Costruire con il Legno

parte terza

Di Ron Alexander - Translated with Permission (C) EAA February 1999

Traduzione di Pietro Bruni

Questo mese continuiamo la serie di articoli riguardanti il legno per uso aeronautico. Il Sitka Spruce è il legno comunemente usato in aviazione.altri legni utilizzabili sono come abbiamo già visto nel primo articolo il Douglas Fir il Western Hamlock e il White Pine.Indipendentemente dal tipo di legno è importante utilizzare il materiale in relazione alla sua qualità.Come abbiamo già visto l'identificazione corretta del tipo di legno non è una cosa semplice.E' consigliabile per il costruttore non esperto rivolgersi alle aziende che vendono prodotti per l'aviazione.Le persone che lavorano con il legno tutti i giorni, possono, a differenza di noi, identificarne il tipo.Noi invece possiamo essere in grado di verificarne la qualità identificando eventuali difetti e imperfezioni.La ANC-19 definisce come difetto "ogni irregolarità che possa influire sulla resistenza del legno", Una imperfezione invece è un semplice difetto estetico che non influisce sulle caratteristiche di resistenza del legno.La Mil Spec 6073 indica quali sono i difetti accettabili nel Sitka Spruce.Anche la ANC-19 parla di questi difetti e spiega come identificarli. Se si è interessati a costruire in legno, sarebbe consigliabile procurarsi questi due documenti (ANC-19 e Military Specifications 6073).
Abbiamo già parlato in relazione all'umidità alle caratteristiche della fibra ed ai difetti che si presentano come sacche e striscedi vario tipo.Sappiamo che l'umidità corretta deve essere tra l'8% e il 12%, sappiamo anche che il diverso contenuto di umidità no influisce pero sulle caratteristiche meccaniche del pezzo.Per quanto riguarda gli altri difdetti già trattati vi consiglio di leggere gli articoli precedenti.

Concentrazione Nel Legno (Compression Wood)

Il fenomeno di legno concentrato (Compression Wood) viene anche chiamato "fibra dura". La Mil-Spec 6073 indica che non sono accettabili strisce di legno concentrato che siano più larghe di ½".
Il legno concentrato ha abitualmente la larghezza di dimensioni proporzionali agli anelli di accrescimento e ha un colore giallognolo o tendente al marrone quando il legno è essiccato.Puo essere rilevato come una striscia di colore più scuro sparso tra strisce di legno normale.Il legno normale ha abitualmente un numero limitato di anelli di accrescimento.Le proprietà di resistenza del legno concentrato è minore rispetto al legno normale, in particolar modo rispetto allla rigidità e alla resistenza agli urti.
Il legno compresso, si rompe con una frattura netta anziché scheggiarsi
In ogni caso questo difetto è ammesso in strisce che non superino il ½".
Il Legno concentrato non va confuso invece con il collasso da compressione detto Compression Failure, che è un difetto più grave.

Il collasso da compressione può essere un problema maggiore per il costruttore, in quanto non è un difetto accettabile.La cosa che lo rende più problematico, è che spesso è difficile da identificare. Il Collasso da compressione è definito come una deformazione o uno schiacciamento delle fibre del legno in seguito ad un forte stress da compressione lungo la fibra.Può essere individuato come un ruga che attraversa la faccia della tavola.Questa ruga può essere ben chiara e visibile ad occhio nudo oppure una piega visibile solo al microscopio.Questo difetto si genera quando l'albero ha subito un forte carico per neve o vento, oppure se durante il taglio l'albero cade su un altro tronco o oggetto.Anche un impropria lavorazione del tronco può generare questo tipo di difetto.Il collasso da compressione riduce in modo sensibile la resistenza agli urti ed alla flessione.Anche sotto un carico minimo una zona collassata può cedere completamente.Per questo motivo il legno affetto da questo tipo di anomalia non va assolutamente utilizzato nelle parti strutturali del velivolo.Se si sospetta un collasso da compressione un semplice metodo per evidenziarlo e di illuminare la zona con una luce concentrata angolata a 45° se presente un collasso da compressione si potrà osservare una linea irregolare che si estende ortogonalmente alle fibre.

Decadimento (Wane)

Il decadimento (wane) e definito come un impoverimento o una zona secca in prossimità del bordo o dell'angolo del pezzo.Quando si esamina un pezzo per un longherone il legno non deve essere eccessivamente deformato o perdere materiale sull'angolo o sulla faccia terminale della tavola.Spesso invece di legno compatto si possono trovare pezzi di corteccia sull'estremita della tavola.Anche questo difetto è causa di scarto.Questo difetto semplicemente non è accettabile in parti strutturali come il longherone, perché ovviamente è causa di indebolimento della struttura. A volte può sembrare come se il legno fosse stato smussato troppo, perche in realtà è stata la tavola ad aver perso del materiale.

Ovviamente un nodo è un difetto del legno, di fatto questi causano una distorsione ed una discontinuità nell'andamento della fibre. E' un difetto che impoverisce la qualità del legno. Quando il legno viene essiccato il nodo tende a ritirarsi in misura maggiore con il risultato di un peggioramento della qualità di tutta la zona circostante.Quando i nodi sono liberi possono anche uscire dalla tavola.Ovviamente il nodo ha anche un brutto aspetto dal lato estetico.Il nodo è semplicemente il punto di innesto di un ramo nel tronco.Un ramo può anche rompersi naturalmente, e il nodo chiudersi nel tempo.Questo causerà una distorsione nelle fibre sempre minore, e minore sarà lo spessore del nodo quanto maggiore sarà la dimensione del tronco. Questo spiega perché spesso un nodo sembra sparire.Un nodo perpendicolare alla tavola viene chiamato nodo tondo (round knot) mentre uno parallelo viene definito nodo a punta (spike knot).Un difetto di questo tipo può essere accettabile anche in parti critiche (come ad esempio il longherone), se non eccede alcuni limiti.In una tavola a fibra piana (cfr Articolo 3) non devono essere presenti nodi tondi.La MilSpec 6073 specifica che i nodi non devono essere più grandi di ½" e la somma dei diametri dei nodi presenti in un piede quadro non deve superare 1": Probabilmente stiamo utilizzando una tavola con taglio di tipo a squadra o edge grained , cioe con le fibre con un angolo di 45° o maggiore rispetto alla faccia lunga, in questo tipo di tavole il nodo che probabilmente troveremo un nodo di tipo a punta, questo tipo di nodo non deve superare in diametro la dimensione di ¼" .Un nodo sulla faccia stretta della tavola non è accettabile come difetto.Un fattore importante è come misurare la dimensione del nodo.Si deve misurare solo il nodo propriamente detto o si deve misurare anche la zona di fibra deviata?E' ovvio che a differenza tra i due metodi è sensibile.La ANC-19 definisce che si debba misurare solo il nodo propriamente detto, anche perché non sarebbe poi così semplice definire in modo preciso l'area di fibra deformata ed inoltra la deformazione tende ad addolcirsi allontanandosi dal nodo.Quindi in definitiva la dimensione da tenere in considerazione nella verifica dei nodi quella del diametro del nodo propriamente detto.

Fragilità (Brashness)

Un pezzo di legno che venga esposto ad alte temperature, può diventare fragile.Il legno così danneggiato , si rompe improvvisamente ed in modo netto senza scheggiarsi ed inoltre ha pochissima resistenza agli urti.Ovviamente questo tipo di difetto non può essere accettabile.La fragilità è di difficile rilevazione, se si acquista il legname da ditte specializzate in materiale aeronautico questo problema non sussiste, in quanto sarà il rivenditore a verificare la fragilità del materiale che vende, differentemente se provvedete da soli ad acquistare il materiale dal locale falegname, è ovvio che dovete avere una buona familiarità con il legno e su come sceglierlo.La Mil Spec 6073 indica come regola un test a campione, uno ogni 20 tavole.Se in questo test viene rilevata una fragilità anomala allora tutto il set di 20 tavole viene ispezionato. Difficilmente il falegname locale esegue questo tipo di verifica.

Striature Nere (Black Streaks)

Le striature Nere (Black Streaks) nel legno assomigliano come forma alle difetti a tasca ma sono di solito piene di una sostanza scura.Spesso si rilevano anche delle cavità o delle camere. Questo tipo di difetto viene generato dalla larva di un verme che vive di solito sotto la corteccia. Verticalmente alle estremità possiamo trovare un sottile strato fibra scura in una piccola parte dello strato di crescita.Guardando la tavola alla sua estremità questo appare come una riga nera sottile a volte più larga di un anello di accrescimento. Se ci si limita alla striatura questo è un difetto accettabile ma se è presente la camera o la cavità allora si assumono gli stessi limiti dei difetti a tasca.

Anelli rientrati (Indented Rings)

Leggendo questi articoli ti sarai reso conto di quanti sono i difetti che si possono presentare nel legno, un altro ancora sono gli anelli rientrati (Indented Rings).Questo difetto è abbastanza comune nel Sitka Spruce (Fig. 3 - in preparazione). Un altro tipo di rientranza e quella definita a graffio d'orso (Bear Claw o Bear Scratch). Viene così chiamata perché appare come un graffio sulla faccia della tavola.Il graffio d'orso è considerato solo un fattore estetico e non come un difetto vero e proprio, ciò significa che non ha influenza sulla resistenza del legno e quindi non è causa di scarto.Inoltre e di facile rilevabilità e quindi non rappresenta quindi un problema.Bisogna stare attenti però a non confondere il graffio d'prso con le arricciature della fibra che solitamente appaiono su una larga superficie della tavola mentre i graffi d'orso sembrano come fatti a caso sulla tavola appunto da un orso.Le arricciature della fibra appaiono come onde localizzate nella fibra mentre i graffi d'orso attraversano le fibre.Come abbiamo già detto la fibra arricciata irregolare è abbastanza comune ed è accettabile a patto che la sua larghezza sulla tavola non superi ¼ della larghezza della tavola ed in ogni caso non più di 4 piedi in lunghezza.

Scossa (Shake)

Una scossa è una rottura longitudinale tra due anelli di accrescimento. La rottura non è lungo un anello ma una frattura tra due anelli.Questo difetto si genera nel legname verde e non dipende da un cattiva gestione del pezzo.Questo tipo di difetto non è molto comune ma se rilevato il pezzo va scartato.

Spaccatura (Split)

Una spaccatura è il risultato di una gestione non attenta del pezzo in esame.Questo difetto si estende di solito per tutto lo spessore della tavola può essere presente in qualsiasi punto delle tavola ed è ovviamente motivo di scarto.

Incrinature (Checks)

Le incrinature sono fratture longitudinali che attraversano gli anelli di accrescimento.Questo difetto si genera durante la stagionatura per il ritiro del materiale.

Come abbiamo visto la verifica del legno è una sfida impegnativa ma non va sopravvalutato.Sono certo che se acquisterete il legno non da una ditta che vende materiale aeronautico, lo farete con molta attenzione.Queste aziende trattano solo legno che soddisfa i requisiti definiti dalla Mil Spec 6073 e a volte comunque verificano il materiale ricevuto.Se avete acquistato il materiale da una di queste aziende e ragionevole affermare che questo è gia stato controllato ed è privo della maggior parte dei difetti sopra citati.

Nel prossimo articolo tratteremo di un semplice metodo di verifica utilizzato da Wayne Ison della Tennesee Enginering and Manufacturing Inc. questo metodo viene utilizzato da Wayne per verificare se il legno che include nei suoi kit soddisfa i requisiti richiesti. Voi potrete fare lo stesso per verificare il vostro materiale.