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Come è possibile misurare l'umidità del legno?
(non assegnato): Come è possibile misurare l'umidità del legno?
ultimo aggiornamento
10.10.2014 (26.08.2008)
Nr.: 7942
Risposta team esperti :
Il legno è un materiale igroscopico che possiede la capacità di scambiare umidità con l'atmosfera circostante e di trattenerla sotto forma liquida o di vapore acqueo. Si definisce umidità del legno il rapporto % tra il peso dell'acqua contenuta in una porzione di legno ed il suo peso anidro:
U = [(p-p0)/p0] x 100
dove p = peso umido (o fresco) del legno
p0 = peso anidro del legno
Anche dopo un lungo periodo di stagionatura naturale o un ciclo di essiccazione, il legno conterrà sempre una percentuale di acqua in equilibrio dinamico con le condizioni termo-igrometriche dell'ambiente circostante. Il legno mantenuto a condizioni di temperatura e umidità relativa costanti perde o acquista umidità , secondo una curva caratteristica, fino al raggiungimento di una umidità , cosiddetta di equilibrio, che alla temperatura ambiente di 20°C e all'umidità del 65%, viene definita umidità normale e corrisponde al 12% circa.
L'umidità del legno puo essere misurata oppure stimata: utilizzando metodi diretti, che prevedono la misurazione della massa d'acqua contenuta nel campione e la massa dello stesso allo stato anidro o sfruttando le correlazioni esistenti tra l'umidità del legno e altre grandezze fisiche (metodi non distruttivi).
Al contrario i metodi indiretti consentono di misurare l'umidità senza alterare la struttura del manufatto e presentano il grande vantaggio di poter essere ripetuti per monitorare gli andamenti dell'umidità nel tempo.
Tra i metodi piö conosciuti ed applicati troviamo:
metodo diretto gravimetrico (metodo per pesata),
metodi indiretti elettrico e capacitivo,
recentemente sono state recepite dall'UNI le nuove norme EN in materia di determinazione dell'umidità del legno:
UNI EN 13183-1 Umidità di un pezzo di legno segato - Determinazione tramite il metodo per pesata.
UNI EN 13183-2 Umidità di un pezzo di legno segato - Stima tramite il metodo elettrico
UNI EN 13183-3 Umidità di un pezzo di legno segato - Parte 3: Stima tramite il metodo capacitativo
Di seguito si riporta una breve descrizione delle diverse metodologie di prova:
Il metodo per pesata: Il metodo gravimetrico (metodo pesata) richiede l'uso di una stufa ventilata e termostatata e di una bilancia tecnica o analitica. La stufa deve essere ventilata per asportare il vapore liberato dal provino, mentre la temperatura è fissata a 103 ± 2°C in modo tale che tutta l'acqua si trasformi in vapore senza che vi siano fenomeni di distillazione degli estrattivi o di degradamento termico della parete cellulare. Si tratta del metodo piö preciso ma richiede tempo ed un minimo di attrezzatura di laboratorio (stufa e bilancia di precisione).
Il metodo elettrico: Tra i metodi indiretti troviamo il metodo elettrico. È ben noto come legno sia un pessimo conduttore di elettricità , nello specifico la sua resistività è funzione dell'umidità : essa aumenta al suo diminuire e viceversa, seguendo una legge in linea di massima esponenziale fino al punto di saturazione, per poi continuare a diminuire in maniera meno marcata e regolare. Questa relazione viene sfruttata per avere stimare l'umidità a partire da una misura della resistività del materiale legnoso. Gli strumenti utilizzati possono essere differenti. I sistemi piö diffusi vedono l'uso di strumenti di misura che »leggono« mediante elettrodi metallici infissi nella tavola (vedi anche UNI EN 13183-2). L'accuratezza della misura di umidità dipende in gran parte dalla qualità dello strumento, apparecchi di costo inferiore a 700-800 û o in grado di misurare l'umidità su piö materiali (legno, cemento o laterizi) difficilmente sono in grado di garantire una grande precisione.
Mentre le misure dirette forniscono un valore medio di umidità dell'intero elemento, i metodi indiretti restituiscono un valore medio locale, con possibilità di errori grossolani nel caso in cui:
si posizionino gli elettrodi in corrispondenza di zone di accumulo di umidità ;
l'oggetto sia ricoperto da una patina di condensa, oppure sia trattato con soluzioni saline (ad es. preservanti), in grado di alterare le proprietà elettriche del legno.
Per ovviare a tali inconvenienti esistono elettrodi a stelo isolato. Ad ogni modo, per poter ottenere una misura media bisogna ripetere l'operazione in piö punti dell'oggetto, almeno 3, e a diverse profondità , escludendo le estremità e le zone che presentano difetti o anomalie del legno (nodi, ecc.).
Misuratori a capacità : Gli strumenti che misurano la costante dielettrica del legno sono detti misuratori a capacità o capacitivi.
Sono strumenti dall'uso molto semplice ed immediato: sono costituiti da una testa porta elettrodi da appoggiare o semplicemente avvicinare alla superficie del legno. Gli svantaggi nell'uso di tale strumentazione sono legati:
all'incertezza della misura legata alla presenza di gradienti di umidità , dal momento che spesso non si conosce a quale profondità è stata effettuata la misura,
all'influenza della massa volumica sulla misura (ogni specie legnosa necessita di una sua taratura).