione è indotta o accompagnata dai seguenti fenomeni:

a)    invecchiamento dei tessuti, per cui le cellule parenchimatiche muoiono subendo cambiamenti irreversibili quali, in particolare, il degradamento del protoplasma (con tutte le conseguenze che da ciò possono derivarne);

b)   scomparsa dell'amido e sintesi di aminoacidi e prodotti di scissione più semplici (con basso peso molecolare), capaci di penetrare lentamente nelle pareti cellulari impregnandole.

In alcune specie legnose si nota, inoltre, un'intensa colorazione che deriva dall'ossidazione di sostanze originariamente non pigmentate;

c)    formazione, tra alburno e durame, di una "zona di transizione" ad intenso metabolismo in cui si registra l'aumento degli enzimi idrolizzanti gli zuccheri e catalizzanti la biosintesi di polifenoli che vengono sintetizzati a partire dai carboidrati provenienti dalla zona periferica attraverso i raggi parenchimatici. In prossimità del bordo più interno di questa zona, le cellule morte dei raggi costituiscono una barriera al passaggio ed alla migrazione dei polifenoli per cui, man mano che il processo prosegue, si verifica un aumento della loro concentrazione che, raggiungendo presto una soglia letale alle cellule parenchimatiche, induce il loro degradamento e la conseguente formazione di un nuovo straterello di durame.

In molte specie legnose, dette "a durame differenziato", le due porzioni differiscono per il colore con cui si presentano nelle varie sezioni anatomiche. In altre, note come specie "a durame indifferenziato", le due porzioni, seppure diverse nelle loro funzioni e caratteristiche, hanno la stessa colorazione. I legni di Douglasia, Larice, Pino, Rovere, Castagno, Noce, ecc.. presentano, ad esempio, una porzione centrale duramificata di colore più scuro rispetto a quella periferica e decisamente più chiara di alburno. I legni di Picea, Abete, Acero, Tiglio, ecc.. non evidenziano, invece, differenze cromatiche apparenti tra le due zone.

In genere, poi, viene fatta un'ulteriore distinzione tra le specie che presentano sempre una differenziazione cromatica (dette pertanto "a durame obbligatoriamente differenziato") e quelle che possono o meno evidenziarla: per quest'ultime (Faggio, Frassino e Pioppo), infatti, viene usata la denominazione di specie "a durame facoltativamente differenziato" o di "specie con falso durame".

Il durame, comunque, è presente in tutti gli alberi di una certa età, indipendentemente dall'esistenza o meno di eventuali variazioni cromatiche. La differenza tra le due porzioni legnose è, infatti, soprattutto di carattere funzionale, dal momento che, al crescere del diametro del fusto, dei rami principali e delle radici, i tessuti di più vecchia formazione, quelli cioè corrispondenti agli anelli di accrescimento localizzati verso il centro della sezione trasversale del fusto, smettono gradualmente di partecipare ai processi vitali dell'albero e cessano di svolgere la funzione di conduzione e di accumulo delle sostanze di riserva provvedendo al solo sostegno meccanico.

Tale evoluzione è associata a modificazioni di carattere fisiologico, chimico e strutturale.

In certi casi, quando il colore naturale del legno delle due porzioni rimane lo stesso, è possibile usare opportuni reagenti che mettono in evidenza parte delle suddette differenze. I composti chimici presenti negli estrattivi (che non sono uguali tra durame e alburno), infatti, possono dar luogo a colorazioni nettamente distinte pur essendo il colore naturale del legno completamente indifferenziato. L'impiego di opportuni reagenti serve anche per saggiare, negli alberi a durame indifferenziato, la capacità di assorbimento di liquidi o di soluzioni di vario tipo in vista di eventuali trattamenti di impregnazione. A tale scopo, tuttavia, è spesso sufficiente levigare ed inumidire la superficie della sezione trasversale di un campione di legno essiccato (ad esempio quella di una rotella ricavata da un tronco) e riprodurne l'aspetto con una fotocopiatrice: a causa della diversa permeabilità dei tessuti, le due porzioni di durame e alburno evidenzieranno una diversa tonalità di colore.

Inoltre, poichè la formazione di durame è legata all'età dei tessuti legnosi, interessando la sezione trasversale del fusto a partire dalla porzione più prossima al midollo, l'ampiezza della zona caratterizzata da una diversa tonalità cromatica diminuirà progressivamente dalla base del fusto verso il cimale. La proporzione tra le due diverse porzioni dipenderà, quindi, dai seguenti fattori:

• specie legnosa considerata;
• età del soggetto arboreo (ovvero altezza, lungo il fusto, della sezione esaminata);
• condizioni di accrescimento.

Nei confronti delle proprietà del legno, le principali differenze tra i tessuti di durame e alburno sono dovute al fatto che la porzione di durame è caratterizzata da una maggior massa volumica (da cui conseguono anche resistenze meccaniche superiori) e da una minor alterabilità e facilità di degradamento da parte di funghi e insetti che gli viene conferita dalle proprietà antisettiche di molte sostanze duramificanti.

L'umidità del legno è solitamente maggiore nell'alburno che nel durame (in particolare, nel legno di molte Conifere), ma tale regola non deve essere considerata di carattere generale poiché in alcune specie (ad esempio, nei pioppi euramericani) l'umidità del durame è a volte notevolmente più elevata di quella dell'alburno. Unitamente alla deposizione delle sostanze duramificanti si ha altresì una diminuzione della permeabilità del legno: nelle Conifere ciò è dovuto alla presenza di punteggiature aspirateti nella porzione duramificata, nelle Latifoglie è in parte conseguenza della formazione di tille, ovvero di occlusioni del lume delle cellule che svolgono la funzione di conduzione.

Parimenti, vi può essere una differenziazione nell'acidità (la quale può venire misurata agevolmente mediante rivelatori di p1-1) che non è però univocamente diretta in un unico senso per tutte le specie giacché, per alcune (Pioppi) l'alburno è più acido del durame, per altre (Eucalipti) risulta vero il contrario.

I succhi circolanti nell'albero, inoltre, contengono svariate sostanze (zuccheri, tannini, ecc.) - a cui possono aggiungersene altre provenienti dalle cellule escretrici di resine o di gomme - che, quando si verifica una diminuzione di umidità dovuta alla stagionatura o all'essiccazione artificiale, rimangono all'interno delle cavità cellulari. Tale complesso di sostanze è estraneo alle pareti cellulari e per la sua caratteristica di essere generalmente solubile in acqua o in altri solventi, prende il nome di estrattivi. Per quanto si tratti di quantitativi minimi, gli estrattivi hanno grande importanza pratica perché intervengono nel processo di duramificazione influenzando in modo determinante molte caratteristiche del legno quali, in particolare, il colore, l'odore e il sapore, nonché la sua eventuale tossicità.

Riepilogando quanto già detto, in relazione al processo di duramificazione, le specie legnose possono essere divise in tre categorie:

A)   Legni che presentano durame indifferenziato:

Abete rosso, Acero, ecc..

per i quali non si registrano rilevanti differenze di comportamento tra le due porzioni.

B)     Legni a durame obbligatoriamente differenziato

Noce, Larice, Pini, ecc..           (netto)

Eucalipti, ecc..                        (graduale)

che possono evidenziare:

1)   una colorazione più intensa e scura della zona di durame

con tinte assolutamente diverse:

Ebano (alburno giallo, durame nero);

Acacia nilotica;

Tasso (alburno bruno-giallastro, durame color rosso vivo);

ristretta alla parte centrale del fusto (Pini);

occupante quasi tutta la sezione trasversale:

Robinia, Castagno;

Larice;

Douglasia;

2)   un aumento della massa volumica del legno nel passaggio dalla porzione di alburno a quella di durame, dovuta alla deposizione di sostanze duramificanti (fenomeno verificabile su provini attigui presentanti un'egual ampiezza degli anelli di accrescimento ed una stessa percentuale di legno tardivo) ed a cui consegue un aumento delle caratteristiche di resistenza meccanica del legno duramificato e, in particolare, della sua durezza che è connessa all'irrigidimento delle pareti cellulari;

3)   una maggior durabilità del durame nei confronti dell'attacco da parte di funghi ed insetti, dovuta alla scomparsa delle sostanze fermentescibili, originariamente presenti nei succhi cellulari, e dell'amido ed alla loro sostituzione con sostanze che hanno proprietà antisettiche (tannini e polifenoli);

4)   una minor permeabilità del legno, dovuta alla formazione di tille negli elementi vasali di molte Latifoglie ed alla diminuzione della possibilità di passaggio dei fluidi attraverso le punteggiature areolate, divenute assai meno pervie in conseguenza della loro aspirazione, nelle Conifere;

5)   una minor umidità del legno della porzione di durame rispetto a quella dell'alburno, anche se, a volte, può determinarsi un accumulo di acqua all'interno dei tessuti della porzione di legno duramificato. Non è sempre vero, infatti, che in mancanza di un flusso di soluzioni nelle cellule del durame questo debba necessariamente essere meno umido dell'alburno (vedasi, ad esempio, il legno di Pioppo).

C) Legni a durame facoltativamente differenziato (presentanti "falso durame")

Faggio               (in cui la zona centrale di colore più scuro viene anche detta "cuore rosso")

Frassino             (in cui la zona centrale di colore più scuro viene anche detta "cuore nero")

Pioppo               (in cui la zona centrale di colore più scuro viene anche detta "cuore verde o bruno")

nel qual caso:

1)   si osserva, spesso, una colorazione più intensa della porzione prossima al midollo con zonature per lo più tondeggianti e di forma varia ma non concentriche e delimitate da bordi percettibili per una diversa tonalità cromatica. Nel complesso il durame facoltativo (o "falso durame") non occupa quasi mai una porzione rilevante della sezione trasversale ed ha spesso un contorno irregolare che non segue quello degli anelli di accrescimento;

2)  le opinioni sono discordi riguardo alla variazione di massa volumica e delle caratteristiche meccaniche del legno delle due porzioni;

3)   il durame facoltativo di Faggio e Pioppo non sembra avere influenza sulla durabilità del legno nei confronti dell'attacco di funghi ed insetti (a causa probabilmente del tipo di composizione chimica degli estrattivi);

4)  nei Pioppi l'umidità del durame è generalmente maggiore di quella dell'alburno (da cui deriva la necessità di utilizzare regimi di essiccazione diversi per le due porzioni legnose).

Tra i fenomeni che determinerebbero la formazione del durame facoltativo, sono stati segnalati, in particolare:

a)    un'inferiore tensione dell'ossigeno all'interno dei fusti rispetto a quella dell'ossigeno atmosferico;

b)   un anomalo affluso d'aria penetrata all'interno dei tessuti legnosi tramite mozziconi di rami, cretti da gelo, fessurazioni da vento;

c)    una diminuzione di umidità dei tessuti che favorirebbe lo scadimento di vitalità delle cellule parenchimatiche;

d)     il verificarsi a carico delle cellule ancora in vita (ma già irrimediabilmente deteriorate) di una duramificazione anomala causata dalla pigmentazione e polimerizzazione ad unità ad alto peso molecolare delle sostanze contenute nei tessuti di riserva che rimarrebbero nel lume senza poter penetrare nelle pareti cellulari.

In sostanza, quindi, la duramificazione (da non confondere con la lignificazione) è un processo fisiologico, chimico ed enzimatico nel quale la cellulosa e la lignina delle pareti cellulari non intervengono minimamente. Per quanto riguarda, infine, le considerazioni pratiche relative alla presenza del durame, nel caso di un fusto arboreo esso porta a conseguenze di carattere tecnologico di notevole importanza in quanto può influenzare in vario modo l'impiego e le trasformazioni industriali del legno, apportando alcuni vantaggi ed alcuni svantaggi. In linea di principio si può affermare che il comportamento del durame è tanto più dissimile da quello dell' alburno quanto maggiore è il contenuto di estrattivi, tanto che, nel caso di durame indifferenziato (per esempio nell'Abete rosso), a parte una diversa permeabilità dei tessuti, non è possibile rilevare sostanziali differenze di proprietà o comportamento.

Tra i vantaggi si possono citare:

- il piacevole aspetto delle superfici del legno quando la porzione di durame presenta una differenziazione cromatica;

- la maggior resistenza del durame nei confronti di eventuali alterazioni fungine e degli attacchi di insetti, dovuta sia alla scomparsa dell'amido (fonte di nutrimento per molti agenti distruttori) che alla presenza di tannini, polifenoli ed altri estrattivi tossici per gli organismi xilofagi;

- la possibilità, in determinati casi, di utilizzare gli estrattivi per diversi scopi industriali (estrazione di sostanze concianti, coloranti, profumate, adesive, ecc..);

- l'aumento della durezza e delle altre caratteristiche di resistenza meccanica.

Tra gli svantaggi si devono annoverare, invece:

- la minor permeabilità del legno a liquidi e gas, che causa inconvenienti o comunque rende più lenta la stagionatura o l'essiccazione artificiale e talora difficile o impossibile l'esecuzione di trattamenti preservanti;

- il brusco e forte gradiente di umidità che a volte si stabilisce tra alburno e durame (per il fatto che il primo, in genere, essicca più rapidamente del secondo), da cui derivano tensioni interne che inducono il durame a fessurarsi facilmente ed a manifestare vari inconvenienti durante la lavorazione; - le variazioni di colore che gli estrattivi possono subire per esposizione all'aria ed alla luce o per 1' azione chimica di contatto con metalli o soluzioni varie;

- l'azione irritante, nociva o addirittura tossica di alcune sostanze contenute negli estrattivi;

- l'impossibilità di eseguire convenientemente l'incollaggio ed i trattamenti di verniciatura a causa dell'azione inibente di determinati estrattivi.

Altre particolarità dei tessuti legnosi

Macchie isolate nell'alburno (isole duramificate): sono anch'esse dovute all'aumento della tensione di ossigeno penetrato in seguito a ferite o lesioni corticali tali da interessare il cambio (iniezioni di aria nel legno determinano, ad esempio, la formazione di un alone nerastro) o a fenomeni di compartimentazione che implicano l'accumulo localizzato di estrattivi al fine di impedire il propagarsi di eventuali infestazioni in atto.

Zone chiare incluse nel durame (frequenti soprattutto nel Larice ed in alcune specie tropicali): sono dovute all'interruzione localizzata della continuità delle cellule parenchimatiche radiali, per cui viene bloccata la migrazione dei carboidrati dall'alburno verso l'asse centrale di accrescimento del fusto e non può, di conseguenza, realizzarsi la normale sintesi di polifenoli e di altre sostanze duramificanti.

Alburno incluso o "lunatura" (frequente nel legno delle Querce): appare come una corona circolare di alburno inglobata tra tessuti di legno duramificato e di spessore radiale corrispondente a più anelli di accrescimento. La presenza di questa particolarità sembrerebbe attribuibile ad uno dei seguenti motivi:

a)    gelo, che determinerebbe il degradamento delle cellule dell'alburno impedendo la trasformazione in tannini delle sostanze di riserva in esse contenute;

b)  cause patologiche, che indurrebbero la formazione di un anello esterno di durame il quale impedirebbe ulteriori trasformazioni dei tessuti legnosi interni ad esso.

A fenomeni in parte analoghi alla duramificazione è dovuta anche la formazione nei tessuti legnosi di vene o strisce scure od intensamente colorate (nel caso, del Noce, Limba, Palissandro, ecc..).

Un'ulteriore caratteristica macroscopica del legno di alcune Conifere è la presenza di canali resiniferi (tipica, ad esempio, nel legno dei Pini, Abete rosso, Larice, Douglasia).

Questi sono più numerosi e grandi nei Pini, in cui sono generalmente visibili, ad occhio nudo o con una lente, come piccoli puntini di colore scuro o biancastro.

Nelle Latifoglie (soprattutto tropicali) si possono ritrovare, invece, canali secretori di sostanze gommose.

Tutti i legni, inoltre, posseggono raggi parenchimatici. Sulla superficie della sezione trasversale di un campione, essi appaiono come linee radiali più o meno sottili che si estendono, per lo più, dalla periferia verso il midollo e che, in alcuni casi, sono ben distinguibili ad occhio nudo per il fatto di presentare un colore leggermente diverso rispetto ai tessuti legnosi circostanti .

La denominazione spesso usata di "raggi midollari" non è corretta in quanto i raggi parenchimatici non sono costituiti da cellule identiche a quelle del midollo (dal quale si dipartono, peraltro, brevi raggi di parenchima primario) e non hanno sempre con esso un collegamento diretto. Man mano che il fusto aumenta di diametro, infatti, i raggi parenchimatici tendono a divergere e, siccome per le necessità fisiologiche dell'albero non possono essere troppo distanti tra loro, il cambio è obbligato ad iniziarne di nuovi; essi, pertanto, non sono sempre della stessa lunghezza pur avendo origine, verso l'esterno, tutti in corrispondenza del cambio.

Nel legno di Conifere i raggi parenchimatici sono generalmente uniseriati e non sono, di conseguenza, visibili ad occhio nudo.

Nel legno di Latifoglie hanno, invece, un aspetto più vario: in alcune specie (Querce, Faggio, Platano) sono larghi e cospicui, in altre sono molto sottili e difficili da distinguere anche con l'uso di una lente di ingrandimento. Nel legno del primo gruppo, comunque, sono contemporaneamente presenti sia raggi molto sottili che molto spessi.

Alcuni legni evidenziano anche aggregati di cellule parenchimatiche assiali disposti in varie configurazioni intorno agli elementi anatomici che svolgono le funzioni di conduzione e/o sostegno.

Corteccia

L'apparenza macroscopica di questo tessuto differisce in base alla specie legnosa (quella del Larice, ad esempio, è molto diversa da quella del Faggio) ed all'età della pianta.

L'aspetto superficiale della corteccia costituisce una caratteristica tipica della specie botanica e può avere un certo valore diagnostico ai fini del suo riconoscimento. In alberi molto vecchi la corteccia può addirittura superare 30 cm di spessore.

I diversi strati di accrescimento della corteccia non risultano, in genere, macroscopicamente demarcati come gli anelli di accrescimento del legno.

Ad un'attenta osservazione, si possono rilevare due porzioni di corteccia:

una corteccia interna (di colore più chiaro, sottile e caratterizzata da un'umidità elevata); una corteccia esterna (più scura, secca e suberosa).

Gli strati più esterni della corteccia interna si modificano in un processo analogo a quello di duramificazione. Nel contempo, gli strati più esterni della corteccia esterna si distaccano gradualmente.

SEZIONI LONGITUDINALI

Le sezioni longitudinali danno luogo a due superfici principali caratteristicamente diverse l'una dall'altra e da quella visibile in sezione trasversale.

SEZIONE LONGITUDINALE RADIALE

Nel caso di una rotella od una porzione di fusto, la sezione radiale viene ricavata tramite un taglio eseguito longitudinalmente lungo un raggio passante per il midollo.

Le varie caratteristiche macroscopiche precedentemente descritte per la sezione trasversale - midollo, anelli di accrescimento, legno primaticcio e tardivo, durame e alburno - in quella radiale appaiono, generalmente, sotto forma di strisce o bande longitudinali.

Nelle Conifere, le zone di legno primaticcio e tardivo evidenziano una successione di strisce di diverso colore. Gli elementi vasali di maggior diametro che caratterizzano la porzione di legno primaticcio dell'anello di accrescimento di alcune Latifoglie, ed in particolare di quelle ad anello poroso, appaiono come sottili scanalature longitudinali o rientranze di diversa compattezza.

I raggi si sviluppano trasversalmente. Nel legno di Latifoglie a raggi larghi (multiseriati) assumono un aspetto nastriforme ed appaiono sotto forma di bande di diversa tonalità di colore rispetto allo sfondo costituito da cellule appartenenti al tessuto meccanico (fibre) o di conduzione (elementi vasali).

Nelle Querce formano le cosiddette "specchiature" e danno luogo a caratteristiche figure decorative. Quando, per la regolarità di formazione dei tessuti legnosi, il loro decorso è rettilineo essi costituiscono specchiature con bordi orizzontali e paralleli; quando, invece, i raggi sono deviati, le specchiature appaiono come macchie lucide, discontinue ed allungate che, con un termine toscano particolarmente espressivo, vengono dette "slumacature". La forma di queste ultime può dipendere anche dalle modalità di taglio e cioè se esso è stato eseguito o meno lungo una direzione effettivamente radiale.

SEZIONE LONGITUDINALE TANGENZIALE

Un aspetto ancora diverso della superficie del legno si rivela sezionando un campione sempre lungo un piano longitudinale ma tangenzialmente agli anelli di accrescimento, ovvero con un taglio che non passa per il midollo.

In tal caso, il midollo non risulta visibile sulla superficie del pezzo, mentre le altre caratteristiche anatomiche e morfologiche appaiono in maniera diversa da quella rilevabile in una sezione longitudinale radiale. La superficie tangenziale presenta, pertanto, un'apparenza più o meno regolare che dipende dalla rastremazione del fusto e dal contrasto più o meno accentuato tra le porzioni di legno primaticcio e tardivo.

Nel caso, ad esempio, del legno di Conifere o delle Latifoglie ad anello poroso si può evidenziare una successione di strisce longitudinali di diverso colore o compattezza che, a seconda dell'altezza lungo il fusto, assumono la forma di rami di iperbole o di parabola.

I raggi, tagliati trasversalmente, appaiono invece come aggregati longitudinali cateniformi (o fusiformi, se pluriseriati) di varia altezza e larghezza mediana e, di conseguenza, possono rispettivamente essere difficilmente percettibili anche con l'uso di una lente di ingrandimento o ben visibili ad occhio nudo.

Le caratteristiche macroscopiche sopra descritte presumono un accrescimento normale e sono riscontrabili, quindi, nei soli tessuti legnosi di regolare formazione.

La presenza di difetti, e soprattutto di deviazioni della fibratura può, infatti, influenzare significativamente l'aspetto delle superfici legnose ed in particolare di quelle radiali e tangenziali.

L'aspetto esterno, infine, può anche venire modificato intenzionalmente sezionando il legno lungo piani non perfettamente radiali o tangenziali. Un'applicazione concreta di tale possibilità è, ad esempio, quella riferibile alle varie modalità di taglio adottate nella produzione di impiallacciature decorative.