Conexión de las necesidades de la industria y la selvicultura a través de tecnologías de evaluación de la madera en pie. Casos del grupo operativo PIMA-

SIGCA y proyecto MysustainableForest.

Esther Merlo Sánchez - MADERA PLUS

JORNADA: Tecnologías y Proyectos de Innovación Forestal del Monte a la Industria

miércoles 22 mayo de 2019 de 11:30 a 14:00

Instituto de la Ingeniería de España C/ del General Arrando, 38, 28010 Madrid

Empresa de Investigación e Ingeniería Forestal y de la Madera

Expertos en desarrollo de modelos predictivos de propiedades tecnológicas de la madera desde árbol en pie en base al uso de metodologías no destructivas.

Líderes en la predicción de Módulo de elasticidad de la madera sobre el árbol en pie con métodos sónicos, habiendo participado en el desarrollado modelos para más de 20 especies forestales, tanto presentes en España (P. pinaster, P. radiata, Pseudotsuga menziesii, Eucalyptus globulus, Ecualyptus nitens, Quercus robur, Castanea Sativa, Pinus sylvestris ) como en otros países (Pinus ponderosa, Pinus Taeda, Araucaria angustifolia, Pinus elliottii x Pinus caribaea, Eucalyptus Grandis, etc).

Más de 3500 árboles evaluados en pie han permitido la propuesta de nuevos modelos predictivos en base al uso de tecnología sónica y a variables de árbol y masa. Dichos modelo serán optimizados y aplicados a gran escala a partir del conocimiento existente y con el uso de variables LiDAR y variables obtenidas de datos de satélite, permitiendo la zonificación de las especies en base a gradientes de propiedades tecnológicas de la madera.

Calidad industrial de la madera

Calidad visual

Volumen y forma del tronco Rendimiento operaciones de procesado

Calidad visual

Singularidades y defectos Rendimiento operaciones de procesado

Secado

Calidad del producto final

Calidad tecnológica

Calidad de la fibra de la madera Propiedades físico-mecánicas

Rendimiento operaciones de procesado

Secado

Tratamientos

Resistencia

Calidad del producto final

- Densidad - Rigidez de la fibra (MOE) - Dureza - Angulo de microfibrilla - Longitud de fibra - Contracciones - Orientación de la fibra

Calidad tecnológica de la fibra: variabilidad

Madera temprana

Madera tardía

Madera juvenil

Madera adulta

Madera de compresión

Madera de tracción

Distintos tipos de células de madera:

Factores que afectan a la calidad tecnológica de la madera • Genética

• Ambiente:

• Luz

• Temperatura

• Agua

• Selvicultura:

• Espaciamiento

• Claras

• Podas

• Fertilización

NIR

Resistografo

Sónicos

MFA Fiber lenght

MOE, MOR

Propiedades tecnológicas evaluadas

Aplicando la ley de Hooke y Segunda Ley de Newton

• La acústica se encarga del estudio de las vibraciones y ondas mecánicas en medios materiales.

• La velocidad de propagación de una onda acústica depende de la vibración de las partículas elementales del medio donde se propaga y está directamente relacionada el módulo de elasticidad del medio en el que se desplaza e inversamente con la densidad del material.

• Según la Teoría rigidez-onda

MOEdin = ρ·V2

Teoría rigidez-onda

Madera Aserrada Estructural

Plot of Means

Datos$CR

me

an

of D

ato

s$

Ve

lTP

LG

42

00

44

00

46

00

48

00

50

00

C14 C16 C18 C20 C22 C24 C27

Clases resistentes

Ve

locid

ad

són

ica

te

sta

-te

sta

m/s

Gráfico de mediasPlot of Means

Datos$CR

me

an

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ato

s$

Ve

lTP

LG

42

00

44

00

46

00

48

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C14 C16 C18 C20 C22 C24 C27

Clases resistentes

Ve

locid

ad

són

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te

sta

-te

sta

m/s

Gráfico de medias

Modulo de elasticidad dinámico

Modelización de calidad de madera sobre árbol en pie.

Antecedentes

www.maderaplus.es

Modelización de calidad estructural de madera desde árbol en pie

Antecedentes

Medición de árboles en pie

Ensayos no destructivos

Medición de madera aserrada

Estimación - Resistencia - Módulo de elasticidad - Densidad

Medición de trozas

Correlación

Correlación

Ensayos destructivos de caracterización mecánica

Cálculo de valores reales

Correlación Ajuste de modelos

Validación de modelos en Pinus radiata

Validación de modelos en Araucaria Angustifolia

H2020-MSCARISE-TOPWOOD-645654

Validación de modelos en Ponderosa pine

H2020-MSCARISE-TOPWOOD-645654

Colaboración con PEMADE en E. nitens

Estudio global de la rigidez de la fibra de la madera y su relación con diferentes factores.

145 parcelas de 20 especies distintas. Creación de base de datos y procesado. Análisis estadístico

Variabilidad del MOE entre y dentro de especies

Aa Ac Ca Cs Ec Ed Eg Egr Et Ev Jr Pa Ph Pi Pm Pp Ppr Pr Pt Qr

Influencia de la edad e índice de sitio

Edad

Mó

du

lo D

iná

mic

o (

kN/m

m2

)

Plot of Fitted Model

MOEd = sqrt(-506,704 + 188,034*ln(Edad))

0 20 40 60 80 100

7

9

11

13

15

17

19

Calidad de fibra y edad

Calidad de fibra e índice de sitio

Influencia variables dendrométricas

Influencia de las claras

Edad 30 años

1300 pies/ha 900 pies/ha 300 pies/ha

DAP 30,60 37,30 52,70

Altura 19,90 20,10 20,40

Esbeltez 66,60 54,20 39,40

Velocidad o onda 3,79 3,37 3,12

Densidad madera 360,00 340,00 350,00

Modelos predictivos globales de módulo de elasticidad para aplicación a gran escala

• MOEdyn ~ N + G + Ho + cr + d_dg + h_rel + Sp + (1 | IDplot)

Proyecto PIMA-SIGCA

MySustainableForest • MySustainableForest está desarrollando un portfolio pre-comercial

de servicios de manejo forestal basado en la Observación de la Tierra (EO) y una plataforma web, que cumple con las interfaces abiertas y estándar.

Modelización:

WOOD MODELs

WOOD RANKINGS

LiDAR Data:. Climatic Data:

Physiographic Data (DEM): .

Satellite Data:

Inventory Data: Growth

Fiber wood property ranking

Evolving . . .

2012 IEBT

I+D modeling

Wood properties prediction by Non destructive Test with a field data measurements

2014 2015

2019

Support wood industry decision with information from wood fiber quality

Del Conocimiento a la Aplicación

La tecnología al servicio de la cadena monte industria

¡Gracias!

MADERA PLUS CALIDAD FORESTAL S.L.

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