Roof modular system in wood and particle board (OSB) to rural construction

Wood is a material of great applicability in construction, with advantageous properties to form various structural systems, such as walls and roof. Most of the roof structural systems follow models that have remained unchanged for a long time. A roof modular system in distinguished materials is proposed: reforested wood (Pine), oriented strand board (OSB) and roof tiles made of recycled long-life packaging material in order to be applied in rural construction. In this alternative, besides the benefit of giving destination packages with long-life thermal comfort, it also highlights the use of reforestated wood being the cultivation of such species that provides incentive for agribusiness. The structural performance of this alternative was evaluated through computer modeling and test results of two modular panels. The analysis is based on the results of vertical displacements, deformations and stresses. A positive correlation between theoretical and experimental values was observed, indicating the model's feasibility for use in roof structures. Therefore, the modular system represents a solution to new architecture conceptions to rural construction, for example, storage construction, cattle handling and poultry, with benefits provided by prefabricated building systems.

Effect of thermal treatment on the chemical characteristics of wood from Eucalyptus grandis W. Hill ex Maiden under different atmospheric conditions

Thermal treatment (thermal rectification) is a process in which technological properties of wood are modified using thermal energy, the result of which is often value-added wood. Thermally treated wood takes on similar color shades to tropical woods and offers considerable resistance to destructive microorganisms and climate action, in addition to having high dimensional stability and low hygroscopicity. Wood samples of Eucalyptus grandis were subjected to various thermal treatments, as performed in presence (140ºC; 160ºC; 180ºC) or in absence of oxygen (160ºC; 180ºC; 200ºC) inside a thermal treatment chamber, and then studied as to their chemical characteristics. Increasing the maximum treatment temperatures led to a reduction in the holocellulose content of samples as a result of the degradation and volatilization of hemicelluloses, also leading to an increase in the relative lignin content. Except for glucose, all monosaccharide levels were found to decrease in samples after the thermal treatment at a maximum temperature of 200ºC. The thermal treatment above 160ºC led to increased levels of total extractives in the wood samples, probably ascribed to the emergence of low molecular weight substances as a result of thermal degradation. Overall, it was not possible to clearly determine the effect of presence or absence of oxygen in the air during thermal treatment on the chemical characteristics of the relevant wood samples.

Interactions between calcium and heavy metals in Norway spruce : Accumulation and binding of metals in wood and bark

Waste products from the forest industry are to be spread in forests in Sweden to counteract nutrient depletion due to whole tree harvesting. This may increase the bioavailability of calcium (Ca) and heavy metals, such as cadmium (Cd), copper (Cu) and zinc (Zn) in forest soils. Heavy metals, like Cd, have already been enriched in forest soils in Sweden, due to deposition of air pollutions, and acidification of forest soils has increased the bioavailability of toxic metals for plant uptake. Changes in the bioavailability of metals may be reflected in altered accumulation of Ca and heavy metals in forest trees, changes in tree growth, including wood formation, and altered tree species composition. This thesis aims at examining: A) if inter- or intra- specific differences in sensitivity to Cd occur in the most common tree species of Sweden, and if so, to study if these can be explained by the uptake and distribution of Cd within the plant: B) how elevated levels of Ca, Cd, Cu and Zn affect the accumulation and attachment of metals in bark and wood, and growth of young Norway spruce (Picea abies): C) how waste products from the forest industry, such as wood ash, influence the contents of Ca, Cd, Cu and Zn in wood and bark of young Norway spruce. Sensitivity to Cd, and its uptake and distribution, in seedlings of Picea abies, Pinus sylvestris and Betula pendula from three regions (southern, central and northern parts) of Sweden, treated with varying concentrations of Cd, were compared. Differences in root sensitivity to Cd both among and within woody species were found and the differences could to some extent be explained by differences in uptake and translocation of Cd. The root sensitivity assays revealed that birch was the least, and spruce the most, sensitive species, both to the external and to tissue levels of Cd. The central ecotype of the species tested tended to be most Cd resistant. The radial distribution, accumulation and attachment of, and interactions between Ca and heavy metals in stems of two-year-old Norway spruce trees treated with elevated levels of Cd, Cu, Zn and/or Ca, were investigated. Further, the influence of these metals on growth, and on root metal content, was examined. Accumulation of the metals was enhanced in wood, bark and/or roots at elevated levels of the metal in question. Even at low levels of the metals, similar to after application of wood ash, an enhanced accumulation was apparent in wood and/or bark, except for Cd. The increased accumulation of Zn and Cu in the stem did not affect the growth. However, Cu decreased the accumulation of Ca in wood. Higher levels of Cu and Cd reduced the stem diameter and the toxic effect was associated with a reduced Ca content in wood. Copper and Cd also decreased the accumulation of Zn in the stem. On the other hand, elevated levels of Ca increased the stem diameter and reduced the accumulation of Cd, Cu, Zn and Mn in wood and/or bark. When metals interacted with each other the firmly bound fraction of the metal reduced was in almost all cases not affected. As an exception, Cd decreased the firmly bound fraction of Zn in the stem. The influence of pellets of wood ash (ash) or a mixture of wood ash and green liquor dregs (ash+GLD), in the amount of 3000 kg ha-1, on the contents of Ca, Cd, Cu and Zn in wood and bark of young Norway spruce in the field was examined. The effect of the treatments on the metal content of bark and wood was larger after 3 years than after 6 years. Treatment with ash+GLD had less effect on the heavy metal content of bark and wood than treatment with ash alone. The ash treatment increased the Cu and Zn content in bark and wood, respectively, after 3 years, and decreased the Ca content of the wood after 6 years. The ash+GLD treatment increased the Ca content of the bark and decreased the Zn content of bark and wood after 3 years. Both treatments reduced, or tended to decrease, the Cd content in wood and bark at both times. To conclude, small changes in the bioavailability of Ca, Cu, Cd and Zn in forest soils, such as after spreading pellets of wood ash or a mixture of wood ash and green liquor dregs from the forest industry, will be reflected in an altered accumulation of metals in wood and bark of Norway spruce. It will not only be reflected in changed accumulation of those metals in which bioavailability in the soil has been enhanced, but also of other metals, probably partly due to interactions between metals. When metals interact the exchangeable bound fraction of the metal reduced is suggested to be the main fraction affected. The small alterations in accumulation of metals should not affect the growth of Norway spruce, especially since the changes in accumulation of metals are low, and further since these decrease over time. However, as an exception, one positive and maybe persistent effect of the waste products is that these may decrease the accumulation of Cd in Norway spruce, which partly may be explained by competition with Ca for uptake, translocation and binding. A decreased accumulation of Cd in Norway spruce will probably affect the trees positively, since Norway spruce is one of the most sensitive species to Cd of the forest trees in Sweden. Thus, spreading of waste products from the forest industry may be a solution to decrease the accumulation of Cd in Norway spruce. In a longer perspective, this will decrease the risk of Cd altering the tree species composition of the forest ecosystem. An elevated bioavailability of Ca in forest soils will, in addition to Cd, probably also decrease the accumulation of other less competitive heavy metals, like Zn and Mn, in the stem.

Comportamiento de "Osilinus atratus" (Wood, 1828) ante diferentes sustratos rocosos

[ES] Se estudia el comportamiento del burgado (Osilinus atratus) ante diferentes tipos de sustratos rocosos, tanto en color como en tamaño. Los individuos muestran cierta tendencia a permanecer sobre sustratos de color gris-verdoso, sobre piedras de basalto-fonolitas, muy similares a los colores que abundan en las conchas de esta especie. Igualmente, evitan permanecer sobre sedimentos de pequeña granulometría, incrementándose el tiempo de permanencia cuanto mayor es el grano del sedimento.

Applicazione di una metodologia LCA all'impiego di biomasse legnose a fini energetici: un confronto tra la produzione di energia termica da cippato e da pellet

Con questo studio si è volto effettuare un confronto tra la generazione di energia termica a partire da cippato e da pellet, con particolare riferimento agli aspetti di carattere ambientale ed economico conseguenti la produzione delle due differenti tipologie di combustibile. In particolare, si sono ipotizzate due filire, una di produzione del cippato, una del pellet, e per ciascuna di esse si è condotta un'Analisi del Ciclo di Vita, allo scopo di mettere in luce, da un lato le fasi del processo maggiormente critiche, dall'altro gli impatti sulla salute umana, sugli ecosistemi, sul consumo di energia e risorse. Quest'analisi si è tradotta in un confronto degli impatti generati dalle due filiere al fine di valutare a quale delle due corrisponda il minore. E' stato infine effettuato un breve accenno di valutazione economica per stimare quale tipologia di impianto, a cippato o a pellet, a parità di energia prodotta, risulti più conveniente.

The cutting stock problem in the wood industry

This thesis proposes a solution for board cutting in the wood industry with the aim of usage minimization and machine productivity. The problem is dealt with as a Two-Dimensional Cutting Stock Problem and specific Combinatorial Optimization methods are used to solve it considering the features of the real problem.

Studio ed ottimizzazione di una caldaia a pellet ad elevata economia di produzione

Studio ed ottimizzazione di una stufa a pellet ad elevata economia di fabbricazione.

Studio e progettazione di una stufa a pellet in ghisa per il riscaldamento domestico

Studio e progettazione di una stufa a pellet in ghisa per il riscaldamento domestico per generare una potenza termica di 6.5 kW.

Applicazione delle metodologie LCA ed LCC per la valutazione ambientale ed economica della produzione del pellet realizzato tramite scarti agricoli di potature degli uliveti

Nel seguente lavoro è stata sviluppata una analisi ambientale ed economica del ciclo di vita del pellet, realizzato con scarti agricoli dalle potature degli uliveti. L’obiettivo di tale lavoro è dimostrare se effettivamente l’utilizzo del pellet apporti vantaggi sia dal punto di vista ambientale sia da quello economico. In tale progetto si sviluppano quindi un LCA, Life cycle analysis, e un LCC, Life Cycle Cost, secondo gli steps standard suggeriti da tali metodologie. Per effettuare l’analisi del ciclo di vita è stato utilizzato il software Simapro che ha permesso di valutare gli impatti ambientali sulle varie categorie di impatto incluse. In particolare sono stati considerati due metodologie, una midpoint ed una endpoint, ossia l’Ecoindicator 99 e il CML2 baseline 2000. Per le valutazioni finali è stata poi utilizzata la normativa spagnola sugli impatti ambientali, BOE 21/2013 del 9 dicembre, che ci ha permesso di caraterizzare le varie categorie d’impatto facendo emergere quelle più impattate e quelle meno impattate. I risultati finali hanno mostrato che la maggior parte degli impatti sono di tipo compatibile e moderato; pochi, invece, sono gli impatti severi e compatibili, che si riscontrano soprattutto nella categoria d’impatto “Fossil Fuels”. Per quanto riguarda invece l’analisi economica, si è proceduto effettuando una valutazione iniziale fatta su tutto il processo produttivo considerato, poi una valutazione dal punto di vista del produttore attraverso una valutazione dell’investimento ed infine, una valutazione dal punto di vista del cliente finale. Da queste valutazioni è emerso che ciò risulta conveniente dal punto di vista economico non solo per il produttore ma anche per l’utente finale. Per il primo perché dopo i primi due anni di esercizio recupera l’investimento iniziale iniziando ad avere un guadagno; e per il secondo, poiché il prezzo del pellet è inferiore a quello del metano. Quindi, in conclusione, salvo cambiamenti in ambito normativo ed economico, l’utilizzo del pellet realizzato da scarti di potature di uliveti risulta essere una buona soluzione per realizzare energia termica sia dal punto di vista ambientale, essendo il pellet una biomassa il cui ciclo produttivo non impatta severamente sull’ambiente; sia dal punto di vista economico permettendo al produttore introiti nell’arco del breve tempo e favorendo al cliente finale un risparmio di denaro sulla bolletta.

Valutazione del contributo emissivo in condizioni non-stazionarie alle emissioni totali di una stufa a pellet domestica

The aim of this work is to evaluate the emissions of the main pollutants of a pellet stove, by trying to simulate the real use in domestic operations. All the operating phases of this system were considered: ignition, partial load, increase in power, and nominal load. In each phase, quantity and type of some pollutants in emissions were determined: the main pollutant gases (CO, NOx, SO2, H2S and volatile organic compounds (VOCs)), total dust (PM) and its content of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), regulated heavy metals (Ni, Cd, As and Pb), main soluble ions and Total Carbon (TC). Results show that emission factors of TSP, CO, and of the main determined pollutants (TC, Cd and PAHs) are higher during ignition phase. In particular, this phase prevalently contributes to PAHs emissions. During increase in power phase, gas and particulate emissions do not appreciably differ from nominal load ones; nevertheless, PAH emission factors are higher than steady state ones, but lower than ignition phase. Moreover, during not-steady state phases, PAH mixture is more toxic than during steady state phases. In conclusion, this study allowed to go deeper in pellet stove environmental impact, by pointing out how the different operating conditions can modify the emissions. These are different from certificated data, which are based exclusively on measurements in steady state conditions.

Studio e ottimizzazione di una stufa a pellet a basso costo

Studio e ottimizzazione di una stufa a pellet a basso costo con CFD.

Incidenza della qualità del pellet sulle emissioni di una stufa domestica

Questo lavoro si è posto l’obiettivo di valutare come differenti qualità di pellet di legno, in accordo con la norma EN 14961-2, e la diversa potenza termica di una moderna stufa domestica influenzino le relative emissioni prodotte. La norma EN 14961-2 prevede una serie di proprietà per il pellet di legno con valori caratteristici per ogni classe di qualità, A1, A2 e B. Per simulare le condizioni cui sono sottoposte le emissioni in aria ambiente, il campionamento del particolato è stato effettuato per mezzo di un tunnel di diluizione. Per valutare e confrontare le emissioni prodotte della stufa a pellet, i dati ottenuti sono stati espressi come fattori di emissione cioè il rapporto tra la quantità di inquinante emesso e i MJ sviluppati dalla combustione. Dallo studio emerge che il pellet di più scarsa qualità mostra emissioni maggiori di CO, NOx, PM, ioni solubili, e la formazione di IPA con alta tossicità: questo implica un maggior impatto sulla salute dell’uomo e sull’ambiente. Inoltre la combustione di pellet di bassa qualità di tipo B causa frequenti problemi di combustione dovuti all’alta percentuale di ceneri, portando a maggiori emissioni di prodotti da combustione incompleta (TC, IPA, PM). La maggior potenza di funzionamento della stufa limita l’emissione di prodotti di combustione incompleta, TC, CO, PM e IPA, ma aumenta la tossicità di quest’ultimi.

Strength development of single beech wood veneers considering different climate conditions

La tesi di laurea è stata svolta presso l’Università di Scienze Applicate di Rosenheim, in Germania; il progetto di ricerca si basa sulla tecnica di rinforzo conosciuta come “Soil Nailing”, che consiste nella costruzione di un’opera di sostegno nella realizzazione di pareti di scavo o nel consolidamento di versanti instabili. L’obiettivo principale dell’elaborato sarà quello di valutare la fattibilità dell’impiego di tubi fabbricati con legno di faggio, in sostituzione dei chiodi d’acciaio comunemente utilizzati; la scelta di questo tipo di legno è dettata dalla larga disponibilità presente in Germania. La sollecitazione principale su tali tubi sarà di trazione parallela alla fibratura, tramite test sperimentali è stato possibile valutare tale resistenza nelle diverse condizioni in cui si verrà a trovare il tubo dopo l’installazione nel terreno. A tal proposito è necessario specificare che, l’indagine per risalire all’influenza che le condizioni ambientali esercitano sull’elemento, verrà condotta su provini costituiti da un singolo strato di legno; in tal modo si può apprezzare l’influenza direttamente sull’elemento base e poi risalire al comportamento globale. I dati ottenuti dall’indagine sperimentale sono stati elaborati tramite la teoria di Weibull, largamente utilizzata in tecnologia dei materiali per quanto riguarda materiali fragili come il legno; tali distribuzioni hanno permesso la determinazione della resistenza caratteristica dei provini per ogni condizione ambientale d’interesse. Per quanto riguarda la valutazione della fattibilità dell’uso di tubi in legno in questa tecnica di consolidamento, è stato eseguito il dimensionamento del tubo, utilizzando i dati a disposizione ottenuti dall’indagine sperimentale eseguita; ed infine sono state eseguite le verifiche di stabilità dell’intervento.