Drewno kontra wilgotność

Podczas obróbki drewna najważniejszym aspektem, który trzeba wziąć pod uwagę jest związek tego tworzywa z wilgotnością. Drewno jest niezwykle higroskopijne. Oznacza to, że bardzo szybko traci lub przyjmuje wilgoć w zależności od jej poziomu w powietrzu. W czasie tych zmian drewno rozszerza się lub kurczy, co określa się jako „ruch drewna” (z ang. wood movement). Zjawisko to jest odpowiedzialne za ewentualne szkody i trudności w obróbce drewna. Świeżo ścięte drzewo zawiera dużo wody. Wilgoć ta występuje w dwóch różnych postaciach: jako woda wolna, która znajduje się cewkach lub naczyniach rośliny, a także jako woda związana, która jest uwięziona w ścianach komórek. Po wystawieniu świeżego, pociętego drewna na działanie powietrza, natychmiast zacznie ono tracić wodę. W tym momencie nie kurczy się, ponieważ włókna są nadal całkowicie nasycone związaną wodą. Dopiero gdy cała wolna woda zostanie utracona, drewno osiągnie tak zwany punkt nasycenia włókien lub FSP (z ang. fiber saturation point).

To, jak dużo wilgoci zostanie utracone podczas fazy suszenia ostatecznie zależy od temperatury i wilgotności względnej powietrza. Przy 100 % woda nie zostanie utracona, natomiast przy 0% cała wyparuje. Zawartość wilgoci liczy się jako stosunek wagi wody w drewnie do wagi całkowicie wysuszonego drewna (np. w piecu). Niektóre gatunki drzew mogą zawierać wagowo więcej wody niż włókien, co skutkuje zawartością wilgoci powyżej 100 %. Taki sposób wyliczenia ilości wody służy głównie celom ilustracyjnym. W większości przypadków najłatwiejszym sposobem sprawdzenia poziomu wilgotności drewna jest po prostu użycie higrometru. Warto zrozumieć, co faktycznie przedstawia odczyt wilgotnościomierza i pamiętać, że możliwe są odczyty powyżej 100 %.

Wyróżnia się dwie podstawowe metody pomiaru wilgotności drewna. Pierwszą z nich jest suszenie w piecu. Proces ten obejmuje suszenie drewna w dobrze wentylowanym piecu przez dłuższy czas. Po każdym cyklu drewno jest ważone. Proces ten jest powtarzany, aż waga drewna przestanie się zmieniać. Sposób ten jest jednak bardzo powolny i nie każdy posiada odpowiedni sprzęt do wykonania tej procedury. Drugą metodą jest posłużenie się wilgotnościomierzem. Dostępne są różne typy higrometrów do drewna, każdy z wieloma różnymi funkcjami. Liczniki te można podzielić na dwie kategorie według metody pomiaru: typu pinowego oraz bezpinowe. Urządzenia pinowe wykorzystują dwie lub więcej wbijanych elektrod do pomiaru zawartości wilgoci w próbce drewna za pomocą oporu elektrycznego. Ponieważ drewno jest naturalnym izolatorem, a woda przewodnikiem, im większy opór stawia prąd elektryczny, tym bardziej suche jest drewno i odwrotnie. Bezpinowe mierniki wilgotności, nazywane są przez niektórych miernikami „bezuszkodzeniowymi”. Wykorzystują specjalną płytkę skanującą do przepuszczania fali elektromagnetycznej przez próbkę materiału i odczytywania średniej zawartości wilgoci w obszarze skanowania.

Należy zauważyć, że w rzeczywistych sytuacjach FSP nigdy nie jest równomiernie osiągany w całej grubości drewna. Gradient wilgoci rozpościera się od powierzchni zewnętrznej, która jest bardziej sucha, do wciąż mokrego wnętrza. Gdy wilgotność drewna spadnie poniżej FSP, będzie nadal tracić wilgoć, aż w końcu ustabilizuje się na wartości podobnej do wilgoci w powietrzu, czyli osiągnie tzw. punkt równowagi wilgotności – EMC. EMC zmienia się w zależności od wahań temperatury i wilgotności względnej otaczającego powietrza.