A fa tartogat még meglepetéseket: van új a Nap alatt!

A tudomány elképesztő tempójú fejlődését szemlélve a laikusokban felmerülhet a kérdés: egyáltalán, van még olyasmi, amit nem fedeztek fel? Sokan gondolhatják, hogy különösen az olyan hagyományos anyagok, mint pl. a faanyag, már nem tartogatnak nagy meglepetéseket. Az októberben megrendezett 19. Nemzetközi Roncsolásmentes Faanyagvizsgálati Konferencia megmutatta, hogy a kutatók kreativitása határtalan, és van még hová fejlődni. Az alábbiakban az ott ismertetett eredményekből szemezgetünk, a teljesség igénye nélkül.

Azok az alapelvek, amelyeket a roncsolásmentes vizsgálatokhoz, így a faanyagvizsgálathoz is használhatunk, természetesen régóta ismertek. Azonban ezeknek a módszereknek a kombinálásával, újszerű felhasználásával, tökéletesítésével egyre több, egyre jobb, és a gyakorlat számára is egyre használhatóbb információkat nyerhetünk a faanyaggal és az abból készült termékekkel kapcsolatban.

A jó minőségű faanyag előállítása az élőfák és rönkök megfelelő kezelésével kezdődik. Számos előadás és poszter foglalkozott a lábon álló faanyag vizsgálatával. Japán kutatók például fiatal facsemetéken végeztek hangsebességméréses vizsgálatokat, a legjobb minőségű faegyedek kiválasztása céljából. Amennyiben ezeket már fiatalkorban ki lehet választani, akkor sokkal hatékonyabban találhatjuk meg azt a szaporítóanyagot, amelyekből később jó minőségű faanyagot termelhetünk. Egy hazai kutatási projekt bemutatta azt is, hogy hogyan lehet egy egyszerű ellenállásméréses megoldással kimutatni az álgeszt jelenlétét 40–60 cm átmérőjű bükk fatörzsekben.

Szintén hasznos a rönkök roncsolásmentes vizsgálata. Egy amerikai tanulmány kimutatta, hogy a keleti államokban növő tulipánfa és vöröstölgy anyagokból csupán a rönkön látható külső jegyek alapján 63%-os biztonsággal lehet következtetni az anyagban található, és később a fűrészárun megjelenő belső fahibákra. Ennél sokkal pontosabb információ nyerhető, ha sikerül a faanyag belsejébe is „belenézni”, például computer-tomográfia (CT) alkalmazásával.

Ennek a módszernek a mindennapos alkalmazása néhány éve még a tudományos fantasztikum kategóriájába tartozott, ma már viszont megjelentek az első iparilag is hasznosítható berendezések. A faanyag növekedési sajátosságait ma már olyan pontossággal fel lehet ismerni ezzel a módszerrel, hogy nemcsak a fahibák mutathatók ki, hanem a fafajt is 97%-os pontossággal sikerült azonosítaniuk az ezzel foglalkozó német kutatóknak.

A fűrészáru roncsolásmentes vizsgálata területén az utóbbi években több kutató – közöttük a magyar Szalai László is – foglalkozott a lézerfény alkalmazásával. A fenyő faanyag tracheidái a faanyagra vetített kör alakú lézerfoltot torzítják, melynek tulajdonságaiból lehet következtetni a rostirány eltéréseire a hossziránytól. Ráadásul nemcsak a fűrészáru felületén értékelhető mindez, hanem arra is, hogy mennyire lép ki a rostirány a síkból (ún. bukási szög). Ez lehetőséget ad arra is, hogy a fűrészáru teljes 3D rostszerkezetére következtessünk, így pl. a göcsök méretét és elhelyezkedését is automatikusan tudjuk értékelni. Svéd kutatók szabványos szilárdsági minősítési eljárást is kidolgoztak, amely ezen az elven működik.

Az utóbbi években sok szó esett az ún. „holdfa” jelentőségéről és alkalmazásáról. Egyes szakemberek esküsznek a megfelelő holdfázisban kitermelt anyag kiemelkedő tulajdonságaira, míg mások – sokszor tudományos meggondolások alapján – megkérdőjelezik azt. Ennek hatását spanyol kutatók roncsolásmentes módszerekkel is igyekeztek kimutatni, és megállapították, hogy a fogyó hold fázisban kitermelt anyag sűrűsége szignifikánsan – mintegy 2,5%-kal – magasabb a növekedő hold alatt betakarított anyagnál, azonban a mechanikai tulajdonságokat, az anyag teherbírását ez nem befolyásolta jelentősen. 

Az eddigi kutatások során még nem sikerült olyan módszereket kifejleszteni, amivel a faanyag sejtfalszerkezetét roncsolásmentesen lehetett volna vizsgálni. Amerikai kutatók egy speciális, infravörös mikroszkóp segítségével ezt is megoldották. Infravörös sugárzással ugyanis el lehet különíteni a sejtfalban található különböző molekulákat – így a cellulózt és a lignint is, és ezek jelenlétéből vagy hiánya alapján „összerakható” akár az eddig rejtőzködő, belső sejtek falának 3 dimenziós szerkezete is.

Talán ezzel magyarázható annak a másik, kissé meglepő tanulmánynak az eredménye is, amelyben a kutatók az – általában csupán sűrűségmeghatározásra használt – közeli infravörös spektrum alapján nagy pontossággal következtettek a faanyag teherbírására. 

Az új módszerek, újszerű tudományos eredmények mellett természetesen nagyon fontos azok átültetése a gyakorlatba. Több ilyen nagyon gyakorlatias megoldással is találkozhattunk a konferencián. Ezek közé tartozik a brazil kutatók által kifejlesztett, igen egyszerű, de nagyon fejlett Portable Hardness Tester, azaz hordozható keménységmérő berendezés, valamint a svájci és francia kutatók által továbbfejlesztett POLUX5 nevű berendezés, mellyel a vezetékoszlopok sűrűségét és nedvességtartalmát lehet egyszerű módon becsülni két tű belövésével a faanyagba.

A korábbi verziókkal szemben a műszer rögzítése egyszerűen, egy csavar behajtásával történik, nincs szükség a korábban alkalmazott, nehéz csörlő kicipelésére a terepre. Amerikai kutatók pedig a sokoldalú okostelefonok egy újabb alkalmazását mutatták be – egy egyszerű alkalmazás segítségével ugyanis könnyen mérhetők a fűrészáru hajlítási rezgései, amiből következtethetünk a teherbírásra.

Sok kutatás foglalkozott a fatermékek, és a beépített faanyagok vizsgálatával is. Külön szekciót szenteltek a szervezők a faalapú anyagok vizsgálatának, illetve a beépített szerkezeti anyagoknak is. Itt kiderült például, hogy a faszerkezetekbe beépített rétegelt lemezek állapota nagyobb pontossággal értékelhető roncsolásmentes anyagvizsgálattal, mint a hagyományos, szemrevételezéses módszerrel. Érdekes volt azoknak az a kínai munka is, ahol röntgensugárzás alkalmazásával az egyébként nem körbejárható faszerkezeteket sikerült több szögből átsugározni, mintegy „részleges tomográfiát” végezve a történelmi faszerkezeteken.

Egy-két különleges termékvizsgálati alkalmazást is bemutattak a konferencián részt vevő kutatók. Ezek közül faiparos szemmel kissé meghökkentő a faanyag és a belőle készült faszén szilárdsági tulajdonságai közötti összefüggést bemutató tanulmány. Mint az előadásból kiderült, a kohóban ennek kell megtartania az ércet, ezért igyekeznek a kutatók minél jobb teherbírású faszenet létrehozni. Nemcsak érdekes, de nagyon látványos is volt az az ausztrál előadás, amely a húros hangszerek rezgéseinek elemzésével foglalkozott. A mechanikai, optikai és röntgensugaras mérések együttes alkalmazásával nagyon részletes képet kaphatunk az ilyen zeneszerszámok működéséről.

Természetesen a fent felsorolt eredmények és érdekességek csupán egy kis ízelítőt adtak a több mint 100 előadást és posztert felvonultató konferencia anyagából. A hat darab magyar előadás mindegyike sem fért bele ezekbe a keretekbe – a következő lapszámban szeretnénk kicsit részletesebben is beszámolni ezekről a hazai eredményekről is.

8 kép a galériában

Kapcsolódó dokumentum:

Tetszett a cikk?