mercoledì 12 novembre 2014

COSTRUZIONE DELLA CUPOLA ( Calotta) 

NEI FORNI A LEGNA

Blog in costruzione - Giuseppe Ghidorzi 3397704558 - ghidor@tiscali.it
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Inizieremo ad affrontare l'argomento iniziando dalla cupola del Nuovo Forno Favaglie costruito presso l'Area Museale Favaglie a Cornaredo (MI) gestita dalla sezione di Italia Nostra Milano Nord Ovest. Il forno riunisce tutte le esperienze ed innovazioni maturate sia nei restauri degli antichi forni comunitari, che nella realizzazione di nuovi forni. 
La esecuzione della cupola è stata affidata ad un esperto fornista: Alessandro Bertoli, famiglia che da tre generazioni si occupa dei forni a legna. Le foto eseguite durante la costruzione documentano la facilità con la quale un tecnico esperto risolve in breve tempo  l'esecuzione di una cupola da 1,80 m di diametro


Nella pianta del forno è ben visibile lo spazio dedicato alla coibentazione esterna, costituita da materassini in fibra ceramica, vermiculite sciolta elementi che oltre all'isolamento garantiscono un volano che mantiene a lungo la temperatura nel forno anche dopo giorni dal suo spegnimento.

SEZIONE LONGITUDINALE

La sezione longitudinale consente di vedere la parte innovativa riferita alla zona bocca del forno e cappa fumi e lo scarico delle ceneri. La cappa con il restringimento per realizzare il tiraggio con effetto Venturi che evita la caduta di fuliggine sui cibi in uscita dal forno.
La lamiera di contenimento poggerà direttamente sulla soletta di 1 getto con un'altezza di 35 cm, come visibile nella sezione trasversale il bordo superiore sporge in maniera da contenere il primo anello dei mattoni della cupola.


Vista  della soletta di primo getto gettata in calcestruzzo di Leca armata con rete elettrosaldata collegata ai due muretti di sostegno in blocchi di calcestruzzo 20x20x40.






.Posa dell'elemento innovativo (brevetto Bertoli), la lamiera di contenimento nella quale viene racchiusa la cupola con il compito di contenere le dilatazioni dovute agli effetti termici durante l'uso del forno, utile anche come dima esecutiva della cupola.

Nel disegno di progetto sono indicate sia le dimensioni fedelmente seguite che i materiali costituenti il supporto del piano di cottura che la coibentazione della calotta.
Particolare innovazione costituisce la base del forno dove viene inserita un anello di lamiera metallica che ha il compito di contenere le dilatazioni termiche e nel contempo fungere da cassero dima per il piano di sostegno della calotta.


La lamiera di contenimento è in posizione pronta per gettare al suo interno dello strato di calcestruzzo di leca previo applicazione di boiacca di ripresa. Il getto inghiserà la rete elettrosaldata saldata al bordo perimetrale della dima metallica. A getto consolidato si potranno togliere i ferri di mantenimento in forma fissati provvisoriamente sul bordo superiore.




Getto di seconda fase all'interno della dima. Sono visibili i ferri di mantenimento in forma che verranno poi levati per consentire la posa delle varie stratigrafie previste.



A getto consolidato viene posato il materassino in fibra ceramica, isolamento minimale, perché la soletta in calcestruzzo di Leca collaborerà come volano con accumulo del calore. 


Materiali, tra i quali i blocchetti in gas beton pronti per la posa.



Sono stati posati i blocchetti in gas beton ed è in vista la stesura dello strato in sabbia. 




E' stata completa la posa dello strato in mattoni refrattari costituenti il piano di cottura del forno. Il bordo della dima in lamiera sporge quel tanto che sarà sufficiente a contenere la prima orditura perimetrale dei mattoni refrattari costituenti la cupola.



Una volta posizionato l'arco di imbocco del forno, il Sig. Bertoli comodamente seduto su di un seggiolino che poggia sul piano di cottura inizia la posa della prima orditura dei mattoni refrattari.


Il forno è stato premontato nel laboratorio del fornista dove sono stati tagliati e numerati tutti i mattoni refrattari. Il collaboratore pertanto si limita a fornire la malta refrattaria e man mano che il lavoro avanza i singoli mattoni preventivamente numerati. 



Il montaggio procede speditamente senza l'ausilio di nessuna dima, siamo al sesto anello della cupola.

La muratura della cupola si sta avvicinando alla sommità, l'apertura sommitale si è alquanto ridotta, l'operatore si appresta ad uscire dal forno.





La cupola è portante e questo consente al montatore di uscire appoggiandosi sui lati della muratura.


Momento finale, in piedi sulla sommità del forno il Sig. Bertoli si appresta ad inserire l'ultimo elemento refrattario che completerà l'esecuzione della cupola. 




Terminata la muratura la cupola viene subito intonacata con malta refrattaria.




Segue la posa su tutta la superficie  di un materassino in fibra ceramica.


Seguito dalla messa in opera di un buon spessore di lana di roccia.
Da notare che il tecnico che porge la lana di roccia è munito di mascherina di protezione dalle fibre della lana di roccia.





E qui termina il lavoro del fornista, da questo momento si attiveranno nei vari lavori i tecnici di Italia Nostra per dare al forno il suo aspetto architettonico definitivo.

Il contenitore esterno costruito in mattoni forati sarà l'elemento basilare per contenere tutto il materiale isolante previsto.

Vista della sommità della cupola con la lana di roccia fermata con una fasciatura di rete zincata a maglia piccola con nelle foto seguenti il grande riempimento di vermiculite sfusa. Seguiranno i lavori della copertura della camera di contenimento con tavelloni forati, poi un materassino posato sulla soletta in tavelloni intonacati con l'esecuzione finale della copertura in coppi. 

COLLAUDO

Il forno è stato ben collaudato nei laboratori di panificazioni, nelle Feste del Pane, e nelle pizzate sociali (ben 120 pizze in una sola serata) con il trascorrere del tempo perdendo l'umidità dovuta alle lavorazioni ha acquisito maggior durata del volano termico, e ridotti i tempi di preriscaldo. http://www.ghiacciaiafavaglie.it/laboratori-di-panificazione.html

I

Forni Storici - Forno romano a Pompei




In primo piano le macine per la produzione della farina





Tralasciamo ora gli antichi progenitori dei forni a legna per occuparci dei forni attuali. In commercio sono disponibili molti forni prefabbricati che danno come vantaggio primario di accorciare di molto i tempi di costruzione del proprio fornetto. I risultati, come ho avuto modo di sperimentare direttamente sono validi e comparabili con i risultati dei forni costruiti direttamente in mattoni, anche se la costruzione manuale può gratificare di più vedendo nascere il forno mattone su mattone.

Naturalmente mi riferisco a forni costruiti con le corrette regole perché  basta esplorare in internet e si ha modo di vedere anche forni con costruzione definita dagli esecutori "ruspante". Con possibili effetti di fessurazione della cupola o rilascio di parti della muratura durante la cottura degli alimenti e discontinuità dimensionali della cupola interna.




Naturalmente anche questi forni possono cuocere il pane ed altro, ma oggi con le esperienze acquisite siamo in grado di costruire forni durevoli nel tempo e con un buon rapporto tra resa termica  e consumo della legna.

In alcune zone del meridione era uso costruire questi forni casalinghi utilizzando i più svariati materiali, come cocci di coppo e mattoni antichi, o dove disponibili anche blocchi di tufo o di pietra leccese http://www.pietralecceseonline.it/entra/2_camini/foto_46.htm

Naturalmente ogni esecutore realizza quanto di meglio può esprimere che va dal massimo della perfezione come alcuni esempi allegati, o con metodi più ruspanti dove ci si accontenta del risultato senza mirare alla perfezione ed agli eventuali ponti termici dovuti alle discontinuità tra refrattario e le grosse fughe che possono risultare con un assemblaggio che utilizza molta malta per compensare l'accostamento tra mattone e mattone. https://www.youtube.com/watch?v=hLPEJXg-5As

Sono indubbiamente anche questi metodi validi e gratificanti per chi vuole attingere ai vecchi metodi, però non dimentichiamo che anche nei vecchi forni, specie quelli comunitari la calotta in alcuni casi era veramente una costruzione di alto livello murario, vedi il la calotta del forno di cascina Croce a Cornaredo MI.



L'esecuzione del forno con utilizzo degli elementi  prefabbricati ha  tra i vantaggi oltre a ridurre i tempi di esecuzione, consente di utilizzare cupole ampiamente collaudate sia nelle miscele dei conglomerati refrattari che nei rapporti dimensionali come il diametro, l'altezza della cupola e della apertura della bocca del forno.

Uno degli aspetti negativi dei fornetti a cupola prefabbricata consiste nel fatto che non sempre si ha un piano di cottura idoneo anche alla cottura del pane.  Alcuni utilizzano refrattari in conglomerato refrattario simile a quello della cupola o in mattoni con un alto grado di allumina buoni per la pizza ma per la forte conduttività poco idonei alla cottura del pane. Vi sono anche costruttori, (tra i quali la Valoriani) che per il piano di cottura utilizzano tavelloni refrattari rossi http://valoriani.it/it/refrattari_rossi a media conduttività termica. 
Altro aspetto da non sottovalutare è lo spessore della cupola in prefabbricato che solitamente si aggira sui 6 cm. 
Nel forno Cà Rossa  http://www.fornocarossa.blogspot.it/ questo spessore è stato incrementato con la posa di mattoni all'esterno della cupola con ottimi risultati per l'aumento del volano termico, utile nella cottura del pane. Si può anche ovviare al basso spessore della cupola con una maggiorazione della coibentazione.


Costruzione della Cupola in mattoni


Costruire il forno iniziando dalla cupola è il massimo della soddisfazione che un forno amatore possa ricavare dalla costruzione di un forno.
Il fornista deve inanzi tempo verificare la disponibilità in zona dei materiali necessari: mattoni refrattari, malte refrattarie e prodotti isolanti quali: materassino in fibra ceramica, lana di roccia, pannello ceramico, vermiculite ecc. Solo per dare una idea di quanto offre il mercato basta visitare uno dei produttori  http://www.unistara.com/catalog/SchedeTecniche/Catalogo_RefrattariIsolantiLineaForni_Ed06.pdf


La costruzione della cupola dipende dall'uso al quale è destinato il forno: pizza o pane e pizza. Dall'esperienza maturata sui forni comunitari per il pane la forma della cupola era ad elisse perchè si utilizzava essenzialmente la temperatura per rifrazione che doveva interessare tutta la superficie del piano di cottura. nei forni per pizza sarà elemento importante la fiamma che lambendo la sommità della calotta per convenzione verrà a "colpire" le pizze in cottura .

Le dimensioni dipendono dalla circonferenza del forno alla base e dalla altezza della volta. L'altezza della volta alla sommità interna si ricava con la formula:
H = d/3,4 dove H è l'altezza della volta e d è il diametro del forno in centimetri. Comunque l'altezza della volta non deve mai scendere sotto i 25-30 cm. Per esempio in un forno da 110 cm di diametro, l'altezza della volta sarà di 40 cm circa.
Bisogna fare in modo che il centro della base del forno si avvicini al fuoco della volta che in genere è un paraboloide, in modo da concentrare la riflessione del calore della volta sul piano di cottura.
Teniamo presente che le altezze possono anche variare da forno e forno in funzione del suo utilizzo:

Forno comunitario di Cascina Croce L=2,00, H=0,48 rapporto D/H = 4,16
Forno Favaglie L=1,80, H=0,60 rapporto D/H = 3
Forno prefabbricato Valoriani H=1,10, H= 0,31 rapporto D/H = 3,2

Le dimensioni della bocca dipendono anch'esse dal diametro del forno, da cosa si intende cucinare, e dalla dimensioni dei tegami che si vuole inserire. Un forno con un diametro di 120 cm. dovrebbe avere la base della bocca di almeno 50 cm. e una altezza di 28 cm. Anche la forma della bocca è influenzata dalla destinazione che si intende dare al forno. I forni destinati alla cottura del pane e della pizza preferiscono bocche a forma di trapezio isoscele, ma anche rettangolari, mentre i forni destinati alla cottura di cibi come dolci e farinate preferiscono l'apertura a forma di semicerchio leggermente schiacciato al centro.
Come in precedenza indicato, internet è affollata di forni-amatori che riportano le loro esperienze costruttive con blog e filmati. Molti, oserei dire usano tecniche primordiali; però anche quando ci si accontenta dei modesti metodi casalinghi ci sono sempre quelle soddisfazioni che derivano dalla cottura del proprio pane nel forno costruito con le loro mani. 

Analizzando le varie sperimentazioni si giungerà a capire i fattori che possono valorizzare il tempo speso e consentire nel contempo il buon funzionamento del forno quali: la forma, le dimensioni, gli accorgimenti per contenere le dilatazioni termiche, le malte refrattarie, i mattoni refrattari costituenti il piano di cottura, l’isolamento, la rilevazione delle temperature, i portelli, e la illuminazione interna del forno sono tutti elementi che un buon fornoamatore deve ben considerare prima di iniziare il progetto e poi il suo cantiere. Caratteristica basilare che deve adottare un buon fornoamatore di saper discernere da tutti i pareri dei vari specialisti (compreso anche il sottoscritto) perché ognuno è fiero di quanto realizzato e non è pronto ad ammettere qualche errore commesso.

Diamo per scontato che il novello fornista abbia almeno una esperienza di base nella manipolazione delle malte ed esecuzione di murature, altrimenti prima di partire nella esecuzione della cupole conviene fare apprendistato e provare alcune campionature.


La sequenza della costruzione della cupola del Nuovo Forno Favaglie, ha consentito di prendere atto della facilità con la quale un esperto in forni (Alessandro Bertoli, MN) possa eseguire in tempi brevi la struttura in mattoni refrattari costituenti la cupola di un grande forno a legna per il pane. Il segreto del risultato oltre alla esperienza, elemento indispensabile, il risultato è stato facilitato dal perfetto taglio di ogni mattone, premontati e numerati nel laboratorio prima del loro trasporto sul cantiere.
Mi rendo conto che per un amatore alle prime armi non è possibile ricorrere a questi sistemi professionali e visto che in internet (come costruire un forno) molti si sono cimentati con i più svariati metodi per formare la cupola, metodi in alcuni casi molto complessi. 

MATTONI REFRATTARI
Come visibile in alcune delle foto allegate in alcuni casi sono stati utilizzati mattoni non sagomati, come visibile nello schema planimetrico a lato ipotizzando una posa accostata sul profilo interno della cupola all'esterno avremo le seguenti fughe:
Forno con diametro 100 cm = fuga 2,4 cm
Forno con diametro 120 cm = fuga 1,9 cm
risulta evidente che le fughe si riducono con l'aumentare del diametro del forno. Si evenzia anche che questi scostamenti li avremo anche sul piano verticale.


Metodo con preforma interna.
L’antico metodo di creare una forma in argilla o con sabbia umida leggermente dosata con cemento usata come stampo, da rimuovere poi a calotta ultimata attraverso la bocca del forno, aveva il vantaggio di poter modellare la calotta interna a proprio piacimento ma come aspetto negativo il fatto che questo metodo non consentiva di rifinire le fugature sul lato interno e togliere le eccedenze delle malte di assemblaggio perché erano a contatto della forma.

Metodo con esecuzione libera
E' la metodologia più complessa perché implica un alto livello di esperienza muraria e la necessità di impiegare possibilmente mattoni sagomati da impiegare nelle zone dove finisce la parete sub verticale ed inizia la  la curvatura della volta.
L'utilizzo dei mattoni sagomati acquistati sul mercato o tagliati direttamente con sega per piastrellisti ad acqua, ha il vantaggio di ridurre ad uno spessore minimo le fughe tra mattone e mattone con il vantaggio che i mattoni possono essere assemblati con l'impiego di una maltina ad inerte fine  che garantisce il sostegno per semplice coesione.
   




Su you tube è presente il filmato https://www.youtube.com/watch?v=4eCDZu1T-J0  dell'esecuzione di questo forno, come sono presenti i filmati dove sono state ricavate le immagini pubblicate in questa breve recensione.

Metodo con dima interna.
La fantasia dei forno-amatori si è molto sbizzarrita sull'impiego delle dime, per i piccoli forni dove la forma della cupola si avvicina alla semisfera si possono adottare le dime a compasso 


che andremo di seguito ad illustrare con documentazioni fotografiche, ma quando si vuole dare una forma a cupola ribassata si può anche utilizzare questo metodo alternativo.


DIMA ROTANTE 



Esempio di forno con dima a rotazione come esemplificato nello schizzo precedente


DIMA A COMPASSO


Nella foto a lato è visibile una dima a compasso con listelli di centratura con la parte finale della dima a compasso che prosegue per consentire l'allineamento del mattone durante la posa.
La foto consente anche di rilevare che i mattoni sono stati sagomati e questo consente di posarli quasi a contatto rendendo quasi nulle le fughe all'interno della cupola





Altra dima a compasso con terminale in lamiera. Notare anche il cassero per la esecuzione del voltino della bocca del forno.




Esecuzione della chiusura sulla volta. 


Alleghiamo una sequenza di consente di verificare la corretta esecuzione di un fornetto. In questo caso trattasi di un fornetto semisferico, pertanto la dima a compasso può essere utilizzata quasi a completamento della volta. Dovendo basare il sostegno del mattone solo sulla coesione dovuta alla malta conviene per avere maggiore stabilità man man si procede rifinire le fughe esterne e lasciarle consolidare. Valida anche anche la graduale intonacatura della parete perimetrale  esterna. 

I mattoni refrattari utilizzati sono nella maggior parte dei casi sono normali mattoni refrattari tagliati sulla mezzeria per ottenere uno spessore di circa 11 cm,
  

Mentre nell'esempio a lato non è ben chiaro che tipologia di mattone è stato utilizzato nell'esecuzione della sommità della cupola perché basilare è mantenere sempre il medesimo spessore della parete



















Esecuzione Cupola con dima interna rigida
Altro metodo utilizzato da molti fornisti è l'adozione di una dima interna rigida che consente di appoggiare direttamente il mattone durante l'esecuzione della cupola. Come ho già indicato nella dima in sabbia, anche questo metodo che facilita la posa dei refrattari, non consente di togliere eventuali colature di malta all'interno della cupola. Si può ovviare e ridurre a questo difetto mantenendo il più possibile vicino il contatto tra mattone e mattone.




Questa modalità esecutiva implica di predisporre una dima che consenta di essere smontata alla fine della costruzione della cupola. La rimozione deve avvenire attraverso l'unica apertura, costituita dalla la bocca del forno.





Notare tutti gli spezzoni dei mattoni refrattari risultato del taglio dei refrattari per adeguarli alla curvatura della cupola.




Fase finale della chiusura della orditura dei mattoni sulla sommità della cupola. Come visibile in questa zona sarà massima l'azione del taglio dei mattoni per adeguarli al raggio sempre più ristretto.





Sotto la vista interna della cupola dopo la rimozione della dima rigida, visibili le discontinuità che la presenza della dima non ha consentito di sigillare durante la posa di mattoni refrattari.


















































FORNI A LEGNA A DOPPIA CAMERA
Il forno a doppia camera, ovvero la camera di combustione separata dalla camera di cottura ha origini lontane fu ideato dall'abate Anelli nel 1887 per ridurre i costi della panificazione.

FORNO  ANTONIO ROSSO

Iniziamo da un primo prototipo di forno a doppia camera progettato e costruito dal forno amatore Antonio Rosso di Fossano CN.

Antonio in una sua relazione scrive: "Leggendo su internet le domande che altri appassionati di forni come me fanno a riguardo di forni fatti con mattoni refrattari del passato circa la costruzione fatta con camera di combustione separata dalla camera di cottura.








M
i sono documentato grazie a spiegazioni di appassionati nel costruire camere di combustione a legna, dando anche molti dati tecnici su come deve essere fatta la camera di combustione, i parametri dei rapporti dei giri fumo necessari per sfruttare il calore sprigionato dalla combustione della legna accesa nella camera, dati messi a disposizione di questi appassionati che li hanno pubblicati e che ringrazio vivamente del contributo che mi hanno dato. Segue descrizione..

La sezione è in preparazione, oltre al forno amatoriale del Sig. Antonio presenteremo forni commerciali utili per la grandi comunità come agriturismi ed altre ditte del settore che scommettono sul futuro con la panificazione nei forni a legna e con l'utilizzo di farine  di cereali macinati a pietra e con l'utilizzo del lievito di pasta madre.

Un primo forno del tipo industriale viene prodotto dalla ditta DI FIORE di Fiore Alessandro di Ascoli Piceno che ha una buona produzione di forni per la panificazione a legna, vedi il sito:
www.difiore-forni.it
https://www.youtube.com/watch?v=PxN9qxF21x4

Appena disporrò delle immagini provvederò a pubblicarle.




CANNE FUMARIE
La canna fumaria è un elemento essenziale per il buon funzionamento del tiraggio di un forno. La cappa antistante il portello può avere grandi dimensioni come nel Nuovo Forno Favaglie - fornialegna.wordpress.com - o minimale come nel forno Cà Rossa . fornocarossa.blogspot.it Una grande cappa evita la fuoriuscita dei fumi quando all’interno del forno viene attivata una grande combustione, esempio con utilizzo di una fascina; questo vale essenzialmente per i grandi forni. Il tiraggio è attivato dal principio denominato “effetto Venturi” quando i filetti fluidi passano da una sezione larga ad una più stretta, dove per mantenere la portata aumenta la velocità dei fumi. Molti fattori intervengono per avere un buon tiraggio: la sezione della canna fumaria, e la sua altezza dal piano di ingresso dei fumi. Significativo anche il comignolo dove per evitare che le correnti taglino l’uscita è preferibile un comignolo autoaspirante.


Nel caso dei forni esterni la canna fumaria può essere verticale, pertanto l’unico problema e dimensionare opportunamente l’altezza. Elemento da non trascurare l’isolamento della canna fumaria perché i fumi mantenuti in temperatura saliranno più facilmente verso l’alto.
Dove il forno è posto all’interno di un locale, non è possibile avere la canna verticale, pertanto una delle soluzioni è quella del forno Cà Rossa dove la canna di esalazione percorre la superficie esterna del forno prima di collegarsi alla canna verticale.
Attualmente sono disponibili canne fumarie in acciaio inox  da collegare direttamente alla cappa ridotta e dall’altro lato alla canna fumaria verticale. Tenendo presente di inserire portelli di ispezione, e dove possibile valvole di regolazione e chiusura. I portelli di ispezione serviranno essenzialmente per la pulizia della canna fumaria con un
aspirafuliggine elettrico.
Una volta posizionati gli elementi costituenti la canna fumaria e la cappa in acciaio inox si provvederà, dopo averli coibentati con materassino in fibra ceramica, al getto ed alla stesura dei rivestimenti finali con malta  refrattaria posata su rete esagonale in filo zincato (questo evitarà fessurazioni per le normali dilatazioni termiche. 




Naturalmente esistono situazioni dove le canne fumarie non hanno  seguite queste regole, come nel castello di Paderna -  PC, ma visto che non eravamo presenti al momento dell’utilizzo di questo antico forno non possiamo considerare il buon funzionamento della sua canna fumaria e se affumicava i fornai medievali addetti alla panificazione.

In internet ho rintracciato un sito che tratta bene in maniera tecnica l'argomento del tiraggio delle canne fumarie. Dopo averne chiesta l'autorizzazione all'autore Alfredo Neri ne pubblico il link di una pagina "Le canne fumarie" che consente poi di spaziare anche su altri argomenti  correlati: http://www.alfredoneri.com/camini.htm


Buon lavoro a tutti i fornoamatori, per contatti  Giuseppe Ghidorzi 

339 7704558  - ghidor@tiscali.it