La cottura rappresenta la trasformazione irreversibile che conferisce al laterizio le sue caratteristiche definitorie: resistenza meccanica, durabilità, stabilità dimensionale e comportamento nei confronti dell'acqua. Nell'industria moderna, questa fase è gestita nei forni a tunnel continui, impianti che hanno sostituito le fornaci Hoffmann e le fornaci a batch nelle produzioni su scala industriale.
Il forno a tunnel: struttura e principio di funzionamento
Il forno a tunnel è una struttura in muratura refrattaria con sezione rettangolare e lunghezza che può variare da 60 a oltre 150 metri a seconda della capacità produttiva. I carrelli refrattari, su cui sono impilati i mattoni essiccati, avanzano lentamente attraverso il forno su rotaie, attraversando zone a temperatura progressivamente crescente, quindi la zona di massima temperatura (zona di cottura), e infine le zone di raffreddamento.
Il principio fondamentale è il controflusso: i gas caldi di combustione si muovono in senso opposto al moto dei carrelli, dai bruciatori della zona di cottura verso l'ingresso del forno, cedendo calore al materiale in preriscaldo. Il calore di raffreddamento, prelevato dall'aria fredda insufflata nella parte terminale del forno, viene in parte recuperato e riutilizzato negli essiccatoi adiacenti.
Curve di temperatura e reazioni chimiche
La curva di temperatura a cui vengono sottoposti i laterizi durante la cottura deve essere progettata in funzione della composizione mineralogica dell'argilla. Le principali trasformazioni che avvengono durante il riscaldo sono:
Principali trasformazioni durante la cottura
- 100–200°C: Eliminazione dell'acqua residua igroscopica
- 200–400°C: Combustione della materia organica nell'argilla
- 450–600°C: Disidratazione dei minerali argillosi (perdita dell'acqua di costituzione)
- 573°C: Inversione del quarzo (α→β), fase critica per il rischio di rotture
- 700–900°C: Decomposizione dei carbonati (CO₂), formazione di ossidi
- 900–1100°C: Formazione di fase vetrosa, sinterizzazione parziale, sviluppo della resistenza meccanica
- Raffreddamento a 573°C: Inversione inversa del quarzo, fase critica
Le fasi di inversione del quarzo a 573°C, sia in riscaldo che in raffreddamento, richiedono una variazione di temperatura lenta e controllata per evitare tensioni interne che potrebbero causare rotture. Questo vincolo influisce significativamente sulla durata del ciclo di cottura.
Temperatura massima e tipologie di argilla
La temperatura di cottura ottimale dipende dalla composizione dell'argilla e dal tipo di prodotto da ottenere. Le argille con elevato contenuto di carbonato di calcio richiedono temperature più basse per evitare la formazione di noduli di calce libera, che potrebbero causare rigonfiamenti nel prodotto finito a contatto con l'umidità atmosferica.
| Tipologia prodotto | Temperatura max (°C) | Note |
|---|---|---|
| Mattone pieno da faccia vista | 1000 – 1100 | Alta resistenza, basso assorbimento |
| Blocco forato da muratura | 900 – 980 | Ciclo più rapido, argille più plastiche |
| Tavella e tavellone | 920 – 1000 | Prodotti sottili, raffreddamento critico |
| Tegola coppo | 1000 – 1050 | Resistenza al gelo obbligatoria |
Atmosfera di cottura e colorazione
L'atmosfera all'interno del forno durante la cottura influisce sulla colorazione finale del laterizio. Un'atmosfera ossidante (eccesso di aria rispetto al combustibile) favorisce l'ossidazione del ferro a Fe₂O₃, che produce le tipiche tonalità rosse. Un'atmosfera riducente produce invece tonalità più scure, tendenti al grigio-nerastro, per la formazione di FeO e Fe₃O₄.
I produttori italiani di mattoni faccia a vista gestiscono con precisione questo parametro per garantire uniformità cromatica dei lotti, requisito essenziale per le applicazioni decorative in architettura.
Efficienza energetica e combustibili
Il forno a tunnel è significativamente più efficiente delle precedenti tecnologie grazie al recupero del calore in controflusso. I combustibili utilizzati nell'industria italiana del laterizio sono prevalentemente gas naturale e, in misura crescente, biogas da processi di digestione anaerobica. Alcuni impianti integrano biomasse lignocellulosiche come combustibile ausiliario.
La direttiva europea ETS (Emission Trading System) include il settore ceramico-refrattario e il comparto dei materiali da costruzione, incentivando l'ottimizzazione dei consumi e l'adozione di tecnologie a minore emissione di CO₂.
Forni intermittenti: impiego residuale
Accanto ai forni a tunnel, restano in uso forni intermittenti (a camera o a car-bottom) per produzioni specializzate, prototipi o piccole serie di prodotti speciali. In Italia alcune realtà produttive artigianali nel settore del cotto toscano e del cotto pugliese mantengono forni a legna o a gas a ciclo intermittente per preservare caratteristiche organolettiche e cromatiche tradizionali che i forni a tunnel non riproducono con la stessa variabilità.
Collaudo e controllo qualità post-cottura
Dopo la cottura e il raffreddamento completo, i laterizi vengono scaricati dai carrelli e sottoposti a controllo dimensionale, visivo e meccanico. I test obbligatori per la marcatura CE secondo UNI EN 771-1 includono la determinazione della resistenza a compressione, la tolleranza dimensionale, l'assorbimento d'acqua e, per i prodotti esposti a cicli di gelo-disgelo, la prova di resistenza al gelo secondo UNI EN 772-22.
Il sistema di gestione della qualità nelle fornaci italiane certificate prevede campionamenti statistici su ogni lotto di cottura, con frequenza e numero di campioni definiti in funzione del volume produttivo giornaliero.
Fonti e riferimenti
- UNI EN 771-1:2015 — Specifica per elementi per muratura. Laterizio
- UNI EN 772-22 — Determinazione della resistenza al gelo-disgelo
- ANDIL — Documentazione tecnica sul processo produttivo
- Regolamento EU ETS — Direttiva 2003/87/CE e successive modifiche
Ultimo aggiornamento: giugno 2026