Calibrazione di misure d'umidità su legno di castagno (Castanea sativa Mill.) e pino silvestre (Pinus sylvestris L.) a diversi stadi di alterazione.

Measurements of water content, permittivity and state of degradation of wood need a instrument that allows to obtain accurate measurements. For this study we used the TDR (Time Domain Reflectometry), a instrument used to estimate the water content in soil. The method relies on the relationship between moisture content and time of propagation and reflection of an electromagnetic pulse along a wave guide inserted in the medium to investigate. In the early 90s a number of studies were developed to promote the use of TDR in wood as a porous medium, but at present time knowledge about this material are still few. In this study, the relationship between apparent permittivity and water content of wood was examined. The wood studied belongs to two different species: the chestnut (Castanea sativa Mill.) and Scotch pine (Pinus sylvestris L.). From the relationship examined were obtained, for wood samples at different stages of degradation, two different species-specific correlations to calibrate the instrument for Scotch pine and chestnut. To evaluate the calibration of the curves obtained from measurements made in the laboratory, they were compared with other curves of several authors who have made similar work. In this work we have paid special attention to the type of relationship between apparent permittivity, volumetric water content and basic density for both species examined. From comparison of these data it was possible to observe interesting behavior of apparent permittivity in saturated and oven-dry wood in relation to the basic density. From the assessment of this relation it was noted that there is a positive correlation between the values of the apparent permittivity measured in the oven-dry wood and their values of basic density. A reverse behavior is observed in saturated wood, in fact there is an inverse correlation between the two variables: the lower data of basic density have bigger values of apparent permittivity. This behavior is probably influenced by the ratio between the water adsorbed on the surface of solid material (the wood) and the fraction of free water in the pores. From the good correlation between basic density and permittivity and the species-specific correlations between moisture content and permittivity, the use of TDR is suitable for indirectly estimating volumetric water content and the basic density. Correlation values obtained from the data analysis of different species show that there are specific relations between permittivity and the studied characteristics. The analysis of TDR in the laboratory, under conditions of the saturation, can provide an estimate of water content and basic density which is a good parameter to monitor the degradation of wood. The TDR results were then compared with those of the Resistograph, which indirectly provide an estimate of the basic density. The comparison show that through the use of TDR, is possible to achieve greater precision in the measurement of basic density compared to that obtained from Resistograph, moreover the TDR performs a non-distructive measurement that allow repeatability. In general we can say that the numerical values obtained from tests on samples belonging to two different species are different, in the specific comparison between chestnut and pine woods, but the general trend is similar.

Le misurazioni di contenuto idrico, permettività apparente e lo stato di degradazione del legno necessitano di una strumentazione che permetta di ottenere misurazioni accurate. Per questo studio si è utilizzato il TDR (Time domain reflectometry), uno strumento di largo impiego per la valutazione del contenuto idrico nel suolo. Il metodo si avvale della relazione tra il contenuto di umidità e il tempo di propagazione e riflessione di un impulso elettromagnetico lungo un apposita sonda inserita nel mezzo da indagare. Nel legno, in quanto mezzo poroso, dai primi anni `90, si sono sviluppati alcuni studi, volti a perfezionare l'uso del TDR ma risultano ancora poche le conoscenze riguardanti tale materiale. Nel presente lavoro è stata esaminata la relazione che intercorre tra permettività apparente e il contenuto idrico di due diverse specie, il castagno (Castanea sativa Mill.) e il pino silvestre (Pinus sylvestris L). Sfruttando tale relazione è stato possibile ottenere, per campioni di legno a diversi stadi di degradazione, due diverse correlazioni specie-specifiche per calibrare lo strumento per il legno di pino silvestre e castagno. Per valutare le curve di calibrazione ricavate dalle misure effettuate in laboratorio, esse sono state messe a confronto con altre curve di diversi autori che hanno svolto lavori simili. Nel presente lavoro si è prestata particolare attenzione al tipo di relazione che intercorre tra permettività apparente, contenuto idrico volumetrico e densità basale per entrambe le specie esaminate. Dal confronto di tali dati è stato possibile osservare interessanti comportamenti assunti dalla permettività apparente nel legno saturo e nel legno anidro in relazione alla densità basale. Dalla valutazione di tale relazione si è notato che esiste una correlazione positiva fra i valori della permettività apparente misurata nel legno anidro e i rispettivi valori di densità basale. Un comportamento inverso si è invece osservato nel legno saturo, infatti si ha una correlazione inversa tra le due variabili: i dati con densità basale minore presentano valori di permettività apparente maggiori. Tale relazione è influenzata probabilmente dal rapporto tra le frazioni di acqua adsorbita sulla superficie del materiale solido (il legno) e la frazione di acqua libera nei pori. Vista la buona correlazione che intercorre tra permettività e densità basale, l'utilizzo del TDR è adatto per stimare indirettamente sia il contenuto idrico volumetrico che la densità basale. Valori di correlazione ottenuti tra le diverse specie dimostrano che esiste una variabilità interna. L'analisi delle misure TDR effettuate in laboratorio, in condizioni vicine alla saturazione, possono fornire una stima del contenuto idrico e della densità basale che è un buon parametro per osservare la degradazione del legno. Il TDR è stato poi confrontato con un altro strumento in grado di fornire indirettamente una stima della densità basale, il Resistograph. Dal confronto si è visto che attraverso l'utilizzo del TDR è possibile avere maggior precisione nella misura della densità basale, rispetto a quella ottenuta dal Resistograph. In generale si può affermare che i valori numerici ottenuti dalle prove sui campioni appartenenti alle due differenti specie sono diversi, nel confronto specifico tra legno di castagno e legno di pino silvestre, ma l'andamento generale è simile.