L’umidità è uno dei principali elementi che condiziona la vita dell’imbarcazione. In questo articolo analizziamo gli effetti sul legno.

Cominciando analizzando le proprietà del legno.

L’acqua si trova dentro il legno in due forme: libera o vincolata. L’acqua libera riempie le cavità delle cellule del legno con contenuti di umidità al di sopra del punto di saturazione delle fibre, che è nominalmente intorno al 30%. L’acqua libera non ha effetto sul restringimento o rigonfiamento. L’acqua vincolata è assorbita fra le microfibrille della cellulosa nella parete cellulare del legno, e questa acqua fa si che la parete cellulare si espanda, portando all’ingrossamento del legno.

Maggiore è la quantità di parete cellulare per unità di volume – in altro parole, maggiore è la densità del legno – maggiore sarà il rigonfiamento o restringimento del legno.

Il legno ad alta densità può restringersi e rigonfiarsi in modo maggiore rispetto al legno a bassa densità; per esempio, le tavole di quercia subiranno maggiori deformazioni rispetto a quelle di pino bianco a causa dei cambiamenti dell’umidità.

Questo non è un problema per una barca almeno fino a quando non viene messa in secca, è lì che l’umidità contenuta nel legno decade sotto il punto di saturazione delle fibre.

Alcuni tipi di alberi depositano dei complessi chimici sulle pareti cellulari del legno. Una piccola percentuale di queste combinazioni, chiamate “estrattive”, possono essere rimosse con acqua calda e solventi organici. Queste estrattive idrofobiche riempiono gli spazi delle cellule riducendo le possibilità di assorbimento dell’acqua.

Legni con grande contenuto di estrattive, come il cedro ed il teak, hanno un più basso punto di saturazione delle fibre, e di conseguenza si gonfieranno e restringeranno meno a seconda dei cambiamenti di umidità.

Una regola generale è che una riduzione volumetrica approssimativa del legno dal verde a asciugato nel forno può essere determinata moltiplicando il peso specifico di base (volume verde / peso secco del forno) per 28. Tuttavia, i legni con alto contenuto estrattivo si restringono meno e quelli di legno bianco si restringono di più.

In generale, il legno si restringe e si gonfia il doppio nella direzione tangenziale (parallela ai fattori di crescita) come nella direzione radiale (perpendicolare agli anelli di crescita). Pertanto, la tavola di legno tagliata a quarto sarà più stabile dal punto di vista dimensionale rispetto a quella a taglio parallelo. Il rapporto 2:1 è una media per molti legni, ma può essere piccola come 1,3: 1 o grande come 3: 1. Questo rapporto è sovrapposto alla variazione di ritiro tra le specie che possono variare da circa il 4,2% al 14% nella direzione tangenziale e dal 2% all’8,5% nella direzione radiale.

Il danno causato dal restringimento e dal rigonfiamento del fasciame dipende dalla scelta del metodo di costruzione. La costruzione a fasciame sovrapposto (clinker o lapstrake) consente il movimento maggiore possibile ma può portare ad allentamenti. La costruzione a calafataggio consente un movimento maggiore rispetto a quella cuci-incolla; ed il fasciame stretto si sposta meno di un ampio fasciame. Sia il calafataggio che l’incollatura possono, con diversi cicli di restringimento e rigonfiamento, provocare deformazioni plastiche: si tratta di legno schiacciato che non ritorna alla stessa dimensione quando si rigonfia nuovamente nell’acqua ed il troppo calafataggio può esacerbare questo problema!

Una tavola di legno appena tagliata  si asciuga lentamente ed infine raggiunge l’equilibrio dell’umidità contenuta (EUC) con l’umidità atmosferica circostante. Nel grafico, viene mostrata la curvatura dell’umidità da legno verde (100%) ad asciugato nel forno. La curvatura iniziale è chiamata “iniziale desorbimento”. Se il legno poi è posto in un ambiente con umidità crescente assorbirà umidità ma seguirà una curva diversa: la curva dell’assorbimento (colore blu).

L’EUC è differente se il legno sta guadagnando o cedendo umidità. Questo fenomeno è conosciuto come ISTERESI, che deriva dalla parola latina che significa “ritardare”.

Ogni volta che il legno si bagna ed asciuga la curva del desorbimento si discosta e si avvicina a quella dell’assorbimento. In barche che vengono bagnate ed asciugate raramente le due curve saranno molto distanti mentre barche che sono state più volte all’asciutto e poi nuovamente bagnate attraverso molti cicli hanno avvicinato moltissimo le due curve dei loro legni.

Misurare l’umidità contenuta nel legno è facilissimo con SKINDER.

Quindi alla domanda “cosa succede quando il legno delle tavole si asciuga?” .. possiamo sicuramente dire che si restringe ma quanto si restringe dipende dalla combinazione dei fattori di cui abbiamo parlato prima. Nel caso di una barca costruita con legni di taglio radiale da una tipologia di albero a bassa densità che contiene estrattivi non solubili in acqua il rimpicciolimento sarà il più piccolo, se è costruita con fasciame sovrapposto (lapstrake) potrebbe richiedere al massimo qualche strettina al fissaggio.

Al contrario una barca costruita con larghe tavole di taglio tangenziale da un albero ad alta densità che contiene poca estrattiva ed è sempre stata bagnata se viene tirata all’asciutto l’acqua in un clima caldo può portare anche a scindere o fratturare le tavole.

Ci sono elementi che possono ridurre il livello di restringimento?

Le soluzioni a base di olio generalmente non penetrano molto e non riescono ad aiutare.

Può esserci d’aiuto il glicole polietilenico (PEG) che a differenza del glicole antigelo non è tossico per umani o animali. E’ stato utilizzato per decenni dai conservatori museali per stabilizzare le barche storiche recuperate dal mare. Ma il PEG può essere costoso. Un’alternativa può essere una soluzione di acqua e sale potrà ridurre l’aumento d EUC. Forti soluzioni di cloruro di sodio sono determinanti per il fissaggio del ferro.

I sali di boro possono essere un’ulteriore buona soluzione. Conservare la barca al coperto e riparata dal sole può aiutare. Se appaiono segni di frattura una soluzione può essere allentare o rimuove il fissaggio e lasciare che il legno si muova!

Una soluzione ottimale che protegge il legno dell’umidità è l’applicazione di resina epossidica 10 10 CFS sul legno asciutto. Le resina penetra nelle fibre del legno aumentandone le caratteristiche meccaniche, aumenta la sua elasticità ed impedisce ogni accesso all’umidità.