Perché il legno di latifoglie va essiccato e che cosa significa davvero «secco»
Una tavola di rovere, faggio o frassino appena segata è carica d'acqua: ben oltre la metà del suo peso anidro, spesso molto di più. Il legno cede quest'acqua in due fasi. Prima esce l'acqua libera contenuta nelle cavità cellulari, e le dimensioni della tavola non cambiano. Al di sotto del punto di saturazione delle fibre, attorno al 30% di umidità, comincia a uscire l'acqua legata nelle pareti cellulari, e da quel momento il legno si ritira, più attraverso gli anelli di accrescimento che lungo di essi. È questo ritiro non uniforme a fare dell'essiccazione un mestiere e non una semplice attesa.
«Secco» quindi non è una sensazione ma un numero, e il numero giusto dipende da dove il legno verrà impiegato. Il legname di latifoglie essiccato in essiccatoio per mobili, arredi e falegnameria si porta di solito al 6–8% di umidità e può essere specificato privo di tensioni di essiccazione.2 Questo obiettivo è dato dall'umidità di equilibrio di un ambiente interno riscaldato. L'aria esterna dell'Europa centrale mantiene il legname a un livello molto più alto, quindi una tavola rimasta un anno sotto una tettoia in piazzale è «secca all'aria», non «secca per mobili».
Essiccazione naturale: energia gratuita, pagata in tempo
Essiccazione naturale significa accatastare le tavole su listelli distanziatori all'aperto o sotto tettoia e lasciare che sia il clima a lavorare. Non consuma quasi energia, ed è per questo che molte segherie di latifoglie fanno ancora una stagionatura all'aria prima dell'essiccatoio. Il prezzo è tempo e rischio: il ritmo lo detta il piazzale, non l'operatore.
Quanto dura davvero l'essiccazione naturale?
I dati pubblici più dettagliati vengono dal Forest Products Laboratory statunitense (FPL), il cui manuale Drying Hardwood Lumber riporta i tempi di essiccazione all'aria per specie, spessore e regione. Per legname fresco da 25 mm (4/4) portato a circa il 20% di umidità in un clima temperato paragonabile a gran parte dell'Europa centrale, il FPL indica 45–80 giorni per frassino e faggio e 50–90 giorni per le querce di collina. In un clima settentrionale più fresco la quercia bianca può impiegare fino a 200 giorni per arrivare al 25%. Raddoppiando lo spessore i tempi esplodono: frassino, faggio e ciliegio da 50 mm (8/4) richiedono 180–230 giorni e le querce 190–250 giorni, e arrivano comunque solo al 23–27% di umidità.1
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| All'aria fino a ~20% di umidità | Essiccatoio, da fresco a finale | Essiccatoio, da legname essiccato all'aria | |
|---|---|---|---|
| Faggio | 62 giorni | 12 giorni | 5 giorni |
| Frassino | 62 giorni | 10 giorni | 4 giorni |
| Ciliegio | 62 giorni | 10 giorni | 5 giorni |
| Basswood | 58 giorni | 8 giorni | 4 giorni |
| Quercia rossa | 70 giorni | 21 giorni | 5 giorni |
| Quercia bianca | 70 giorni | 23 giorni | 5 giorni |
Intervalli di essiccazione all'aria: faggio, frassino, ciliegio 45–80 giorni; basswood 40–75; querce 50–90. Tempo di essiccatoio del basswood 6–9 giorni a seconda del colore richiesto. Fonte: Denig, Wengert & Simpson (2000), Drying Hardwood Lumber, USDA FPL-GTR-118, tabelle 4.2 e 7.25. Specie americane.
Il grafico richiede due avvertenze. I dati FPL riguardano specie americane, quindi «faggio» significa faggio americano e «quercia bianca» significa Quercus alba. Il rovere europeo (Quercus robur e Q. petraea) e il faggio europeo (Fagus sylvatica) sono ugualmente «refrattari», cioè si fessurano facilmente, quindi l'ordine di grandezza resta valido. E i tempi di essiccazione all'aria si fermano attorno al 20% di umidità: ogni tavola ha comunque bisogno dell'essiccatoio per arrivare al 6–8%.
La regola «un anno per pollice» e perché è fuorviante
Ogni falegname ha sentito dire che il legno ha bisogno di un anno di stagionatura all'aria per ogni pollice (25 mm) di spessore. È una regola empirica, non una norma. I dati del FPL mostrano che il rovere da 25 mm può arrivare a circa il 20% di umidità in due-sette mesi, a seconda del clima e della stagione in cui è stato accatastato, mentre il rovere da 50 mm impiega molto più del doppio del tempo del primo pollice, perché l'umidità deve percorrere una distanza doppia.1 La regola nasconde inoltre il vero limite: nessun tempo all'aperto porta il legno al di sotto dell'umidità dell'aria esterna.2
Che cosa va storto in piazzale
L'essiccazione naturale è una questione di esposizione. Sole e vento secco aprono fessurazioni superficiali e spaccature di testa nel rovere; settimane calde, umide e senza vento favoriscono le macchie fungine sui legni chiari come faggio, frassino e acero, dove il colore fa parte del valore. Il FPL ha dato una cifra: il deprezzamento nell'essiccazione naturale convenzionale può superare i 75 dollari USA per mille board feet (circa 2,36 m³), contro appena 10 dollari quando lo stesso legname viene preessiccato sotto tettoia o in un essiccatoio a capannone.1 Sono dollari di fine anni Novanta, ma ciò che conta è il rapporto.
Preessiccazione: la via di mezzo per rovere e faggio
Tra il piazzale all'aperto e l'essiccatoio c'è il preessiccatoio: un capannone chiuso con ventilatori e un riscaldamento moderato, che lavora tipicamente a 27–38 °C e al 65–85% di umidità relativa. L'essiccazione all'aria accelerata sotto tettoie ventilate funziona sullo stesso principio. Per le specie difficili da essiccare come rovere e faggio, il FPL giudica «eccellente» la preessiccazione sotto tettoia o in capannone seguita dall'essiccazione in essiccatoio.2
La preessiccazione fa anche risparmiare energia in essiccatoio. Ogni punto percentuale di umidità tolto prima dell'essiccatoio fa risparmiare 50–85 Btu per board foot di energia successiva, cioè circa 6–11 kWh per metro cubo per ogni punto.1 Portare una carica dallo stato fresco al 25% prima che entri in essiccatoio fa quindi risparmiare centinaia di kilowattora per metro cubo.
All'interno di un essiccatoio convenzionale
Un essiccatoio convenzionale controlla tre grandezze: temperatura, umidità e velocità dell'aria. Le batterie di riscaldamento scaldano l'aria, i ventilatori la spingono attraverso la catasta, le serrande di scarico espellono l'aria umida e gli umidificatori a vapore o ad acqua nebulizzata aggiungono umidità quando il legno si essicca troppo in fretta. L'operatore non si limita a scegliere una temperatura e ad aspettare, ma segue un programma di essiccazione, una sequenza di temperature di bulbo secco e di umidità che si fa più severa man mano che il legno si essicca.
Le latifoglie si essiccano con programmi basati sull'umidità del legno: le condizioni cambiano quando i campioni più umidi raggiungono determinati livelli di umidità, non dopo un numero fisso di ore. Un tipico programma per latifoglie parte da circa 49 °C e 80% di umidità relativa sul legname fresco e arriva a circa 82 °C quando il legno è sceso al 15% di umidità.2 Le conifere, al contrario, si essiccano di solito con programmi a tempo.
Come si leggono i programmi di essiccazione
Il codice FPL di un programma sembra criptico, ma si legge facilmente. In «T3-C2» il numero T è il programma delle temperature, da T1 (il più blando) a T14; la lettera è la classe di umidità, legata all'umidità allo stato fresco della specie; e l'ultima cifra è il programma della differenza psicrometrica, da 1 (il più blando, aria più umida) a 8 (il più severo).1 Gli spessori maggiori ricevono un codice più blando, e il rovere da 6/4 si essicca con il programma dell'8/4.
| Specie (americana) | 25–38 mm | 50 mm |
|---|---|---|
| Quercia bianca | T3-C2 | T3-C1 |
| Quercia rossa | T3-D2 | T3-D1 |
| Faggio | T7-C2 | T5-C1 |
| Frassino bianco | T7-C3 | T5-C2 |
| Ciliegio americano | T8-B4 | T5-B3 |
| Basswood | T11-E7 | T9-E6 |
Fonte: Denig, Wengert & Simpson (2000), Drying Hardwood Lumber, USDA FPL-GTR-118. Il rovere da 38 mm (6/4) si essicca con il programma da 50 mm.
Rovere e faggio a confronto, fase per fase
I programmi di rovere e faggio condividono le stesse fasi di umidità ma partono da temperature diverse. Il rovere (T3) parte da circa 43 °C con aria quasi satura; il faggio (T7) parte circa 11 °C più caldo. Entrambi diventano più caldi e più secchi quando il legno supera il punto di saturazione delle fibre, quando il rischio di fessurazioni superficiali diminuisce. Il programma del rovere termina poi con una fase di equalizzazione e una di condizionamento a 77–82 °C.
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| Fase di umidità | Faggio, bulbo secco | Rovere, bulbo secco | Rovere, bulbo umido |
|---|---|---|---|
| >40% | 54 °C | 43 °C | 41 °C |
| 40–35% | 54 °C | 43 °C | 41 °C |
| 35–30% | 54 °C | 43 °C | 39 °C |
| 30–25% | 60 °C | 49 °C | 41 °C |
| 25–20% | 66 °C | 54 °C | 38 °C |
| 20–15% | 71 °C | 60 °C | 35 °C |
| <15% | 71 °C | 71 °C | 46 °C |
| Equalizzazione | – | 77 °C | 53 °C |
| Condizionamento | – | 82 °C | 77 °C |
Più ampia è la differenza tra bulbo secco e bulbo umido, più secca è l'aria. Fonte: Denig, Wengert & Simpson (2000), Drying Hardwood Lumber, USDA FPL-GTR-118, tabelle 7.4–7.7 e 7.13 (°F convertiti).
La prassi europea per il faggio è spesso più dolce e più fredda del programma americano. Uno studio sugli essiccatoi per faggio in Serbia descrive essiccatoi convenzionali a scarico d'aria riscaldati ad acqua a circa 90 °C, che lavorano da circa 35 °C a circa 60 °C e terminano con 20–40 ore di condizionamento.3 Temperature più basse aiutano a mantenere uniforme il colore del faggio, cosa che conta per le parti a vista dei mobili; per la stessa ragione il faggio evaporato e non evaporato si essiccano in modo diverso.
Perché il rovere non si può forzare
La ragione del programma blando del rovere si vede chiaramente nella velocità massima di essiccazione sicura finché il legno è umido. Una tavola di quercia bianca da 25 mm non dovrebbe perdere più di circa 2,5 punti percentuali di umidità al giorno; la quercia rossa ne tollera 3,8, il faggio 4,5 e il frassino bianco 10,4. A 50 mm i limiti si riducono di oltre la metà.1 Se si va più veloci, la superficie si essicca, si ritira su un'anima ancora umida e si lacera: fessurazioni superficiali e, nel caso peggiore, fessurazioni interne a nido d'ape. L'articolo sui difetti di essiccazione li tratta in dettaglio.
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| 25 mm (4/4) | 50 mm (8/4) | |
|---|---|---|
| Quercia bianca | 2,5% | 1,0% |
| Quercia rossa | 3,8% | 1,5% |
| Faggio | 4,5% | 1,8% |
| Ciliegio | 5,8% | 2,3% |
| Frassino bianco | 10,4% | 4,1% |
Fonte: Denig, Wengert & Simpson (2000), Drying Hardwood Lumber, USDA FPL-GTR-118, tabella 8.6. Specie americane.
Equalizzazione e condizionamento: le due fasi che rendono utilizzabile il legno essiccato
Alla fine di un ciclo di essiccazione le tavole non sono mai tutte alla stessa umidità: le tavole sottili e ricche di alburno sono più secche di quelle spesse di durame, e ogni tavola è più secca in superficie che al cuore. Due fasi finali correggono questa situazione.
- L'equalizzazione riduce la dispersione tra le tavole. Inizia quando il campione più secco è 2 punti sotto l'umidità finale, con l'essiccatoio mantenuto a un'umidità di equilibrio 2 punti sotto l'obiettivo (di solito a 77 °C di bulbo secco) finché non arrivano anche i campioni più umidi.1
- Il condizionamento elimina le tensioni tra superficie e cuore, la cosiddetta cementazione. L'essiccatoio viene impostato su un'umidità di equilibrio circa 4 punti sopra l'obiettivo, idealmente circa 6 °C più caldo che durante l'equalizzazione, così che la superficie troppo secca riassorba un po' di umidità. Il FPL lo raccomanda per tutto il legname essiccato sotto l'11% di umidità che verrà risegato o rifilato. Se lo si esagera si ottiene il problema opposto, la cementazione inversa.1
La verifica pratica è la prova a forchetta: una sezione trasversale ricavata da una tavola viene tagliata a rebbi e lasciata asciugare. Se i rebbi esterni si piegano verso l'interno, la tavola è ancora cementata e si incurverà o pizzicherà la lama quando verrà rifilata.1 Per chi produce componenti per mobili non è una questione teorica: il legname non condizionato è una causa frequente di pezzi che si muovono dopo la lavorazione.
Quanto dura l'essiccazione in essiccatoio
Con una buona circolazione dell'aria il FPL indica questi tempi minimi approssimativi in un essiccatoio convenzionale per latifoglie da 25 mm, dallo stato fresco all'umidità finale: quercia bianca 23 giorni, quercia rossa 21, faggio 12, frassino 10, ciliegio 10 e basswood (tiglio americano) 6–9 giorni. Il legname della stessa specie già essiccato all'aria richiede solo 3–5 giorni. Gli essiccatoi scadenti, con velocità dell'aria inferiori a 1 m/s, richiedono per il legname fresco da alcuni giorni a una settimana in più.1
Si tratta di valori minimi. Tavole più spesse, cariche miste, un programma scelto per il colore e le fasi di equalizzazione e condizionamento aggiungono tutti tempo. Una carica realistica di rovere fresco per mobili si misura in settimane, non in giorni.
Energia per metro cubo
L'essiccazione è la fase più energivora della produzione di segati.1 Per il faggio europeo lo studio serbo ha calcolato circa 435 kWh per m³ per tavole da 25 mm e circa 480 kWh per m³ per tavole da 50 mm, essiccate dall'80% all'8% di umidità in essiccatoi convenzionali a scarico d'aria; gli essiccatoi più vecchi o più piccoli possono richiedere circa il 20% in più. Lo stesso lavoro cita 400–560 kWh/m³ per il faggio da 60 mm e osserva che togliere l'acqua al di sotto del punto di saturazione delle fibre costa, per chilogrammo, circa il doppio dell'energia necessaria per togliere l'acqua libera al di sopra di esso.3
Per questo gli essiccatoi sorgono accanto alle segherie che producono il proprio combustibile. Corteccia, refili e segatura della linea di taglio alimentano la caldaia, così la fase più energivora funziona in gran parte con i residui della segheria stessa.
Essiccatoi a deumidificazione, sottovuoto e continui
Gli essiccatoi convenzionali a scarico d'aria, a vapore o ad acqua calda, sono il cavallo da tiro dell'essiccazione delle latifoglie, ma non sono l'unico tipo.1,2
- Gli essiccatoi a deumidificazione (a pompa di calore) condensano l'acqua dall'aria dell'essiccatoio invece di espellerla. Lavorano a temperature più basse, il che si addice alle specie refrattarie e ai legni sensibili al colore, e sono diffusi nelle piccole realtà.
- Gli essiccatoi sottovuoto abbassano il punto di ebollizione dell'acqua, così il legno si essicca più in fretta a temperature moderate. Sono adatti a legname spesso e pregiato in piccoli lotti.
- Gli essiccatoi continui (a tunnel) fanno avanzare le cariche attraverso zone con condizioni diverse e sono adatti a grandi volumi di un solo prodotto.
Nessun tipo di essiccatoio elimina il limite di fondo: una latifoglia refrattaria come il rovere può essiccarsi solo alla velocità con cui l'umidità riesce a passare dal cuore alla superficie senza fessurarla.
Controllo qualità: come l'essiccatorista sa quando il legno è secco
L'umidità si controlla con i campioni di essiccatoio: spezzoni ricavati da tavole rappresentative, pesati ed essiccati in stufa per calcolarne l'umidità, poi pesati di nuovo durante il ciclo. Le fasi del programma seguono i campioni più umidi, e l'equalizzazione parte da quelli più secchi.1
In Europa il modo di misurare l'umidità è normato. La EN 13183-1 descrive il metodo per pesata ed essiccazione in stufa, il metodo di riferimento, e la EN 13183-2 l'igrometro elettrico a resistenza.5 La EN 14298 descrive come valutare la qualità di essiccazione di un lotto di segati, compresa la dispersione dell'umidità tra le tavole.6 Un fornitore che cita queste norme vi dice come è stato misurato il numero, non solo quale sia.
L'essiccatoio uccide anche gli insetti presenti nel legno. Per gli imballaggi in legno che circolano tra Paesi, la norma internazionale ISPM 15 richiede un trattamento termico ad almeno 56 °C per 30 minuti continuativi in tutto lo spessore del legno, un livello che un programma di essiccazione per latifoglie supera agevolmente.4
Come essicchiamo in SARAL
Acquistare latifoglie essiccate in essiccatoio: che cosa chiedere al fornitore
- Umidità finale e tolleranza. «Essiccato in essiccatoio» da solo dice poco. Per i mobili da interno chiedete un valore obiettivo, per esempio l'8%, e una fascia di tolleranza.
- Come è stata misurata. Campioni essiccati in stufa o igrometro tarato, e secondo quale norma.
- Se la carica è stata equalizzata e condizionata. Conta soprattutto se le tavole verranno risegate, rifilate o lavorate.
- Specie e spessore della carica. Le cariche miste si essiccano al ritmo della tavola più lenta.
- Stoccaggio dopo l'essiccazione. Il legno essiccato in essiccatoio e stoccato all'aperto o in un capannone non riscaldato riassorbe umidità. Chiedete come è stato stoccato e imballato.
Se acquistate segati o componenti già tagliati, queste domande valgono allo stesso modo: l'umidità di un pezzo finito si decide in essiccatoio.
Domande frequenti
Quanto tempo impiega il rovere a essiccarsi?
L'essiccazione all'aria del rovere da 25 mm fino a circa il 20% di umidità richiede all'incirca da due a sette mesi, a seconda del clima e della stagione; il rovere da 50 mm impiega da sei mesi a un anno per arrivare a circa il 25%.1 L'essiccazione in essiccatoio del rovere fresco da 25 mm fino all'umidità per mobili richiede almeno circa tre settimane; partendo da legname essiccato all'aria, 3–5 giorni.1
Si può essiccare il rovere in essiccatoio direttamente da fresco?
Sì, con un programma blando come il T3-C2 per lo spessore da 25 mm. Molte segherie preessiccano o stagionano all'aria il rovere prima, perché così si riducono tempi di essiccatoio, energia e rischio di fessurazioni.1,2
Il legno essiccato all'aria va bene per i mobili?
Da solo no, per gli interni riscaldati. L'essiccazione all'aria si ferma all'incirca all'umidità dell'aria esterna, in pratica attorno al 20%, mentre i mobili dovrebbero essere al 6–8%.1,2 Il legno essiccato all'aria usato all'interno continua a ritirarsi.
L'essiccazione in essiccatoio indebolisce il legno?
Se il programma è corretto, no. Anzi, la maggior parte delle proprietà di resistenza aumenta quando il legno si essicca al di sotto del punto di saturazione delle fibre. I danni derivano da programmi troppo severi per la specie e lo spessore, che causano fessurazioni superficiali e spaccature interne.1
