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Il ciclo di cottura della terracotta

La terracotta è ottenuta applicando una energia, in questo caso il calore, ad un materiale che subisce una trasformazione fisica, passando da fragile a compatto e duro.

Per ottenere quel materiale rosso/rosaceo duro e resistente, non esistente in natura, l'uomo ha imparato a cuocere l'argilla di cui disponeva, mediante lunghi processi di esposizione al fuoco. Tale procedimento, noto come ciclo di cottura dell'argilla, è un processo delicato di applicazione dell'energia calore che necessita di notevole esperienza, pena la rottura dell'oggetto che vogliamo cuocere. Il risultato della trasformazione è un altro materiale diverso dalla fragile argilla e prende il nome di terracotta.
Per i nostri propositi, ci interesseremo al ciclo di cottura della terracotta da giardino, perché come è noto, oltre agli scopi più nobili dell'utilizzo del nuovo materiale, fu scoperto che grazie alle proprietà di porosità e traspirazione, la terracotta era un eccellente materiale per contenere e far vivere bene le piante.
La cottura è una delle fasi del processo di produzione della terracotta da giardino che, le ricordiamo nell'ordine, sono: la preparazione della miscela argillosa, la realizzazione del manufatto, l'essiccazione, la cottura, la bagnatura/stagnatura e l'imballaggio. Subito prima della cottura c'è la necessaria fase di essiccazione del vaso, perché l'impasto di argilla per essere lavorabile contiene acqua e prima di procedere alla cottura è necessario che il prodotto sia completamente asciutto. Questo passaggio è intuibile se si dispone di una scolastica infarinatura di fisica elementare: l'acqua va in ebollizione e si trasforma in vapore aumentando di volume al raggiungimento di 100 gradi centigradi, una temperatura bassissima se si pensa ai 1000 gradi Celsius necessari per cuocere l'argilla. Deriva che se i vasi da cuocere contengono ancora abbastanza acqua questa tenderà a voler evaporare ed uscire prepotentemente dall'oggetto da cuocere al raggiungimento dei 100-130 gradi e provocherà sicuramente una spaccatura del pezzo. Tuttavia, neppure la più efficace delle essicazioni riesce ad asciugare completamente il vaso, che presenta all'interno ancora una piccola percentuale di acqua, specie nei pezzi di grande spessore. Ciò però non pone un problema per la futura integrità del manufatto, perché la piccola quantità di acqua riesce ad uscire dai pori presenti nell'argilla.
Si capisce già da questa spiegazione, che la fase iniziale della cottura, chiamata tempera, deve essere condotta molto lentamente proprio per permettere la fuoriuscita dell'acqua, sottoforma di vapore, dai minuscoli pori di cui è dotata l'argilla.
Il ciclo di cottura della terracotta da giardino è diverso, intuibilmente, da quello dei laterizi (che hanno piccoli spessori) o della piccola ceramica. Si intuisce che al crescere dello spessore del prodotto, il ciclo di cottura deve essere più lungo in termini di tempo. Generalmente, per cuocere un grande vaso occorre un ciclo di circa 34 ore. Ad ogni trasformazione dell'argilla, intesa come possibile shock al manufatto, si deve procedere in modo lento, per poi accelerare con il fuoco fino al raggiungimento della trasformazione successiva.
La prima fase di tempera, che va dalla temperatura ambiente (assumiamo 10 gradi) ai 125 gradi, proprio per i motivi appena trattati, può occupare 7-8 ore. In questo lungo periodo, l'acqua ha il tempo di evaporare ed uscire dai pori in modo soft senza causare spaccature o esplosioni dell'oggetto.


Tra i 300 gradi e i 900 gradi Centigradi, le argille subiscono le più importanti trasformazioni fisiche: La seconda fase critica si ha sui 300 gradi, dove viene eliminata l'acqua chimica che si trova nelle particelle. Questo fenomeno si chiama sinterizzazione dove le particelle di argilla creano un legame più forte e quindi una resistenza meccanica maggiore.
Tra i 450 e i 700 gradi, tutte le sostanze organiche presenti nell'argilla vengono eliminate. Importante è la zona intorno ai 580 gradi, dove avviene il processo di inversione delle particelle di silice da alfa a beta. E' un processo reversibile nel senso che tali particelle ritornano alfa quando si scende sotto i 580 gradi e provoca degli aumenti di volume che potrebbero generare microrotture, quindi in questa terza delicata fase si procede con cautela.



Grafico della curva di salita per la cottura della terracotta da giardino

L'ultima fase degna di nota nel processo di cottura dell'argilla è la cosiddetta maturazione o fase di stabilizzazione. In sostanza, raggiunta la massima temperatura possibile, oltre la quale abbiamo la fusione dell'argilla, regoliamo il calore in modo da smettere di salire e manteniamo per circa 3-4 ore (dipendente dallo spessore del materiale da cuocere) la massima temperatura. In tal modo, il fuoco penetra fin dentro tutto lo spessore dell'oggetto conferendone maggiore durezza e robustezza e contribuendo ad assicurarne la massima durata e resistenza alle esposizioni del tempo. Inoltre, la maturazione permette al fuoco all'interno del forno di scendere verso la parte più bassa del carro in modo da ben cuocere anche i pezzi che stanno alla base del carico. E' noto infatti che i forni moderni sono per la maggior parte a turboventola e quindi a fiamma rovesciata e pertanto prima arrivano a cottura i pezzi infornati per ultimo (quelli posizionati sulla parte alta del carro). Con la stabilizzazione si permette alla massa calda di scendere cuocendo anche la parte inferiore.



Per ottenere la terracotta si deve seguire un ciclo di cottura adatto al tipo di miscela argillosa da cuocere. Con il fuoco il materiale subisce una trasformazione fisica, passando da friabile e fragile a compatto e duro. A certe temperature le molecole cambiano struttura modificando la coesione e la resistenza meccanica. Per una buona cottura occorre conoscere come dosare il fuoco per ottenere un materiale resistente e duraturo nel tempo.

Completata la cottura, i bruciatori si spengono e i camini del forno si chiudono. Il forno rimane in pressione e prosegue in modo naturale la fase di maturazione. I forni nuovi, quelli che non sono usurati e non presentano perdite di calore, potrebbero anche accorciare la fase 4 della maturazione in quanto si potrebbe utilizzare il tempo della fase di pressione per completare la cottura.
Particolare attenzione, anche in fase di raffreddamento, alla zona 5 dei 580 gradi , dove avviene la conversione dei quarzi da beta a alfa, e comunque massima attenzione agli shock termini almeno fino ai 200 gradi. Un forno molto efficiente dal punto di vista della tenuta del calore, senza eccessivi sfiati e/o perdite, può anche utilizzare il calore interno come fonte di recupero per la stanza di essiccazione. Purtroppo, con gli anni, la tenuta dei forni diminuisce e spesso la fase di raffreddamento avviene in modo naturale.



Grafico della curva di salita e di raffreddamento per la cottura della terracotta da giardino

L'esperienza e la conoscenza del tipo di argilla che andiamo a cuocere e dello strumento atto alla cottura (forno) permette di calibrare dei cicli di cottura ottimali per ottenere un prodotto qualitativamente resistente e duraturo ma anche un risparmio energetico, fonte di costo importante in ogni azienda che produce terracotta.