Densità e gravità specifica
La densità è il peso o la massa di un’unità di volume di legno e la gravità specifica il rapporto della densità di legno a quello dell’acqua. Nel sistema metrico di misura, densità e gravità specifica sono numericamente identiche; ad esempio, la densità media del legno di abete Douglas è di 0,45 grammi per cc e il suo peso specifico di 0,45, perché 1 cc di acqua pesa 1 grammo. (Espresso come peso per unità di volume, 1 grammo per cc è circa 62,4 libbre per piede cubo.)
La determinazione della densità del legno è più difficile che per altri materiali perché il legno è igroscopico (vedere la sezione Igroscopicità ); sia il suo peso che il volume sono fortemente influenzati dal contenuto di umidità. Per ottenere cifre comparabili, peso e volume sono determinati a contenuti di umidità specificati. Gli standard sono il peso secco al forno (contenuto di umidità praticamente zero) e il volume essiccato al forno o verde (il verde si riferisce al contenuto di umidità al di sopra del punto di saturazione della fibra, che è in media circa il 30 percento). Altre espressioni di densità, come quelle basate sul peso e volume essiccato all’aria o sul peso e volume del legno verde, hanno una certa importanza pratica, come nel trasporto del legno, ma non sono precise.
la massa di legno in un dato volume è determinata dalla densità, che si ottiene dividendo il peso secco in forno per il volume, essiccato in forno o verde. Il volume essiccato al forno è difficile da determinare, almeno per immersione in acqua, a causa dell’igroscopicità del legno. I campioni essiccati al forno vengono prima immersi in paraffina fusa calda, per formare un sottile rivestimento protettivo, prima di essere immersi in acqua. Con piccoli campioni di legno, a volte viene usato mercurio al posto dell’acqua; è disponibile un’apparecchiatura speciale (volumetro Breuil). Per i campioni di forma regolare, il volume può essere calcolato in base alle loro dimensioni. Inoltre, vengono utilizzati metodi di radiazione per la misurazione diretta della densità.
La densità di un campione di legno può essere valutata visivamente osservando la larghezza (spessore) degli anelli di crescita e la proporzione di latifoglie. In generale, il latifoglie, a causa delle sue pareti cellulari più spesse e delle cavità cellulari più piccole, è più denso del legno primitivo e con l’aumentare della larghezza dell’anello la sua proporzione diminuisce nei legni teneri e aumenta nei legni duri ad anello. Pertanto, anelli più larghi indicano una densità inferiore nei legni teneri e una densità maggiore nei legni duri con porosità. Nei legni duri a porosità diffusa il latifoglie non è chiaramente distinto e la larghezza dell’anello non è un’indicazione di densità.
La densità dei legni temperati varia da circa 0,3 a 0,9 grammi per cc, ma la gamma in tutto il mondo è approssimativamente da Da 0,2 a 1,2 grammi per cc. Le differenze tra specie o campioni della stessa specie sono dovute a proporzioni variabili della sostanza del legno e del volume dei vuoti e al contenuto degli estratti. La densità della sostanza legnosa è di circa 1,5 grammi per cc e praticamente non esistono differenze di questo valore tra le specie.
* Basato su esemplari in condizioni di essiccazione all’aria (contenuto di umidità del 12-15%). ** N = newton (circa 0,22 libbre); kN = 1.000 newton Fonte: adattato da George Tsoumis, Science and Technology of Wood (1991).
La densità influisce sulla quantità di umidità che il legno può trattenere, sul suo restringimento e rigonfiamento, sulle sue proprietà meccaniche e di altro tipo. In generale, la densità è una misura della qualità del legno chiaro, ovvero il legno senza difetti.