1

Investeşte în oameni!

FONDUL SOCIAL EUROPEAN

Programul Operaţional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007 – 2013

Axa prioritară 1 „Educaţie şi formare profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării

societăţii bazate pe cunoaştere”

Domeniul major de intervenţie 1.5. „Programe doctorale şi post-doctorale în sprijinul cercetării”

Titlul proiectului: Burse doctorale si postdoctorale pentru cercetare de excelenta

Numărul de identificare al contractului: POSDRU/159/1.5/S/134378

Beneficiar: Universitatea Transilvania din Braşov

SINTEZA

TITLU

UNELE DIN CELE MAI NOI ECO-PRODUSE SI ECO-TEHNOLOGII DESCOPERITE SI

IMPLEMENTATE IN INDUSTRIA LEMNULUI LA SFARSITUL SECOLULUI XX SI

INCEPUTUL SECOLULUI XXI, CARE ADUC O REALA CONTRIBUTIE LA

DEZVOLTAREA DURABILA IN ACEST DOMENIU

AUTORI:

prof univ dr ing. BADESCU Loredana Anne-Marie,

prof univ dr ing. CISMARU Ivan,

conf univ dr ing. COSEREANU Camelia

1INTRODUCERE

Dezvoltarea durabilă pe teritoriul României, conservarea biodiversităţii şi calităţii mediului cat şi

minimizarea efectelor modificărilor globale pot fi asigurate numai prin gasirea unor eco solutii

rationale care sa poata fi implementate in productie si care sa conduca la proiectarea eco tehnologiilor

si eco produselor. Aceste solutii insa, decurg numai in urma unor studii si cercetari aprofundate

privind functionarea sistemelor tehnologice existente si identificarea factorilor generatori de

noxe.[4] Industria lemnului, ca si celelalte industrii este si ea generatoare de factori poluanti, care

trebuie diminuati sau chiar eliminati acolo unde este posibil. Promovarea activitatilor de cercetare inter

si transdisciplinare care sa fundamenteze din punct de vedere stiintific si operational gestionarea

relatiilor complexe directe si indirecte dintre componentele „mediului” si cele ale sistemelor socio-

economice, in vederea asigurarii conditiilor pentru dezvoltare durabila devine o obligatie a

cercetatorilor secolului XXI [7].

In lume, domeniul industriei lemnului este considerat ca fiind un domeniu strategic pentru

economia mondiala, intrucat are ca obiect de activitate gestionarea si valorificarea masei lemnoase.

Aceasta resursa naturala a devenit din ce in ce mai importanta, mai ales in ultimele 5-6 decenii cand,

2

odata cu evolutia fara precedent a progreselor tehnicii, poluarea a crescut in progresie geometrica la

nivel mondial. Sunt cunoscute binefacerile aduse omenirii de « aurul verde », binefaceri care pleaca de

la asigurarea sanatatii, a ozonului atat de necesar vietii pe Terra, ameliorarea climei stabilizarea si

fertilizarea solului, generator al conditiilor de viata pentru animale, factor antipoluant, producator

natural de hrana (pentru animale si om), materiale pentru constructii, industria de mobila, chimica,

imbracaminte, medicamente, hartie etc. Iata deci, ca nu exista domeniu de activitate in care lemnul sa

nu fie utilizat intr-o proportie mai mica sau mai mare. In acest context, desi lemnul este unul din

putinele materiale naturale care se regenereaza, utilizarea rationala si cu randamente ridicate a

masei lemnoase devine un deziderat pentru dezvoltarea si asigurarea conditiilor de viata pe

Terra. [5]

Valoarea sociala a lemnului este afectata de o gama complexa de factori, iar disponibilitatea

lemnului in diferite domenii de utilizare, inclusiv mobilier se raporteaza de cele mai multe ori la

capacitatea industriei de a spori valoarea adaugata, utilizarea sa rationala si, din ce in ce mai insistent,

stimularea regenerabilitatii sale. Galeano [38] si Hyde [46], coordonatori ai unor echipe de cercetare

internationale, anticipau de acum zece ani ca proiectiile efectului activitatii umane de recoltare a

lemnului din paduri in viitor trebuie sa reflecte schimbari in componentele care conecteaza

consumatorii, producatorii si forestierii la natura, intr-o conceptie mai larga, gestionarea materiei

prime. In mare masura cercetarile, English [31], Hilton [42], pe plan european in domeniul metodelor

de valorificare a masei lemnoase excluzand domeniul mobilierului se indreapta spre industria

materialelor compozite, prelucrarea chimica a lemnului, identificand tehnologii alternative. [32] indica

o suita de consideratii economice nu numai in gestionarea padurilor ci si in posibilitatile de recoltare a

resurselor lemnoase secundare, indicand, pentru SUA, potentialul pe care acesta il ofera.

Eco-tehnologii, eco-conceptie, structuri speciale din lemn

In Statele Unite specialistii in cercetare aplicativa promoveaza in revista Fine Woodworking (ISSN

0361-3453) eco-tehnologii, pe grupuri mici de operatii, mai rar in sistemul industrial, de cele mai

multe ori in contextul productiei de unicate si serii mici. De asemenea confirma reusite in

experimentarea unor eco-tehnologii Konkle[51], Standish[68] referitoare la adezivarea ecologica si

lacuirea cu uscare UV a peliculei, aplicate in micro-intreprinderi de mobilier si alte obiecte din lemn.

Swensson [69] si Jewitt [50] transfera tehnici artizanale ale lemnului in zona performantelor

industriale, prin valorificarea cercetarilor in domeniul pregatirii operationale a unor structuri din lemn

masiv de foioase realizate prin imbinari in dinti drepti, coada de randunica, strapunse si semiascunse

realizate cu mare precizie. Privitor la imbinarile si comportamentul rondelelor obtinute prin taierea

transversala sau oblic-transversala a crengilor si a partii superioare a trunchiului, sunt putine informatii

disponibile. Specificul unor structuri obtinute pe baza acestor rondele este in mica masura cunoscut:

comportare la green-glueing, parametrii de uscare, contragere si umflare, abateri dimensionale,

modificari structurale de textura si de culoare in urma tratamentelor termice, efectele slefuirii asupra

calitatii suprafetelor acestora, nu au fost inca studiate. Desigur, unii parametri, unele regimuri de

uscare, procedeele de incleiere si altele asemenea, sunt probabil derivate din cele clasice, comportarea

la procesarea mecanica si finlizarea in produse, raman inca necunoscute.

Metodele si instrumentele eco-conceptiei se bazeaza in mare parte pe o abordare matriciala a

ciclului de viata, ilustrata prin grilele de evaluare care variaza prin continut si nivelul detaliilor. De

cele mai multe ori abordarea matriciala este insuficient adaptata evaluarii precise si complete a

produselor, asa cum o face ACV (Analiza Ciclului de Viata). Instrumentele de ameliorare a conceptiei

3

ecologice sunt folosite in cazul ACV prin selectia axelor de ameliorare in cautarea unor solutii optime

[53].

2 ECO-PRODUSE DESCOPERITE SI IMPLEMENTATE IN INDUSTRIA

LEMNULUI LA SFARSITUL SECOLULUI XX SI INCEPUTUL SECOLULUI XXI, CARE

ADUC O REALA CONTRIBUTIE LA DEZVOLTAREA DURABILA IN ACEST DOMENIU

În evoluţia societăţii au existat şi există preocupări pentru găsirea de noi materiale şi combinaţii

pe bază de lemn, care să conducă la diminuarea unor defecte ale lemnului masiv (higroscopicitatea,

instabilitatea dimensională, rezistenţa la atac foto-chimic, inflamabilitatea etc.) şi să pună mai bine în

valoare calităţile naturale ale acestuia (densitatea scăzută, prelucrabilitatea uşoară, conductivitatea

termică scăzută, izolarea fonică ridicată, costuri relativ mici, posibilităţi nelimitate de utilizare,

nepoluante etc.

Omenirea se străduieşte de milenii să reducă instabilitatea dimensională a lemnului şi în tot

atâtea milenii a învăţat să realizeze structuri din lemn stabile, apelând la soluţii de compromis: lăsarea

unor spaţii necesare umflării şi contragerii sau prin "blocarea" lemnului în dimensiuni fixe.

Utilajele şi tehnologiile pentru obţinerea materialelor compozite din lemn au fost puse la punct

într-un timp îndelungat. Mecanizarea fazelor şi chiar automatizarea completă a proceselor au

determinat trecerea de la meşteşugul tradiţional manual al prelucrării lemnului la tehnologiile

moderne, aproape integral automatizate.

Arheologii datează cu mult timp în urmă, ca prime succese ale omenirii în domeniul prelucrării

lemnului, fabricarea lamelelor subţiri din lemn. Cu 2000 de ani î.Hr. meşteşugarii Egiptului antic

reuşeau producerea furnirului şi implicit a placajului şi intarsiilor. Următoarele generaţii de

tâmplari, datorită evoluţiei tehnicii, dar şi a gusturilor, reuşesc să taie lemnul în piese foarte subţiri,

promovand principiul reducerii grosimii lemnului care duce la scaderea fenomenelor de umflare

contragere. Paralel cu utilizarea lemnului ca material de construcţie, hârtia a fost un alt compozit datând de

la începuturile "industrializării" acestuia. Tot anticii egipteni au pus bazele apariţiei acesteia prin

fabricarea papirusului. În anul 105 d.Hr., chinezii au realizat prima hârtie din lemn în urma fierberii

până la "dezintegrarea" părţii interioare a cojii de dud. Pasta rezultată era mărunţită, amestecată cu

apă, "turnată" în forme şi apoi uscată ca foi fibroase. Cu toate acestea, numai în anul 1799, în Franţa,

a putut fi patentată prima maşină care a produs industrial hârtia.

Furnirele s-au confecţionat iniţial manual, prin ferăstruire şi apoi mecanizat cu circulare şi

gatere speciale. Numai în anul 1818 a fost patentat primul derulor în vederea producerii furnirelor

tehnice. Prima maşină de tăiat plan pentru realizarea furnirelor estetice a fost pusă în funcţiune în

anul 1870. Aceste două invenţii: derulorul şi maşina de tăiat plan, cu modernizările şi evoluţiile tehnice

corespunzătoare, sunt folosite şi astăzi la fabricarea furnirelor. În anul 1934 au fost perfecţionate

sistemele de adezivi bazaţi pe răşini sintetice rezistente la apă, care au făcut posibilă realizarea

placajului de uz exterior şi a panelului.

4

PLACAJ [89] PANEL [90]

Originea plăcilor din aşchii de lemn (PAL) se află în Germania. Prima menţionare despre

realizarea unor asemenea plăci este făcută în anul 1887, când Hubbard a realizat aşa-zisul "lemn

artificial” din făină de lemn amestecată cu cleiuri albuminice, solidificate sub acţiunea temperaturii şi

presiunii.

Kramer obţine în anul 1889 un patent german pentru metoda sa de încleiere plană a aşchiilor pe

suport din ţesătura de in, pe care apoi le-a stratificat şi încleiat, ca în cazul placajului, cu orientare

perpendiculară alternativă.

Watson (SUA) pune la punct în anul 1905 o metodă de producere a unor plăci din particule

subţiri din lemn. Acest patent stă la baza realizării plăcilor din aşchii late (flakeboard), care cunosc în

ultimele decenii pe teritoriul Americii de Nord o utilizare deosebită.

FLAKEBOARD [91]

Beckmann (Germania) propune, în anul 1918 o tehnica de fabricare a plăcilor stratificate cu

miez din aşchii sau făină de lemn şi cu feţe din furnire, predecesor ai produsului cunoscut astăzi drept

PAL furniruit sau placaj cu miez din aşchii (eng. Com-Ply).

PAL FURNIRUIT [92]

Freudenberg (Germania) aminteşte în anul 1926 despre utilizarea tocăturii fine de lemn încleiată cu

adezivii atunci existenţi în vederea obţinerii unor plăci.

5

Nevin (SUA) recomanda în anul 1934, amestecarea făinii de lemn şi aşchiilor cu adezivi şi întărirea

sub acţiunea temperaturii pentru producerea de plăci.

Antoni (Franţa) realiza, în acelaşi an plăci rezultate dintr-o combinaţie între fibre, particule şi aşchii

de lemn, încleiate cu răşini tip ureo- sau fenol-formaldehidice.

Samsonow (Franţa) recomandă, în anul 1935, utilizarea unor fâşii de furnire, dispuse în straturi cu

orientare perpendiculară, rezultând plăci din aşchii structurate asemănătoare produselor actuale (eng.

OSB).

Satow (Japonia) obţine în anul 1935 un patent american cu privire la fabricarea unor plăci din aşchii

lungi de 75 mm (eng. strandboards), orientate care să micşoreze deformaţiile (OSB).

OSB [93]

Roher (Germania) discuta în acelaşi an despre posibilităţile lipirii pe straturile de miez din furnire a

unor particule din lemn încleiate într-o singură operaţie de presare

Carson (SUA) pune în funcţiune în 1935 o linie de fabricaţie pentru producerea PAL. În 1936,

Loetscher (SUA) aducea prin patentul său referinţe interesante despre producerea PAL în regim

automat.

Chappuis (Elveţia) descrie, în anul 1937, producerea plăcilor din aşchii uscate prin aplicarea unor

răşini sub formă de pulbere tip bachelită.

Un alt elveţian Phol prezenta. într-un patent din anul 1936, posibilitatea utilizării unor fâşii de furnire

lungi, care astăzi îşi găsesc utilizarea la fabricarea structurilor materiale compozite portante (eng.

LVL).

LVL [94]

În timpul celui de al 2-lea Război mondial, când producţia de răşini sintetice a fost perfecţionată, s-au

realizat şi primele încercări pentru fabricarea industrială de PAL. Prima producţie de PAL s-a realizat

în anul 1946 cu utilaje tip Novopan, legate direct de numele Fahrni Kreibaum. Germania a produs

între anii 1947-1949 primele plăci din aşchii extrudate, care îşi găsesc şi astăzi deplină utilizare în

industria uşilor.

6

[95]

PAL extrudat pentru uşi

Utilizarea preselor etajate sau continue a fost următoarea etapă în dezvoltarea tehnologiei de fabricare

a PAL, care în scurt timp a cucerit şi păstrat supremaţia pe piaţa materialelor compozite din lemn.

Domeniul plăcilor compozite ligno-celulozice a cunoscut începând cu anii 1950 o evoluţie fâră

precedent. Posibilitatea confecţionării aşchiilor şi fibrelor cu dimensiuni şi geometrii diversificate,

utilizarea de noi tipuri de răşini sintetice, de tehnologii moderne şi utilaje specializate, fiabile, parţial

sau complet automatizate au creat baza necesară "exploziei" materialelor compozite din lemn, care a

determinat apariţia unei noi ere, nu numai a plăcilor, dar şi a altor produse din lemn şi alte materiale.

STRUCTURI

A. Materiale clasice

B. Structuri avansate din lemn (EWP-engineered wood products)

C. Structuri alternative si bio-materiale (GREEN PRODUCTS)

A. Materiale clasice: A.I. Lemnul,

A.II. Panouri din lemn masiv,

A.III. PANEL-ul.

B. Structuri avansate din lemn, EWP

B.I. materiale compozite fibroase

B.II. materiale compozite stratificate

B.III. materiale compozite armate cu particule

Engineered wood products se numesc si compozite pe baza de lemn si include produse derivate din

lemn, obtinute prin incleiere de lemn de dimensiuni mici, particule, fibre sau furnir cu ajutorul

adezivilor. EWP sunt astfel proiectate si realizate, incat sa respecte standardele internationale

referitoare la testarea materialelor.

Material compozit – orice material lemnos realizat din bucăţi mici, încleiate între ele.

EWP se folosesc in aplicatii similare lemnului masiv. Deseori structurile avansate sunt preferate

lemnului masiv datorita unor avantaje:

Ele pot fi proiectate cu destinatii speciale, motiv pentru care vor fi fabricate si testate pentru a

realiza proprietati performante in acel domeniu

Se poate utiliza lemnul rezultat din procesul de productie.

Lemnul cu defecte si cel de mici dimensiuni se poate utiliza la fabricarea panourilor din fibre si

aschii de lemn.

Dezavantaje ale EWP:

7

Ard mult mai repede decat lemnul masiv.

Necesita mai multa manopera de prelucrare.

Adezivul utilizat poate fi toxic (rasinile formaldehidice), produsele rezultate in acest caz

degajand formaldehida.

Procesarea EWP poate expune muncitorii la constituenti toxici (praful de lemn din anumite

specii).

EWP sunt mai putin rezistente la apa, unele structuri chiar absorb apa (PAL, PFL, MDF) si

favorizeaza dezvoltarea fungiilor.

B.I. Materiale compozite fibroase

Se obtin din fibre de diverse forme şi dimensiuni înglobate într-o matrice.

Fibre: - naturale - lemn, in. cânepă etc. - sintetice - organice termoplastice şi termorigide,

- anorganice (sticlă, bor. carbon etc).

Matricea poate fi realizată din materiale organice, metalice sau ceramice şi are densitate şi rezistenţă

mai mică decât fibrele.

Comparaţie între caracteristicile mecanice ale unor fibre

Tip fibră Diametrul * Greutatea

specifică

y'103

Rezistenţa la

întindere o

Rezistenţa

specifică

a/y

Modulul de

elasticitate

E

Elasticitatea

specifica

E/y

;*m W/m3 GPa km GPa Mm

Aluminiu 5 2S.3 0,6 24 73 2,8

Titan - 46.1 1.9 41 115 2.5

Otel 12.7 76.5 4,1 54 207 27

E-Sticlă 5-15 25.0 3,4 136 72 2.9

S-Sticlâ 5-15 24,4 4.8 197 86 3,5

Carbon - 13,8 1.7 123 190 14

Beriliu 125 18.2 1,7 93 300 16

Bor <125 25.2 3.4 137 400 16

Grafit 5-10 13.8 1.7 123 250 18

Kevlar - 14 2 2.7 190 130 9

Lemn - 12,0 0,6-1,2 50-100 30-50 4,2

Fibre de carbon:

[98]

8

B.II. Materiale compozite stratificate

Materiale compozite stratificate constituite din cel puţin două lamine reunite.

Din această categorie fac parte materialele compozite:

-obţinute din elemente, tratate sau impregnate cu diferite substanţe chimice şi prelucrate

într-un mod corespunzător {presate, uscate etc);

-armate cu fibre, realizate dintr-o succesiune de straturi suprapuse şi orientate pentru a se

obţine o cât mai bună rezistenţă şi rigiditate cum ar fi de exemplu masele plastice armate, fierul-

beton. sticlă securit);

-protejate prin acoperiri cu folii, foi, pelicule din metal, mase plastice, lemn etc, cu proprietăţi

îmbunătăţite ca rezistenţă la uzură, apă. foc, substanţe chimice, uneori cu efecte decorative.

B.III. Materiale compozite armate cu particule

Materiale compozite armate cu particule rezultate prin înglobarea în matrice a

mai multor elemente de natură organică sau anorganică:

-particulele pot fi de origine ceramică, metalică, lemnoasă, mase plastice, adezivi care

introduse în masa matricei conduc la îmbunătăţirea proprietăţilor acesteia;

-matricea poate fi constituită din metal, ciment, mase plastice şi trebuie să permită înglobarea distribuţia

uniformă şi compatibilitatea cu particulele pentru ca în final să se poată obţine performanţe tehnice

superioare

Tipuri de materiale:

[99]

PRODUSE AGLOMERATE DIN LEMN

PAL – Placi din aschii de lemn –reprezinta cca 40% din productia mondiala de placi.

OSB - Plăcile din aşchii lungi orientate. Oriented Strands Board (OSB) şi-au găsit utilizarea în SUA,

ca înlocuitor ai placajului Aşchiile ce intră în structura acestor plăci se obţin din buşteni de foioase

moi sau răşinoase. Dimensiunile optime ale aşchiilor lungi (strands) sunt: lungimea 20 - 60 mm,

9

lăţimea 10-25 mm şi grosimea 0.3 - 0.6 mm. Utilizare: construcţii (pereţi exteriori-interior;. tavane,

duşumele, scări, elemente în grinzile stratificate etc.)

[96]

Flakeboard - Plăci din aşchii de lemn pătrate şi subţiri, se diferenţiază de

plăcile OSB prin forma şi mărimea aşchiilor. Raportul dintre lăţimea şi lungimea aşchiilor

este de 1:1 până la 2:1, iar grosimea aşchiilor denumite "flakes" este mai mică decât a

furnirelor uzuale (sub 1 mm).

Waferboard - Plăci din aşchii de lemn pătrate şi groase, sunt asemănătoare ca structură

plăcilor de tip 'Flakeboard". Deosebirea constă in forma aşchiilor care sunt pătrate cu latura de 30

- 70 mm şi grosimi mari de peste 1 mm. Comparativ cu OSB. acest tip de plăci se caracterizează

prin valori mai reduse ale rezistenţelor. Faţă de placaj insă, gradul de utilizare al materiei prime

in cazul acestor plăci este mult superior. Domeniile de utilizare se suprapun cu cele ale placajului

de exterior, respectiv în construcţii.

OSL - Grinzi din aşchii lungi orientate, Oriented Strand Lumber se fabrică

cu acelaşi tip de matene primă şi tehnologie ca OSB. diferenţiindu-se numai forma produsului

final tip grindă şi orientarea paralela a tuturor aşchiilor pe direcţia axei acesteia. Utilizarea

principală a acestor produse este ca grinzi în structura portantă a acoperişurilor.

MATERIALE STRATIFICATE

GLULAM - Grinzi stratificate din cherestea incleiata, Glued Laminated Timber. Acestea sunt

realizate din lamele de aceeaşi grosime îmbinate pe lungime şi lăţime prin încleiere Avantajul major al

acestor structuri compozite este creşterea rezistenţei şi rigidităţii fapt ce permite realizarea de

structuri cu deschideri mari şi capacităţi portante mărite.

[96]

LVL - Grinzi stratificate din furnire încleiate, Laminated Veneer Lumber. Sunt realizate din foi de

furnire având aceeaşi orientare a fibrelor. încleiate cu adezivi fenolici, dupa o tehnologie similară celei

10

de fabricare a placajului. Din acest motiv, produsul este denumit în limbajul comercial international, şi

Parallel Laminated Veneer (PLV) adică gnnzi stratificate din furnire încleiate paralel. Grinzile

stratificate din furnire încleiate (LVL) se caracterizează prin rezistenţe ş rigiditâţi performante şi

costuri de producţie reduse, datorită valorificării superioare a materiei prime inferioare, găsind o largă

utilizare în construcţii la realizarea grinzilor din structura portantă a acoperişurilor podurilor şi

mijloacelor de transport. De asemenea LVL este folosit în structurile din medii agresive (umiditate,

temperatură substanţe chimice etc) şi se realizează din furnire impregnate in prealabil cu substanţe de

protecţie (ignifuge fungicide, hidrofuge etc). încleiate cu răşini speciale pe bază de melamină,

rezorcină sau isocianati şi protejate în final cu diferite pelicule.

I-joists – sunt profile I realizate din LVL si OSB sau placaj. Au rezistenta mare la

incovoiere si rigiditate sporita. [96]

[96]

PSL - Grinzi din aschii lungi orientate paralele (Parallel strand Lumber), se obtine din

fasii de furnir lungi, rezultate ca resturi la fabricarea furnirelor estetice şi tennice (12 x 2500

mm), orientate in formatie paralela si incleiate intre ele cu adezivi fenolici şi presate la cald

11

continuu. Se utilizeaza pentru grinzi, acolo unde se cere o rezistenta sporita. Cunoscută sub

denumirea comercială consacrată Parallam. Valorile performante permit utilizarea acestui

material la fabricarea structurilor mecanice puternic solicitate (grinzi, stâlpi etc.).

[96]

Scrimber este un nou produs stratificat realizat în 1980 în Australia pnn incleierea materialului

rezultat din zdrobirea intre role a buştenilor şi crăcilor foarte subţiri. Iniţial, elementele rezultate sunt

uscate, apoi încleiate şi aşezate în forme, iar în final consolidate prin presare la cald. Varianta japoneză

recent lansată pe piaţa poartă denumirea comercială de Zephyr. Aceste produse se utilizează ca

material de construcţii cu proprietăţi termoizolante şi fonoabsorbante.

Placaj – produs stratificat din foi de furnir orientate perpendicular.

LSD – lemn stratificat densificat. Este un produs realizat dupa o

tehnologie asemănătoare placajului, din furnire de foioase tari sau

esenţe exotice încleiate cu răşini fenolice (pulberi şi filme), realizat la

presiuni şi temperaturi înalte, atingându-se astfel densităţi de 1.3-1.4

g/cm: şi grosimi de 4-100 mm. Acest produs se caracterizează prin:

rezistente mari la tracţiune, compresiune încovoiere, stabilitate

[97] dimensională şi şoc.

Com-Ply - Plăci şi grinzi cu feţe din furnire şi miez din aşchii orientate uni- sau multistratificate .

Aceste produse au apărut în anul 1970 şi în funcţie de destinaţie pot fi concepute ca plăci sau grinzi.

Au câte un singur strat de furnir dispus pe ambele feţe ale unui miez realizat din aşchii orientate,

dispuse perpendicular pe directa fibrelor lemnului (furnirului). Grinzile care necesita perfomanţe

superioare, au feţele realizate din mai multe straturi de furnire sau placaje cu fibrele orientate paralel

cu axa grinzii iar structura miezului poate fi uni- sau multistrat din aşchii speciale (flakes). Domeniul

de utilizare: construcţii, la fabricarea panourilor şi grinzilor orizontale supuse acţiunii unor sarcini

normale pe suprafaţă

Structuri armate cu inserţii sunt realizate în general din mai multe straturi de furnir, fibre sau aşchii

între care se introduc inserţii sub formă de ţesături, fire. fibre, reţele, foliişi foi din diferite materiale

(metale, mase plastice, materiale organice şi anorganice). Avantajelece rezultă în urma armării constau

in creşterea rezistenţei la încovoiere, a ngiditătii. stabilităţiiuni- sau bidimensionale. în condiţiile

menţinerii sau scăderii greutăţii Pot apare însă o serie de inconveniente ca:

- incompatibilitatea între materialele structurii care generează fenomenul de delaminare;

- prelucrabilitatea dificilă şi implicit uzura rapidă a sculelor;

- îngreunarea reciclabilitaţii produsului.

12

Datorită costurilor relativ ridicate aceste structuri îşi găsesc aplicabilitate numai in domeniile de vârf-

construcţii aero-spaţiaie, industria transporturilor şi electrotehnică.

Produse stratificate din lemn tip "sandwich"

- PANEL – structura clasica, utilizata si in constructia mobilierului de arta.

- placi celulare

- Produse mulate din furnire

- placi lamelare stratificate (lemn reconstituit)

MATERIALE DIN FIBRE DE LEMN

PRODUSE AGLOMERATE DIN FIBRE OE LEMN, cunoscute generic cu prescurtări ca

- PFL

- MDF

- HDF

PRODUSE AGLOMERATE DIN FIBRE ŞI AŞCHII DE LEMN

- SuperPan - sub formă de placă cu miez din aşchii şi feţe din fibre (1-2 mm). Avantajul acestui

nou tip de placă este posibilitatea finisării directe a suprafeţelor, densitatea redusă, consum de adeziv

scăzut în condiţiile unei capacităţi de mulare superioare.

Produse aglomerate mulate din fibre şi aşchii de lemn. Spre deosebire de procedeele clasice de

realizare a structurilor din lemn, caracterizate prin forme de bază; rame. panouri, cutii etc. prin

procedeul de mulare se poate realiza o gamă impresionantă de forme. Obţinerea produselor de

configuraţie complexă caracterizate de suprafeţe plane şi curbe, se poate realiza cu consum sporit de

energie şi manoperă prin mooificarea formei geometrice naturale a lemnului.

Hârtia se obţjne din fibre lemnoase individuale, în mănunchiuri sau fragmente uniformizate la

aceeaşi lungime, rezultate în urma defibrăriî chimice, termo-chimice şi/sau mecanice.

C. STRUCTURI ALTERNATIVE SI BIO-MATERIALE (GREEN PRODUCTS)

PRODUSE PE BAZA DE CELULOZA DIN ELEMENTE VEGETALE (BIOMASA)

- fibre vegetale de orez

- faina de grau

- trestie de zahar

- bambus

- fibre textile de iuta, canepa

13

ECOPANEL,

Ag Boards - panouri din paie de orez sau grau, mai puternice decat MDF-ul si cu un aspect placut,

fara a fi necesar un liant, deoarece la presiuni si temperature ridicate are loc o sudare la nivel

microscopic intre elementele vegetale.

STRUCTURI LEMN_METAL

STEELAM- structura realizata din cherestea imbinata si armata cu benzi metalice zimtate.

STRUCTURI LEMN_PLASTIC

Wood-plastic composite Materiale din fibre de lemn ranforsate cu plastic, reprezintă pe plan mondial un domeniu relativ

nou al cercetărilor Se poî realiza combinaţii între lemn sub formă de aşchii

fine, fibre şi particule, pe de o parte şi mase plastice de tip polietilenă (PE), polipropilenă (PP)

ş.a., pe de altă parte în diferite stări de agregare şi forme (solid ca pulberi sau fibre şi lichid),

folosind tehnologii cunoscute în industria maselor plastice (injecţie, extrudere).

[100]

Tuffply si Plasply – materiale de cofrare pentru ciment. Inlocuiesc placajul, usor de curatat,

rezistente (cateva sute de utilizari pentru tuffply si 40-100 cicli pentru plasply). Plasply este un

material stratificat cu miez din lemn si fete din plastic. Se obtine o suprafata fina a planseurilor de

ciment turnate. Sunt usor de taiat.

Tuffply [101] Plasply [102]

14

[103]

STRUCTURI BIOMASA_CIMENT

Fly Ash – compozit inlocuitor al cimentului, obtinut din cenusa

[104]

STRUCTURI CU HARTIE

Composite siding – hartie de ziar, fibre de lemn amestecate cu plastic reciclat si agenti de incleiere

Homasote – structura realizata din hartie de ziar reciclata, pe post de fibre de rezistenta.

STRUCTURI TERMOIZOLATOARE

SIP - Structural Insulated Panels – reprezinta panouri cu feţe din material rezistent (OSB sau placaj) si

un miez de polistiren, paie sau poliuretan. Avantaje : greutate redusa si capacitate de izolare termica

mare.

15

[105]

GREEN MATERIALS

[106]

- sunt materiale reciclabile, regenerabile, reutilizabile

- materiale cu impact redus asupra mediului

Lemnul ca material rigid

Consumul sporit de lemn din ultimii ani a fost determinat de creşterea demografică, ridicarea continuă

a standardului de viaţă şi al progresului ştiinţific şi tehnic. Fiind un material uşor prelucrabil, accesibil,

de care omul s-a simţit legat practic şi afectiv, în decursul timpului, utilitatea sa a crescut tot mai mult,

în fabricarea mobilei, construcţii, industria auto, a bunurilor de larg consum, etc.

Lemnul masiv:

- specii de răsinoase:

- specii de foioase: - tari

- moi

16

a) b) c)

d) e) f

Structuri de panouri compozite fabricate din lamele de lemn masiv de foioase tari – specii combinate;

a) panou standard din lamele de fag fag; b) lamele de fag şi cireş; c) lamele de fag şi paltin; d)

lamele de fag şi stejar, e) lamele de fag şi frasin; f) lamele de fag şi nuc.[26]

Cercetari privind starea se tensiuni si deformatii in panourile reconstituite din lemn masiv in

combinatii de diferite specii

Ipoteze:

Materiale: fag şi fag (1 şi 2), fag şi paltin (1 şi 2); Se consideră proporţia fiecărei specii 50 %,

deşi în modelul real proporţia nu este egală.

Prima analiză se va desfăşura pe panourile cu structură longitudinală, iar a doua analiză pe

panourile cu structură transversală.

Panourile sunt considerate a se sprijini pe patru reazeme (S1, S2, S3, S4), plasate la 10 mm,

respectiv 24 mm de margine.

Sarcina este uniform distribuită pe suprafaţa de 460 x 210 mm, cu o forţă unitară p = 0,355·10-2

N/mm2

Parametrii elastici utilizaţi sunt prezentaţi în tabeul de mai josl

Panou

standard

17

20Ex=EL

500

Ez=ER

20

Ey=ET

y

xz

250

20

Ey=ET

500

Ex=

EL

z

x

Ez=ER y

250

20

Modelul teoretic al panourilor reconstituite.

=

10

240

10500

S1

S3

192

=

S2

S4

p

Poziţia reazemelor panoului.

Parametrii elastici utilizaţi în analiza MEF

Specia lemnoasă Fag, (W1) Paltin, (W2)

Masa volumică ρ, g/cm3 0.75 0.59

EL

·103 MPa

14 10.2

ER 2.28 1.55

ET 1.16 0.89

GLR 1.97 1.15

GLT 9.5 1.13

GRT 4.67 2.87

νTR 0.36 0.40

νRT 0.75 0.82

νLT 0.51 0.50

νTL 0.044 0.038

νRL 0.073 0.083

νLR 0.45 0.46

u, % 11 10

Discretizarea cu elemente finite este prezentată mai jos pentru structura longitudinală, respectiv cea

transversală.

18

Discretizarea cu elemente finite pentru

structura longitudinală; W1-fag; W2-paltin.

Discretizarea cu elemente finite pentru

structura transversală; W1-fag; W2-paltin.

(2) Aplicarea restricţiilor, a încărcărilor şi obţinerea soluţiilor

Tensiunile normale (sx) rezultate în urma analizei 1 (pentru structurile longitudinale) pentru

combinaţia fag – fag sunt prezentate mai jos

Tensiunile normale (sx) rezultate în urma

analizei 1 pentru combinaţia fag-fag.

Tensiunile normale (sy) rezultate în urma

analizei 1 pentru combinaţia fag-fag.

Tensiunile normale (sx) rezultate în urma

analizei 1 pentru combinaţia fag-paltin.

Tensiunile normale (sy) rezultate în urma

analizei 1 pentru combinaţia fag-paltin.

W1

sau

W2

W1

W1

sau

W2

W1

19

Tensiunile normale (sx) rezultate în urma

analizei 2 pentru combinaţia fag-fag.

Tensiunile normale (sy) rezultate în urma

analizei 2 pentru combinaţia fag-fag.

Tensiunile normale (sx) rezultate în urma

analizei 2 pentru combinaţia fag-paltin.

Tensiunile normale (sy) rezultate în urma

analizei 2 pentru combinaţia fag-paltin.

Deformaţia în panou pentru analiza 1,

combinaţia fag-fag.

Deformaţia în panou pentru analiza 1,

combinaţia fag-paltin.

Deformaţia în panou pentru analiza 2,

cmbinaţia fag-fag.

Deformaţia în panou pentru analiza 2,

combinaţia fag-paltin.

20

Se poate observa că deformaţiile maxime sunt concentrate în zona centrală a panourilor (culoarea

albastru închis), atât pentru varianta de structură longitudinală, cât şi pentru cea transversală. Valorile

deformaţiilor însă sunt de 7 – 10 ori mai mari pentru structura transversală, curbarea panoului de acest

tip în zona centrală fiind mult mai mare decât cealaltă structură.

ECOPRODUSE DIN LEMN REALIZATE ÎN ROMANIA

Incepând cu anul 1960 în Romania s-a trecut masiv la dezvoltarea construcţiilor de tip bloc, urmare a

politicii de după al II lea război mondial când s-a pus problema realizării unor locuinţe cu costuri

minime.

Construcţiile de tip bloc au schimbat complet structura elementelor din lemn, participante la

compartimentarea speţiilor interioare şi exterioare.

Dacă la o casă particulară există minim două uşi de exterior, o uşă de verandă şi restul sunt de interior

(4-6) la o construcţie de tip bloc în funcţie de numărul de etaje şi apartamente pe nivel există o singură

uşă de exterior (cea de intrare în bloc), maxim două uşi de balcon (pentru fiecare apartament) restul de

ordinul sutelor sunt uşi de interior, care au doar rol de compartimentare deci nefiindu-le necesare

structuri de rezistenţă solide.

S-a ajuns astfel la ideea şi conceperea unor alte structuri şi produse mai simple şi ecologice:

Uşile de tip celular [24] realizate din materiale lemnoase simple şi ecologice:

elemente de rezistenţă – sub formă de rame din rigle de chereste de răşinoase (molid) –

fixate prin capsare cu capse metalice;

elementele de placare realizate din placaj – obţinut din furnire şi adezivi fără formaldehidă;

elementele de acoperire – furnir din lemn din specii diverse – fag, stejar, nuc, paltin,

mahon, etc – fixate cu adezivi ecologici;

structura celulară realizată din materiale ecologice:

o rondele din crengi de răşinoase; plop sau salcie;

o rondelele din tulpini de floarea soarelui;

o rondele din tulpini de trestie;

o melci din lemn obţinuţi prin rindeluire plană

o caroiaje obţinute din lamele din lemn de răşinoase sau plop.

Au rezultat astfel structuri uşoare, suficient de rezistente în timp la solicitările simple la care sunt

supuse, la costuri incomparabile mai mici faţă de uşile ramă cu tăblie şi fără emanaţii de formaldehidă

sau alte noxe, care să polueze interioarele.

Structuri ale acestor uşi sunt prezentate în figura de mai jos.

21

Structura uşilor celulare – produse ecologice [24]

1. montanţi laterali; 2. traverse (superioare sau inferioare); 3. adaosuri pentru broaşte; 4

adaosuri pentru balamale; 5. elemente (panouri) de placare; 6. elemente de acoperire; 7.

elemente de acoperit canturi; 8. structură celulară

a.

b.

c.

Structuri specifice uşilor celulare [24]

a. cu închidere pe cant drept; b. cu închidere pe falţ dublu; c. cu structură de rezistenţă de tip ramă

consolidată prin îmbinări

22

a. b.

c.

d.

e.

f.

Structuri celulare utilizabile la uşile ecologice [24]

a. cu dopuri din crengi; b. cu dopuri din tulpini de floarea soarelui; c. cu melci din

23

O altă etapă în domeniul construcţiilor (în prima etapă a celor de tip barăci de şantier şi apoi a

celor industriale şi apoi a celor de locuit), a avut în vedere realizarea de structuri uşoare, modulare,

ieftine, demontabile pentru a putea fi desfăcute şu refăcute odată cu mutarea şantierului sau a

depozitului sau halei industriale. In cazul construcţiilor de locuit (de tip casă particulară) soluţiile s-au

păstrat dar nu în ideea demontabila ci în structuri fixe.

Aceste construcţii realizate pe structuri dominante din lemn au avut la bază ideea panourilor celulare –

folosite iniţial în structura uşilor – dar aduse la dimensiuni capabile să asigure nu numai rezistenţa

construcţiei ci şi confortul în utilizare prin rezolvarea factorilor de atenuare fonică şi transfer termic.

PANOURILE CELULARE PENTRU CONSTRUCŢII [25]– utilizate exclusiv în constructii

pentru realizarea structurilor, atât pentru pereţi exteriori cât şi pentru pereţi interiori – realizate

ecologic, unde s-au folosit materiale nepoluante şi anume:

- pentru structura de rezistenţă s-au folosit stâlpi şi grinzi şi diafragme din lemn masiv de

răşinoase;

- pentru consolidarea structurii de rezistenţă s-au folosit accesorii matelice (şuruburi,

buloane, plăci metalice de strângere, profile metalice, etc);

pentru placare s-au folosit scânduri din lemn masiv de răşinoase (în prima etapă) şi apoi

panouri din PAL şi placaj realizate cu adezivi ecologici;

- pentru umplerea structurilor s-au folosit din paie presate, compozite din paie cu argilă,

compozite din aşchii şi coajă de lemn cu lianţi minerali de tip argilă cu nisip şi var;

- pentru acoperire s-au folosit tencuieli aplicate pe suprafeţele panourilor pe care s-a fixat

iniţial reţea de sârmă împletită;

- pentru finisare s-a folosit laptele de var sau humă;

- constituirea structurilor s-a format prin îmbinări în lemn şi cu accesorii metalice (şuruburi,

scoabe, buloane, tiranţi, etc).

ECOMATERIALE DE TAPIŢERIE ŞI CONSTRUCŢII

COVOARELE ÎMPÂSLITE – utilizate ca materiale de umplutură în realizarea structurilor tapiţate

de la paturi, saltele individuale, scaune, canapele şi fotolii care au înlocuit materialele tradiţionale

(lâna şi bumbacul) şi poliuretanul – produs chimic neecologic.

o covorul împâslit din fibre din coaja nucii de cocos (ZEGAAS), obţinut prin procesarea nucilor

de cocos, pentru exragerea structurii fibroase, curăţirea prin uscare şi spălare, dărăcirea şi

împâslirea realizată industrial pe linii tehnologice specializate. S-a produs prin coasere directă

cu aţă de iută sau prin coasere pe pânză de sac din fibre de iută sau pe pânze rare din cânepă

sau in. Covorul rezultat se prezintă sub forma unor plăci plane cu grosimea cuprinsă între

20÷80 mm, la livrare fiind sub forma de suluri sau placi (panouri) plane.

o covorul împâslit din iarbă de mare – obţinut prin valorificarea unei specii de iarbă de mare

caracterizată prin fibre lungi şi rezistenţă relaziv mare la rupere – în stare uscată.

Se produce si se livrează în aceleaşi condiţii ca şi covorul din fibre de cocos.

24

o covorul „împâslit” din lână de lemn, realizat din „lână de lemn” – obţinută pe instalaţii

speciale de realizare prin tragerea lemnului peste cuţite sub forme de ghiare, rezultând fâşii

lungi cu secţiunea de 4-5mm lăţime şi 0,5÷1 mm grosime. Lâna de lemna fost folosită mult

timp ca „amortizor” de protecţie a mărfurilorcasante, transportate în cutii.

În ultima perioadă prin aplicarea unui strat de adeziv ecologic (prin pulverizare) şi „comprimarea” în

matrite plane sau spaţiale s-au obţinut:

- panouri plane cu densitatea cuprinsă între 30 ÷ 300Kg/m3 şi grosimi cuprinse între 20mm –

180 mm, folosite pentru placări interioare şi ca materiale de umplutură pentru pardoseli şi panouri tip

sandwich folosite în construcţii, precum şi ca structură celulară folosită la uşile din construcţii

industruiale, garaje.[2], [3], [19]

- panouri spaţiale cu densitate între 30 ÷ 300kg/m3

şi grosimi cuprinse între 20 – 180 mm

folosite ca elemente de placare sau ca umplutură în construcţii pentru zonele neplane – Aceste

„panouri” pot fi realizate atât industrial cât şi pe şantier. [2], [3], [19]

- panouri plane cu durităţi cuprinse între 30 ÷ 100kg/m3 pentru umplutură la tavanele de tip

sandwich din cadrul structurilor din lemn; [2], [3], [19]

- panouri plane de umplutură la realizarea mansardelor.

o covorul împâslit din resturi textile – se obţin din colectarea selectivă a deşeurilor textile (care

provin din produse textile care şi-au finalizat ciclul de viaţă) sau resturile tehnologice de la

fabricile de produse textile sau stofe, etc.

După o spălare, igienizare şi uscare re realizează o tocare a lor urmată de o dărăcire şi afânare.

Pe linii tehnologice specializate se realizează covoare cu grosimi şi durităţi diferite care sunt cusute

direct sau pe suport din pânză de sac, livrându-se sub formă de plăci sau suluri. Produsele obţinute cu

grosimea 20 ÷ 150 mm şi o duritate de 40 ÷ 250 kg/m3 şi sunt folosite pentru:

- material de umplutură în tapiţeriile de mobilă ca şi covoarele de tip Zegras sau din iarbă de

mare;

- material de umplutură pentru panouri sandwich folosite ca pereţi în construcţiile din lemn,

izolaţii termice în structura pardoselilor, acoperişurilor, tavanelor;

Aceste covoare au un transfer termic foarte mic şi în general sunt folosite şi în sisteme termice ca

izolatoare, la temperaturi mai mici de 1500C (izolaţii rezervoare, recipienţi, cuve, etc).

Realizarea acestor produse sub formă de plăci cu densităţi diferite cuprinse între 100 ÷ 500 kg/m3 şi

grăşimi cuprinse între 20 ÷ 200mm este posibilă pe linii tehnologice specializate rezultând plăci cu

grosimi şi durităţi diferite, în funcţie de domeniul de aplicaţie (pentru placare sau ca materiale de

umplutură).

o compozite cu structura (matricea) de bază lignocelulozică şi lianţi minerali, se obţin

din aşchii de lemn sau din fibre de lemn şi lianţi minerali: ciment, ghips şi alte materiale nisip şi var.

Compozitele astfel obţinute se prezintă sub formă de plăci sau calupuri [2], [1], [19]şi sunt folosite

pentru:

25

- plăcile – la placările interiore sau exterioare (în anumite condiţii) a structurilor

construcţiilor, atunci când au grosimi cuprinse între 15 ÷ 40mm şi densităţi cuprinse între

600 ÷ 1400 în funcţie de liantul folosit (ciment sau ghips) şi gradul de presare (densificare).

Cercetările efectuate au demonstrat că aceste tipuri de plăci trebuie să ţină cont de faptul că

procentul masic de aşchii sau fibre de lemn să fie cuprins între 5 ÷ 15% - asigurând astfel

condiţii similare de utilizare cu produsul RIGIPS – pentru construcţii. Compozitele de tip

„Fibrogips” sau „Asrogips” au densităţi mai mici (folosesc ghipsul ca liant) şi nu pot fi

utilizate decât pentru placări de interior. conductivitatea termică este mai mică decât la

Rigips cu 50 ÷ 60 %;[1]

- calupurile – la material de umplutură atât pentru panourile de tip sandwich, cât şi pentru

umplerea prin zidire, a golurilor din cadrul structurilor de beton ale construcţiilor. Aceste

produse au grosimi mari şi un grad de „afânare” mare duritatea tinzând spre valori

inferioare, în funcţie de dimensiunile aşchiilor şi specia lemnoasă din care sunt obţinute.

Cercetările au demonstrat că în cazul calupurilor participarea procentuală masică a

aşchiilor sau fibrelor de lemn trebuie să fie cuprinsă între 15 ÷ 35%. La valori mai mari

produsele se dezintegrează uşor. [1]

Trebuie menţionat că astfel de produse au mai fost realizate şi în alte ţări după reţete proprii având ca

denumiri comerciale de: COROLIT în rusia, SASMAX în Franţa, ARBOREX în Germania,

FERMACELL în Germania, ELTOMATION în Filipine, DURIPANEL în Franţa, etc. [pag 24], asa

cum rezultă şi din figura [33], [34], [36], ]37].

Tehnologia generală de realizare a compzitelor lignocelulozice [1]

Deseuri de lemn şi

hârtie

Apa Ipsos

Aditivi

Defibrator

Malaxor

Formare, turnare

Presare cu role

Prelucrare şi

stivuire

Uscare şi finisare

26

Cerccetările în acest domeniu al compozitelor cu matrice lignocelulozică sunt în plin interes de

realizare, încercându-se întotdeauna în structură şi a tocăturii de hârtie, tocăturii de materiale plastice,

tocături de materiale textile, aşa încât gama produselor ce vor rezulta să poată rezolva o plajă cât mai

largă a condiţiilor posibile de utilizare din punct de vedere al greutăţii, atenuării fonice şi transferului

termic simultan cu preţurile.

ECOMATERIALE PENTRU ÎNCLEIERI ŞI FINISĂRI

Materiale tehnologice pentru încleierea lemnului

Adezivii sintetici utilizaţi în ultimii 30 - 50 ani au venit să substituie pe cei „clasici” obţinuţi din pielea

animalelor, oaselor şi unghiile animalelor. Substituţia a avut loc datorită dezvoltării explozive a

mobilierului realizat din panouri de tip PAL sau PFL care pe lângă adezivul propriu din structura

acestor panouri, impunea şi un consum mare de adezivi pentru furniruirea suprafeţelor. Adezivii

sintetici folosiţi până acum 15 – 20 de ani emanau cantităţi mari de formaldehidă liberă – în timp

destul de lung după ieşirea lor din procesele tehnologice – fiind astfel catalogaţi ca fiind cu o toxicitate

ridicată a mediului (aerului).

In ultimii 15-20 de ani adezivii ureoformaldehidici sau fenolformaldehidici au fost înlocuiţi cu:

- adezivii realizaţi din produse naturale – cazeină şi albumină cu grad zero de toxicitate;

- adezivii cu alte tehnologii de procesare proveniţi din prelucarrea lemnului şi a cojii

arborilor anumitor specii;

- adezivii proveniţi din extragerea şi prelucrarea ligninei naturale obţinută din lemn şi

materiale lignocelulozice;

- adezivii proveniţi din procesarea inovativă (modernă) a colagenului obţinut din produsele

animaliere terestre şi acvatice.

Toţi adezivii aflaţi în procesele tehnologice din industria lemnului, din ultimii 15-20 de ani, sunt

ecologici adică netoxici pentru mediul şi fiinţa umană sau cu grade de toxicitate mici, admisibile

conform standardelor şi restricţiilor actuale.

Materiale tehnologice pentru colorarea lemnului

Coloranţii sintetici pe care i-a utilizat industria mobilei pentru a creşte valoarea estetică a unor specii

„nevaloroase” erau produşi industriali, cu grad de toxicitate ridicat (pentru om şi pentruapele în care se

deversau resturile tehnologice).

In ultimii 20 – 25 de ani colorarea lemnului s-a trecut pe folosirea coloranţilor obţinuţi industrial dar

din extarcte naturale obţinute din plante sau animale:

- coloranţii obţinuţi din frunze şi coajă de nuc;

- coloranţii obţinuţi fin frunzele şi coaja de stejar;

- coloranţii obţinuţi din prelucrarea lemnului şi a coji de anin;

- coloranţii obţinuţi din minereuri de fier, cupru, zinc, ...etc, prin prelucrare industrială –

rezultând o gamă largă de culori;

- coloranţii obţinuţi din roci vulcanice (pufuri vulcanice) cu gamă largă de nuanţe de culori

de la roşu-gri până la negru;

- coloranţi obţinuţi din negru de fum – prin incinerarea substanţelor netoxice (inclusiv

lemnul);

27

- coloranţii obţinuţi din alge marine, din animale marine, etc;

- coloranţi obţinuţi din mierea de albine şi din prelucrarea propolisului.

Toţi aceşti coloranţi obţinuţi în regim industrial sunt netoxici şi reuşesc să acopere paleta coloristică

necesară în industria mobilei.

Materiale tehnologice pentru finisarea suprafeţelor lemnoase

Lacurile produse prin sinteză industrială din „răşini sintetice” au creat mari probleme privind poluarea

mediului, datorită faptului că întărirea lor se realiza prin evaporarea solventului (în principal toluen şi

benzen – produşi toxici pentru mediul ambiant).

In ultimii 15 – 20 de ani s-a trecut masiv la prelucrarea şi utilizarea lacurilor:

- obţinute pe bază de ceruri naturale – solubile în apă care se întăresc prin evaporarea apei

din soluţiile de lac;

- obţinute sub formă de paste fluide realizate din ceruri naturale sau parafină care se întăresc

prin evaporarea solventului care este acoolul;

- obţinute prin prelucrarea răşinilor naturale extrase din lemnul speciilor bogate în răşini şi

prelucrate industrial sub formă de emulsii pe bază de apă sau alcool;

Toate aceste lacuri sunt folosite în procent dominant la mobilă şi finisări ale lemnului de la interiorul

construcţiilor.

3. ECO-TEHNOLOGII DESCOPERITE SI IMPLEMENTATE IN INDUSTRIA

LEMNULUI LA SFARSITUL SECOLULUI XX SI INCEPUTUL SECOLULUI XXI, CARE

ADUC O REALA CONTRIBUTIE LA DEZVOLTAREA DURABILA IN ACEST DOMENIU

Problema majoră a omenirii o constituie faptul că a descoperit ”prea târziu” că resursele materiale ale

Terrei sunt limitate și că până acum s-a consumat prea mult (mai mult decât trebuia) și ineficient și

nerațional. Spaima mare a apărut în ultimii 50 de ani când explozia demografică a venit cu calcule care

demonstrează că nivelul consumului de rezerve ale Terrei va crește și că ”durata de viață” a omenirii

se va scurta mult dacă nu se va ”raționaliza” consumul în raport cu ce oferă planeta. În plus în

acești ultimi 50 de ani pe lângă faptul că s/a consumat mare parte din rezerva planetei (petrol, gaze,

minerale, metalifere și nematalifere) - la un nivel scăzut de eficiență economică și tehnologică – s-a

realizat și o poluare excesivă a atmosferei, solului și apelor planetei, pentru că în general s-au utilizat

tehnologii ”fără filtre” antipoluarea. S-a exploatat și s-a prelucrat cu orice preț, în orice condiții și fără

restricții din punct de vedere al poluării. În ultimii 30-40 de ani omenirea s-a trezit la ”o realitata

sumbră” când si-a dat seama de nivelul de poluare al mediului în care v-a trebui să existe de acum

înainte.

Măsurile propuse de foruri internaționale referitoare la renunțarea la tehnologiile poluante și folosirea

cu exclusivitate a tehnologiilor ecologice au fost respectate ”parțial”, având în vedere că prin

cercetările efectuate (și nu suficient de bine direcționate) nu au putut oferi rapid alternative la

tehnologiile poluante existente în funcțiune. În această situație dificilă în care a ajuns omenirea încă

folosește tehnologii poluante (prelucrarea minereurilor metalifere) ca și tehnologii din industria

28

chimică / cu riscuri foarte mari pentru mediu. Se încearcă, ”toaletări” ale tehnologiilor poluante care să

devină mai puțin poluante și nu înlocire cu tehnologii nepoluante.

Așa cum era de așteptat omenirea s-a gândit să producă, să realizeze produse necesare oamenilor și

niciodată nu si-a pus problema – ce se va întâmpla cu aceste produse după ce –și vor finaliza ciclul de

viață. Cum vor putea fi făcute să dispară fără să polueze mediul?!

Volumul de deșeuri care rezultă din societatea umană este uluitor de mare și ridică probleme deosebite

privind gestionarea lor. S-au încercat (și se practică) trei mari procedee și anume:

- incinerarea deșeurilor și transformarea lor în energie termică folosită pentru încălzirea

spațiilor de încălzit sau pentru diverse activități în sere sau drept căldură tehnologică în

diverse fabrici care cu tehnologiiloe axate pe suport termic;

- depozitarea deșeurilor, în depozite speciale, ecologice, cu o structură care să nu permită

scurgerea apelor care le traversează și pătrunderea în pânza freatică;

- înglobarea deșeurilor (în special a celor cu ciclu degradabil foarte lung sau care poluează

puternic prin ardere – plastical și cauciucal), în diverse compozite care săaibă posibilitatea

valorificării ulterioare ca materiale de construcții sau pentru izolații termice sau fonice, etc.

O parte din deșeurile biodegradabile pot fi transformate în compost (pământ fertil) - utilizat în

agricultură pentru început prin aplicare pe terenurile pe care se vor cultiva plante tehnice (cânepă, in,

bumbac, lavandă, mentă....).

Deci pe lângă conceperea unei tehnologii nepoluante pentru realizarea unui anumit produs, de acum

încolo trebuie proiectate și tehnologii de valorificare ecologică a acestor produse – la terminarea

ciclului de utilizare.

Societatea mondială de consum, spre care se îndreaptă omenirea, precum și organizarea transportului

mărfurilor pe glob, au ca rezultat creșterea volumului de deșeuri într/un ritm îngrijorător. Nu degeaba

a început să circule sloganul ”Ne acoperă gunoaiele”. Da, începe să fie adevărat acest slogan nu numai

în mediul urban ci și în cel rural. Si nu este numai necazul invadării localităților de către gunoaie ci

este si pericolul real al infectării solului, apelor, aerului și al vieții și existenței noastre. Acestea sunt

motivele reale, de netăgăduit, care obligă omenirea să îndrepte ce s-a greșit până acum. Se impune ca

rolul cercetării și inovării în societatea umană să ocupe o altă poziție de interes, așa încât printr-o

susținere reală să fie capabilă să furnizeze tehnologii ecologice atât de fabricația produselor cât și de

valorificare (reciclare) a produselor care și-au epuizat durata de viață. De asemenea se impune din ce

în ce mai mult ca statele lumii, administrația mondială și locală să managerieze mult mai responsabil

activitatea de producție din punct de vedere al gradului de poluare pe care-l induce ăn mediul

înconjurător.

În principiu activitatea de cercetare trebuie să furnizeze tehnologii noi de producție care:

- să fie nepoluante sau cu grad mic de poluare asupra mediului înconjurător și implicit asupra

vieții oamenilor și animalelor;

- să prezinte riscuri minime în aplicarea (implementarea lor) atât pentru cei care vor lucra

efectiv în cadrul acestor tehnologii cât și pentru mediile de viață adiacente ale oamenilor;

- să fie concepute și funcționale cu un consum mic de energie și cu consul minim de

materiale poluante;

- să fie aplicabile la nivelul unor randamente ridicate de valorificarea materiilor prime;

- produsele pe care le realizează să poată fi reciclate simplu și nepoluant – la finalizarea

ciclului de viață;

29

- să-și poată neutraliza singure eventualele produse poluante care rezultă ca efect al

proceselor tehnologice (gaze, mirosuri, particule solide, etc.).

Misiunea omenirii în perioada următoare de 30÷50 de ani este să îndrepte ce a greșit să producă atât

cât trebuie – pe baza unor studii și analize corecte la nivel mondial, iar producția să nu afecteze

mediul. Se ajunge astfel la gândirea unor tehnologii care să aibă ca efect depoluarea mediului – deja

poluat, impunându-se cercetarea spre:

1 depoluarea aerului și crearea unui echilibruprocentual al gazelor de bază din atmosferă

(hidrogen, oxigen, azot) , aceasta fiind posibilă pentru politica mondială masivă de:

reîmpădurire a terenurilor defrișate nerațional și apoi neîntreținute sau abandonate

din punct de vedere silvicultural;

împădurirea terenurilor neutilizabile în agricultură (degradate, zone de alunecări,

zone de inundații) prin acțiuni minore de îmbunătățiri funciare;

împădurirea terenurilor care provin din exploatări miniere de suprafață închise, din

exploatări de minerale – carierele de balast, rocă pentru var, etc.;

împădurirea terenurilor unde a apărut fenomenul de deșertificare.

2 depoluarea apelor și crearea unui mediu adecvat dezvoltării formei acvatice prin:

politici de urmărire performantă a calității deversării apelor sau produșilor

industriali auxiliari – în amisarii apropiați;

politici de regularizare a cursurilor de ape, în special în zonele unde s-au constatat

frecvent inundații;

politici de educare a populației privind păstrarea și valorificarea gunoaielor produse

în gospodării, fără a le arunca în cursurile de apă (în caz contrar sancțiunea

drastică);

politici de neacceptare a amplasării în apropierea apelor curgătoare a unor fabrici cu

tehnologii care produc resturi tehnologice greu utilizabile (ex. fabrici de cherestea

care produc rumeguș, fabrici de prelucrare primară a cărnii, crescătorii de animale,

etc) și care sunt tentate să arunce aceste resturi în apele apropiate;

politici de realizare a unor structuri administrative care să urmărească permanent

cursul apelor;

educația copiilor încă din gradinițe pentru participare și implicare la protecția

mediului în care trăim.

3 depoluarea solului și aducerea lui la faza în care culturile realizate să nu fie infestate cu

diverse substanțe toxice sau metale grele, extrem de periculoase pentru om si biosferă

aceasta putând fi realizată prin:

politici de neutralizare prin procedee chimice sau biologice a solurilor infectate în

timp de către diverși poluatori;

politici de culticare a perioadă definită (prin cercetare științifică) cu plante care să

aibă drept efect neutralizarea și depoluarea solului;

politici de plantare de pădure pe aceste soluri – folosindu-se specii lemnoase repede

crescătoare (25 - 40 ani) și ulterior redarea agriculturii a acestor terenuri;

politici de aplicare a unor cantități mari de îngrășăminte naturale (composturi) și

înglobarea lor în sol la adândimi de peste 40 cm, cu efect de ”diluare” a poluării.

Se poate spune că trebuie schimbate regulile de existență umană în următorii 20 - 50 de ani astfel

încât:

30

volumul de deșeuri să se micșoreze (în general prin reducerea ambalajelor și

trecerea la recircularea lor);

deșeurile rezultate atât în industrie cât și în viața socială să fie în procent maxim

biodegradabile;

produsele pe care le va folosi omenirea să aibă posibilitatea de reciclare sau

reutilizare fără a fi poluante (la terminarea ciclului lor de viață);

managementul gunoaielor să devină generalizator din punct de vedere al sortării și

valorificării diferențiate nepoluante a lor;

In concordanta cu aceste noi viziuni care satisfac conceptele dezvoltarii durabile, in ultimele decenii

cercetatorii din domeniul industriei lemnului in colaborare cu cercetatori din domenii conexe au lansat

noi productii stiintifice. Una dintre acestea se refera la tehnologia de SUDAREA LEMNULUI.

Tehnologia de sudare a lemnului, ca metodă alternativă de îmbinare a unor elemente sau structuri din

lemn nu a mai fost abordată în România, aceasta făcând parte dintr-un nou domeniu de cercetare. La

nivel internaţional, în anul 2005 o echipă franco-elveţiană de cercetători, a deschis calea către

cercetări aprofundate privind sudarea lemnului. Sudarea lemnului este definită în literatura (Gerber,

2005) ca fiind “un procedeu de fricţiune care permite asamblarea pieselor de lemn între ele fără să

utilizeze adezivi”. Avantajele acestei tehnologii sunt de ordin economic şi ecologic (îmbinarea a două

piese de lemn nu necesită adeziv). Procedeul de topire (sudare) a lemnului constă în modificarea

efectivă a celulozei şi a ligninei la un aşa nivel, încât structura şi proprietăţile chimice ale acestor

materiale si implicit ale lemnului sunt total schimbate. Se poate obţine astfel un material

termoplastic, un lemn ce se înmoaie si se topeşte la temperatura la care în mod normal s-ar degrada

termochimic si s-ar aprinde. La temperaturi ridicate generate prin fricţiune (frecare mecanica - mai

mare de 180 º C) caracteristicile ligninei si hemicelulozei se modifica, iar pereţii celulelor din lemn

intra în faza de “topire”. Acest procedeu poate fi aplicat pentru sudarea a doua piese de aceeaşi esenţa

sau a doua piese de esenţe diferite. Tehnica nu necesită un alt material de legătura, lignina

transformata jucând rolul de liant, aceasta tehnica de sudare prezentând rezistente bune.(Pizzi,

2005)[51]

Modalităţi de îmbinare prin sudare (Pizzi, 2005; Gerber, 2005) [34];[51]

Zona de sudare Zona de sudare

Imbinare lemn

40x100x3000 (mm)

31

Examinarea comportamentului materialului în timpul procesului de sudare prin frecare circulară a

fost efectuată de către Bernhard Stam în cadrul tezei sale de doctorat (Bernhard, 2005) [10]. Tipul de

îmbinare investigat în acest studiu este cel de formă laminară. Testele au fost efectuate la catedra de

construcţii din lemn, Institutul Federal Elveţian de Tehnologie din Lausanne (EPFL) şi au avut scopul

de a determina influenţa parametrilor de prelucrare cum ar fi presiunea de sudare, frecvenţa, timpul de

sudare şi amplitudinea mişcării circulare (a aparatului de sudare) asupra procesului de sudare şi aportul

de energie la interfaţă [13] (Bernhard, Natterer, Navi, 2005).

Rezultatele au arătat că sudarea prin frecare circulară este influenţată în mod semnificativ de tipul de

lemn şi orientarea inelelor anuale. Umiditatea lemnului este un alt parametru luat în considerare.

Influenţa acesteia asupra comportării materialului şi a rezistenţei conexiunii este de asemenea

importantă, arată cercetătorul. În acest sens, cercetări cu privire la rezistenţele la forfecare ale

îmbinărilor de tip lamelar din lemn de molid s-au efectuat de către cercetătorii elveţieni. Acestea au

arătat că la umidităţi mari rezistenţa la forfecare se reduce semnificativ. Rezistenţa fiind de 5,1 MP

faţă de 2,7 MP. (Bernhard, St., 2011) [10]. Un aspect ce are impact şi asupra condiţiilor de depozitare

ulterioară a pieselor obţinute din lemn sudat.

Pentru stabilirea unor parametrii de sudare: s-au efectuat cercetări pe lemn de fag şi lemn de pin cu o

umiditate iniţială de 12 %. S-au obţinut rezultate optime pentru un timp de sudare de 3s cu presiune de

1,3 MPa urmat de presare timp de 5s la 2,0 MPa. Practic, s-a stabilit că sudarea lemnului este posibilă

la o anumită presiune (0,4-2,7 MPa) a celor două interfeţe prin mişcări oscilatorii longitudinale cu o

amplitudine de 1-3 mm şi o frecvenţa de 100 Hz timp de 2-5 s până la topirea materialului la nivelul

interfeţelor. Urmând apoi faza de presare, respectiv de menţinere sub presiune a pieselor până la

solidificarea topiturii (2-5 s la 1,33-2,7 MPa). (Gfeller, 2004)[15]. Iniţial primele investigaţii privind

sudarea lemnului s-au efectuat în vederea găsirii unei noi tehnologii de îmbinare pentru industria de

fabricare a uşilor şi ferestrelor din lemn. (Gerber, 2005) [16]. Trebuie menţionat faptul că cercetătorii

şi-au îndreptat ulterior atenţia pe aplicabilitatea tehnologiei şi pentru îmbinarea unor suprafeţe mari de

lemn pentru utilizări în special în construcţii. Testele preliminarii au arătat că îmbinarea este dificilă

dar nu imposibilă, necesitând proiectarea unui nou utilaj pentru capacităţi mari. Şi astfel, s-a dezvoltat

şi producţia de utilaje specifice. (IBOIS)

S-au efectuat cercetări şi în Marea Britanie însă doar la nivel embrionar unde tehnologia de sudare

prin fricţiune liniară, de data aceasta, a fost aplicată pe exemplare de fag şi stejar cu scopul de a testa

viabilitatea acesteia. Cercetătorul Andrews menţionează că sudarea prin frecare liniară a lemnului ar

putea perturba radical utilizarea tradițională a elementelor de fixare și adezivi utilizaţi în fabricarea

mobilei. (Scott Andrews, 2006) [70]. De aceeaşi părere sunt şi cercetătorii francezi. (Gfeller,

2004)[15]

32

Cercetări preliminare pe exemplare de stejar şi fag obţinute prin procesul de sudare prin fricţiune

liniară (Scott Andrews, 2006; Belleville 2012)[70];[12]

În cadrul cercetărilor actuale, efectuate pe plan internaţional, se accentuează caracterul ecologic,

economic şi non-toxic al tehnologiei de sudare precum şi rezistenţa îmbinărilor care este comparabilă

cu cea a adezivilor tradiţionali utilizaţi cu acelaşi scop (Ganne, 2008; Leban , 2005)[55]. Cu privire la

acest aspect, există însă şi contradicţii. Astfel, îmbinările realizate prin sudare nu ating rezistenţele

care pot fi obţinute cu ajutorul adezivilor convenţionali (Bernhard, 2005)[15].

Studiile existente arată că rezistenţa la smulgere a îmbinărilor prin sudare depinde de caracteristicile

materialului lemnos, specie, orientarea inelelor anuale, conţinut de umiditate, densitate şi dimensiunile

epruvetelor (Hahn, 2012)[48]. Teste efectuate pe epruvete din lemn de molid (Picea Abies) sudate pe

grosime şi în lăţime la unghiuri de 0, 10 şi 45 0au arătat că sudarea pe grosime are o rezistenţă mai

mare datorită lungimii suprafeţei de suprapunere. De asemenea, în acest context, autorul arată că

sudarea prin frecare este mai puţin adecvată pentru îmbinările locale.

Până în prezent, au fost făcute cercetări cu scopul de a arăta viabilitatea tehnologiei, însă sunt necesare

şi investigaţii în scopul aplicabilităţii tehnologiei pentru producţia de produse cu utilizare în industria

mobilei.

a. b.

Exemple de epruvete sudate pe grosime (a) şi lăţime (b)supuse testului de rezistenţă (Hahn, 2012)

[48]

În literatura de specialitate nu există date cu privire la rezistenţele altor tipuri de îmbinări decât

cele de tip lamelar.

S-au efectuat, de asemenea, cercetări cu privire la posibilitatea de îmbinare prin sudare cu frecare

liniară a unor structuri de tip MDF, PAL, OSB sau structuri lamelare. Studiul a urmărit analiza

modificărilor microscopice care apar în zona de sudare precum şi studiul rezistenţei la tracţiune şi

încovoiere în patru puncte. Cercetările au arătat că aderenţa este superioară celei cu adezivi deschizând

astfel, noi căi de cercetare în această direcţie (Ganne, 2008).

33

Structura din PAL obţinută prin tehnologia de sudare şi imagine microscopică a zonei de sudare

(Ganne, 2008)

Trebuie menţionat că, pe acest tip de structuri, nu s-au efectuat teste privind modulul de elasticitate la

încovoiere, compresiune sau forfecare.

În România, aplicabilitatea acestei metode oarecum reinventate se regăseşte în construcţii. Aceasta,

datorită faptului că noţiunea de sudare a lemnului este folosită pentru două elemente de lemn care se

prind unul în prelungirea celuilalt cu nişte elemente metalice numite „plăci multicui", aplicate sub

presiune, la locul de îmbinare. Prin prezentul proiect se urmăreşte ca prin prototipuri de mici

dimensiuni din arealul românesc pe care se intenţionează să se facă teste (conform metodei iniţiale)

să se demonstreze fezabilitatea de produse pentru piaţa industriei mobilei din România.

La nivel internaţional, o serie de cercetători au demonstrat aplicabilitatea tehnologiei de sudare la lemn

şi produse pe bază de lemn. Astfel se pot identifica următoarele procedeele existente, menţionate de

către cercetători (Pizzi, 2005, Bernhard, 2005, Ganne, 2008) [66]:[15]

- la temperatura scăzută (folosind tehnici convenţionale - sudare cu ultrasunete, UV – aceasta

metodă presupune ca unul dintre elemente să fie transparent).

Sudare a lemnului cu ultrasunete prin utilizarea unor substanţe/elemente care nu sunt în mod normal

sudabile dar care se topesc uşor) (Tom Shelley, 2000) [74]. Sudarea cu ultrasunete implică pentru

topire, utilizarea energiei de sunet de înaltă frecvenţă (20, 30 sau 40 kHz). Această tehnică este

utilizată pe scară largă, este rapidă şi recomandată în producţia de masă (avantaje: eficienţa

energetică, costuri reduse, uşurinţa de producţie pe line automatizată, rapiditate – aprox. 1 secundă).

Acesta este un procedeu nou care se poate aplică la îmbinarea lemnului şi constă în utilizarea unui

material plastic ca element de legătură. Materialul plastic, adesea folosit, se topeşte (este inclus în

structura lemnului prin ultrasonificare cu ajutorul unui aparat ultrasonic) şi pătrunde în structura

lemnului. Aceasta fiind o îmbinare mult mai rezistenta decât cele obţinute prin procedeele clasice cu

şurub, de exemplu. Acest procedeu este în curs de dezvoltare în Elveţia (Institutul Elveţian de

Tehnologie din Lausanne). Tehnica este foarte eficientă în domeniul industriei mobilei (produse de

mobile, ferestre, uşi de interior sau elemente de bucătărie, tâmplărie, construcţii).

Îmbinarea se poate face – parţial sau total prin înserarea unei bucăţi de plastic între două suprafeţe

de lemn.

34

Modul de sudare cu material plastic, la temperatură scăzută şi posibilitate de obţinere a unor panouri

din OSB şi MDF prin sudare cu lemn (Tom Shelley, 2000; Gerber, 2006) [74];[13]

- la temperaturi ridicate generate prin fricţiune (frecare mecanică - mai mare de 180ºC)

caracteristicile ligninei şi hemicelulozei se modifică iar pereţii celulelor din lemn intră în faza de

“topire”. Acest procedeu poate fi aplicat pentru sudarea a două piese de aceeaşi esenţa sau a două

piese de esenţe diferite. Tehnica nu necesită un alt material de legătură ca în cazul anterior şi nu

se poate efectua într-un mediu umed. Cercetătorii francezi arată că şi această tehnică de sudare

prezintă în general rezistenţe bune.

Procedeul de topire (sudare) a lemnului constă în modificarea efectivă a celulozei şi a ligninei la un

aşa nivel, încât structura şi proprietăţile chimice ale acestor materiale şi implicit ale lemnului să fie

total schimbate (Bernhard, 2005) [15].

Modalităţi de îmbinare prin sudare: multistrat (Pizzi, 2005; Gerber, 2005; Bernhard, 2005)[74];[39]

Datorită căldurii de frecare suprafeţele se pot încălzi şi până la 420-450ºC arată cercetătorii. (Weinand

Y., Bernhard St., 2006) [76] Se poate obţine astfel un material termoplastic, un lemn ce se înmoaie şi

se topeşte la temperatura la care în mod normal s-ar degrada termochimic şi s-ar aprinde.

Există 2 tipuri principale de sudare prin frecare (vibraţie) :

- sudarea prin frecare tip Rotary - atunci când între două elemente de lemn are loc o frecare circulară

(sudura axială);

- sudarea prin frecare tip Linear - atunci când între două elemente are loc o mişcare liniară

(funcţionează la frecvenţe mult mai mici decât la sudarea cu ultrasunete; amplitudine şi forţe de

prindere mari). Această frecare generează o cantitate uriaşă de energie termică în zona de contact care

Zona de sudare Zona de sudare

Imbinare lemn

40x100x3000

(mm)

35

duce la o descompunere a componentelor din lemn de bază. Odată ce se opreşte mişcarea de frecare şi

materialul începe să se răcească, se întăreşte formând o nouă structură cu un strat solid de contact.

Principalii parametri care influenţează producerea de căldură sunt următorii: pe de o parte parametrii

de reglare a maşinii, cum ar fi frecvenţa, amplitudinea, presiunea şi timpul de sudare, respectiv de

deplasare de sudură; pe de alta parte, proprietăţile din lemn cum ar fi umiditatea, orientarea inelelor

de creştere, densitatea, tipul de lemn, etc. Cercetările au arătat că sudarea prin mişcarea liniară

paralelă cu direcţia fibrelor lemnului, datorită densităţii care în zona de suprapunere creşte,

înregistrează o rezistenţă mai bună comparativ cu cea circulară (Leban, 2004)[55]

- frecare de fricţiune cu arbore rotativ - atunci când se foloseşte cu arborele rotativ cu umăr ce

acoperă orice urma vizibilă de sudare.(Gfeller, 2004)[40]

Produse din lemn obţinute prin sudare:

Produse de mobilă obţinute prin tehnologia inovativă de sudare a lemnului (Resch L. et all, 2006,

designer Thomas Walde, Culdesac Company)

Pe piaţa producţiei de mobilă, se pot identifica foarte puţine produse obţinute prin noua tehnologie de

sudare, fapt pentru care promovarea unor noi soluţii constructive, noi structuri realizate prin acest

procedeu ar însemna un pas către evoluţie şi către mediul industrial.

Tehnologia sudarii lemnului se evidenţiază prin conexiunea subtilă dintre biofizică şi industria

lemnului. Studiul biofizicii structurilor realizate din lemn sudat implică o serie de cunoştinţe din

diverse domenii precum matematică, fizică, anatomie, lemn, chimie. Pe de altă parte eco-tehnologia de

sudare a lemnului implică de asemenea, pe lângă cele menţionate, şi o serie de domenii de cunoaştere

precum mecanică, rezistenţă, ecologie, mediu.

36

Aşadar, pentru implementarea în industrie a unei noi tehnologii şi a unor noi produse ecologice este

necesară delimitarea cercetărilor astfel:

- comportamentul structurilor din lemn supuse procedeului de sudare

- comportamentul structurilor sub acţiunea forţelor externe

Aceasta va genera, aşadar: creşterea gradului de industrializare şi valorificare a lemnului la nivel

superior, conform strategiei de dezvoltare durabilă pentru România; promovarea unui mediu propice

vieţii; stimularea curiozităţii pentru utilizarea unui nou proces tehnologice pentru obţinerea unor

structuri ecologice, competitive pe piaţa europeană.

Aceste produse vor fi ca un răspuns la necesitatea crescândă a industriei pentru produsele ecologice şi

tehnologiile curate. Promovarea unei noi tehnologii eco-eficiente pe piaţa naţională va accelera

creşterea competitivităţii/sporirea cererii şi producţiei de echipamente necesare în întreprinderile şi

sectoarele economice - conform Strategiei de dezvoltare durabilă pentru România Orizonturi 2013-

2020-2030.

O alta categorie de cercetari privind ecotehnologii descoperite şi implementate în industria lemnului in

ultimele decenii, care vizeaza subiectul prezentei sinteze se refera la acoperirea necesarului unor

materiale din domeniul constructiilor. Printre aceste tehnologii se pot enumera urmatoarele:

TEHNOLOGIA DE FABRICARE A PLĂCILOR COMPOZITE DIN FIBRE DE

LEMN ŞI IPSOS prin procedeul semiuscat, a cărui flux general este prezentat in

continuare.

Schema fluxului tehologic de fabricare a plăcilor compozite din fibre celulozice şi ipsos

prin procedeul semiuscat.[1], [51], [52], [79], [81]

Din analiza fluxului tehnologic prezentat rezultă că în primă etapă se produc (sau se procură) fibrele

de lemn uscate care se amestecă în procent masic de 5 ÷ 20% în funcţie de destinaţia produselor

(placare sau umplere). amestecul se realizează într-unmalaxor apoi printr-un dozator se depune pe o

bandă într-un covor cu grosime constantă. La ieşirea di dozator se pulverizează apă pentru îmbibarea

37

covorului după care se introduce în prese unde se realizează „stoarcerea” excedentului de apă şi

întărirea ghipsului respectiv a păcilor.

Plăcile rezultate din presă pot fi livrate ca atare sau pot fi acoperite de feţe cu hârtie sau înlocuitori

diverşi, rezultând materiale cu proprietăţi diverse.

TEHNOLOGII DE FABRICARE A PLĂCILOR COMPOZITE DIN AŞCHII DE

LEMN ŞI CIMENT prin procedeu „clasic” [1], [79], [81]

– pentru plăci standard – cu duritate mare şi prin procedee actualizate pentru plăci uşoare

a. b.

Fluxul tehnologic de fabricare a plăcilor compozite din aşchii de lemn şi ciment

a. procedeul clasic pentru plăci standard. b. procedeul modern pentru plăci uşoare

Tehnologia propusă este bazată pe un procedeu umed unde comentul cu aşchiile de lemn se amestecă

în malaxoare, introducându-se şi emulgatorul, procentul de aşchii fiind cuprins între 5-15% pentru

panourile de placare şi 15-25% pentru calupuri de umplere. Pastaobţinută se aplică înmatriţe sub

formă de rame urmând o presare la rece pentru eliminarea excedentului de apă şi omogenizarea

volumică a durităţii. Formele sunt trecute printr-un tunel de uscare după care se extrag din forme se

formatizează, se calibrează şi se aplică vopsea sau hârtie pe suprafeţe.

38

TEHNOLOGII DE FABRICARE A PLĂCILOR COMPOZITE DIN AŞCHII SAU

FIBRE DE LEMN ŞI CIMENT cu presare la cald când se are în vedere ca formele în

care s-au turnat pastele (cu aşchii sau fibre), după presarea de omogenizare volumică a

durităţii, trec într-o presă caldă pentru reducerea timpului de priză şi uscare în volum a

plăcilor urmând operaţii de formatizare, calibrare (la grosime) şi finisare a suprafeţelor,

Schema fluxului tehnologic pentru fabricarea plăcilor compoyite din așchii sau fibre de lemn și

ciment prin presare la cald [1], [14], [79], [81]

Tehnologia prezentată este mai complexă şi are în vedere eliminarea speţiilor de uscare finală

şi condiţionare a plăcilor, în cazul de faţă rezultând plăci posibil de utilizat imediat.

TEHNOLOGII DE FABRICARE A PLĂCILOR COMPOZITE DIN AŞCHII DE

LEMN ŞI CIMENT, [1], [14], [79], [81]

39

Schema fluxului tehnologic pentru fabricarea plăcilor compozite din aşchii de lemn şi ciment:

1. sector de pregătire şi aşchiere a lemnului

2. depozit de ciment

3. depozit de adeziv

4. sistem de amestec

5. maşina de format

6. presa

7. formatizare

8. uscare

Tehnologia prezentată este o tehnologie umedă gândită în principal pentru realizarea de blocuri sau

calupuri de compozit, utilizabile ca material de umplutură sau de zidărie.

Tot in categoria ecotehnologiilor descoperite si implementate in ultimele decenii pot fi enumerate si

tehnologiile de finisare din industria lemnului care folosesc noi produse de finisare pe baza de apa.

TEHNOLOGIE ECOLOGICĂ DE FINISARE A SUPRAFEŢELOR LEMNOASE

CU LACURI PE BAZĂ DE APĂ, care cuprind următoarele operaţii şi faze tehnologice:

Şlefuirea finală cu granulaţie 180-200

Desprăfuire

Aplicare lac prin pulverizare sau turnare - consum 250÷350g/m2

40

Trebuie menţionat că la faza de lustruire se impune un control asupra următorilor parametrii:

- viteza de lustruire

- presiunea de lustruire

La faza de lustruire se pot folosi jeturi de răcire cu aer rece, suflat în zona de contact a sculei cu

suprafaţa.

Tot in acest sens, o noua tehnologie care sa contribuie de aceasta data la protejarea personalului de

executie din industrie, tehnologie inca in faza de cercetare, se profileaza

TEHNOLOGIA DE FINISARE PRIN PULVERIZARE A PRODUSELOR PROFILATE

ROBOTIZATA ( CU ROBOTI PASITORI).

Din experiența specialiștilor s-a afirmat că cele mai periculoase surse de poluare din industria lemnului

sunt emisiile de compusi organici volatili (COV) din sectorul finisaj, pulberile de lemn emisii

provenite din procesele de prelucrare mecanica (fabricarea panourilor lignocelulozice si a elementelor

de mobilier), zgomotul din sectorul de prelucrari mecanice, precum și emisiile centralelor termice,

care folosesc combustibili solizi[44,45]. Remodelarea fluxurilor de producție în cadrul industriei

lemnului pentru reducerea emisiilor de noxe si asigurarea unor echipamente individuale de protecție

pentru fiecare angajat în functție de factorii de risc la care este expus a arătat un interes imens în

România încă de la începutul anului 2006. Costurile necesare dezvoltării unor astfel de fluxuri de

producție și echipamente s-au dovedit însă a fi extrem de semnificative și nu cu o siguranță de

eliminare a riscului de expunere mai mare de 50%[8,9,10]. Pentru a soluţiona problemele menţionate

mai sus proiectul își propune eliminarea în proporție de peste 90% a pericolului de expunere a

personalului din sectoarele de activitate din industria lemnului, unde nivelul noxelor este ridicat.

Introducerea unor echipe de roboți pășitori asistenți care permit să fie controlați de la distanță, vor

oferi noi perspective de dezvoltare durabilă pentru domeniul industriei lemnului, prin trecerea de la

tehnologiile convenţionale la eco-tehnologii care de altfel constituie prioritatea Strategiei de

Dezvoltare Durabilă pentru România. În urma cercetărilor se urmăreşte obţinerea unei baze de date

care să conţină sarcinile de execuție a echipei de roboți pașitori, care alcătuiesc fie operații complexe

Uscare în tunele T = 50÷600C; t = 3÷5 min

Şlefuire suprafeţe finisate Granulaţie 400-500

Desprăfuire

Lustruire Tamburi sau benzi textile

41

sau simple și a unei interfețe prietenoase și usor de folosit prin care inginerii de producție să comande

echipa de roboți care își desfasoară activitatea in mediile periculoase din punct de vedere al poluarii,

eliminându-se astfel expunerea personalului uman în astfel de sectoare

Cunoaşterea are un rol determinant in dezvoltarea unei societati şi reprezintă elementul central care

determină competitivitatea”. Fie ca este vorba de mediul înconjurător, economic sau social,

dezvoltarea durabilă urmareşte şi încearcă să găsească un cadru teoretic stabil pentru luarea deciziilor

în orice situaţie în care se regăseşte un raport de tipul om/mediu.

Industria prelucrarii lemnului reprezinta o ramura importantă din activitatea economică a României şi

nu numai. Aceasta cuprinde un număr mare de muncitori, majoritatea activand în producerea mobilei

şi a altor produse finite din lemn. Mulţi dintre acestia sunt expusi emisiilor de praf, COV sau zgomot,

care nu foarte rar depasesc valorile admisibile recomandate de normativele in vigoare. Iata de ce ne

propunem sa intervenim in acest domeniu cheie pentru a contribui la dezvoltarea durabila a industriei

lemnului

Pentru a prezenta doar câteva repere cu privire la importanța industriei lemnului pentru Regiunea

Centru vom menționa că acest sector înseamnă:

27 mii salariați

20% din producția națională de mobilă

40% din producția națională de cherestea

Exporturi de aproape 900 milioane euro/ an

Necesarul de materie prima pentru multe domenii precum [9]: construcții, auto, aviație,

ambarcațiuni, instrumente muzicale etc

Prezenta unor importante companii multinaționale din domeniul lemnului: Holzindustrie

Schweighofer și Kronospan din Austria, Losan din Spania and Parisot din Franța

Diverse domenii care folosesc si lemnul ca materie primă

Prelucrarea lemnului a cunoscut în ultimele decenii o largă dezvoltare, lemnul, ca materie primă fiind

deosebit de căutat. În prezent, la nivelul Uniunii Europene, în industria lemnului şi a mobilei activează

aproximativ 3,6 milioane de persoane din toate cele 27 de ţări membre ale uniunii. Acest sector

reprezintă 6% din totalul activităţilor industriale şi atinge o cifră de afaceri anualǎ de peste 270

miliarde de euro. Industria lemnului cunoaşte tradiţii multiseculare, este un motor permanent al

INDUSTRIA MOBILEI

UTILIZĂRI SPECIALE :

DOMENIUL CONSTRUCŢIILOR

Foto: http://www.strahan.ie/images

Ex: decoraţiuni auto

Foto: www.formwood.com

Ex: diverse elemente modulate

Foto: www.delignit.de

AUTOVEHICULE RUTIERE:

AVIAŢIE:

AMBARCAŢII/

INSTRUMENTE

MUZICALE etc.

Ex: ambarcații

Foto:

http://www.strahan.ie/i

mages

AMBARCAŢII/ INSTRUMENTE

MUZICALE etc.

UTILIZĂRI SPECIALE :

42

inovaţiilor şi se deosebeşte printr-o structură economică globală. Pentru această industrie protecţia

mediului industrial este o problemă fundamentală, cu ea se confruntă toate întreprinderile de procesare

a lemnului din lume[44];[56];[8].

În prezent perfecţionarea maşinilor-unelte, sculelor şi dispozitivelor pentru prelucrarea lemnului, se

efectuează pe baza conceptului de dezvoltare durabilă, astfel încât să fie indeplinite normele stabilite

de Uniunea Europeana privind siguranța muncitorilor la locul de muncă. În procesul integrării,

protecția mediului constituie un domeniu prioritar, fiecare agent economic având obligația de a

acționa în conformitate cu cerințele prevăzute pentru asigurarea protecției mediului, a sanatății

oamenilor și asigurarea acestora la locul de munca[9],[28],[45].

Precum se observă in figura ce reprezintă un sector de prelucrare a lemnului în care nivelul de praf si

COV este ridicat singura protecție a oamenilor care își desfășoară activitatea în acest departament fiind

diferite tipuri de măști precum cele din figură, măști ce nu asigură protecția sănătății omului în

proporție de 100%.

Sector de prelucrare a lemnului în care nivelul de praf si COV este ridicat[61]

Compuşii Organici Volatili sunt substanţe cu presiune de vapori suficient de ridicată, mai mare decât

0,013 kPa la temperatura de 200C, care au longevitate şi reactivitate suficientă cu atmosfera pentru a

participa la reacţii fotochimice, fiind capabili de a interveni în fenomenele de creare a smogului, de

distrugere a pădurilor şi de participare la efectul de seră[47];[77]. Protocolul Convenţiei de la Geneva

din 18 Noiembrie 1991, referitor la poluarea transfrontalieră la distanţă, cu privire la lupta contra

emisiilor de COV în fluxul lor transfrontalier dă următoarea definiţie pentru COV: sunt compuşii

organici artificiali, alţii decât metanul, care pot produce oxidanţi fotochimici în reacţie cu oxizii de

azot în prezenţa luminii solare.

43

Astfel, pentru limitarea emisiilor de COV și reducerea efectelor acestora în mediul ambiant în special

al aerului, acționează: Directiva UE 1999/13/CE transpusă în legislația țării noastre prin HG nr.

699/2003 modificată și completată prin HG nr.1902/2006 și HG nr.1339/2006. Industria mobilei nu

intra sub incidența a HG nr. 735/2006 privind limitarea emisiilor de compuși organici volatili datorate

utilizării solvenților organici în anumite vopsele.

Atâta timp cât lucrătorii sunt expuși la locul de muncă la diferiți compuși organici volatili, angajatorul

este obligat să asigure informarea și formarea lucrătorilor cu privire la riscurile generate de expunerea

COV, în special referitor la:

- natura acestor riscuri;

- valorile limită de expunere și valorile de expunere;

- rezultatele evaluării și măsurării COV din sectorul de lucru;

- folosirea corectă a mijloacelor de protecție, în cazul în care sunt astfel de echipamente;

- utilitatea și metoda de depistare și semnalare a diferite simptome de îmbolnăvire;

- practicile profesionale sigure care reduc la minim expunerea la COV;

Toate aceste informări vin totodată și cu respecarea anumitor limitări, limitări de expunere de care s-

ar face abstracție în cazul folosirii în aceste sectoare a echipelor de roboți pășitori.

Introducerea unui sistem inteligent de roboți pășitori în sectoare din industria lemnului în care

nivelul noxelor este ridicat având ca scop eliminarea expunerii în aceste sectoare a lucrătorilor,

controlul sistemul realizându-se de la distanță prin intermediul interfeței dezvoltate va reprezenta o

contribuţie semnificativă în societate, o provocare pentru viitorii cercetători şi va fi în concordanţă cu

prevederile legislative actuale pentru domeniu studiat.

Pentru a înţelege importanţa şi relevanţa temei propuse, se vor aduce argumente clare prin prisma

cercetărilor anterioare în domeniu, prin corelarea cerinţelor actuale cu legislaţia în vigoare, prin

accentuarea şi argumentarea gradului de interdisciplinaritate şi stabilirea aspectelor neelucidate.

Aşadar, cercetările cu privire la aplicabilitatea introducerii echipelor inteligente de roboți pășitori în

sectoarele de activitate din industria lemnului unde nivelul noxelor este ridicat vor contribui la

dezvoltarea socio-ecologică și dezvoltarea cunoaşterii în domeniu pe plan naţional. Prin toate acestea

se accentuează caracterul inovativ şi interdisciplinar al proiectului. Limitarea expunerii personalului

uman în sectoarele vizate de emisiile de compuși organici volatili, ca provocare interdisciplinară, este

un domeniu prioritar pentru industria lemnului şi prin perspectiva cerinţelor provizorii ale Strategiei

naţionale în domeniul cercetării, dezvoltării tehnologice şi inovării pentru perioada 2015 – 2020.

Statisticile din ultimii ani privind numarul de roboți utilizați, atât în mediile industriale cât și în cele

neindustriale, arata sugestiv creșteri majore, ducând la concluzia ca roboții au ajuns sisteme

indispensabile functionarii societatilor de producție și servicii actuale [71,63,64]. Întâlniți atât în

procesele de productie cât si în alte arii de interes precum transporturi, divertisment, medicina,

comunicatii, sau agricultura, roboții contribuie la îmbunatațirea performanțelor de intervenție [43,21],

dar și de raționare în vederea luării deciziilor.

Ex: ambarcatii

Foto:

http://www.strahan.ie/images

44

Echipe de roboți mobili întâlnie în procesele de producție sau alte arii de interes [63],[64]

Roboții actuali sunt învățați cum să lucreze, să se autodepașească și să relaționeze pentru a forma

adevarate comunități. Dorința ca aceștia să copieze și să reproduca în proporție cât mai mare

comportamentul uman este redată în numarul mare de lucrari și experimente dezvoltate în ultima

perioada de timp [62,59,30]. Ca răspuns la nevoia efectuarii mai rapide si mai exacte a unor operații

complexe și la eliminarea pericolelor întâlnite în procesele de productie actuale s-au dezvoltat echipe

de roboți care coopereaza pentru îndeplinirea sarcinilor de lucru. Odata cu evoluția operațiilor care

trebuie rezolvate în mod semi-automat și automat, echipele de roboți se diversifică.

45

Sisteme robotizate care execută operații de: a - prindere;

b - rearanjare; c - manipulare; d – asamblare [61]

Ideea de a dezvolta un sistem robotic colaborativ pentru efectuarea unor sarcini în mediul din

industria lemnului semi-structurate, este noua spre deosebire de alde domenii unde deja cercetătorii se

luptă cu rezolvarea unei serii de probleme cum ar fi: integrarea echipamentelor hardware, folosirea

unui sistem sensorial capabil să trimită la unitatea de procesare semnale despre mediul de lucru,

folosirea unei surse de energie care să asigure o funcționare continuă pe o durată de timp determinată,

evitarea obstacolelor în timpul mișcărilor roboților, sincronizarea sarcinilor executate de roboți,

asigurarea unei interacțiuni robot-robot cât mai naturale, limitarea situațiilor nesigure, etc.

DE CE Finisarea robotizata?

Într-un studiu danez recent s-a arătat faptul că 15 % dintre muncitorii din sectoarele periculoase din

cadrul industriei lemnului sufera de o gama variată de boli și disfuncții ale organelor respiratorii

provocate de compusii organici volatili si de praf. Scopul acestui proiect este limitarea acestui procent

prin dezvoltarea de cercetări teoretice şi experimentale ce vor avea ca rezultat concret o echipă de

roboți pașitori care cooperează pentru exercitarea unor operații de finisare, prelucrare mecanica, etc a

lemnului, primite de la inginerul de producție printr-o interfață minimala. Aceasta va conduce la

46

crearea unui mediu sanatos de lucru pentru operatorii din industria lemnului, si in consecinta

inscrierea in coordonatele impuse de dezvoltarea durabila.

TEHNOLOGIE ECOLOGICĂ DE FILTRARE A PRAFULUI DE LEMN rezultat la

şlefuire prin folosirea pânzelor de apă pulverizată sau a vaporilor de apă.

Tehnica în sine are în vedere folosirea cicloanelor clasice cu circulaţie elicoidală a curentului de aer cu

particule de praf de lemn în suspensie. În interiorul ciclonului se montează o reţea de duze prin care se

pulverizează foarte fin, apa sau se introduc vapori de apă.

la trecerea aerului cu praf de lemn prin ceaţa formată de apa pulverizată sau aburi are loc aderarea

particulelor de praf la cele de apă care devenind mai grele cad la partea inferioară a ciclonului de unde

se elimină, urmând un traseu tehnologic bine definit şi anume:

Reţinere praf de lemn cu particule de apă

Colectare ape cu praf de lemn în bazine

Separarea parţială a particulelor de praf prin

depunere gravitaţională

Colectare apă în bazin de separare prin flataţie

Raclarea nămolului rezultat prin flotaţie

Presare şi brichetare nămol din praf de lemn

Filtrarea finală a apei prin filtre de rumeguş de

lemn

47

BIBLIOGRAFIE

1 Angelescu, Gh.; - Valorificarea lemnului de mici dimensiuni prin inglobare în

produse industriale utilizabile în construcții – Teză de doctorat, Brasov,

Universitatea Transilvania 2007.

2 Barbu M.C. – Materiale compozite din lemn – Editura LUX LIBRIS – Brasov

1999.

3 Barbu M.C. – Resch, H.; - MDF – Lightboards Made in Austria, Proceedings

of 30th International Particleboard / Composites Materials Symposium,

W.S.U., Pullman

4 Bădescu, L.A.M., (2001) Propunere Grant bilateral Fr-Ro 36/2011 MOS-

ECO-WOOD Cunostinţe avansate, modelare şi optimizare pe componentele

structurale din lemn de noi produse ecologice realizate cu dibluri sudate de

lemn, cu impact direct asupra mediului, în scopul de a promova dezvoltarea

durabilă.

5 Badescu, L.A.M. et al. (2007-2011) MODELE DE TESTAREA

CONDITIILOR DE ADMISIBILITATE A PROCESELOR SI

PRODUSELOR DIN INDUSTRIA LEMNULUI PE PIETELE EUROPENE,

CU IMPACT DIRECT ASUPRA CALITATII MEDIULUI, IN

CONTEXTUL DEZVOLTARII DURABILE - Grant CNCSIS ID-146/2007

6 Badescu, L.A.M. et al. (2004-2007) Retea de excelenta stiintifica pentru

industria lemnului din Romania in contextul integrarii tarii noastre in Uniunea

Europeana in 2007 - Grant CNCSIS A1339/2004

7 Badescu, L.A.M. et al. (2008-2016) “NON TRADITIONAL PROCESSES IN

PRODUCTION TECHNOLOGIES AND INTEGRATION OF THE STUDY

AND RESEARCH IN THE EASTERN AND

8 M, Battista „Controlling noise at work. The Control of Noise at Work

Regulations 2005”. Guidance on Regulations L108 (Second edition) HSE

Books 2005 ISBN 978 0 7176 6164 0

9 Bean, TL 2006, „Wood dust exposure hazard” , Ohio State University, viewed

5 November 2012,<http://ohioline.osu.edu/aex-fact/0595.html>.

10 Bernhard, St., Weinand Y., Hahn, B., Rossmaier, G., (2011) Influence of the

moisture content on the shear strength of welded wood-to-wood,

COSTWorkshop Mechano-chemical transformations of wood during THM

processing, p. 131-133

11 Boeglin N.(1999) La Promotion de la qualite ecologique des produits et des

ecoilabels, Techniques de l’Ingenieur G6 250

12 Belleville B, Stevanovic T, Cloutier A, Salenikovich A, Pizzi A, Blanchet P

(2012) Production and properties of wood-welded panels made from two

Canadian hardwoods, Wood Science and Technology

48

13 Bernhard St., Natterer J., Navi P., (2005) Joining wood by friction welding,

Holz als Roh-und Werkstoff , European Journal of Wood and Wood Products,

p 313-320.

14 Blankenhorn, P.R.; s.a – The use of eastern hardwoods in the U.S. for the

production of cement-bonded particleboard, Proceedings of 2nd International

Inorganic Bonded Wood and Fiber Materials Conference, Idaho, 1990.

15 Bernhard St. (2005) Cercetari privind sudarea prin frecare a lemnului studii

fizice, mecanice si chimice/ Development of friction welding of wood:

physical, mechanical and chemical studies, Teza de doctorat, Swiss Federal

Institute of Technology Lausanne, EPFL Thesis no. 3396. Dir.: Parviz Navi.

16 Bocquet, J.F., Pizzi, A., Despres, A., Mansouri, H.R., Resch, L., Michel, D.,

Letort, F. (2007) Wood joints and laminated wood beams assembled by

mechanically-welded wood dowels, Journal of Adhesion Science and

Technology, Vol. 21, No 3-4 : p.301-317.

17 Bras B.(1997) Incorporating environmental issues in product design and

realisation, Industry and Environment, Vol. 20 Issues.

18 Brissaud D.(2002) Environment and Design. Methods and Tools for

integration and Cooperation

19 Bularca, M., - Fabricarea plăcilor din așchii și fibre de lemn – tehnologii

moderne, Ed. Tehnică București, 1996.

20 D, Camargo „Health and Safety Executive, Noise at woodworking machines”,

[http://www.hse.gov.uk/pubns/wis13.pdf], WIS13(rev1) 09/2007,

http://www.hse.gov.uk/

21 [Charrow ,2012] Benjamin Charrow , Nathan Michael and Vijay Kumar

Cooperative Multi-Robot Estimation and Control for Radio Source

Localization. In Proc. of the Intl. Sym. on Experimental Robotics. Quebec,

Canada, iunie, 2012

22 Christelle G.C., Properzi M., Pizzi, A., Leban J-M et.al (2006) Parameters of

wood welding: A study with infrared thermography, Holzforschung. Volume

60, Issue 4, p 434–438

23 Christelle Ganne-Chedéville (2008) Soudage linéaire du bois : étude et

compréhension des modifications physico-chimiques et développement d’une

technologie d’assemblage innovante. Thèse de doctorat Université Henri-

PoinCaré, Nancy, France, p. 234

24 Cismaru, M., (2003) Structuri din lemn pentru mobilă şi produse finite,

Editura Universităţii Transilvania din Braşov

25 Colberg, R. E. 1996. Emerging trends in southern timber supply and demand

relationships. Paper presented at the International Wood Fiber Conference,

Atlanta, Georgia. Available from Decisions Support, Columbus, Georgia: May

1996.

49

26 Cosereanu, C., (2006) “Contributii la studiul panourilor reconstituite

decorative, din lemn masiv de foioase, folosite in decoratiuni interioare si

mobilier Teza de doctorat Universitatea Transilvania din Brasov

27 Dietz, T. and E. A. Rosa. 1994. Rethinking the environmental impacts of

population, affluence, and technology. Human Ecology Review

Summer/Autumn 1, 277–300.

28 Demers, PA, Kogevinas, M, Boffetta, P, Leclerc, A, Luce, D, Gérin, M,

Battista, G, Belli, S,Bolm Audorf, U & Brinton, LA 1995, 'Wood dust and

sino nasal cancer: Pooled reanalysis of twelve case control studies', American

journal of industrial medicine , vol. 28, no. 2, pp. 151-166.

29 DGfH(2001)Holz=Rohstaff der Zukunft nachhaltig verfugbar und

Unweltgerechtm, Informationdienst Holzm, Munchen, ISSN 0466=2114.

30 Doulgeri, 2006] Z.Doulgeri, and T. Matiakis, A Web Telerobotic System to

Teach Industrial Robot Path Planning and Control, IEEE Transactions on

Education, vol.49, 2006, pp. 263-270.

31 Dumitrascu, R.E., Badescu, L.A.M (2013-2015) CONTRIBUŢII

TEORETICE ŞI EXPERIMENTALE LA BIOFIZICA UNOR STRUCTURI

INOVATIVE REALIZATE PRIN SUDAREA LEMNULUI- Grant

POSDRU-134378-2013

32 Dumitraşcu, R.E (2012) Contribuţii la valorificarea lemnului de fag şi molid

obţinut din rărituri forestiere pentru realizarea unor ecostructuri, Teza de

doctorat, Universitatea Transilvania din Braşov, coordonator prof. univ. dr.

ing. Loredana Anne-Marie BĂDESCU.

33 Elliott, G. K. 1984. .Forests.. Encyclopedia Britannica, 15th ed. 7: 542.

34 English, B. 1994. Wastes into wood: Composites are a promising new

resource. Environmental Health Perspectives 102(2): 168–170

35 Environmental Defense Fund Paper Task Force. 1995. Economic

considerations in forest management. White paper no. 11. Washington, DC:

Environmental Defense Fund

36 Eusebio, D.A.; Kawai, S.A.O. – Bark cement composites. Proceedings of 3rd

Pacific Rim Bio-Based Composites Symposium Kyoto, 2-5 dec. 1996.

37 Evans, P.D., Conroy, J.S.D., Barry, S.C., Creffield, J.W., - Manufacture of a

biodurable particleboard from white cypress pine and radiata pine.

Proceedings 3rd Pacific Rim Bio-Based Composites Symposium Kyoto,

Japan, 2-5 dec. 1996.

38 Fedkin, J. 1989. The evolving use and management of the nation's forests,

grasslands, croplands, and related resources. U.S. Department of Agriculture

(USDA). Forest Service Report GTR-RM-175. Washington, DC.

39 Gerber, C., Gfeller B., Balz (2005) Joint connection with welded

thermoplastic dowels & Wood Welding Technologies, CTI research, Swiss

School of Engineering for the Wood industry, Biel-Bienne, Switzerland.

50

40 Gfeller, B., Lehmann, M., Properzi, M., Pichelin, F., Zanetti, M., Pizzi, A.,

Delmotte, L. (2004) Interior wood joints by mechanical fusion welding of

wood surfaces, Forest Products Journal.

41 Galeano, S.F. (1996). Enhancement of the LCI methodology to reflect forest

products characteristics. Proceedings Technical Association of Pulp and Paper

Industry, Symposium on LCA Applied to Forest Products Atlanta Georgia.

42 Giessen, K(2004). Die zukunft der Fortzirtschaft in Europa. Holz-Zentralblatt

nr. 34m pag. 423.

43 [Giuliani, 2010] Giuliani, M., Lenz, C., Müller, T., Rickert, M., Knoll, A.,

Design Principles for Safety in Human-Robot Interaction, International

Journal of Social Robotics, Springer, Vol. 2(3), pp. 253-274,

doi:10.1007/s12369-010-0052-0, 2010

44 Gerin, M „Occupational Safety & Health Administrations, Noise and Hearing

Conservation Health Effects”,

[http://www.osha.gov/SLTC/noisehearingconservation/health_effects.html],

200 Constitution Avenue 10/03/2007, http://www.osha.gov.

45 Goomez, ME, Sanchez, JF, Cardona, AM, Pioquinto, JF, Torres, P, Sanchez,

LM,Castaneda, RA, Villamizar, RH & Cremades, LV 2010, 'Health and

working conditions incarpenter's workshops in Armenia (Colombia)',

Industrial health, vol. 48, no. 2, pp. 222-230.

46 Gruner C.(2001) Strategy based design for environment. Methodology and

implementation in industry, ICED 01, Glasgow

47 Hayes, RB, Gerin, M, Raatgever, JANW & Bruyn, A 1986, 'Wood-related

occupations, wooddust exposure, and sinonasal cancer', American journal of

epidemiology, vol. 124, no. 4, pp. 569-577.HSE 2012a, 'Selection of

respiratory equipment suitable for use with wood dust', Woodworking

Information Sheet , <www.hse.gov.uk/pubns/wis14.htm>.

48 Hahn, B., Vallee, T., Bernhard, St., Weinand Y., (2012) Experimental

investigations and probabilistic strength prediction of linear welded double lap

joints composed of timer, International Journal of Adhesion & Adhesives, Vol

39, p. 42-48.

49 Hilton M.(2001). Design for sustainable development: success factors

European Foundation for the improvment of living and working conditions.

50 Hyde, W. F. (1997). Policies today and for the future. In National Research

Council: Wood in our future, p. 95. Washington, DC: National Academy

Press.

51 Ince, P. J. (1994). Recycling of wood and paper products in the United States.

A report for the UN Economic Commission for Europe Timber Committee

Team of Specialists on New Products, Recycling, Markets, and Applications

for Forest Products. Madison, WI: USDA Forest Products Laboratory.

51

52 Ince, P. J. (1995). What won't get harvested where and when: The effects of

increased paper recycling on timber harvest. Working paper no. 3, School of

Forestry and Environmental Studies, Yale University.

53 Jewitt, J. (1999). Using Wood Bleach, in May/June

54 Konkle, J. E. (1999). Oscillating-Spindle Drum Sander, in Fine Woodworking,

March/April

55 Leban, J.M, Pizzi, A., et. al (2005) Wood welding: A challenging alternative

to conventional wood gluing, Scandinavian Journal of Forest Research,

Volume

56 P, Leclerc „Noise at work: Guidance for employers on the Control of Noise at

Work Regulations” 2005 Leaflet INDG362(rev1) HSE Books 2005 (single

copy free or priced packs of 10 ISBN 978 0 7176 6165 7)

www.hse.gov.uk/pubns/indg362.pdf

57 Mamet, J.M.(2004) Methodologie d’eco conception applicable dans les PME

francaises de produits d’ameublement, in Procedings ICWSE, Brasov, 2004,

ISBN 973-635-0

58 Mansouri H.R., Leban J.M., Pizzi A., (2010) High density panels obtained by

welding of wood veneers without any adhesives, Journal of Adhesion Science

and Technology, Vol. 24 (Nr. 8), 1529-1534.

59 [Michael ,2012] N. Michael , S. Shen , K. Mohta , Y. Mulgaonkar , V.

Kumar, K. Nagatani , Y. Okada , S. Kiribayashi , K. Otake , K. Yoshida , K.

Ohno , E. Takeuchi and S. Tadokoro, Collaborative Mapping of an

Earthquake-Damaged Building via Ground and Aerial Robots. J.Field

Robotics, 29(5):832-841, 2012.

60 Nielsen P.(2002) Integration of environmental aspects in product

development: a stepwise procedure based on quantitative lifecycle assessment.

Journal of cleaner production. Vol. 10

61 Pamfir A.N., Badescu, L.A.M (2014) CERCETĂRI PRIVIND

INTRODUCEREA ECHIPELOR INTELIGENTE DE ROBOȚI PĂȘITORI

ÎN SECTOARELE DE ACTIVITATE DIN INDUSTRIA LEMNULUI

UNDE NIVELUL NOXELOR ESTE RIDICAT- Grant propunere POSDRU-

Burse doctorale si postdoctorale pentru cercetare de excelenta

62 [Panfir, 2012b] Panfir, A.N; Covaci, A.; Postelnicu, C.C; Mogan G. An

Intelligent Tasks Planning System for Industrial Mobile Robots, MTM &

Robotics 2012 Mechanical Transmissions (MTM) and the International

Conference on Robotics (Robotics’12), ClermontFerrand, France, 6-8 iunie,

pp 308-315, 2012

63 [Panfir, 2012c] Panfir, A. N; Butilă E.; Boboc, R.; Mogan, G; Controlling

humanoid NAO robots using a web interface, 3rd World Conference on

Information Sciences (WCIT-2012) , Barcelona, Spain. 14-16 Noiembrie,

2012.

52

64 [Panfir, 2013a] Panfir, A.N.; Boboc, R. G.; Mogan G. NAO Robots

collaboration for object manipulation, Optirob 2013 Applied Mechanics and

Materials Vol. 332, pp 218-223, 2013

65 Pantea OMRANI Amélioration et nouvelle technologie de soudage linéaire et

rotatif du bois Thèse de doctorat Université Henri-PoinCaré, Nancy, France

66 Pizzi A., Properzi M., et al. Mechanically - Induced Wood Welding, ENSTIB-

LERMAB, University of Nancy 1, Epinal, France.

67 Pfister, S.C., - The influence of Cement-wood Ratio and Cement Type on

Bending Strength and Dimensional Stability of Wood/Cement Particleboard.,

Forest Products, University of Idaho, 1985.

68 Resch L. et al. (2006) Welding-through doweling of wood panels, Holz als

Roh und Werkstoff, p. 423-425.

69 Rogowski, G.(2002) An Edge-Jointing Primer, March/April

70 Saunders, D. 2004. Adding value to small-diameter hardwoods in South-East

England. Proceedings at 4th international Conference Wood Science and

Engineering in the 3rd Millenium.

71 [Senthilkumar, 2012] Senthilkumar, K. S., Bharadwaj, K. ,Multi-robot

exploration and terrain coverage in an unknown environment, Robotics and

Autonomous Systems, Elsevier, Vol. 60(1), pp. 123-132, doi:

10.1016/j.robot.2011.09.005, 2012.

72 Standish, M. (2001) All-Purpose Sawblades, Sept/Oct

73 Swensson, C.(2001) Designing the Wedget Mortise and Tenon, March/April

74 Tom Shelley (2000) - Ways of quickly and inexpensively bonding substances

that are normally hard to join.

75 Timar C.M., (2006) Ştiaţi că lemnul poate fi topit? Revista Intarzia - revistă

lunară de specialitate în domeniul industriei lemnului.

76 Weinand Y., Bernhard St. (2006) Joining Wood by Friction Welding -

Fabrication of Multi- layered Components, World Conference in Timber

Engineering WCTE, Portland, USA.

77 Wood Dust Known to be a human carcinogen First Listed in the Tenth Report

on Carcinogens (2002)

78 *** Wood welding – An award-winning discovery, Nordic Forest Research

Co-operation Committee, 2005.

79 Xiong, G., Fan, C., - Properties of steel strip-reinforced wood shaving-cement

board flexural members. Conferencesâ in Timber Engineering - Seattle, 1988.

80 Young, W.T.(2000) Threated inserts for strong connection, May/June

81 Youngquist, J.A. – Structural composites research – success and future

challenges. Symposium on Forest Products Research Society, vol 6, 1987, p.

22-26.

53

82 Youngquist, J.A.– Wood Based Composites. The Panel and Building

Components on the Future. Proceeding of the Iufro World Congress, 1987, p.

5-22.

83 Zhou, Y.G., Kamdem, D.P., - Effect of cement/wood ratio on the properties of

cement bonded particleboard using CCA-trated wood removed from service.

Forest Prodducts Journal 52 (3), mar.2002.

84 *** http://www.smithindustries.com/Natural tree furnitureTM Blending

Nature with Creative Imagination

85 *** http://www.biophysics.org Biophysical Society, S.U.A

86 *** http://ibois.epfl.ch/page-20697-en.html IBOIS

87 *** Placi usoare din lemn-ciment tip Duripanel - prospect

88 *** Placă din lemn ciment. Prospect BISON- prospect

89

90

91

92

93

94

95

96

97

98

99

100

101

102

103

104

105

106

www.placaj.com

www.bricoflor.ro

portuguese.alibaba.com

www.welderomania.ro

depozitmaterialeconstructii.ro

www3.telus.net

www.eurousi.ro

Engineered Wood Products Eco-Link Volume 11, Number 4, disponibil pe:

http://www.forestinfo.org/node/51

www.welderomania.ro

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Kohlenstofffasermatte.jpg

Structural Engineered Wood Products in the Pacific Rim and Europe: 2009 –

2013, disponibil pe http://www.bis.com.au/

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Wood_plastic_composite.JPG

uber-eng.com.sg

www.alibaba.com

www.ehub.com.sg

http://precast.org/2013/11/the-future-of-fly-ash-use-concrete/

http://buildipedia.com/aec-pros/construction-materials-and-

methods/structural-insulated-panels-vs-coventional-framing

https://www.eng.vt.edu/green/definition