Capire il contenuto di umidità è importante per i tornitori del legno

Intraprendete un viaggio con Wagner Meters, dove la scienza che studia il contenuto di umidità del legno diventa il miglior alleato dell'artista nella creazione di torniture in legno belle e resistenti.

Che tu sia un tornitore esperto o un principiante che esplora il mondo del legno, padroneggiare gli aspetti meticolosi ma cruciali del contenuto di umidità nel legno ti consentirà di scolpire creazioni accattivanti e durature.

Con ogni giro di tornio, percepisci il sussurro del legno, reagendo in modo appropriato al suo contenuto di umidità, assicurando che le tue creazioni resistano a crepe e deformazioni e mantengano un'eleganza senza tempo.

Immergiamoci in un mondo in cui umidità, legno e artigianalità si intrecciano, dando forma non solo al legno, ma anche a storie che durano per generazioni.

• Comprendere il contenuto di umidità
• L'importanza del controllo MC
• UR e contenuto di umidità di equilibrio
• Problemi di umidità nella tornitura del legno
• Come la doppia tornitura può aiutare a controllare il restringimento
• Controllo del contenuto di umidità
• Essiccazione del legno
• Misurazione dell'MC con un misuratore di umidità

Una tornitura del legno di successo, come qualsiasi altra lavorazione del legno, richiede un'attenta gestione del contenuto di umidità del legno. Il contenuto di umidità è un fattore importante per la lavorazione del legno e per la durata e la bellezza duratura del prodotto finito.

Comprendere il contenuto di umidità

Tutto il legno contiene umidità. Il legno è un materiale igroscopico, il che significa che assorbe o rilascia facilmente umidità. L'umidità presente nell'aria circostante determina il contenuto di umidità (MC) del legno.

L'umidità relativa (UR) misura l'umidità presente nell'aria. Rappresenta la quantità d'acqua contenuta nell'aria rispetto a quella che potrebbe contenere a una data temperatura e pressione.

All'aumentare dell'umidità relativa, il legno assorbe umidità dall'aria, causandone l'espansione. Al diminuire dell'umidità relativa, il legno rilascia umidità nell'aria, causandone il restringimento.

Il C₂ è il rapporto tra il peso dell'acqua contenuta in un pezzo di legno e il peso del legno senza acqua. La formula è:

MC = (peso dell'acqua / peso del legno secco) x 100

Ad esempio, un blocco di legno da 10 libbre (misurato una volta asciutto), contenente 1 libbra di acqua, ha un MC di:

(1 / (10 – 1)) x 100 = 11.1%

L'importanza del controllo MC

Il legno si espande e si contrae al variare del suo coefficiente di conduttività (MC). Pertanto, se si lascia che il coefficiente di conduttività (MC) diminuisca significativamente dopo la tornitura di un pezzo, il legno può restringersi, creparsi o deformarsi. La deformazione si verifica perché il legno si restringe maggiormente nella direzione della venatura rispetto a quella trasversale, oppure perché l'essiccazione non è uniforme.

Ciò significa che il valore MC deve essere mantenuto costante entro il 2% durante tutto il processo di fabbricazione dei prodotti in legno e per tutto il tempo in cui il prodotto è in funzione.

UR e contenuto di umidità di equilibrio

Come abbiamo visto in precedenza, il contenuto di umidità (CMC) è determinato dall'umidità relativa dell'aria circostante. All'aumentare dell'UR, il legno assorbe umidità. Al diminuire dell'UR, il legno rilascia umidità nell'aria. Quando l'UR è in equilibrio con il contenuto di umidità (CMC), lo scambio di umidità si interrompe. Questo è chiamato punto di equilibrio, e il contenuto di umidità del legno in questo punto è chiamato contenuto di umidità all'equilibrio (CEM).

Per evitare problemi di dilatazione e contrazione, mantenere il legno a un valore EMC prossimo a quello del luogo in cui verrà utilizzato il prodotto.

Nella maggior parte degli spazi interni del Nord America, l'umidità relativa media è compresa tra il 30% e il 50%, che corrisponde a una compatibilità elettromagnetica (EMC) compresa tra il 6% e il 9%.

Problemi di umidità nella tornitura del legno

Un valore di MC non corretto può causare problemi durante la tornitura del legno. Se il valore di MC è troppo alto, le fibre del legno saranno deboli e il legno non ruoterà in modo fluido. Se il valore di MC è troppo basso, il legno può creparsi o scheggiarsi.

Anche un'essiccazione non uniforme può causare problemi. Il legno essiccato troppo rapidamente può avere un indice di viscosità (MC) più alto al centro rispetto alla superficie. Questo fa sì che la superficie si restringa maggiormente rispetto al centro e crei tensioni all'interno del legno. Quando il legno viene tornito, le tensioni si allentano e il legno si deforma.

Il legno può anche essiccarsi in modo non uniforme perché l'umidità viene rilasciata più velocemente dalla venatura finale rispetto a quella longitudinale.

Poiché il legno si restringe più lungo la venatura che lungo la venatura, un restringimento eccessivo dopo la tornitura può causare la deformazione del pezzo.

Come la doppia tornitura può aiutare a controllare il restringimento

La doppia tornitura riduce i tempi di asciugatura del pezzo grezzo, garantisce una tornitura fluida e previene crepe e deformazioni dopo la tornitura.

Come suggerisce il nome, si tratta di un processo in due fasi. Innanzitutto, un pezzo grezzo viene tornito per rimuovere la maggior parte del materiale di scarto. Successivamente, il pezzo viene lasciato asciugare ulteriormente. Una volta rimossa la maggior parte del materiale di scarto, il pezzo si asciugherà molto più velocemente rispetto all'intero pezzo grezzo.

Man mano che il legno si asciuga, il pezzo tenderà a deformarsi naturalmente. Una volta raggiunto il corretto spessore minimo (MC), la tornitura finale rimuove il materiale di scarto rimanente e produce la forma finale. Con il corretto spessore minimo (MC), il pezzo non si restringerà né si deformerà dopo la tornitura finale.

Controllo del contenuto di umidità

Il controllo dell'umidità inizia molto prima di iniziare a tornire. Esistono diverse fonti di legno per la tornitura e il contenuto di umidità può variare notevolmente a seconda del tipo scelto.

Molti tornitori preferiscono iniziare con il legno verde. Il legno verde è appena segato e non è stato essiccato. Il bello del legno verde è che si può scegliere un pezzo con più carattere rispetto a un pezzo di legno essiccato in forno, e può essere economico o addirittura gratuito.

L'essiccazione in forno utilizza calore e circolazione dell'aria per accelerare il processo. Il legno essiccato in forno viene essiccato fino a un contenuto di carbonio (CV) di circa l'8%, il che lo rende pronto per la tornitura. Lo svantaggio è che è relativamente costoso.

Il legno essiccato all'aria è meno costoso di quello essiccato in forno, ma di solito raggiunge solo il 10-18% di contenuto di carbonio (MC). Sarà necessario essiccare ulteriormente questo legno prima della tornitura finale.

Essiccazione del legno

Se si utilizza legno non essiccato al corretto contenuto di umidità (MC) del 6-9%, è necessario essiccarlo autonomamente. Esistono diversi modi per farlo. Innanzitutto, è possibile essiccarlo all'aria, conservandolo in un ambiente chiuso con un'umidità relativa compresa tra il 30% e il 50%. Questo metodo di essiccazione può richiedere diversi mesi, ma è poco costoso e garantisce un'essiccazione lenta e uniforme.

Puoi anche essiccarlo in forno usando un forno fai da te. Se hai un piccolo spazio chiuso, puoi riscaldarlo con normali lampadine a incandescenza. Alcuni hanno avuto successo essiccando il legno con un forno a microonde. Tuttavia, possono esserci problemi se l'operazione non viene eseguita correttamente o troppo velocemente.

La fibra di testa si asciuga più velocemente del resto del legno. È possibile garantire un'asciugatura più uniforme proteggendo la fibra di testa con una mano di un prodotto come Anchorseal.

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Utilizzo di una bilancia per determinare quando il legno è asciutto

Man mano che il legno si asciuga e si avvicina alla sua EMC, l'essiccazione rallenta e alla fine si arresta. Puoi capire quando questo accade pesando il legno. Devi farlo nel tuo spazio controllato, mantenendo un'umidità relativa tra il 30% e il 50%.

Con una bilancia digitale precisa, pesa il legno ogni pochi giorni e registra il peso finché non smette di perdere peso. Una volta che il legno si è stabilizzato, ha raggiunto il giusto peso specifico ed è pronto per essere tornito.

Utilizzo di una bilancia per misurare con precisione MC

È anche possibile misurare l'esatto contenuto di carbonio (MC) utilizzando una bilancia. Questo è un processo più complicato e tedioso, e richiede una bilancia molto precisa. Richiede anche un forno per l'essiccazione del legno. Il legno rilascia sostanze chimiche tossiche durante l'essiccazione, quindi il forno deve essere dedicato esclusivamente a questo scopo.

Per prima cosa, taglia un piccolo blocco di circa 1 cm di lato dal legno che vuoi misurare. Pesa il blocco con un'approssimazione di un decimo di oncia e annota il valore. Questo è chiamato "peso iniziale".

Successivamente, fai essiccare il blocco in un forno a circa 210-220 °C. Dovrai lasciarlo essiccare per circa 24 ore. Quindi pesa il legno ogni poche ore e annota il peso. Quando il legno smette di perdere peso, è asciutto.

Pesare il blocco e annotare il peso. Questo è il "peso a secco". Quindi utilizzare i due pesi per calcolare il Cm:

MC = ((peso iniziale – peso secco in forno) x 100 ) / peso secco in forno

Misurazione dell'MC con un misuratore di umidità

Misurare l'umidità relativa con una bilancia è un'operazione lunga e noiosa. I misuratori di umidità possono renderla più veloce e comoda.

Ci sono due tipi di misuratori di umidità disponibili: misuratori a puntale e misuratori senza puntale.

I misuratori a puntale utilizzano la resistenza elettrica dell'umidità nel legno per misurare il contenuto di umidità (MC). Il misuratore è dotato di due punte metalliche che si inseriscono nel legno fino alla profondità desiderata. La resistenza viene misurata tra le punte. Minore è la resistenza, maggiore è il contenuto di umidità (MC).

I misuratori a puntale sono sensibili alla temperatura, quindi di solito sono dotati di una tabella di correzione della temperatura. Sono anche sensibili alla composizione chimica del tipo di legno, quindi di solito è inclusa un'impostazione per la specie.

Anche l'orientamento delle venature del legno influisce sulla lettura, quindi è necessario posizionare i perni nel modo corretto.

I misuratori senza puntali inviano un segnale elettromagnetico attraverso il legno che ne misura le proprietà dielettriche. Per effettuare una lettura, si posiziona il misuratore su una superficie piana del legno. La lettura è disponibile in pochi secondi. Non ci sono punte che rovinano la superficie del legno. Non si perde tempo a martellare le punte nel legno, quindi un misuratore senza puntali può essere molto più rapido da usare.

I misuratori senza puntali sono sensibili alla densità del legno e sono dotati di un'impostazione specifica per la specie legnosa per compensare. Per misurare a diverse profondità, utilizzate un buon misuratore senza puntali con un'impostazione di profondità selezionabile. L'orientamento della venatura non influisce sulle letture.

Misuratori di umidità del legno

Misuratori di umidità del legno sono molto più veloci, semplici e affidabili rispetto all'uso di una bilancia per misurare l'MC.

I misuratori senza pin presentano i seguenti vantaggi rispetto ai misuratori con pin:

• Non rovinano la superficie del legno
• Non necessitano di perni di orientamento e di guida
• Non ci sono perni che si piegano o si rompono
• Non sono influenzati dalla temperatura e dall'orientamento dei grani
• Sono più veloci e facili da usare

Eric Wagner

Eric è entusiasta di combattere i problemi di umidità che causano miliardi di dollari di sprechi negli Stati Uniti e nel resto del mondo. È anche un vantaggio il fatto che gli piaccia dedicare il suo tempo libero alla lavorazione del legno, e sa che i suoi progetti saranno esenti da problemi di umidità.

Ultimo aggiornamento il 6 ottobre 2023