Umflarea și contragerea lemnului. Consecințe ale variației de umiditate

Sunt convinsă ca ați auzit cu toții că lemnul „lucrează” permanent. Ce înseamnă acest lucru? Lemnul masiv își modifică dimensiunile în funcție de umiditatea exterioară și face acest lucru chiar dacă a fost uscat corespunzător și acoperit cu lac. Umflarea și contragerea lemnului are loc din cauza schimbului de umiditate, pe care îl face în mod natural, cu mediul înconjurător. Este o proprietate de care trebuie ținut seama pentru că are consecințe ce uneori pot fi foarte neplăcute.

Mișcarea lemnului. Relația dintre umiditatea lemnului și cea a mediului

Despre umiditatea de echilibru a lemnului am mai vorbit atunci când am atins subiectul uscării lemnului masiv, dar o să vă reamintesc câteva date pentru că sunt utile în explicațiile următoare. Umiditatea de echilibru a lemnului este în strânsă legătură cu umiditatea mediului în care este folosit. Din acest motiv, lemnul, a cărui umiditate este foarte diferită de cea a mediului, tinde să piardă sau să absoarbă umiditate pentru a ajunge din nou la echilibru. În plus, lemnul este un material higroscopic, ceea ce îl face să absoarbă umiditate în mod natural.

A fost stabilită următoarea relație între umiditatea de echilibru a lemnului și cea a mediului:

• umiditatea exterioară 25% – lemn 5%
• umiditate exterioară 50% – lemn 9%
• umiditate exterioară 75% – lemn 14%
• umiditate exterioară 99% – lemn 28-30%

Când lemnul ajuns la echilibru este mutat într-un mediu cu o umiditate diferită, va absorbi sau va elibera umiditate până la restabilirea echilibrului. Apare astfel umflarea și contragerea lemnului ce pot avea ca urmări variația dimensională, deformarea sau apariția crăpăturilor. Acesta este, de exemplu, motivul pentru care, înainte de a fi montat, parchetul din lemn masiv trebuie lăsat să se aclimatizeze câteva zile în spațiul în care va fi pus. Se evită astfel apariția spațiilor între lamele sau umflarea lui.

Umflarea și contragerea lemnului

Totul pornește de la proprietatea lemnului de a absorbi umiditate, de la higroscopie (sau higroscopicitate, după unele surse). Apa absorbită se fixează în pereții celulelor modificând dimensiunile lemnului. Doar acest tip de apă – apă legată – produce modificarea dimensională a lemnului. Mai există un tip de apă – apă liberă – care intră în lemn făra a fi fixată. Ea umple golurile existente și astfel, la pierderea ei, nu are loc nici umflarea și nici contragerea lemnului.

Modificările din cauza apei legate sunt diferite pentru că și structura interioară a lemnului de care este legată este diferită. Astfel, variația dimensională va depinde de:

• specie
• modul de debitare a piesei
• dimensiunea pieselor
•  anatomia lemnului

Când alegem lemnul care va fi folosit în medii cu variații mari de umiditate (baie, bucătărie, bazine, sauna) sau la exterior, trebuie să ținem seama de acești factori.

Din punct de vedere al contragerii când apa legată este eliberată, există 3 categorii de lemn:

• cu contragere mică: nuc, plop, castan, tei
• cu contragere medie: rășinoase, cireș, mesteacăn, arțar
• cu contragere mare: stejar, frasin

De aceea sunt mai frecvente crăpăturile în grinzile de stejar comparativ cu alte specii. Contragerea mare duce la apariția unor tensiuni mari ce au ca rezultat crăpăturile. Speciile din primele două categorii sunt recomandate în construcții deoarece modificările lor dimensionale au consecințe reduse.

Variația dimensională în interiorul aceluiași trunchi

Variația dimensională este diferită și în interiorul unui trunchi de copac. Pe direcție axială (longitudinală) variația este foarte mică astfel încât nici nu prea este luată în seamă de tâmplari. În schimb, pe cea tangențială (tăiere tangentă la inelele anuale), variația este foarte importantă ajungând și la 8-9% la rășinoase, 11-12% la foioase. Pe direcția radială (tăiere perpendiculară pe inelele anuale) variația este jumătate din cea tangențială.

Când se face debitarea cherestelei trebuie ținut cont de variația dimensională în funcție de umflarea și contragerea lemnului.

Contragerea cea mai mică este la cheresteaua tăiată radial – când inelele anuale sunt perpendiculare pe ambele fețe ale scândurii. Tăierea tangențială duce la deformări când apar variații de umiditate și o scândură astfel tăiată se va curba ca o copaie. Deformarea este cu atât mai mare cu cât debitarea din trunchi este făcută mai aproape de exteriorul lui. Modul de debitare se vede foarte bine pe capătul scândurei. Dacă inelele anuale se văd ca linii drepte, tăierea este radială și modificarea este mică. La tăierea tangențială inelele anuale se văd ca linii curbe, care sunt din ce în ce mai apropiate una de alta cu cât tăierea este mai aproape de exteriorul trunchiului.

În ceea ce privește dimensiunile piesei, o piesă mică absoarbe mai multă umiditate decât una mare. Urmarea este că ea se va deforma mai mult comparativ cu una de dimensiuni mari.

Punctul de saturație a fibrei

Spuneam că există două tipuri de apă în lemn, dar numai cea legată la nivel celular duce la umflare și contragere. Peretele celulei nu poate fixa apă la infinit și există un nivel maxim al cantității de apă ce ajunge în lemn din cauza higroscopicității lui. Acest maxim se numește punct de saturație fiind mai mic la rășinoase (25-28%) și mai mare la foioase (35-38%).

Valoarea diferită duce la comportament diferit. Lemnul de rășinoase poate fi tăiat pe tot parcursul anului, fără riscul apariției unor crăpături mari la uscare, pe când cel de foioase se taie doar în afara perioadei de vegetație (noiembrie-ianuarie). Lemnul de foioase trebuie feliat longitudinal imediat ce este tăiat pentru că există riscul apariției unor crăpături adânci, pe când cel de rășinoase poate ajunge la umiditatea de echilibru ca trunchi (vezi casele din bușteni). Trunchiul rășinoaselor poate fi decojit imediat după tăiere fără mari consecințe, pe când lemnul de foioase este bine să fie lăsat cât mai mult timp cu coajă pentru a încetini ieșirea apei.

Nu faceți confuzie între conținutul total de apă al lemnului proaspăt tăiat (35-40% la foioase și 50-55% la rășinoase) și punctul de saturație. Doar procentul de apă reprezentat de punctul de saturație produce modificări dimensionale când este eliminat pentru că este legat de fibra lemnului. Ieșirea acestei ape poate duce la apariția tensiunilor și a crăpăturilor. Cu cât iese mai repede, mai brusc, cu atât consecințele sunt mai neplăcute.

De ce este important să știm despre umflarea și contragerea lemnului?

De ce am insistat atât asupra umflării și contragerii lemnului și a consecințelor eliminării apei? Pentru că, așa cum spuneam și la început, lemnul se mișcă permanent și nu avem ce face în acest sens. Dar putem să-l uscăm, să-l debităm și să-l asamblăm fără ca mișcările lui să aibă consecințe. Probleme legate de variația dimensională pot apărea și la lemnul folosit în interior, nu doar la cel expus la exterior. Oriunde se întâlnesc două bucăți de lemn tăiate diferit poate apărea o problemă, dacă lemnul se mișcă. Cel mai bine știu acest lucru cei care fac uși și ferestre. Problemele nu sunt legate doar de creșterea sau scăderea în lungime ci și de curbare sau deformare. O alegere greșită a elementelor poate duce la forțarea și deformarea îmbinărilor si chiar la desfacerea lor. Diferența dintre o lucrare care-și păstrează forma și una care se deformează în timp este dată de alegerea corectă a lemnului. Nu poți avea rezultate bune și foarte bune indiferent de lemnul folosit.

Sper să considerați interesante informațiile de mai sus. Dacă credeți că sunt utile și altora, puteți distribui. Iar dacă aveți neclarități, completări sau întrebări, lasați-le mai jos, în spațiul dedicat.