Il legno è un materiale igroscopico che possiede la capacità di scambiare umidità con l'atmosfera circostante e di trattenerla sotto forma liquida o di vapore acqueo. Si definisce umidità del legno il rapporto % tra il peso dell'acqua contenuta in una porzione di legno ed il suo peso anidro:

U = [(p-p₀)/p₀] x 100

dove p : peso umido (o fresco) del legno p₀ : peso anidro del legno

Anche dopo un lungo periodo di stagionatura naturale o un ciclo di essiccazione, il legno conterrà sempre una percentuale di acqua in equilibrio dinamico con le condizioni termo-igrometriche dell'ambiente circostante. Il legno mantenuto a condizioni di temperatura e umidità relativa costanti perde o acquista umidità , secondo una curva caratteristica, fino al raggiungimento di una umidità , cosiddetta di equilibrio, che alla temperatura ambiente di 20°C e all'umidità del 65%, viene definita umidità normale e corrisponde al 12% circa.

L'umidità del legno puo essere misurata oppure stimata, utilizzando metodi diretti, che prevedono la misurazione della massa d'acqua contenuta nel campione e la massa dello stesso allo stato anidro, o metodi indiretti che sfruttano le correlazioni esistenti tra l'umidità del legno e altre grandezze fisiche (metodi non distruttivi). I metodi indiretti in particolare consentono di stimare l'umidità senza alterare la struttura del manufatto e presentano il grande vantaggio di poter essere ripetuti per monitorare gli andamenti dell'umidità nel tempo.

I metodi più utilizzati sono:

• metodo diretto gravimetrico (metodo per pesata),
• metodi indiretti elettrico e capacitivo,

Esistono diverse norme EN in materia di determinazione dell'umidità del legno:

• UNI EN 13183-1 Umidità di un pezzo di legno segato - Determinazione tramite il metodo per pesata.

• UNI EN 13183-2 Umidità di un pezzo di legno segato - Stima tramite il metodo elettrico

• UNI EN 13183-3 Umidità di un pezzo di legno segato - Parte 3: Stima tramite il metodo capacitativo

Si riporta di seguito una descrizione delle diverse metodologie di prova.

Il metodo per pesata. Il metodo gravimetrico richiede l'uso di una stufa ventilata con termostato e di una bilancia. La stufa deve essere ventilata per asportare il vapore liberato dal provino, mentre la temperatura è fissata a 103 ± 2°C in modo tale che tutta l'acqua si trasformi in vapore senza che vi siano fenomeni di distillazione degli estrattivi o di degradamento termico della parete cellulare. Si tratta del metodo più preciso ma richiede tempo ed un minimo di attrezzatura di laboratorio (stufa e bilancia di precisione).

Il metodo elettrico. Tra i metodi indiretti troviamo il metodo elettrico. È ben noto come legno sia un pessimo conduttore di elettricità: nello specifico la sua resistività è funzione dell'umidità; essa aumenta al suo diminuire e viceversa, seguendo una legge in linea di massima esponenziale fino al punto di saturazione, per poi continuare a diminuire in maniera meno marcata e regolare. Questa relazione viene sfruttata per stimare l'umidità a partire da una misura della resistività del materiale legnoso. Gli strumenti utilizzati possono essere differenti. I sistemi più diffusi vedono l'uso di strumenti di misura che utilizzano elettrodi metallici infissi nel legno (vedi anche UNI EN 13183-2). L'accuratezza della misura di umidità dipende in gran parte dalla qualità dello strumento. Mentre le misure dirette forniscono un valore medio di umidità dell'intero elemento, i metodi indiretti restituiscono un valore medio locale, con possibilità di errori grossolani nel caso in cui:

• si posizionino gli elettrodi in corrispondenza di zone di accumulo di umidità;
• l'oggetto sia ricoperto da una patina di condensa, oppure sia trattato con soluzioni saline (ad es. preservanti), in grado di alterare le proprietà elettriche del legno.

Per ovviare a tali inconvenienti esistono elettrodi a stelo isolato. Ad ogni modo, per poter ottenere una misura media bisogna ripetere l'operazione in più punti dell'oggetto, almeno 3, e a diverse profondità , escludendo le estremità e le zone che presentano difetti o anomalie del legno (nodi, ecc.).

Misuratori a capacità. Gli strumenti che misurano la costante dielettrica del legno sono detti misuratori a capacità o capacitivi. Sono strumenti dall'uso molto semplice ed immediato: sono costituiti da una testa porta elettrodi da appoggiare o semplicemente avvicinare alla superficie del legno. Gli svantaggi nell'uso di tale strumentazione sono legati:

• all'incertezza della misura legata alla presenza di gradienti di umidità,
• all'influenza della massa volumica sulla misura (ogni specie legnosa necessita di una sua taratura).