Determinación del diámetro del cilindro defectuoso en trozas podadasde pino radiata (Pinus radiata D.Don), mediante atenuación de radiación gamma.

Abstract

El estudio tiene por finalidad analizar la factibilidad de la detección del Cilindro Central Defectuoso en trozas podadas de Pinus radiata (D.Don.), mediante atenuación de radiación gamma. Tema que se encuentra inserto en el proyecto de investigación FONDECYT 1990680. Para llevar a cabo este trabajo, se contó además con la colaboración de la empresa Bosques Arauco S.A., la cual facilitó el material de estudio consistente en dos trozas comerciales de una longitud aproximada de 5.2 metros, provenientes de un mismo individuo de una plantación de 24 años. El material fue caracterizado en sus propiedades físicas (densidades) y controlado en los contenidos de humedad a lo largo de todo el estudio, ello con la finalidad de verificar las posibles pérdidas de humedad, hecho que influye en la capacidad atenuadora del material. Así, la caracterización física antes y después de la etapa de irradiación de las trozas, evidenció una pérdida moderada de humedad de un 22% y 12.1% para las Trozas 1 y 2 respectivamente. Paralelamente se llevó a cabo la puesta a punto del nuevo sistema espectroscópico instalado en el Laboratorio de Haces Iónicos de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile. Dicho proceso fue finalizado satisfactoriamente determinando una geometría apropiada para la etapa de irradiación, lográndose un valor muy cercano a uno (valor ideal) para el factor de “Build – Up”. En la etapa de determinación del coeficiente de atenuación másico (µρ) en madera de pino radiata, se comprobó que las pérdidas de humedad producidas durante el período de manipulación del material, fueron estadísticamente significativas para un valor de confianza del 95%. Con el objetivo de disponer de antecedentes previos del efecto de las singularidades (nudos) en la atenuación, se procedió a simular la troza con recipientes plásticos. Ello permitió apoyar la etapa de comparación de las atenuaciones reales en las trozas. Una vez completadas las etapas anteriores, se procedió a irradiar las trozas en planos paralelos a partir de su base a diferentes alturas del soporte de muestras en el banco de pruebas (Troza 1: 5 cm. – 8 cm. – 15 cm. y Troza 2: 8 cm. – 10 cm. – 12 cm.), empleando un tiempo de colección de 220 segundos por lectura. Esta información expresada en atenuación del material y singularidades se contrastó con las posiciones reales del defecto (nudo) mediante la disección transversal y progresiva de las trozas, encontrándose en general, subestimaciones del Cilindro Central Defectuoso en 0.5 cm. como mínimo y 2.9 cm. como máximo. El hecho anterior permitió concluir la factibilidad del método para determinar el defecto nudo en trozas de tamaño comercial, aunque su menor grado de eficiencia no es la óptima producto de los tiempos empleados en la colección de los datos requeridos en cada irradiación. No obstante la disminución en los tiempos de análisis, puede lograrse al emplear trozas de menor diámetro o adoptando fuentes radioactivas más intensas.

The main objective of this study carried out, is the feasibility analysis of gamma ray attenuation method to detect the Defect Core Size on commercial Pinus radiata (D.Don) pruned logs. To make possible the beginning of this work, Bosques Arauco gave all material. It consists in two logs from the same 5.2 mt. length individual that was obtained from a 24 years old forest destined to Bosques Arauco’s research programs. The material was characterized in its physical properties (density an humidity contents) along all the study in order to verify the loss of humidity, because it has certain influences over attenuation capacity for several material, including wood. Results for this stage showed moderate humidity loss: 22% and 12.1% for log 1 and log 2 respectively. In the meantime, calibration activities of the spectroscopy system were carried out at the Ionic Beams Laboratory, Physics Department, Faculty of Science, Universidad de Chile. This step was successfully completed, achieving a good geometry for irradiation phases. A Build Up factor value around 1, where 1 is an ideal situation, was achieved. In the mass attenuation coefficient µρ determination stage for radiata pine green wood, analysis significant statistical differences between different humidity states were found, for 95% confidence level. After that, simulations procedures were made, to prepare irradiations steps and to support it. Some plastic recipients (3) and other plastics devices were used to reproduce the logs with knots inside. Following previous stages, the two logs were irradiated at different heights levels; log 1: 5 cm. – 8 cm. – 15 cm and log 2: 8 cm. – 10 cm. – 12 cm. The collecting time set to each measurement was 220 seconds. This stage gives valuable information, to determine the estimated position of defect according to its real position on the log. The minimum sub-estimation for defect was 0.5 cm. and maximum was 2.5 cm. This work showed that the method is feasible to determine the defect in commercial logs. Although its efficiency is less than desirable, the analysis can be done in shorter times using thinness material than this, or using more intense radioactive source.