INTRODUZIONE
Il Progetto SOFIE – acronimo di Sistema cOstruttivo FIEmme – rappresenta una delle iniziative di ricerca più importanti nel panorama dell’edilizia in legno a livello internazionale.
Nato in Italia grazie al lavoro del CNR-IVALSA (Istituto per la Valorizzazione del Legno e delle Specie Arboree), il progetto aveva un obiettivo chiaro e ambizioso: dimostrare che il legno può essere un materiale strutturale affidabile e performante anche per edifici multipiano, in grado di garantire sicurezza sismica, resistenza al fuoco e durabilità nel tempo.
Il sistema costruttivo studiato, basato su pannelli in legno massiccio a strati incrociati, è conosciuto con il nome di X-LAM (o CLT, Cross-Laminated Timber).
Si tratta di una tecnologia innovativa che ha rivoluzionato il modo di concepire le costruzioni in legno, permettendo di realizzare strutture alte, solide e stabili, mantenendo al contempo leggerezza, efficienza energetica e sostenibilità ambientale.
Grazie al Progetto SOFIE, è stato possibile passare dalla teoria alla pratica, costruendo edifici reali e sottoponendoli a test estremi per verificarne il comportamento sotto l’azione di terremoti e incendi. I risultati hanno superato ogni aspettativa, aprendo nuove prospettive per il futuro della bioedilizia italiana ed europea.
GLI OBIETTIVI DEL PROGETTO
Il Progetto SOFIE è nato con una visione chiara: portare il legno al centro dell’edilizia del futuro, dimostrando che può competere – e in molti casi superare – i materiali tradizionali in termini di sicurezza, prestazioni e sostenibilità.
Tra gli obiettivi principali, possiamo evidenziare:
- Verificare la resistenza sismica di edifici multipiano in X-LAM, analizzando il comportamento strutturale di pareti e solai in legno massiccio incrociato sottoposti a scosse di grande intensità.
- Valutare la resistenza al fuoco e la durabilità nel tempo delle strutture, oltre alle prestazioni in termini di isolamento acustico e termico, aspetti fondamentali per garantire comfort abitativo e sicurezza.
- Promuovere l’uso del legno locale certificato, in particolare quello proveniente dalle foreste della Val di Fiemme in Trentino, valorizzando così l’intera filiera corta legno-edilizia e sostenendo l’economia dei territori montani.
- Fornire linee guida e raccomandazioni tecniche per progettisti, imprese e produttori, al fine di definire standard di qualità condivisi e promuovere una corretta cultura del costruire in legno.
In sintesi, il progetto non si è limitato alla ricerca teorica, ma ha voluto offrire strumenti concreti e replicabili, per permettere a professionisti e aziende di adottare con fiducia il sistema costruttivo X-LAM.
DALLE DOLOMITI AL GIAPPONE: I SOGGETTI COINVOLTI
Il cuore del Progetto SOFIE batte in Val di Fiemme, in Trentino, dove da secoli si coltiva una cultura del legno basata su gestione forestale sostenibile e qualità artigianale.
Alla base del successo del Progetto SOFIE c’è una collaborazione internazionale di altissimo livello.
Il coordinamento è stato affidato al CNR-IVALSA, con il supporto della Provincia Autonoma di Trento, che da sempre promuove la sostenibilità e l’innovazione nel settore delle costruzioni in legno.
Per la fase sperimentale, il team italiano si è avvalso di alcune delle piattaforme di ricerca più avanzate al mondo.
Le prove sismiche e di resistenza al fuoco sono state condotte presso il NIED (National Institute for Earth Science and Disaster Prevention), uno dei più avanzati centri di ricerca al mondo nel campo dell’ingegneria sismica, situato in Giappone — un Paese che conosce molto bene la forza dei terremoti.
Al CNR-IVALSA e al NIED si sono affiancati il BRI (Building Research Institute) e l’Università di Shizuoka, entrambi in Giappone, che hanno contribuito alla fase di test e analisi dei dati.
Questa sinergia tra Italia e Giappone ha permesso di unire il sapere scientifico e tecnologico più avanzato con l’esperienza artigianale e ambientale della tradizione trentina, creando un progetto unico nel suo genere.
I risultati ottenuti hanno dimostrato non solo la resistenza strutturale del legno X-LAM, ma anche l’efficacia della cooperazione internazionale nel promuovere un’edilizia più sicura, sostenibile e innovativa.
LE PROVE SISMICHE
Tra il 2006 e il 2007, nell’ambito del Progetto SOFIE, i ricercatori del CNR-IVALSA hanno realizzato due straordinari esperimenti con l’obiettivo di dimostrare che un edificio multipiano interamente in legno poteva resistere a terremoti devastanti, equivalenti a quelli che in passato avevano distrutto intere città.
Le prove sono state eseguite presso i centri di ricerca del NIED, che dispone delle più potenti piattaforme vibranti al mondo — in grado di riprodurre in laboratorio le scosse di un terremoto con grande precisione.
I protagonisti di questi test sono stati due edifici costruiti con la tecnologia X-LAM: il primo di tre piani e il secondo di sette piani, (il più alto edificio in legno mai testato su una piattaforma sismica).
EDIFICIO DI TRE PIANI (TSUKOBA, 2006)
Il primo esperimento si è svolto nel luglio 2006 presso il laboratorio del NIED di Tsukuba, a nord di Tokyo.
Per l’occasione è stato costruito un edificio in legno di tre piani, completamente realizzato in pannelli X-LAM provenienti dalla Val di Fiemme. Le pareti avevano uno spessore di 85 millimetri, e i solai di 142 millimetri, valori scelti per riprodurre le condizioni reali di un’abitazione moderna.
L’edificio è stato installato su una tavola vibrante e sottoposto a una serie di 15 simulazioni di terremoti distruttivi.
Tra questi, gli scienziati hanno riprodotto anche il celebre terremoto di Kobe del 1995, che aveva raggiunto una magnitudo 7,2 e causato oltre seimila vittime.
Le simulazioni sono state condotte alla massima intensità, per verificare il comportamento della struttura nelle condizioni più estreme possibili.
I risultati hanno sorpreso anche i tecnici giapponesi:
nonostante le scosse violentissime, l’edificio ha resistito perfettamente, senza cedimenti strutturali. Le uniche tracce visibili dopo le prove erano lievi deformazioni e piccoli danni locali, facilmente riparabili con interventi minimi.
Uno degli aspetti più notevoli è stata la capacità di “self-centring”: dopo ogni scossa, la struttura tornava quasi completamente alla sua posizione originale, senza mostrare spostamenti permanenti.
Questo comportamento, tipico dei materiali elastici, dimostra che il legno X-LAM non solo resiste alle sollecitazioni, ma assicura un ritorno elastico naturale, fondamentale per la sicurezza post-sismica.
Il successo di questo primo test ha gettato le basi per una seconda sperimentazione ancora più audace: mettere alla prova un edificio di ben sette piani.
EDIFICIO DI SETTE PIANI (MIKI, 2007)
Nel 2007 il progetto SOFIE ha compiuto un passo storico.
Presso il centro NIED di Miki, nei pressi di Kobe, è stato costruito un edificio in legno alto circa 24 metri, composto da sette piani interamente in X-LAM.
Si trattava, all’epoca, del più alto edificio in legno mai testato su una tavola vibrante tridimensionale: una struttura in scala reale, pesante oltre 230 tonnellate e con più di 300 metri quadrati di superficie utile.
I pannelli in legno lamellare incrociato presentavano spessori differenziati in base al piano, per riprodurre una configurazione costruttiva realistica e ottimizzata: 142 mm ai piani inferiori, 125 mm ai piani intermedi e 85 mm ai piani superiori
Le connessioni metalliche, accuratamente studiate dai ricercatori, avevano il compito di garantire duttilità e capacità dissipativa, ossia la possibilità di assorbire e distribuire l’energia del sisma senza rotture improvvise.
Durante il test, l’edificio è stato sottoposto a terremoti simulati in tre direzioni (orizzontale e verticale), tra cui ancora una volta quello di Kobe del 1995 e quello di Niigata-Chuetsu del 2004, entrambi caratterizzati da accelerazioni fino a 1 g, equivalenti all’accelerazione di gravità.
In pratica, l’edificio è stato scosso come se si trovasse nel pieno di un sisma di magnitudo superiore a 7.
Il comportamento strutturale è stato eccezionale:
non si sono registrati cedimenti, crolli o rotture critiche, e la deformazione complessiva della struttura è rimasta entro limiti di sicurezza più che accettabili.
Il sistema ha dimostrato un’elevata rigidezza globale, ma anche una notevole capacità di dissipare energia attraverso le connessioni e le deformazioni controllate del legno.
Un dato significativo è stato il fattore di riduzione d’azione sismica (q), stimato intorno a 3.
Questo parametro, usato nelle normative antisismiche, indica che la struttura può essere progettata considerando riduzioni delle forze sismiche equivalenti fino a tre volte rispetto a un materiale più rigido ma meno duttile.
In altre parole, l’X-LAM non si limita a resistere, ma lavora con il terremoto, deformandosi in modo controllato per dissipare energia senza compromettere la sicurezza.
Le accelerazioni registrate ai piani superiori sono risultate più elevate rispetto a quelle della base, un comportamento normale per edifici alti e leggeri.
Questo risultato ha confermato la necessità di progettare con cura gli elementi non strutturali (arredi, rivestimenti, impianti), affinché resistano alle vibrazioni senza danni o cadute.
Alla fine della prova, l’edificio in legno era ancora lì, integro e stabile, a dimostrazione che una costruzione in X-LAM può resistere anche ai terremoti più violenti, senza compromissioni significative.
LE PROVE DI RESISTENZA AL FUOCO
Dopo aver dimostrato la sua sorprendente tenuta contro i terremoti, il legno del progetto SOFIE è stato messo alla prova in un’altra sfida altrettanto cruciale: la resistenza al fuoco.
L’obiettivo era quello di verificare, in condizioni reali, se una struttura in X-LAM potesse garantire sicurezza anche in caso di incendio, mantenendo la propria stabilità e permettendo l’evacuazione degli occupanti.
Nel marzo 2007, presso il Building Research Institute (BRI) di Tsukuba, in Giappone, gli ingegneri del CNR-IVALSA e del NIED hanno preparato una prova a grande scala su una delle stanze dell’edificio a tre piani utilizzato nei test sismici.
L’ambiente è stato allestito come una normale camera arredata, completa di porte, finestre e rivestimenti interni, per riprodurre fedelmente le condizioni di un’abitazione reale.
Durante la prova, i ricercatori hanno acceso un incendio controllato con un carico di fuoco doppio rispetto agli standard internazionali. In termini tecnici, ciò significa che la quantità di materiale combustibile era equivalente a due stanze completamente piene di mobili, tessuti e oggetti in plastica — una condizione estrema, scelta per spingere il sistema al limite.
Nel giro di pochi minuti, la temperatura all’interno del locale ha superato i 1000 °C, un valore simile a quello che si raggiunge in un incendio domestico sviluppato. Le fiamme hanno avvolto i pannelli X-LAM, ma la risposta del materiale è stata chiara: nessuna perdita di stabilità, nessun collasso strutturale, nessuna propagazione incontrollata del fuoco.
Il motivo è legato alla natura stessa del legno massiccio.
A differenza dei materiali sottili o composti, il legno non si scioglie né cede improvvisamente. Quando viene esposto al fuoco, sulla sua superficie si forma uno strato carbonizzato (detto char layer) che isola gli strati interni e rallenta la combustione.
Questo strato protegge la parte ancora integra del pannello, mantenendo resistenza meccanica per lungo tempo.
Nel caso del progetto SOFIE, dopo oltre un’ora di esposizione diretta alle fiamme, i pannelli avevano ancora una capacità portante significativa, ben superiore ai limiti richiesti dalle normative europee per la resistenza al fuoco (che, per edifici residenziali, varia normalmente tra 30 e 60 minuti).
Le deformazioni osservate erano limitate e localizzate, e la struttura non ha mai perso la propria integrità complessiva.
Un aspetto interessante emerso dalla prova riguarda anche la prevedibilità del comportamento del legno.
Mentre molti materiali sintetici (come l’acciaio o i compositi plastici) perdono rigidità in modo improvviso, il legno reagisce in maniera graduale, offrendo ai progettisti un margine di sicurezza maggiore.
Il tasso di carbonizzazione dei pannelli X-LAM è stato misurato in circa 0,65 mm al minuto, un dato in linea con i valori medi riconosciuti a livello internazionale e utile per dimensionare correttamente gli spessori in fase di progettazione.
Alla fine dell’esperimento, la stanza era completamente bruciata, ma la struttura era ancora stabile. I ricercatori sono potuti entrare per ispezionare i pannelli senza rischi di crollo.
L’esito ha confermato in modo definitivo che una casa in legno ben progettata non è un pericolo in caso d’incendio, anzi: offre tempi di reazione e sicurezza equivalenti o superiori a quelli delle costruzioni tradizionali.
CONCLUSIONI
Ma il valore del progetto va oltre i risultati tecnici. SOFIE ha mostrato che il legno non è soltanto un materiale del passato, legato alla tradizione, bensì una risorsa del futuro, capace di unire sostenibilità, innovazione e comfort abitativo.
Le conoscenze nate da questo progetto hanno avuto un impatto concreto: hanno ispirato nuove normative europee, nuove pratiche progettuali e nuove generazioni di edifici in legno multipiano, oggi diffusi in tutto il mondo.
E, soprattutto, hanno rafforzato l’idea che il legno – se gestito responsabilmente e utilizzato con tecnologie moderne – può essere il vero protagonista di un’edilizia sostenibile.
Nel solco tracciato da SOFIE, realtà come Bio Alpi Haus portano avanti ogni giorno la stessa filosofia: costruire case che uniscano natura, innovazione e sicurezza, dimostrando che scegliere il legno non è solo una questione estetica o ecologica, ma anche una scelta di qualità.