W programie konferencji smoleńskiej zwrócił moją uwagę referat prof. Chrisa Cieszewskiego z University of Georgia zatytułowany Assessment of wood properties for the birch samples from Poland, USA, and Smolensk using NIR spectroscopy and SilviScan. Metody modelowania matematycznego pokazały swoją nieocenioną wartość i jeszcze będą ukazywać, ale równie nieocenione jest badanie faktycznych fizycznych danych. Zastanawiałem się czy wspomniane w tytule referatu próbki brzozy z okolic Smoleńska dotyczą jakiegoś drzewa, czy też właśnie tej pancernej brzozy. I nie zawiedłem się - chodzi właśnie o TĘ brzozę! Wszystkie referaty za jakiś czas mają ukazać się w formie drukowanej i/lub elektronicznej, ale warto zwrócić uwagę na doskonały anglojęzyczny referat prof. Cieszewskiego, który postaram się przybliżyć na miarę tego co zrozumiałem.
Prof. Cieszewski stwierdził, że było dotychczas mnóstwo debat na temat możliwych paramentrów drzewa smoleńskiej pancernej brzozy, niektóre bardziej niektóre mniej konserwatywne, drzewo różnych odmian brzozy jest również dobrze opisane w fachowej literaturze, do tej pory jednak nie było żadnych bezpośrednich badań tego drzewa. Czyli wiemy, jakie własności może mieć brzoza, ale teraz w amerykańskich laboratoriach przeanalizowano próbkę pancernej smoleńskiej brzozy.
Próbka smoleńskiej brzozy z parametrami gęstości w zależności od odległości od pnia.
Dla porównania badano także próbki brzozy rosnącej w okolicach Mińska Mazowieckiego. Próbki obydwu drzew przygotowano do badań w USDA Forrest Service Laboratories i wysłano do specjalnego laboratorium, gdzie wykonano analizy tych próbek metodami absorpcyjnej spektroskopii w podczerwieni oraz SilviScan – skomputeryzowaną kombinacją kilku metod skanowania z użyciem światła widzialnego oraz pomiaru absorpcji i dyfrakcji promieni rentgenowskich. Dane zebrane i skompilowane z tych sensorów pozwalają na szybką i bardzo dokładną identyfikację szeregu właściwości drzewa.
Gałąź smoleńskiej brzozy i próbki brzozy z okolic Mińska Mazowieckiego.
Próbka pancernej brzozy to jedna z jej gałęzi. Jak wyjaśnił prof. Cieszewski gałęzie zwykle mają tę właściwość, że są bardzo mocne u nasady (duża gęstość) i znacznie słabsze w miarę oddalania się od pnia. Pozwala to z jednej strony na mocne "zaczepienie się" gałęzi do pnia drzewa z drugiej na jej dużą elastyczność. Analiza przeprowadzona była z rozdzielczością 25 mikrometrów, to jest badano próbki oddalone od siebie o 25 mikrometrów. W sumie dokonano około 10500 pomiarów na wszystkich próbkach drzew. Rozkłady statystyczne, jakie otrzymano z tych analiz pokazują, że pancerna brzoza mieści się w dokładnie takiej samej średniej, jak polska brzoza. Nie wyróżnia się niczym specjalnym, nie wspominając o własnościach przeciwlotniczych.
Microfibre angle próbek
Uśrednione parametry pancernej i polskiej brzozy bardzo dobrze pasują do parametrów brzozy żółtej (Betula alleghaniensis) precyzyjnie opisanych w literaturze przedmiotu.
Prof. Cieszewski wspomniał o pytaniu, jakie zadał mu prof. Jacek Gieras o parametry drewna z którego powstają słupy telefoniczne. Powodem tego pytania było to, że tego typu słupy telefoniczne były używane do testów niszczących, z których niektóre wspominano na konferencji. Słupy te powstają często z drzewa sosnowego, ktore musi spełniać określone standardy. Prof. Cieszewski porównał parametry różnych odmian sosny (drzewa konstrukcyjnego suszonego, impregnowanego) i brzozy (świeżej). Oczywiście wytrzymałość drewna używanego w testach niszczących była znacznie większa niż dla świeżego drzewa brzozy. Przykładowo niektóre mechaniczne parametry drewna sosny południowej (Pinus taeda) to: moduł sprężystości 12300 MPa; wytrzymałość na ściskanie prostopadłe do włókna 5400 kPa; wytrzymałość na ściskanie równoległe go włókna 49200 kPa. Dla świeżego drzewa brzozy te wartości to odpowiednio:10300 MPa, 3000 kPa i 23300 kPa.
Gęstość różnych próbek
"Stwierdziliśmy niezbyt szokujący rezultat, że ta brzoza jest brzozą" - podsumował wyniki analiz prof. Cieszewski.
Ale na tym nie koniec. Zdjęcia brzozy wykazują, że była to duża, dziko rosnąca brzoza, z wielkimi gałęziami, co osłabia strukturę pnia. "To śmieciowe drzewo" - stwierdził prof. Cieszewski. Ono nie nadawałoby się nawet do ujęcia w jakiejś miarodajnej tabeli standardów z właściwościami drzewa. Prof. Cieszewski wspomniał, że drzewo z dużą ilością gałęzi oznacza dużo sęków, co oznacza, że jest ono znacznie słabsze niż modele właściwości drzewa opisane w tabelach w literaturze przedmiotu, co zaprezentował na zdjęciach smoleńskiej brzozy – dużo gałęzi znaczy dużo sęków i okółków w okolicy przełomu. Znaczy to, że brzoza ta jest znacznie słabsza od wolniej rosnących drzew z zagęszczonych drzewostanów, które służą jako wzorce w tabelach właściwości drzewa. Współpracający w tych analizach z prof. Cieszewskim prof. Mike Strub z 30-letnim stażem w technologii obróbki drzewa powiedział prof. Cieszewskiemu, po analizie zdjęć smoleńskiej brzozy, że "ta brzoza złamałoby się, gdybym sam się rozpędził do prędkości 280 km/h i w nią uderzył". Prof. Strub stwierdził, że ze zdjęć smoleńskiej brzozy wynika obecność dużych sęków w miejscu przełomu (szacowana przez niego powierzchnia i objętość sęków i okółków w rejonie przełomu to około 50%) oraz, że wzorzec złamania jest spójny z uszkodzeniami drzew powstałymi w wyniku silnego wiatru, zwłaszcza gdy drzewo łamie się w miejscu gdzie są duże sęki.
We wnioskach prof. Cieszewski stwierdził, że na podstawie analiz materiałowych próbek smoleńskiej brzozy oraz oceny materiału fotograficznego wynika, że to drzewo nie było wystarczająco mocne do złamania czegokolwiek, nie wspominając o skrzydłe samolotu. Ono by się nie nadawało nawet na słup telefoniczny. W jego ocenie ta brzoza mogła się złamać np. w wyniku turbulencji wywołanych przez przelatający nad nią samolot. Ta brzoza miałaby szansę złamać cokolwiek jeśli by się ją ścięło, rozdrobniło i przerobiono na sklejkę. Nawet wtedy byłby problem, co wynika z symulacji prof. Biniendy.
Komentarze
Pokaż komentarze (37)