Експериментальна технологія прискореного формування мореної деревини
Використання підготовленого розчину та герметичних чохлів (DREVO Timber Reserve)
Концепція
Поряд із традиційним багаторічним зберіганням деревини в природних водоймах, програма Лісовий резерв DREVO може включати експериментальний напрямок з вивчення прискорених методів формування мореної деревини.
Пропонується дослідити можливість витримки деревини у спеціально підготовленому водному середовищі всередині герметичних або напівгерметичних чохлів (капсул), що дозволяють контролювати основні параметри довкілля.
Важливо підкреслити, що це є експериментальною дослідною концепцією, ефективність якої має підтверджуватись тривалими випробуваннями на різних породах деревини.
Головна ідея:
Чи не замінити природне моріння деревини, а вивчити можливість більш контрольованого процесу за збереження її природних властивостей.
Цілі дослідження
Експериментальна система має дозволити вивчити вплив різних умов на:
зміна кольору деревини;
зміна густини;
мінералізацію;
стійкість до біологічного руйнування;
механічні властивості;
внутрішню структуру;
стабільність розмірів;
довговічність.
Конструкція експериментальної капсули
Кожен стовбур міститься в індивідуальний або груповий герметичний чохол.
Конструкція включає:
зовнішню захисну оболонку;
внутрішній утримуючий каркас;
клапани заповнення;
клапани відбору проб;
систему видалення повітря;
кріплення для транспортування;
датчики;
ідентифікаційну мітку.
Матеріал оболонки має бути:
хімічно інертним;
стійким до ультрафіолету;
міцним;
герметичним;
придатний для багаторічного використання.
Підготовлений розчин
Розчин повинен максимально імітувати природне середовище, а не агресивну хімічну обробку.
Можливі компоненти для дослідження:
очищена природна вода;
мінеральні солі, характерні для місцевих водойм;
природні гумінові речовини;
дубильні речовини рослинного походження;
природні органічні кислоти у контрольованих концентраціях;
завис тонкодисперсних мінеральних частинок;
мікроелементи.
Склад повинен підбиратись індивідуально для кожної серії випробувань.
Не рекомендується використовувати токсичні речовини, важкі метали або сполуки, які можуть забруднювати довкілля.
Контроль середовища
Усередині капсули контролюються:
температура;
тиск;
рН;
електропровідність;
мінералізація;
розчинений кисень;
окисно-відновний потенціал;
каламутність.
Всі дані автоматично передаються в Обсерваторія «Жива гора».
Видалення повітря
Перед герметизацією бажано максимально видалити вільне повітря із внутрішнього об'єму.
Це дозволяє:
зменшити вміст кисню;
покращити контакт розчину з деревиною;
зменшити ризик спливання;
підвищити стабільність умов експерименту
Для цього можуть використовуватись:
вакуумування;
заповнення розчином знизу нагору;
поступове витіснення повітря рідиною.
Вакуумна стадія
Додатковий напрямок досліджень - короткочасне вакуумування деревини перед витримкою.
Можливі ефекти:
видалення частини повітря з пір;
більш рівномірне проникнення розчину;
зниження кількості повітряних порожнин.
Ці ефекти потребують експериментального підтвердження.
Модульна система розчинів
Замість одного складу можна використати декілька експериментальних серій.
Наприклад:
Серія А
Максимально наближена до природної річкової води.
Серія Б
Вода із підвищеним вмістом гумінових речовин.
Серія C
Мінеральна композиція із природними солями.
Серія D
Склад, що імітує донні умови боліт.
Серія E
Контрольна серія із звичайною водою.
Тривалість випробувань
Дослідження проводяться поетапно.
Контрольні точки:
6 місяців;
1 рік;
2 роки;
5 років;
10 років;
20 років.
На кожному етапі частина зразків витягується для аналізу.
Система моніторингу
Кожна капсула обладнується:
RFID-міткою;
датчиком температури;
датчиком тиску;
індикатором герметичності;
системою реєстрації становища.
Усі дані зберігаються у цифровому паспорті зразка.
Лабораторні дослідження
Після вилучення аналізуються:
щільність;
вологість;
міцність;
колір;
мікроструктура;
хімічний склад;
біологічна стійкість;
зміна розмірів.
Результати порівнюються з деревиною, витриманою природним способом.
Переваги експериментальної системи
повністю контрольовані умови;
можливість порівняння різних складів;
незалежність від гідрологічних змін;
збереження цифрової історії кожного зразка;
відтворюваність експериментів;
прискорене здобуття наукових даних.
Обмеження
Слід враховувати, що на сьогоднішній день немає достатніх наукових даних, які б підтверджували можливість повноцінної заміни багаторічного природного процесу формування мореної деревини такими методами.
Тому ця технологія розглядається виключно як дослідницька програма, а не як доведений спосіб прискореного отримання матеріалу з тими самими властивостями.
Інтеграція з DREVO Living Mountains
Експериментальні капсули можуть розміщуватися:
у дослідних басейнах;
на відновлених болотах;
у спеціальних резервуарах;
у лабораторних гідромодулях;
у досвідчених секторах DREVO Timber Reserve.
Усі результати поєднуються в єдину базу даних Гірський цифровий двійник, що дозволяє накопичувати знання та удосконалювати методи довготривалого зберігання деревини.
Місія проекту
Експериментальна технологія герметичних капсул є науковим доповненням до програми Лісовий резерв DREVO. Її мета - зрозуміти, які природні фактори визначають формування мореної деревини і чи можна створити контрольовані умови, що дозволяють зберегти її унікальні властивості за більш високої відтворюваності процесу.
Отримані знання можуть використовуватися розробки нових екологічно безпечних технологій зберігання деревини, проте природне багаторічне моріння в природних умовах залишається еталоном для порівняння результатів.