Element 5 : Sensing resource attributes for value chain optimization - Assessment of Newfoundland's wood quality using acoustic technology (Director HM200)
Transformative Technologies - Element I identifierSeries Progress Report 2009/10i
Project No. 201000356
W-2695
Localisation
Vancouver, British Columbia
Langue
English
Résumé
Some black stain fungi are known to exhibit resistance to carbon-based preservatives. However, the cause of this resistance is unclear. The fungi may have mechanisms to tolerate these chemicals, or they may be able to degrade and detoxify them. Fungi capable of degrading carbon-based preservatives are of interest for possible bioremediation of carbon-based preservative-treated wood at the end of its service. Moreover, such fungi could potentially facilitate the colonization of carbon-based preservative treated wood by decay fungi. Two strains of Aureobasidium pullulans and two strains of Epicoccum purpurascens were evaluated for their ability to degrade three commonly used carbon-based preservatives: propiconazole, tebuconazole, and DDAC. At low and medium concentrations propiconazole and tebuconazole were found to be vulnerable to degradation by one of the Epicoccum purpurascens isolates. Where biocides are needed to control the growth of black stain fungi on wood, a combination should be used to minimize the risk posed by resistant strains.
La portée de l'information contenue dans ce document donne au lecteur une compréhension approfondie de l'écologie forestière, des caractéristiques, de la transformation et des usages des principales essences commerciales de résineux de l'Est du Canada. Si la partie sur l'écologie forestière vise à donner aux professionnels du bois une connaissance de base de chaque essence, les autres parties donnent de l'information complète sur différentes propriétés et caractéristiques du bois, sur les possibilités de transformation primaire et secondaire et sur différents usages.
Le manuel donne à l'industrie du bois, pour chacune des essences qui y sont abordées, un outil de référence de qualité qui lui permettra de gérer, de traiter et d'utiliser efficacement chaque essence et d'ajouter de la valeur à la chaîne de valeur du bois en forêt "de la graine jusqu'au produit, en passant par l'arbre".
Cette publication sera également utile aux lecteurs suivants :
- Aménagistes forestiers : en présentant de l'information exhaustive sur les effets des pratiques sylvicoles sur plusieurs caractéristiques et usages du bois.
- Professionnels de la forêt et du bois : comme outil de référence indispensable leur permettant d'acquérir une parfaite connaissance des essences avec lesquelles ils travaillent au quotidien.
- Organismes gouvernementaux : en fournissant l'information utile à la définition de politiques et de règles rigoureusement scientifiques sur l'aménagement forestier.
- Grand public : en l'aidant à mieux comprendre la valeur économique des résineux de l'Est en tant que ressource renouvelable et à mieux apprécier leur contribution à la viabilité économique.
A field test of untreated and preservative-treated round fence posts has been ongoing at Petawawa, ON since 1937. Service life data on untreated posts of 20 eastern Canadian wood species were developed. In addition, treatments by a variety of pressure and non-pressure processes with waterborne and oilborne preservatives were tested. Thermal immersion in creosote was the most effective non-pressure method used, while brush treatments and cold soaking proved to be ineffective for long-term protection from decay. Pressure treatment using standard waterborne (CCA and ACA) and oilborne (creosote, pentachlorophenol, copper naphthenate, and oxine copper) preservatives provided excellent protection.
An effort was made to replicate, in Alberta, a white spruce (Picea glauca (Moench.) Voss) sample obtained in British Columbia in which a spurt of rapid growth, analogous to a release event, coincided with a reduction in average wood density such that it was the lowest of 11 samples obtained in western Canada. White spruce trees were systematically sampled by 30, 40 and 50 cm diameter-at-breast height (DBH) classes from two natural stands one located near Hinton and one north of Grande Prairie. Mean ages of the tree samples were 104 and 108 years respectively. Based on eighty-one sample trees selected, site indices at breast-height age 50 were 19.3 and 18.5 respectively. Wood basic relative density was determined at breast height for each sample tree by x-ray densitometry of increment cores. Unlike previous samples obtained in Alberta, differences in mean wood density between stands were significant with values of 0.33 at Hinton and 0.35 at Grande Prairie. Mean relative density values for the 30, 40 and 50 cm DBH classes for the two samples combined were 0.36, 0.33 and 0.33 respectively compared to the species average of 0.354. ANOVA of basic relative density on DBH and stand (R2= 0.44) revealed that the effect of DBH (rate-of-growth) was significant (p = .0001). Within both stands, wood density of the 30 cm DBH class was significantly higher (a = 0.05) than that of the 40 and 50 cm DBH classes, between which wood density was not significantly different. In the Hinton sample this lack of difference between the 40 and 50 cm classes resulted from equivalent early annual growth rates. Difference in size occurred because the 50 cm trees were established about 10 years earlier. In the Grande Prairie sample growth rate in the 50 cm class was only moderately rapid. Pith-to-bark density trends were inversely related to ring width trends, consistent with previous trends observed in white spruce. A spurt of rapid growth in the Hinton sample coincided with a lower average wood density. This lends credence to similar results obtained in the earlier British Columbia sample. Foresters wanting to manage white spruce for value should consider these results when planning a thinning or overstory removal that accelerates growth rate in residual stands. The results should interest woodlands managers seeking to maximize current harvest value through more informed log allocation decisions.
This is a discussion paper addressing the factors involved when considering the total environmental footprint of wood doors. The discussion is within the context of a new amendment to BC energy regulations affecting doors and the subsequent market shifts that will occur as a direct result. The energy regulation applies a U-value threshold to doors. U-value is a physical (thermal) property of an assembly indicating the rate of conductive heat flow through the assembly. A maximum U-value for doors is being specified in BC that cannot be met by the current commonly-manufactured configuration for solid wood doors. In this paper, a life cycle assessment (LCA) approach is used to discuss the broader environmental picture beyond the single criterion of U-value, specifically focusing on the trade-off between embodied energy in a product and the impact of that product on the operating energy of the building in which it is installed. Any change to the current manufacturing process for wood doors for the purpose of improving thermal characteristics should be done within an LCA perspective so that the changes don’t inadvertently lead to a net increase in total lifetime energy consumption. Similarly, any market shift to non-wood alternatives for doors should also be done within an LCA perspective for the same reason. A detailed and precise analysis of door footprints requires LCA data and energy simulation results, both of which are beyond the scope of this study. In place of full LCA data, we accessed existing literature and existing partial LCA data (from the Athena Institute) to roughly estimate the embodied energy differences between door types, and to discuss the other environmental impacts of a substitution from today’s common wood doors to non-wood alternates. Three generic door types were compared: wood, steel and fibreglass. In all the environmental metrics examined, including embodied energy, the wood doors have the lowest impact. Although insulated steel and fibreglass doors typically have a lower U-value than wood doors, they involve more energy consumption in their manufacturing. This means that the added energy investment in steel and fibreglass doors will require some time to be paid back through reductions in a home’s heating and cooling costs. Similarly, an improvement to wood doors to reduce U-value may increase the embodied energy, requiring a payback period that may or may not be reached within the lifetime of the door.
After five years of exposure in a field test in southwestern BC, second growth western red cedar shingles treated with waterborne preservatives alternative to CCA-C are in excellent condition, with no visible decay. Untreated shingles are also still in very good condition.
Le bois taché entraîne une baisse de qualité et est par conséquent directement lié à une perte en valeur du produit. Les résultats d’une étude antérieure indiquaient clairement qu’une des causes principales de coloration dans l’érable à sucre est d’origine chimique (dans 45 % des cas) et entraîne le déclassement direct de près de 37 % des pièces issues de billes préalablement entreposées à l’air. Un projet subséquent a aussi démontré que les traitements à la chaleur (pasteurisation et vapeur) ont un potentiel pour diminuer l’occurrence et l’intensité des taches d’oxydation. Un traitement à la vapeur à 100oC s’est avéré particulièrement prometteur pour prévenir les taches d’oxydation dans l’érable à sucre et dans le merisier, en plus d’être réalisable sur des billes entières. Ce traitement a permis de minimiser l’oxydation du bois en ce qui concerne la profondeur et l’apparence (visibilité à l’œil nu) tout en procurant une meilleure uniformité de la couleur des sciages.
Suite à ce projet, cette étude a été amorcée afin de valider et optimiser le traitement à la chaleur comme méthode de prévention de l’oxydation de l’aubier des feuillus. Afin de valider et de tenter d’optimiser l’efficacité des traitements de chaleur, des essais ont été réalisés afin de déterminer l’impact de la température (85oC et 100oC) et du temps de traitement (1, 2 et 5 heures) sur l’intensité de la coloration tout en maintenant l’efficacité quant à la prévention de taches d’oxydation dans l’érable et le bouleau. Les essais ont été fait avec des billes fraîchement récoltées et également un mois après la récolte.
Le traitement des billes par étuvage offre un potentiel intéressant pour prévenir la formation taches d’oxydation (oxydation des bouts et marques de pression). L’étude de divers paramètres dont la température d’étuvage, la durée et la fraîcheur des billes a permis d’établir les conditions optimales pour assurer l’efficacité du traitement. Pour ce faire, l’étuvage doit être réalisé sur des billes fraîchement récoltées (dans la première semaine suivant l’abattage) et le traitement d’étuvage doit permettre d’atteindre dans l’aubier une température de 100oC pendant 1 heure. Dépendamment des fluctuations des coûts de l’énergie, les coûts de l’étuvage à 100oC des billes de feuillus en été pourraient varier entre 2 et 12$/m3.
Il est à noter que le procédé d’étuvage entraîne une légère coloration des sciages (baisse de la luminosité et une coloration rougeâtre), l’intensité étant légèrement plus importante dans l’érable que dans le merisier. Bien que cette coloration s’intensifie avec la température d’étuvage et la durée du traitement, les résultats ont démontré que le changement de coloration se produit principalement dans la première heure de traitement.
L’industrie canadienne des lames de plancher utilise actuellement différents types de contreplaqués comme substrat dans ses constructions de LPI (lames de plancher d’ingénierie). Les contreplaqués finlandais et russes sont particulièrement utilisés. Cependant, des problèmes d’approvisionnement et de qualité sont connus chez les producteurs russes alors qu’un coût très élevé est associé au produit finlandais.
L’objectif principal de ce projet est de développer un panneau OSB spécial en vue d’être utilisé comme substrat dans la fabrication des lames de plancher d’ingénierie.
Le projet compte deux étapes principales. Les qualités d’un produit OSB pour la fonction de substrat LPI sont la rigidité du panneau, la cohésion interne et la stabilité dimensionnelle en épaisseur. En conséquence, nous avons développé, dans un premier temps, des formulations d’OSB tenant compte de ces qualités. Deux types de lamelles de bois ont été sélectionnés pour être utilisés dans la fabrication de panneaux OSB (cœur et trituration) :
1. un mélange de 90% de peuplier faux-tremble (Populus tremuloides) et 10% de bouleau à papier (Betula papyrifera);
2. 100 % de pin ponderosa (pinus ponderosa).
Une expérience factorielle a été utilisée pour évaluer l’effet de trois facteurs sur les propriétés de panneaux. Les facteurs choisis ont été la teneur en adhésif (trois niveaux), le profil de densité (deux niveaux) et le rapport entre les couches de surface et la couche médiane (trois niveaux). Trois répétitions de ce dispositif ont été réalisées de manière à pouvoir appliquer une analyse de variance (ANOVA). Afin de choisir les meilleures combinaisons pour notre application, des tests de flexion, de cohésion interne et de gonflement ont été effectués pour chaque type de matériaux.
Dans le deuxième volet du projet, des prototypes de lames de plancher d’ingénierie ont été fabriqués en utilisant comme substrat : l’OSB grade sheathing, l’OSB web stock, le contreplaqué russe et les deux types de panneaux OSB spéciaux. Ces prototypes ont été testés dans la chambre climatique. Des différences non-significatives ont été observées entre LPI faites en utilisant comme substrat les contreplaqués et les panneaux spéciaux. Les résultats obtenus démontrent la faisabilité d’utiliser le panneau OSB comme substrat dans la fabrication de lames de plancher d’ingénierie.
