La materia prima S CU O L A D E L LEG N O piegare il legno Preambolo teorico e metodologie più comuni. di Diego Miscoria Revisione a cura di Alan Crivellaro, tecnologo del legno S ono passate alcune migliaia di anni da quando l’uomo, per necessità pratiche, ha iniziato a curvare il legno con tecniche rudimentali; nel tempo queste si sono evolute costantemente per soddisfare nuovi scopi, come dare forma alle imbarcazioni, ai remi, alle scarpe per la neve e, sicuramente, alle armi da caccia o difesa, ad esempio nel caso dell’arco. Nella produzione di questi e altri oggetti, IL LEGNO fu alla fine preferito agli altri materiali per il peso contenuto, la facile reperibilità, la durabilità e la facilità con cui è possibile lavorarlo e, fino a un certo punto, piegarlo. Al giorno d’oggi esistono diverse tecniche di piegatura del legno, differenti tra loro per rispondere al meglio a ogni contesto applicativo. Perché piegare il legno Si può partire da una necessità strutturale molto specifica, come dare la forma alla prua di una barca o a uno schienale di una sedia, o da motivi puramente estetici, per arricchire il design di un oggetto con forme armoniose e tese. Qualunque sia lo scopo, la piegatura del legno non altera l’uniformità e le caratteristiche strutturali del prodotto finito. In questa sequenza fotografica si vede un listello di faggio, lungo 180 cm con sezione 5 x 2,5 cm, piegato al vapore per sperimentare i limiti di curvatura e mostrare gli effetti delle piegature eccessive. Questi sono visibili a occhio nudo, dal lato concavo della curva con la compressione anomala delle fibre e da quello convesso con la fessurazione del materiale. Quando la scelta dell’andamento della fibra (che deve essere il più possibile regolare e parallela alle facce da curvare) è fatta in modo oculato, si riesce a preservare gran parte delle caratteristiche meccaniche del legno e la piegatura può così essere presa in considerazione come una valida alternativa, non solo dal punto di vista estetico ma anche da quello strutturale, quando incastri, incollaggi o altre tipologie di unioni non rappresentano una soluzione percorribile, magari anche solo per via degli sprechi o per il numero di tagli necessari. Inoltre, con una buona padronanza delle varie tecniche si è in grado di dare nuove forme e movimento agli oggetti costruiti e quindi aumentare a dismisura le possibilità creative. rapporto percentuale tra il peso dell’acqua presente nel legno ed il peso anidro –cioè privo di acqua- di quest’ultimo), in relazione alla specie e al momento dell’anno in cui avviene il taglio della pianta. Il contenuto di umidità diminuisce dopo il taglio del legno fresco per effetto dell’evaporazione dei liquidi, senza comportare ritiri o cambi di forma fino al raggiungimento di una certa soglia (convenzionalmente fissata al 30%); al di sotto il legno inizia a ritirarsi. Questo valore segna l’inizio della fase di essicazione e viene definito come il punto di saturazione delle fibre. Una volta raggiunto un contenuto di umidità inferiore al 30%, sussistono le condizioni ideali per eseguire la piegatura del legno con apporto di calore. Più speci- Piegare il legno pieno: la teoria Nelle sue attività di caccia o pesca, l’uomo ha da sempre fatto ricorso alla piegatura del legno 20 Il perché e il come si produce una deformazione permanente nel legno sono entrambe informazioni molto importanti per capire in che modo rendere più semplice il lavoro e cosa bisogna evitare di fare per non rischiare la rottura dei pezzi. Entro certi limiti, grazie alla sua elasticità, il legno può essere temporaneamente piegato senza particolari procedimenti, ma in questo modo l’elemento riprenderà la sua forma originaria una volta rilasciato. Adottando delle tecniche specifiche, invece, può rimanere deformato permanentemente, cioè anche quando libero da ogni costrizione di forma. Quando viene tagliato da una pianta viva, il legno ha un’umidità interna che può variare dal 50 al 300% e oltre (Il contenuto di umidità viene espresso come il La fase iniziale della curvatura sottovuoto di un elemento scaldato in caldaia a vapore. n.54 anno 2013 21 S CU O L A D E L LEG N O ficatamente, valori di umidità compresi tra il 20 e il 30% sono ideali, perché le pareti delle cellule del legno sono ancora ben sature di umidità e questa facilita la trasmissione del calore stesso all’interno del materiale. Qualsiasi procedura o metodo di deformazione del legno basato su questo principio sfrutta le caratteristiche fisiche e chimiche dei due costituenti principali del legno: la cellulosa e la lignina. Le pareti delle cellule del legno sono formate da cellulose, emicellulose e lignine. Le cellulose sono molecole filiformi, orientate in maniera ordinata, che conferiscono al legno un’ottima resistenza alla trazione. Le lignine sono invece molecole sferiche che apportano una grande resistenza alla compressione. Le emicellulose hanno una struttura più complessa che lega insieme le cellulose e le lignine. La cellulosa è in grado di attrarre e contenere l’acqua. Quest’acqua legata facilita molto la curvatura del legno. La lignina ha invece un certo potere collante che permette la coesione delle diverse cellule del legno. La caratteristica più interessante di quest’ultima molecola ai fini della piegatura, è che può essere portata a uno stato plastico aumentandone la temperatura. In questo modo le fibre possono scorrere tra loro più facilmente e il legno può essere piegato. Una volta fatto raffreddare, la solidificazione della lignina permetterà il mantenimento (per quanto con un certo ritorno alla forma originaria) della piegatura impressa al materiale. Per motivi chimici la lignina diventa plastica sopra i 65°C, ma aumentando la temperatura oltre i 105°C la sua struttura si modifica ancora ed essa torna a diventare rigida. Per questo motivo è molto importante che durante il processo la temperatura non vada oltre i 100 gradi. La materia prima I vari componenti curvati dal pieno a vapore per dare origine con l’assemblaggio a una seduta La piegatura di una lamina di legno con la tecnica del tubo caldo Piegatura col fon Anche questa procedura è valida solamente per gli spessori minimi o nel caso in cui sia necessario piegare dei piallacci che non abbiano sul retro né colla né carta. Il pezzo da piegare va scaldato con un phon di tipo industriale per ottenere in pochissimo tempo una buona piegatura. I listelli di sezione più piccola possono essere piegati facilmente nelle tre dimensioni in questo modo. Anche in questo caso bisogna fare attenzione a non posizionare il phon troppo vicino al pezzo per evitare bruciature. Per mettersi al riparo da quell’eventualità, può essere utile bagnare o inumidire il legno, mentre per ottenere la piegatura nel modo più semplice e uniforme, è consigliabile tenere il pezzo più lungo del desiderato. Anche un normale fon di tipo industriale può essere vantaggiosamente impiegato per curvare il legno. Le tecniche di piegatura del legno con apporto di calore I modi nei quali si può piegare il legno sono molti, la scelta di uno piuttosto che un altro dipende in gran parte dall’attrezzatura a disposizione, dal tipo di produzione- se commerciale o meno-, dalla specie legnosa e dalla funzione della piegatura. Anche se il metodo maggiormente impiegato prevede il riscaldamento tramite vapore acqueo, esistono altri sistemi altrettanto validi per una buona piegatura del legno con il calore. Piegatura con tubo di ferro Per piegare delle lamine di legno o degli elementi di spessore minimo è comune utilizzare un tubo di ferro caldo fissato in morsa. Il calore del ferro facilita la piegatura della porzione di legno messa in contatto con il tubo permettendo un certo controllo sul raggio di curvatura desiderato. Per piegare il legno si procede muovendo l’elemento longitudinalmente, così da ri22 Quando il legno non è sufficientemente umido, anche con legni relativamente semplici da piegare si rischiano delle rotture, come si vede nella foto per un listello di frassino. Qualunque sia la tecnica di piegatura scelta, nessuna è in grado di scongiurare completamente l’eventualità di un cedimento del materiale. scaldarlo in modo omogeneo, avendo cura di passare entrambi i lati sopra il ferro scaldato. Il legno incomincerà a cedere lentamente (più sottile è lo spessore più veloce sarà la piegatura), consentendo una curvatura sempre maggiore fino al raggiungimento della forma desiderata. Una volta raffreddato, il legno avrà una leggera tendenza a tornare dritto, per questo motivo è consigliabile piegarlo a una curvatura maggiore rispetto a quanto ricercato. Il tubo può essere riscaldato dall’interno o dall’esterno, utilizzando una qualsiasi fonte di calore (fiamma, resistenza elettrica, ecc.), facendo però attenzione a non esagerare con la temperatura per non provocare delle bruciature superficiali sul legno. Il vantaggio di questa tecnica risiede nella relativa facilità di lavoro e nei mezzi minimali occorrenti per portare a termine la piegatura. Piegatura con forno a microonde E’ fondamentale anche in questo caso la scelta del tipo di legno da usare. Chiaramente questo è un metodo valido solo per i piccoli pezzi, quelli che possono entrare senza problemi nel microonde. E’ importante che abbiano un alto tasso di umidità interna (almeno il 25%) e che, per evitare una repentina evaporazione, siano coperti da uno straccio bagnato. Il tempo e la potenza richiesti variano in base al tipo di legno e al suo spessore. Non bisogna mai esagerare con nessuno dei due parametri, perché oltre a essere pericoloso, si rischia di fare asciugare troppo il legno o, peggio, di cuocerlo o di bruciarlo, alterandone le proprietà meccaniche e solidificandone la lignina. Questo è perciò un metodo apparentemente semplice ma in realtà richiede molta sperimentazione per diventare produttivo. Oltre ai metodi appena elencati, esistono anche alcuni modi per piegare il legno che non necessitano di aggiunta di calore, vediamo quali sono. n.54 anno 2013 23 S CU O L A D E L LEG N O La materia prima Piegatura del legno fresco Anche se il successo di questo modo di lavorare dipende molto dal tipo di legno utilizzato, la procedura è relativamente facile e ha il vantaggio di non richiedere calore. In generale, quando l’umidità interna si approssima al punto di saturazione delle fibre è il momento buono per realizzare la piegatura del legno. Se l’umidità interna è molto più alta, conviene invece aspettare che questa diminuisca un poco prima di procedere oltre. Esistono dei legni come il frassino che si prestano bene alla piegatura a freddo anche dopo qualche mese dal taglio. In questi casi l’unico aspetto importante è che il legno sia stato asciugato all’aria e che il suo livello di umidità sia ancora abbastanza elevato. Meno tempo passerà comunque dal taglio e più semplice sarà piegarlo. Se per la piegatura a freddo il legno utilizzato deve essere preventivamente tagliato, è conveniente, se possibile, non sezionarlo per mezzo di seghe ma fenderlo longitudinalmente mediante un qualche tipo di azione meccanica. Di solito si comincia con una fenditura praticata con l’ascia lungo il diametro del tronco, che successivamente viene aperta mediante l’inserimento di cunei. In questa maniera il tronco si divide a metà seguendo la direzione delle fibre, che vengono, per così dire, scollate tra loro lungo vena. Le due metà ot- Una laminazione con il solo uso dei morsetti e di vari punti di fulcro, in questo caso costituiti dai particolari cani del mio banco. Laminazione a freddo Alcune specie di legno, quando fresche, possiedono delle straordinarie doti di flessibilità come il salice visibile in foto. Una curvatura ottenuta con la laminazione di lastroni di rovere da 3mm di spessore La fenditura di un tronco lungo il suo diametro 1587 Sopra, un sistema curioso per chiudere una sagoma a una contro sagoma e curvare piccoli listelli di legno. Sotto, una coppia di laminazioni con forma e morsetti. 24 tenute possono essere ulteriormente suddivise in modo analogo (il tronco verrà tagliato in sezioni radiali, come delle porzioni di una pizza). In questo modo la fibra dei vari pezzi avrà un andamento regolare e parallelo alle facce principali, il miglior presupposto per piegare con successo il legno indipendentemente dalla tecnica impiegata. Controindicazioni di questa tecnica: il legno appena tagliato ha un alto percentuale di ritorno alla forma originale- per evitarlo il legno deve essere lasciato in dima di piegatura a lungo, qualche volta anche un mese intero. Quando il legno viene lavorato in spessori sottili aumenta notevolmente la sua flessibilità. Se per motivi di design o strutturali si vogliono ottenere delle forme nelle quali il legno viene curvato lungo vena in maniera non troppo accentuata, anziché procedere alla piegatura di un unico elemento spesso, con tutto quello che ciò comporta, si possono utilizzare tante lamine sottili che una volta piegate e incollate tra loro permettano di ottenere lo spessore desiderato. In questo caso la colla rimpiazza la solidificazione della lignina per evitare lo scorrimento delle lamine e far mantenere la forma impartita al pezzo. Questo sistema si chiama, appunto, laminazione. Lo spessore delle lamine si aggira di norma intorno ai 3 mm, ma può però, per motivi diversi, essere compreso tra i 10 decimi e i 10 millimetri o anche oltre nel caso di grandi travi. Questa tecnica presenta alcuni vantaggi: relativa facilità di lavoro e ottima ripetibilità di curvatura, ritorno di forma praticamente inesistente. Inoltre, questo modo di procedere non richiede necessariamente attrezzi da lavoro particolari e i pezzi finti hanno una grande resistenza strutturale dovuta alla regolarità delle fibre e alla compensazione di eventuali anomalie del legno. Gli svantaggi sono essenzialmente il bisogno di tanta colla e la minima alterazione dell’aspetto del legno pieno. Esistono procedure differenti per eseguire una laminazione, da scegliere in funzione delle attrezzature disponibili poiché queste determinano il modo in cui i pezzi devono essere posizionati e fissati tra loro per ottenere la forma desiderata: • Con forma e contro forma e morsetti. Le lamine incollate tra di loro si posizionano tra due forme speculari sufficientemente rigide da non cedere sotto la pressione dei morsetti che le accostano. • Con un’unica forma e con i morsetti. In alcune circostanze potrebbe essere complicato e qualche volta n.54 anno 2013 25 S CU O L A D E L LEG N O La materia prima innecessario costruire entrambe le forme maschio e femmina. Una sola o semplicemente dei punti di fulcro, contro cui posizionare le lamine potrebbero essere sufficienti a dare la forma richiesta con l’uso opportuno dei morsetti . • Con una sola forma e utilizzando il sotto vuoto. E questo uno dei sistemi più utilizzati per incollare i piallacci o lamine sottili e ottenere risultati senza pecche. Il grande vantaggio del sottovuoto è che la pressione viene esercitata in modo uniforme su tutta la superficie e questo evita la formazione di bolle d’aria tra i vari strati, possibili con gli altri sistemi, che potrebbero compromettere non solo l’integrità ma anche l’estetica del prodotto. La piegatura di un pannello con la tecnica della scanalatura del lato concavo. Questo deve chiaramente risultare nascosto nell’opera ultimata o essere successivamente impiallacciato per celare la lavorazione. Piegatura di panelli: Senza trattare dei pannelli flessibili, in compensato o in mdf, appositamente concepiti per facilitare la piegatura, per piegare dei panelli standard della stessa natura con curve strette e ottenere simmetria di piega senza problemi, si possono effettuare delle scanalature su quella che sarà la faccia concava del pannello. È un metodo col quale si annulla la compressone del legno interno alla curva con dei tagli che possono lasciare anche solo 1,5 mm dello spessore finale, lungo tutta la lunghezza del pannello interessata dalla curva. Maggiore il numero di tagli -e quindi minore il passoe minore sarà il raggio di piegatura possibile. Questo ovviamente entro certi limiti, dettati dal tipo di materiale. Per ottenere una piegatura simmetrica, è fondamentale che i tagli siano spaziati ugualmente, che siano perfettamente paralleli tra loro e che la profondità sia costante. Per raggiungere degli effetti particolari, invece, è possibile giocare con le tre stesse variabili, variandole singolarmente o in gruppo. Anche se questa tecnica richiede delle sperimentazioni, si possono ottenere in questo modo dei pannelli piegabili nelle tre dimensioni. Bisogna comunque fare attenzione a non esagerare col raggio di curvatura e a non scendere troppo in profondità con le scanalature per non far trasparire l’impronta della lavorazione sulla faccia opposta, compromettendo l’estetica del lavoro, o peggio fessurando in qualche punto il pannello. A parità di raggio di curvatura, i pannelli di spessore maggiore richiedono scanalature più larghe. Con i compensati, dove la fibra dei vari strati è incrociata di 90°, bisogna fare ancora più attenzione, evitando l’uso dei pannelli dove i piallacci esterni sono di spessore inferiore agli altri. Talvolta può essere conveniente adottare questa tecnica anche per il massello, nel caso di legni difficili da piegare altrimenti. 26 Una curvatura sottovuoto di una laminazione in compensato flessibile da 5mm di spessore. Con questa tecnica non occorre l’uso di una contro sagoma, a far aderire il legno alla forma ci pensa la depressione provocata nel sacco. Nella seconda foto l’elemento pronto per essere impiallacciato. Piegatura di piallacci La condizione di minore spessore= maggiore flessibilità, è valida per tutti i tipi di segato, perciò quando si può far uso di piallacci la piegatura degli elementi più estesi viene enormemente facilitata. I piallacci possono trovarsi in spessori che vanno dai 6 mm (chiamati lastroni) fino ai 5 decimi di millimetro (i piallacci propriamente detti). Anche se la piegatura di un piallaccio può sembrare cosa facile, la sua riuscita dipende in gran misura dalla direzione di curvatura rispetto al senso della fibra e dal tipo stesso di fibra con cui il piallaccio è ricavato (la flessione di una radica non è per niente uguale a quella di un piallaccio con fibra regolare, ad esempio ottenuto da un taglio di quarto). Se la piegatura non ha dei raggi di curvatura stretti e se il piallaccio è di spessore minore di 1mm, anche quando la fibra corre trasversale rispetto alla direzione di piegatura i problemi saranno pochi. Ma quando ad esempio c’è da piegare un piallaccio in radica da 1 mm per un raggio di curvatura di 2cm, bisogna sicuramente procedere con più attenzione. In questi casi, prima si ammorbidisce il piallaccio con acqua nella n.54 anno 2013 27 S CU O L A D E L LEG N O La materia prima Nelle prime due foto è illustrata la piegatura di un piallaccio di legno di tineo (Weinmannia trichosperma), per utilizzarlo come paralume di una lampada. La procedura per piegare questo tipo di legno è semplice, basta semplicemente umidificare la superficie per tutta la lunghezza, nel punto dove si vuole la piega, da un lato soltanto. Bagnato in questo modo, il legno si piega da solo, senza bisogno di nessun intervento. Quando la curva necessaria è stata raggiunta, si tiene in forma il piallaccio per aspettare che asciughi. Nella foto che mostra la lampada finita, il paralume è stato invece ricavato con della radica di pioppo. La procedura per piegarla è stata molto simile, ma ha richiesto l’uso di un fon per facilitare il raggiungimento della forma ricercata. In questo caso la curvatura è stata raggiunta molto lentamente per evitare che le piccole fessure presenti nel piallaccio si potessero allargare, o che addirittura l’intero piallaccio potesse deformarsi a causa del calore. zona dove andrà piegato e quindi si scalda la stessa con un ferro da stiro, con un fon o con altro mezzo a disposizione. Il legno umidificato e scaldato si piega cosi molto più facilmente, ma, come al solito, occorre procedere con i tempi giusti, scaldando poco alla volta e a una temperatura non eccessiva per non causare stress e provocare la formazione di crepe. Per quanto sia possibile bagnare e scaldare tutto il piallaccio, ad esempio immergendolo in acqua bollente, è più semplice procedere come suggerito, in maniera localizzata. Quando il segato è molto spesso (lastrone), è conveniente bagnare entrambe le facce, ma la piegatura di un lastrone è un lavoro che richiede esperienza e attrezzature più sostanziali, di solito appannaggio delle realtà professionali. Altri sistemi industriali di piegatura Fino a questo momento è stato fatto un sunto delle varie tecniche di piegatura che presuppongo l’apporto di calore o la scomposizione dell’elemento in strati sottili. Per quanto siano le più diffuse, esistono altre 28 Bendywood.jpg Il bendywood® è un formato particolare di legno, da poco commercializzato, che ha la particolare caratteristica di poter essere facilmente piegato a freddo, anche con la sola forza delle braccia, pur avendo un aspetto del tutto simile a quello del legno massello. metodologie di lavoro, impiegate a livello industriale, che fanno uso di sostanze chimiche, come i vapori di ammoniaca, ma ne sconsigliamo l’adozione perché PERICOLOSE a causa della tossicità degli elementi. Esistono poi dei formati di legno particolari, trattati preventivamente per consentire la piegatura a freddo. Sono realizzati limitatamente a certe specie, che sono poi le stesse che si piegano facilmente al vapore. Una volta tagliato in misure standard, in questo processo il legname viene riscaldato e portato a un’umidità interna del 20-25% e quindi inserito in una pressa specifica. Questa mantiene la temperatura e comprime il legno longitudinalmente, nel senso della fibra, fino all’80 % della lunghezza originale. La compressione assiale delle fibre forma una struttura cellulare a zig zag. Si può fare un’analogia con le cannucce per bibite, che sono pieghevoli in tre dimensioni. Dopo la compressione il legno viene estratto dalla pressa e raffreddato. Per preservarne il tasso di umidità interna e quindi la pieghevolezza, il prodotto viene confezionato in maniera stagna con del nylon. Quando il legno viene tirato fuori del suo imballo è perciò facilmente curvabile, anche a mano. Una volta impartita la forma desiderata (è consigliabile immobilizzare l’elemento in qualche maniera) si lascia il tempo al legno di asciugarsi; in qualche giorno esso riprende le sue caratteri- stiche di rigidità e mantiene la forma data. Piegare questo legno resulta più semplice e meno rischioso che piegare il legno comune scaldandolo al vapore, tuttavia il costo lo rende conveniente solo in applicazioni specifiche, come la realizzazione dei corrimano per le scale curve o dove si vogliono ottenere particolari piegature in tre dimensioni, altrimenti difficili da realizzare. Il legno trattato in questa maniera ha delle particolari proprietà rispetto a quello piegato al vapore: • può essere piegato a freddo, anche in tutte e tre le dimensioni, appena tolto dal suo imballo • rimane modellabile a lungo, fintanto che la sua umidità interna è mantenuta costante. • può essere lavorato e rifinito al pari del legno massello una volta asciutto • il processo è meccanico e nessun additivo chimico viene aggiunto al legno • le rotture per trazione o compressione sono molto limitate. Nella seconda parte di questo articolo esamineremo la tecnica per piegare il legno al vapore e vedremo i suoi pro e i contro. Elencheremo i tipi di legno più adatti allo scopo e i diversi approcci per ottenere delle piegature valide in ogni contesto della falegnameria. n.54 anno 2013 29
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