Putem anticipa comportamentul lemnului în diferite situații cu ajutorul proprietăților lui. Am văzut aici cum proprietățile mecanice ne ajută să aflăm dacă un lemn este sau nu potrivit pentru structura de lemn a unei case sau ce specie să alegem dacă ne propunem să facem mobilă curbată. Proprietățile acustice ne spun de ce unele specii sunt mai potrivite decât altele pentru instrumente muzicale. Densitatea este una dintre proprietățile importante strâns legată de comportamentul ulterior al lemnului. Cu ajutorul ei putem afla dacă un lemn este ușor sau greu, dens sau afânat, dur sau moale.
Densitatea și greutatea specifică a lemului
Studiind proprietățile unei specii de lemn, uneori găsim menționată densitatea, alteori greutatea specifică, ambele exprimate în kg/m³ (sau g/cm³). Putem pune semnul egal între cele două valori chiar dacă fiecare exprimă altceva. Densitatea este raportul dintre masa (greutatea) și volumul unui element de lemn, pe când greutatea specifică este un mod mai simplu de exprimare a densității lemnului prin raportare la densitatea apei. Au aceeași valoare pentru că în sistemul metric de măsurare apa are densitatea 1g/cm³ (1000 kg/m³).
Există mai multe tipuri de densitate pentru că lemnul nu este un material uniform. În interiorul unui element din lemn există pereții celulari, goluri pline cu aer sau apă, apă legată și alte substanțe care intră în compoziția lemnului (coloranți, taninuri, rășini,gume, săruri). Dacă se iau în calcul doar substanțele care formează peretele celular (celuloza, hemiceluloza și lignina) se obține o valoare a densității care variază insesizabil de la specie la specie, fiind considerată 1500 kg/m³ pentru toate speciile. Această valoare mai este denumită densitatea materiei lemnoase.
Pentru cei care transportă și depozitează lemnul, în cazul fabricării mobilierului sau în construcții, această valoare nu este însă utilă. În cazul lor, lemnul este folosit în totalitate împreună cu golurile, apa și celelalte elemente din interior. În acest caz vorbim de densitatea aparentă care este diferită în funcție de specie, dar și de conținutul de apă. Apa, având densitatea mare, influențează densitatea lemnului care crește odată cu creșterea conținutului de apă.
Există mai multe tipuri de densitate aparentă. Cele mai folosite sunt densitatea aparentă a lemnului anhidru, densitatea aparentă convențională și densitatea aparentă a lemnului la o anumită umiditate. Pentru simplificare se renunță de obicei la specificarea ”aparentă”. Densitatea lemnului anhidru este obținută în laborator, prin uscarea totală a lemnului (0% umiditate), este raportul dintre masa și volumul lemnului anhidru și este utilă pentru a vedea diferența dintre specii.
Densitatea convențională reprezintă raportul dintre masa lemnului anhidru și volumul lui la 30% umiditate (numit și lemn ud sau lemn verde) și ne ajută la determinarea cantității de produse prelucrate chimic sau prin procedee de deteriorare parțială a lemnului (celuloză, hârtie, fibră de lemn) care se poate obține din lemnul umed. Densitatea la o anumită umiditate a lemnului este cea care interesează producătorii de mobilă, constructorii sau transportatorii, iar raportul dintre masă și volum este calculat de obicei la o umiditate a lemnului de 12%.
Factorii de care depinde densitatea lemnului
Am văzut deja cum conținutul de apă influențează densitatea, modificându-i valoarea. Densitatea este însă foarte diferită și în funcție de specie. Ea poate varia de la aprox. 200 kg/m³, cât are lemnul de balsa, la cca. 1300 kg/m³, cât este densitatea unei specii de abanos african. Diferența atât de mare este dată de structura lemnului, adică de proporția între masa lemnoasă și goluri, pe de o parte, și conținutul de alte substanțe, pe de altă parte. Este motivul pentru care lemnul african, cu conținut mare de taninuri, coloranți și săruri este de obicei foarte greu, mai greu decât apa, așa că nu plutește ci se scufundă. Lemnul din zona temperată, unde este și România, este cuprins în general între 300 și 990 kg/m³, ceea ce-l face mai ușor ca apa.
Densitatea este diferită și în cadrul aceleiași specii și chiar între diferitele elemente ale aceluiași arbore. Lemnul mai tânăr este mai ușor decât cel bătrân, iar cel din ramuri mai ușor decât cel din trunchi. Alburnul este mai puțin dens decât duramenul, iar lemnul timpuriu mai puțin dens decât lemnul târziu. Totul este legat de structura interioară a lemnului. În general, creșterea lățimii inelului anual vine cu scăderea proporției de lemn târziu în lemnul de esență moale (rășinoase) și cu creșterea ei în lemnul tare (foioase) cu porii dispuși uniform. Prezența inelele mai largi arată o densitate mai mică în cazul lemnului de rășinoase și o densitate mai mare la lemnul de foioase cu pori dispuși uniform. La lemnul de foioase cu pori difuzi nu se poate face o corelare clară între lățimea inelului și densitate.
Cum ne ajută informațiile despre densitate la alegerea lemnului potrivit
Am stabilit legătura dintre elementele structurale ale lemnului și densitate, dar ce ne spune acest lucru despre cum alegem lemnul? Există legătură între proprietățile lemnului, rezistența lui și densitate? Da, există și ținând cont de acest lucru putem alege lemnul cel mai potrivit proiectului pe care urmează să-l facem. O densitate mai mare însemnă un lemn cu mai multă materie lemnoasă și mai puține goluri, deci un lemn dens, mai dur și mai rezistent, dar și un lemn mai greu.
În cazul producției de mobilier, o densitate a lemnului cu umiditatea 8-12% cuprinsă între 400 și 800 kg/m³ este considerată bună. Lemnul este suficient de dens încât un cui sau un șurub să intre bine în el și să fie ținut în interior, să nu fie smuls cu ușurință, dar nu foarte dens încât intrarea cuiului sau șurubului să ducă la crăparea lemnului. De asemenea, lemnul cu densitatea cuprinsă în acest interval are suficientă rezistență încât să reziste diverselor forțe ce acționează asupra lui, dar nu este atât de greu încât obiectele de mobilier să fie imposibil de folosit.
Densitatea ne dă indicii și despre cantitatea de apă pe care lemnul o poate absorbi, despre contragerea și umflarea lui. Cu cât lemnul are densitatea mai mică, cu atât este mai afânat și poate absorbi o cantitate mai mare de apă. În acest caz variația dimensională este mai mare, iar umflarea și contragerea lui poate avea urmări asupra lucrării la care este folosit. Dimpotrivă, un lemn mai dens înseamnă mai multă masă lemnoasă și mai puține goluri, mai puțin loc pentru a absorbi apă, deci mai multă stabilitate.
Cu ajutorul densității putem știi mai multe despre puterea calorifică a lemnului. În general, cu cât un lemn este mai dens cu atât este un combustibil mai bun pentru că arde mai încet, jarul ține mai mult, iar căldura degajată este mai mare.
În general, lemnul de rășinoase are densitatea mai mică decât lemnul de foioase, dar există multe excepții. Există specii de pin care au densitatea comparabilă cu a frasinului, așa cum există specii de foioase cu densitatea mică și lemnul afânat (plop, salcie). Mai jos aveți exemple de densități ale unor specii de lemn, cu mențiunea că sunt valori aproximative. Valoarea exactă a densității unui element o puteți determina făcând raportul dintre masă și volum, în cazul pieselor regulate, sau determinați greutatea lui specifică prin imersie în apă, în cazul în care forma este neregulată. Găsiți aici modul în care se face determinarea.
- carpen – 980 kg/m³
- stejar – 600-800 kg/m³
- fag – 700-750 kg/m³
- frasin – 750-850 kg/m³
- salcâm – 750 kg/m³
- nuc – 700-750 kg/m³
- cireș – 600 kg/m³
- tei – 520 kg/m³
- plop – 300-400 kg/m³
- pin – 450-850 kg/m³
- larice – 500-550 kg/m³
- molid – 520-550 kg/m³
- brad – 460-550 kg/m³
- ienupăr – 550 kg/m³
Sper să considerați interesante informațiile. Completările sunt întotdeauna binevenite. Iar dacă aveți întrebări sau neclarități, lăsați-le mai jos, în spațiul dedicat. Sigur vă voi răspunde.
Română 
Italiano 
English 
Deutsch 
Español 
Français 
Polski 
Português (AO90)
Adaugă comentariul