Perché e come si può piegare il legno massiccio. Quali specie possono essere piegate più facilmente

Il legno è stato usato dall'uomo per millenni per molti scopi, dalla costruzione di case alla realizzazione di mobili e oggetti d'arte. Una proprietà che ha attirato l'interesse di ingegneri, designer e artisti è la sua capacità di essere modellato in forme che ad alcuni sembrano impossibili o in immagini create dall'intelligenza artificiale. È la plasticità che si traduce nella capacità del legno di mantenere la sua forma dopo la deformazione senza crepe o rotture della venatura. Da questa proprietà si ottengono elementi in legno curvato utilizzati nella fabbricazione di mobili, strumenti musicali, oggetti decorativi o opere artistiche. Di seguito vengono descritti i motivi e le modalità di curvatura del legno massiccio e le specie che meglio sopportano i trattamenti di curvatura.

Piegatura del legno - conosciuta fin dall'antichità

Le testimonianze della curvatura del legno risalgono a molto tempo fa: gli antichi Egizi, gli Amerindi e i Vichinghi si sono "contesi" il primato nella realizzazione di vari oggetti in legno curvato. Alcuni sostengono che gli Egizi siano stati i primi a utilizzare oggetti curvi per realizzare carri da battaglia e imbarcazioni. Altri sostengono che i nativi americani usassero il legno curvato per costruire razzi da neve o per trasportare pesi. Si pensa che i Vichinghi siano stati i primi a piegare il legno per realizzare le loro famose navi, che si ritiene abbiano scoperto l'America molto prima di Colombo. Indipendentemente da chi sia stato il primo, tutti concordano sul fatto che il legno poteva essere modellato dopo essere stato ripetutamente bagnato con acqua bollente o addirittura bollito in acqua, se le dimensioni lo consentivano.

Ma fu Michael Thonet a rivoluzionare il processo di curvatura del legno. Nel 1836 brevettò il metodo con cui gli elementi in legno massiccio vengono tenuti in speciali contenitori a vapore per 5 ore, quindi in brevissimo tempo vengono modellati in stampi e lasciati raffreddare. In questo modo vennero realizzate le prime sedie con elementi rotondi curvi in legno massiccio. Thonet è stato anche il primo a introdurre il concetto di smontaggio dei mobili, un concetto che ha ridotto il prezzo del trasporto. Di conseguenza, il prezzo dei mobili diminuì e divenne molto più accessibile. In effetti, il mobile più venduto di tutti i tempi è una sedia Thonet -. Sedia n.14 - pubblicato nel 1930, si dice che ad oggi abbia venduto oltre 50 milioni di copie.

Elasticità o plasticità?

Siamo tentati di pensare che l'elasticità sia la proprietà che rende il legno massiccio pieghevole. Solo il legno elastico può assumere quelle forme rotonde senza incrinarsi o rompersi. Ma elasticità è la capacità del legno di tornare alla sua forma originale dopo che la forza che agisce su di esso cessa. Oppure il legno piegato rimane tale anche dopo la cessazione del trattamento a cui è stato sottoposto.

La proprietà che permette al legno di rimanere curvo è la plasticità e si riferisce alla sua capacità di subire una deformazione permanente senza rompersi o perdere forza. Plasticità è la proprietà dei materiali di mantenere la forma e le dimensioni ottenute dall'azione di forze esterne anche dopo la cessazione di tali forze. È quindi l'inverso dell'elasticità. Normalmente, la plasticità naturale del legno è ridotta e diminuisce ulteriormente con l'età dell'albero. Ma con trattamenti speciali, il legno può diventare molto più plastico. Poiché il legno non è un materiale uniforme, la sua plasticità non è e non varia in modo uguale. Dipende dalla specie, dall'età dell'albero, dai difetti di crescita, dalla parte dell'albero da cui proviene il legno, dal modo in cui viene tagliato, ecc.

Ottenere un legno massiccio curvo è in realtà una combinazione di elasticità e plasticità. Non sembra molto possibile, dato che la plasticità è l'inverso dell'elasticità. In questo caso, però, le proprietà non si annullano, ma si completano a vicenda. È l'elasticità che permette di deformare il legno nel modo più audace possibile senza intaccare l'integrità e la resistenza dell'elemento, mentre la plasticità consente al legno di mantenere la nuova forma. Non si tratta però di un fenomeno naturale, ma di un intero processo tecnologico. Si tratta di un trattamento che aumenta l'elasticità del legno e di uno stampo che lo mantiene immobile dal momento in cui il trattamento cessa fino a quando la temperatura e l'umidità tornano alla normalità.

Metodi di piegatura del legno

I primi metodi per piegare il legno erano trattamento ripetuto con acqua bollente. Questo è il modo in cui venivano costruite le navi in passato. Se si utilizzavano elementi più piccoli, venivano fatti bollire direttamente in acqua fino a quando non erano facili da piegare. Una volta diventati malleabili, gli elementi venivano inseriti in uno stampo o piegati nella forma desiderata (nel caso delle grandi travi utilizzate nelle navi) e immobilizzati fino al completo raffreddamento.

Vapore è il metodo di curvatura del legno più conosciuto e diffuso. Consiste nel riscaldare il legno con il vapore in modo da renderlo facilmente modellabile. Il processo viene eseguito in un locale appositamente costruito per mantenere il legno in un ambiente ad alta temperatura, vapore e umidità. A partire da 99°C, infatti, la lignina (un componente della cellula del legno insieme alla cellulosa e alle emicellulose, responsabile della rigidità del legno) perde la sua rigidità e permette al legno di piegarsi senza una forza significativa. Il legno rimane in questo involucro per un certo tempo, a seconda dello spessore del pezzo e della specie. Secondo alcune fonti, è necessaria un'ora per ogni 25 mm di spessore del pezzo. Dopo l'estrazione dalla camera a vapore, il pezzo di legno deve essere immediatamente collocato in uno stampo e bloccato. Dopo il raffreddamento e l'asciugatura del legno, il pezzo rimarrà nella forma data dalla sagoma.
Il metodo può essere utilizzato sia a livello industriale che in progetti piccoli o fai-da-te. La differenza la fanno il tipo di involucro, gli stampi utilizzati e la facilità di lavorazione. Chi propone un progetto che coinvolge elementi curvi troverà qui un modo semplice per cuocerli al vapore.

Pressatura a caldo è un altro metodo di piegatura che prevede il riscaldamento del legno ad alte temperature e la sua modellazione sotto pressione. Durante il processo, il legno è esposto al calore e alla pressione, che gli permettono di cambiare forma in una matrice o in una forma specifica. Il metodo è flessibile ed efficiente e la pressatura si ottiene in tempi relativamente brevi.

Curvatura in correnti ad alta frequenza (CIF) è anche la pressatura a caldo, in cui la temperatura viene aumentata esponendo il legno a un campo elettromagnetico ad alta frequenza che riscalda il legno in modo rapido e uniforme. La pressatura a caldo in CIF ha il vantaggio di un tempo di piegatura molto breve (fino a 2 minuti) e di un trasferimento uniforme del calore all'interno del pezzo. Entrambi i metodi di pressatura a caldo vengono utilizzati principalmente per la produzione industriale di placcaggio stampato.

Il legno può essere piegato anche con metodi che prevedono vari interventi su di esso. Ottenere travi lamellari (legno lamellare) sovrapponendo e incollando parallelamente diversi strati di legno. Un altro consiste nel tagliare parzialmente il legno, rimuovendo parti di esso e incollando poi i segmenti rimanenti in modo che la faccia dell'oggetto modellato abbia una venatura continua. Ma questi sono metodi che non dipendono più dall'elasticità e dalla plasticità del legno e possono essere applicati a qualsiasi specie.

Specie che si piegano bene con la temperatura e l'umidità

Non tutte le specie legnose hanno la stessa capacità di deformazione plastica. Alcune specie sono note per la loro superiore flessibilità e plasticità. Eccone alcune:

Fagul è forse la specie più nota per la sua capacità di piegare il legno. Thonet mise in pratica il suo metodo di piegatura su questo tipo di legno. Le sedie in legno curvato prodotte in passato in Romania nella fabbrica di Comanești o in quella vicino ad Arad erano realizzate in faggio. Il suo svantaggio è la scarsa resistenza all'umidità e ai fattori ambientali, motivo per cui non può essere utilizzato per progetti all'aperto.

Può essere utilizzato comunque quercia, un'altra specie che si curva bene ed è resistente all'esterno. Rispetto al faggio può essere un po' più difficile da piegare e il tasso di spaccatura è più alto. I nodi e le venature irregolari contribuiscono al rischio di spaccatura.

Frasin è noto per la sua flessibilità e facilità di piegatura. Per questo motivo viene utilizzato per realizzare strumenti musicali e articoli sportivi (ad esempio, le racchette da tennis). E ulmul è elastico e si piega facilmente sotto il vapore.

Alcune fonti affermano che tek curve leggermente, in passato veniva utilizzato per la costruzione di navi. È un legno resistente e plastico, spesso utilizzato per i mobili da esterno.

In generale, il legno duro si piega molto meglio di quello tenero, il legno giovane si piega meglio di quello vecchio, si piega in direzione longitudinale infinitamente meglio che in direzione radiale o tangenziale, il legno a grana diritta si piega meglio di quello a grana contorta o irregolare, il legno senza nodi e senza difetti si piega meglio del legno con difetti di crescita.

Spero che queste informazioni vi siano utili. Come sempre, le aggiunte sono benvenute. E se avete domande o dubbi, lasciateli nello spazio sottostante. Sicuramente risponderò.