Più di 80 milioni di metri cubi di legno sono essiccati in Europa ogni anno in essiccatoi industriali. Il processo di essiccazione, richiede una grande quantità di energia ma è un passaggio produttivo obbligatorio nella filiera di lavorazione del legno ed è un prerequisito necessario per applicazioni di alto valore.
Le scienze connesse con l'essiccazione del legno e i trattamenti termici hanno una lunga storia in Europa. Ricerche fondamentali dell'ultimo secolo e gli sviluppi dell'elettronica applicata al controllo di processo degli ultimi 40 anni hanno contribuito alla trasformazione del processo di essiccazione da un procedimento basato su conoscenze empiriche ad un processo industriale vero e proprio. Esiste tuttavia ancora una grande quantità di problemi e questioni che devono ancora essere risolte.
Durante la essiccazione il legno è esposto a rischi che possono compromettere la integrità e qualità del materiale, generati dai fenomeni fisici che avvengono durante il processo e la qualità della essiccazione influisce fortemente sulle prestazioni e comportamento del legno in opera. L'essiccazione causa una riduzione non uniforme del contenuto di umidità lungo lo spessore, con la conseguenza che le parti più esterne si essiccano prima di quelle interne producendo deformazioni plastiche e tensioni interne con conseguenti danni e decadimenti qualitativi.
Fino ad oggi era possibile quantificare le tensioni interne solo tramite elaborati test di tipo distruttivo alla fine del processo e quindi non utili al controllo.
Una sfida scientifica e tecnologica è oggi lo sviluppo di un sensore affidabile e in grado di misurare lo stato tensionale del legno durante la essiccazione in maniera tale che il computer che gestisce il processo sia in grado di controllare la qualità.
Tale sistema altamente innovativo dovrebbe costare poco, essere facile da usare, essere non distruttivo e produrre la minima interferenza possibile sullo stato del materiale e sulla misura. Inoltre dovrebbe essere chimicamente inerte e resistente alle dure condizioni ambientali presenti nell'essiccatoio.
Per soddisfare tali esigenze è stato progettato un sensore basato su sonde di pressione in tecnologia micromeccanica siliconica inseriti in una apposita capsula in teflon. Il teflon garantisce protezione e costituisce l'interfaccia fra sonda e legno rendendone possibile la manipolazione.L'influenza della capsula in teflon sulla sensibilità della sonda è stata studiata tramite simulazione numerica ad elementi finiti e comparata con misurazioni tradizionali di tensioni interne durante test di essiccazione su differenti specie legnose e a differenti condizioni di essiccazione.
I risultati mostrano la efficacia del sistema e una buona correlazione con la qualità finale del legno essiccato.
Il progetto di ricerca finanziato dalla Provincia Autonoma di Trento è ancora in corso. Differenti versioni del sensore sono state provate in condizioni di laboratorio e il prossimo passo sarà dato da prove in condizioni industriali, con lo scopo di realizzare un prototipo funzionante e il relativo modello per il controllo del processo basato sui dati provenienti dal sensore.
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