Analyse Akustischer Signale von Austrocknendem Holz

Akustische Testverfahren liefern Informationen über die Vorgänge bei der Holzaustrocknung, deren Potential derzeit nicht annähernd ausgeschöpft ist. Die zunehmende Empfindlichkeit neuer akustischer Meßsysteme und speziell entwickelte Software, welche die Analyse großer Datenmengen extrem erleichtert, eröffnen neue Möglichkeiten, dieses Informationspotential zu nützen. Während der Austrocknung von Holz werden akustische Signale in einem breiten Frequenzspektrum emittiert. Signale, welche im Ultraschallbereich emittiert werden, ermöglichen die zeitliche Erfassung von Rissbildungen während der industriellen Holztrocknung und von Kavitationen (Abreißen der Wassersäule) in trockengestressten Wasserleitungselementen, da Störsignale effizient ausgeschaltet werden können. Während die Analyse der Welleneigenschaften akustischer Signale eine gängige Methode zur Optimierung industrieller Trocknungsbedingungen ist, beruht die pflanzenphysiologische Anwendung zur Bestimmung der hydraulischen Verwundbarkeit von Splintholz hauptsächlich auf der Zählung jener Ultraschallsignale, die eine bestimmte Intensitätsschwelle überschreiten. Obwohl man weiß, dass die emittierten Signale hauptsächlich von Kavitationen stammen, sind die Mechanismen der Signalentstehung weitgehend unerforscht. Das beantragte Projekt beschäftigt sich mit dem physiologischen Informationspotential akustischer Emissionen hinsichtlich Kavitationen und Rissbildung in lebenden Bäumen. Die hydraulischen Eigenschaften (Leitfähigkeit und Verwundbarkeit) von Nadel- und Laubholz sollen mit Hilfe der Analyse der Eigenschaften akustischer Signale, wie der maximalen Amplitude, der Signaldauer und der Signalenergie, charakterisiert werden. Die Analyse der Wellenformen soll gemeinsam mit klassischen hydraulischen und anatomischen Analysemethoden der Erfassung von ausschließlich solchen Kavitationen dienen, welche einen signifikanten Einfluss auf die Wasserleitfähigkeit haben. Die Etablierung einer repräsentativen, effizienten und automatisierbaren Untersuchungsmethode könnte die Bestimmung der hydraulischen Eigenschaften von Splintholz revolutionieren. Die Analyse der Wellenspektren akustischer Signale von austrocknendem Holz soll zusätzlich auch der Unterscheidung zwischen Kavitationen und Rissbildung dienen. Die Untersuchungen werden an wirtschaftlich bedeutsamen Baumarten, wie Fichte (Picea abies) und Pappel- Hybriden (Populus x euramericana, Populus x canescens) durchgeführt werden. Besonders bei Fichten ist die Entstehung von Schaftrissen europaweit ein ernstzunehmendes Problem. Die entwickelten Untersuchungsmethoden könnten zur Selektion von Bäumen beitragen, die eine vergleichbar höhere Trockenresistenz und eine geringere Neigung zu Rissbildung haben. Diese Selektionsaspekte sind besonders im Hinblick auf bevorstehende Klimaextreme bedeutsam.