Trelast med høyere styrke og stivhet -Tresterk

Hovedmålet med Tresterk var å gjøre det mulig å sortere ut trelast med høyere styrke og stivhet enn det som ble gjort ved norske sagbruk før prosjektet ble satt i gang. At trelast er styrkesortert i en fasthetsklasse er en forutsetning for bruk av tre i bærende konstruksjoner som bl.a. bjelkelag, limtre, fagverk og takstoler. Selve styrkesorteringen foregår ved at tørr trelast enten sorteres visuelt etter den nordiske standarden INSTA 142, eller maskinelt med ulike typer maskiner som er godkjent etter reglene fastsatt i europastandarden NS-EN 14081 del 1-4. I Norge sorteres anslagsvis 80-90 % maskinelt, hovedsakelig med styrkesorteringsmaskinen Dynagrade i et tørrsorteringsanlegg der det sorteres skurlast. Et uoffisielt estimat fra Norsk Trelastkontroll for totalproduksjonen av styrkesortert trelast på 8-900.000 m3 viser at styrkesortert trelast utgjør om lag en tredjedel av den årlige totalproduksjonen av skurlast i Norge på ca 2,4 mill m3. Dette betyr at styrkesortert trelast er den viktigste inntektskilden for veldig mange av de større industrisagbrukene og høvleriene. Seks sagbruk har deltatt i prosjektet sammen med Norske Takstolprodusenters Forening, Norske Limtreprodusenters Forening, NMBU, Microtec, Viken Skog og Treteknisk, med sistnevnte som prosjektleder. Prosjektet er finansiert av Forskningsrådet, Skogtiltaksfondet, Fondet for Treteknisk Forskning og deltakerne selv. Prosjektets innfallsvinkel har blant annet vært å kombinere skoglige data med maskinsortering i industrien. I prosjektarbeidet har effekten av å styrkesortere i ulike steg fra skog til ferdigtørket trelast blitt kvantifisert. Dette har lagt grunnlaget for at sagbruk kan ta ut høyere styrkeklasser uten nødvendigvis å investere i veldig kostbar teknologi. En viktig del av prosjektet ble gjennomført som et PhD-studium. Carolin Fischer disputerte 2016-06-17 til graden PhD ved Norges miljø- og biovitenskapelige universitet (NMBU). Tittelen på hennes avhandling er: «Density and bending properties of Norway spruce (Picea abies (L.) Karst.) structural timber ? Inherent variability, site effects in machine strength grading and possibilities for presorting». Muligheten for å øke kvalitetsutfallet ved hjelp av forsortering basert på akustiske målinger og skog- og tredata ble undersøkt for styrkesorteringsmaskinen Dynagrade. De to akustiske verktøyene som ble testet var fra Fibre-Gen, og de registrerte enten lydhastighet i stående trær (ST300) eller resonansfrekvens i stokker (HM 200). Simuleringer av utbyttet i C30 viste en økning på 16 prosentenheter med forsortering basert på modeller med lydhastighet i trær og 22 prosentenheter med modeller basert på resonansfrekvens i stokker. Før prosjekt Tresterk ble igangsatt var den høyeste fasthetsklassen som ble sortert i Norge C30. I prosjektet er det gjennomført industriforsøk for å analysere mulighetene for å produsere høyere styrkeklasser. Industriforsøkene har blant annet vist at ved sortering av C40 vil det være nødvendig å forsortere tømmeret for å sikre et tilstrekkelig utbytte av C40. Ved maskinell sortering basert på dynamisk E-modul (Precigrader) varierte utbyttet av C40 fra ulike bestand fra om lag 1 % til 60 %. For å kunne oppnå et godt utbytte av C40 er det derfor avgjørende å benytte modeller som er utviklet i prosjektet for å forsortere tømmeret. For å kunne styrkesortere konstruksjonsvirke i styrkeklasse C40, må produsenten godkjennes i henhold til NS-EN 14081. Sommeren 2015 ble det det første norske sagbruket godkjent for sortering av styrkeklasse C40 som en del av prosjektet. C40-virke fra denne produsenten har blant annet blitt benyttet i limtrebuene i nye Steien bru i Alvdal som ble ferdig i 2016. Den nye brua som fører riksvei 3 over Glomma er en nettverksbru med fagverksbuer i limtre. Det er første gang det et er benyttet limtre i en slik brukonstruksjon. Brua består av kun ett spenn med en lengde på 88 meter, og man kan dermed fjerne gamle fundamenter som stod ute i elven. I prosjektets siste fase er det gjennomført industriforsøk med ny teknologi for maskinell styrkesortering av trelast ved hjelp av berøringsfri trakeideeffektskanning. I korte trekk er denne teknologien basert på at vedtrakeider, i likhet med de fleste krystallinske fibrer, leder lys i lengderetningen. Ved å benytte laserlys og måle spredningen av dette på overflaten av en planke ved hjelp av kamerateknologi får man et bilde av fiberhellingen i ulike posisjoner (for eksempel rundt kvist eller generelt i stammeveden på plankens overflate). Denne informasjonen benyttes til å predikere fasthetsklassen til hver plank. Det interessante med denne teknologien er at målingene ikke er påvirket av fuktigheten i trelasten, noe som gjør det mulig å sortere rå trelast. Dette åpner muligheter for å styrkesortere trelast før tørking. Dette er spesielt interessant for sagbruk som produserer styrkesortert last i fasthetsklasser som krever ulik fuktighet på sluttproduktet.

Prosjektet skal kvantifisere effekten av å styrkesortere i ulike steg fra skog til ferdigtørket trelast, og legge grunnlag for at sagbruk kan ta ut høyere styrkeklasser uten nødvendigvis å investere i veldig kostbar teknologi. Prosjektet har to deler der en i delprosjekt 1 skal framstille den objektive kvantifiseringen ved at grantømmer fra forskjellige skogsbestand som representerer hele spekteret av egenskaper i den norske virkesdatabasen følges fra skog til ferdig trelast. På dette tømmeret skal alle p arametre som tidligere undersøkelser har vist kan påvirke fastheten i trelast måles både på stående skog, på stokker, på rå trelast etter skur og på tørr trelast. Til sist skal et utvalg av trelasten også testes til brudd i laboratorium. En vil da sitte i gjen med full sporbarhet fra skog til og med faktisk styrke i trelast. Dette vil gi en full oversikt som vil vise effektene og potensialet for en sortering på alle steg i verdikjeden, og det vil bli utviklet avanserte statistiske modeller for prediksjon a v styrke i trevirke. Disse vil primært bli utviklet i en doktorgradsutdanning ved UMB. I delprosjekt 2 skal det utføres fire industriforsøk som skal undersøke effekten av ulike sorteringsstrategier på forskjellige prosessteg. Det første skal se på skoglig sortering, det andre på sortering av stokker på tømmertomt, det tredje på sortering av rå trelast og det fjerde på forbedret sortering ved å kombinerer maskinell og visuell styrkesortering. Disse forsøkene vil gå parallelt med hovedforsøket for å få kjap pere tilgang på data og eventuell utprøving og implementering hos prosjektdeltakerne. På denne måten kan en ta i bruk nye sorteringskonsepter i løpet av prosjektperioden. I prosjektet vil sagbrukene få et godt grunnlag for å ta ut høyere styrkeklasser bå de på kort og lang sikt, takstol- og limtrebedriften vil få tilgang til bedre råstoff mens Viken Skog vil utvikle sine tømmerleveranser slik at hele verdikjeden skog til produkt vil bli styrket.