Metodología no destructiva para determinación de la calidad mecánica de la madera.

Transcripción

1 Metodología no destructiva para determinación de la calidad mecánica de la madera. Una nueva herramienta, en los procesos de selección de los programas de mejora, en los modelos de crecimiento y en la normativa de clasificación estructural de madera cortada. Esther Merlo Sánchez. CIS MADEIRA Oscar Santaclara Estévez. CIS MADEIRA Juan Gabriel Alvarez. USC Ávila, 24 de Septiembre de 2009

2 Organismo autonómico enmarcado dentro de la Fundación para o Fomento da Calidade Industrial e o Desenvolvemento Tecnolóxico de Galicia. Objetivos: Posición competitiva de las empresas, Aprovechamiento óptimo del recurso forestal, Aplicación y calidad de sus productos derivados. Actividades: Elaboración y ejecución de proyectos de investigación básica y aplicada; Desarrollo de convenios de investigación para la ejecución de actividades específicas; Asistencia técnica para control de materiales y productos; Servicios de reingeniería de procesos productivos, transferencia de tecnología, promoción y difusión del conocimiento.

3 Áreas de investigación: Forestal: evaluación y optimización del recurso Tecnología de aprovechamientos: obtención de biomasa Innovación industrial: tecnología de procesos, optimización de logística Área estratégica: Aplicación de madera en construcción Normalización de calidad estructural de madera Normativa de calidad de madera antigua Implantación del marcado CE Cursos de construcción en madera Aplicación de madera en rehabilitación Aplicación en el medio rural Aplicación en obra nueva (casas modulares)

4 2/11 No toda la madera producida en plantaciones forestales es factible para uso estructural. Dentro de una misma especie existe una gran variación de las propiedades de la madera entre sitios, entre árboles y dentro del árbol

5 Madera para construcción 2/11 El aumento de la competitividad en el sector de la producción de madera para construcción debe pasar por una modernización tecnológica que permita: Partir de un material genético seleccionado en base a caracteres mecánicos. Modelizar la calidad estructural de la madera en las plantaciones optimizando los procesos de gestión selvícola y de mercado Promover la normalización de los productos resultantes Desde 2005 esta línea de trabajo se está desarrollando en el CIS madera con las especies Pseudotsuga menziesii, Pinus pinaster y recientemente Castanea sativa, llevando a cabo la puesta a punto e implementación de tecnología no destructiva para evaluación de la calidad mecánica de la madera.

6 2/11 Metodologías no destructivas? NDT (Non destructive testing) Tecnologías que examinan sin afectar propiedades, integridad o utilidad final del producto

7 Antecedentes Existen una amplia gama de las técnicas no destructivas (NDT), incluyendo la vibración de baja frecuencia, las ondas de impacto, ultrasonido, infrarrojo cercano, radiografía etc están siendo adoptadas por la industria en numerosos países. 2/11 La investigación reciente se ha centrado en desarrollar técnicas portátiles de fácil uso capaces de evaluar la calidad de madera. Desde las herramientas de campo para la evaluación de árboles a los sistemas de control de calidad automatizado para supervisar la calidad de productos finales. Por tanto: 1) Existe un conocimiento técnico disponible, tanto a nivel europeo como nacional, factible de aplicar a nivel productivo. 2) Existe un mercado insatisfecho de madera de alta calidad y valor. 3) Existen varios materiales forestales de reproducción y materiales genéticos que pueden ser caracterizados en este ámbito con éxito.

8 2/11 Técnicas utilizadas en CIS Madeira

9 Métodos no destructivos sobre árbol en pie 2/11 IML Hammer Mide la velocidad con que una onda acústica provocada por un impacto se desplaza a lo largo del fuste. Sirve para estimar módulo de elasticidad

10 Teoría unidimensional de ondas MOEdin = v² x d Para diferentes especies se han identificado correlaciones útiles entre la medida acústica del módulo de elasticidad de árboles y las características de elasticidad estáticas de la madera de construcción extraída de ellos (Yin et al, 2004; Merlo et al 2008).

11 Resistógrafo Resistencia de la madera a la penetración de una aguja de 3mm que gira a velocidad constante Zona cortiza Zona Zona médula Para estimar densidad media, anchura y homogeneidad del anillo, edad y. Otras variables aún en estudio

12 Hitman 2000 Director

13 Microsecond Timer Fakopp

14 NIR: Espectroscopía de Infrarrojo cercano Absorbance ( ) Longueur d onde (nm)

15 Densitometría de RX 2/11

16 2/11 Densitometría de RX dem091.pxb profil x

17 2/11 Proyectos de investigación asociados: 1. Utilización de métodos no destructivos para la selección por calidad estructural en el programa de mejora de Pseudotsuga menziesii en Galicia. CIS Madeira y Lourizan Calidad estructural de la madera de P. pinaster en Galicia. Variabilidad fenotípica. Métodos no destructivos de evaluación. CIS Madeira, USC, INRA 3. Aplicación de infrarrojo cercano para determinación de propiedades mecánicas en P. pinaster y abeto Douglas. CIS Madeira, INRA 4.?Restauración y Gestion Forestal. Proyecto Singular Estratégico Nacional.(Obj: incorporar protocolos de calidad de madera en los programas de mejora) CIS Madeira, INIA, CSIC, TRAGSA, CETEMAS 5.?Valorización forestal e industrial del castaño en España. Proyecto Singular Estratégico Nacional. CIS Madeira, CETEMAS, CESEFOR 6.?Calidad estructural de madera de gran escuadría de las ppales especies de interés forestal para Galicia

18 Sound velocity in tree (m/s) MOE observed by bending test R 2 = Arbol MOE in lumber (N/mm2) R 2 = MOE predicted by standing tree Utilización de métodos no destructivos para la selección por calidad estructural en el programa de mejora de Pseudotsuga 8000 menziesii en Galicia. E glo R 2 = 0,8253 Viga CIS Madeira y Lourizan Edin PLG testa-testa MOE = 2413,15 + 1,88107*IMLtree ,6*WD- 563,641*GR

19 CALIDAD ESTRUCTURAL DE LA MADERA DE P. PINASTER EN GALICIA. VARIABILIDAD FENOTÍPICA. MÉTODOS NO DESTRUCTIVOS DE EVALUACIÓN CONCLUSIONES PRELIMINARES Gran rango de variabilidad sobre los parámetros evaluados en monte Para la variable velocidad a lo largo del fuste se han observado diferencias significativas entre parcelas con una tendencia a velocidades más altas en aquellas parcelas de climas más suaves.

20 Modelos estimativos Permitirá aportar a gestores, propietarios y rematantes una herramienta para valorar el gradiente de la calidad mecánica de la madera en una masa e incorporarlo en los procesos de gestión y valorización del lote.

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22 Contacto. Esther Merlo Sánchez