Cosa ci dice la densità sul comportamento del legno, per poter scegliere quello giusto per il nostro progetto

Con le sue proprietà possiamo prevedere il comportamento del legno in diverse situazioni. Abbiamo visto qui come le proprietà meccaniche ci aiutano a capire se un legno è adatto o meno per la struttura in legno di una casa o quale specie scegliere se si intende realizzare un mobile curvo. Proprietà acustiche ci dicono perché alcune specie sono più adatte agli strumenti musicali rispetto ad altre. La densità è una delle proprietà più importanti, strettamente legata al successivo comportamento del legno. Può dirci se un legno è leggero o pesante, denso o morbido, duro o tenero.

Densità e peso specifico del legno

Studiando le proprietà di una specie di legno, a volte troviamo menzionata la densità, a volte il peso specifico, entrambi espressi in kg/m³ (o g/cm³). Possiamo mettere un segno di uguale tra i due valori anche se ognuno esprime qualcos'altro. Densità è il rapporto tra la massa (peso) e il volume di un pezzo di legno, mentre peso specifico è un modo più semplice per esprimere la densità del legno in relazione alla densità dell'acqua. Hanno lo stesso valore perché nel sistema di misura metrico l'acqua ha una densità di 1g/cm³ (1000 kg/m³).

Esistono diversi tipi di densità perché il legno non è un materiale uniforme. All'interno di un pezzo di legno ci sono pareti cellulari, vuoti pieni di aria o acqua, acqua legata e altre sostanze che entrano nella composizione del legno (coloranti, tannini, resine, gomme, sali). Se si considerano solo le sostanze che formano la parete cellulare (cellulosa, emicellulosa e lignina), il valore della densità varia in modo insignificante da specie a specie ed è considerato pari a 1500 kg/m³ per tutte le specie. Questo valore è anche indicato come la densità del materiale legnoso.

Per coloro che trasportano e immagazzinano il legno, nella produzione di mobili o nell'edilizia, questo valore non è utile. Nel loro caso, il legno viene utilizzato interamente insieme ai vuoti, all'acqua e agli altri elementi presenti al suo interno. In questo caso si parla di densità apparente che varia a seconda della specie ma anche del contenuto d'acqua. L'acqua, avendo una densità elevata, influenza la densità del legno che aumenta con l'aumentare del contenuto d'acqua.

Esistono diversi tipi di densità apparente. Le più utilizzate sono la densità apparente del legno anidro, la densità apparente convenzionale e la densità apparente del legno a un determinato contenuto di umidità. Per semplicità, di solito si rinuncia a specificare "apparente". Densità del legno anidro si ottiene in laboratorio per essiccazione totale del legno (0% umidità), è il rapporto tra massa e volume del legno anidro ed è utile per vedere la differenza tra le specie.

Densità convenzionale è il rapporto tra la massa del legno anidro e il suo volume al 30% contenuto di umidità (detto anche legno umido o legno verde) e ci aiuta a determinare la quantità di prodotti lavorati chimicamente o prodotti da processi di parziale deterioramento del legno (pasta, carta, fibra di legno) che possono essere ottenuti dal legno umido. Densità ad una determinata umidità Il rapporto massa/volume del legno è di interesse per i produttori di mobili, i costruttori o gli spedizionieri e di solito viene calcolato con un contenuto di umidità del legno di 12%.

Fattori da cui dipende la densità del legno

Abbiamo già visto come il contenuto d'acqua influenzi la densità, modificandone il valore. Tuttavia, la densità è anche molto diversa tra le varie specie. Può variare da circa 200 kg/m³, come nel legno di balsa, a circa. 1300 kg/m³, che è la densità di una specie di ebano africano. Una differenza così grande è dovuta a struttura in legno, cioè la proporzione di massa e vuoti del legno da un lato e il contenuto di altre sostanze dall'altro. Per questo motivo il legno africano, con il suo alto contenuto di tannini, coloranti e sali, è solitamente molto pesante, più pesante dell'acqua, quindi non galleggia ma affonda. Il legno della zona temperata, dove si trova la Romania, è generalmente compreso tra 300 e 990 kg/m³, quindi più leggero dell'acqua.

La densità varia anche all'interno della stessa specie e persino tra i diversi elementi di uno stesso albero. Il legno giovane è più leggero di quello vecchio e il legno dei rami è più leggero di quello del tronco. L'alburno è meno denso del durame e il legno precoce è meno denso di quello tardivo. Tutto dipende dalla struttura interna del legno. In generale, l'aumento della larghezza degli anelli annuali si accompagna a una diminuzione della proporzione di legno tardivo nei legni teneri (softwoods) e a un aumento nei legni duri (hardwoods) con pori disposti uniformemente. La presenza di anelli più larghi indica una minore densità nelle conifere e una maggiore densità nei legni duri con pori disposti uniformemente. Nei legni duri con pori diffusi non è possibile stabilire una chiara correlazione tra la larghezza degli anelli e la densità.

Come le informazioni sulla densità ci aiutano a scegliere il legno giusto

Abbiamo stabilito il legame tra gli elementi strutturali del legno e la densità, ma cosa ci dice questo sul modo in cui scegliamo il legno? Esiste un legame tra le proprietà del legno, la resistenza e la densità? Sì, esiste, e tenendo conto di questo possiamo scegliere il legno più adatto al progetto che stiamo per realizzare. Una densità maggiore significa un legno con più materia legnosa e meno vuoti, quindi un legno denso, più duro e più forte, ma anche più pesante.

Per la produzione di mobili, una densità del legno con umidità 8-12% compresa tra 400 e 800 kg/m³ è considerata buona. Il legno è sufficientemente denso da permettere a un chiodo o a una vite di inserirsi bene al suo interno e di essere tenuta all'interno, per non essere facilmente strappato, ma non così denso che la penetrazione di chiodi o viti porti alla spaccatura del legno. Inoltre, il legno con una densità compresa in questo intervallo è abbastanza forte da resistere alle varie forze che agiscono su di esso, ma non così pesante da rendere impossibile l'utilizzo del mobile.

La densità ci fornisce anche indizi sulla quantità di acqua che il legno può assorbire, sulla contrazione e gonfiore lui. Più bassa è la densità del legno, più è sciolto e più acqua può assorbire. In questo caso la variazione dimensionale è maggiore e i rigonfiamenti e i ritiri possono influenzare il lavoro per cui viene utilizzato. Al contrario, un legno più denso significa più massa legnosa e meno vuoti, meno spazio per assorbire acqua e quindi più stabilità.

Con la densità possiamo conoscere meglio il potere calorifico del legno. In generale, più un legno è denso, più è un combustibile migliore perché brucia più lentamente, brucia più a lungo e rilascia più calore.

In generale, il legno di conifere ha una densità inferiore a quella del legno di latifoglie, ma ci sono molte eccezioni. Esistono specie di spillo che hanno una densità paragonabile a frasincosì come le specie di latifoglie a bassa densità e il legno sciolto (plopsalice). Di seguito sono riportati esempi di densità di alcune specie di legno, con l'avvertenza che si tratta di valori approssimativi. È possibile determinare l'esatta densità di un oggetto facendo il rapporto tra massa e volume per i pezzi regolari, oppure determinare il peso specifico per immersione in acqua se la forma è irregolare. Trovare qui come viene effettuata la determinazione.

• carpino - 980 kg/m³
• rovere - 600-800 kg/m³
• fag - 700-750 kg/m³
• cenere - 750-850 kg/m³
• acacia - 750 kg/m³
• nuc - 700-750 kg/m³
• ciliegio - 600 kg/m³
• tee - 520 kg/m³
• plop - 300-400 kg/m³
• pino - 450-850 kg/m³
• larice - 500-550 kg/m³
• molide - 520-550 kg/m³
• abete - 460-550 kg/m³
• ginepro - 550 kg/m³

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