E) terhadap berbagai bahan baku terus berkembang

22/06/2012

TEKNOLOGI PENGUJIAN NONDESTRUKTIF (NDT) UNTUK MEMANTAU KESEHATAN POHON HUTAN

Lina Karlinasari dan Dodi Nandika Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor Seminar Kesehatan Hutan, Bogor 14 Juni 2012

Seminar Kesehatan Hutan

Pendahuluan Pengujian dan evaluasi nondestruktif (nondestructive testing / evaluation, NDT/E) terhadap berbagai bahan baku terus berkembang Dua alasan riset NDT/NDE pada kayu : 1. Permintaan pasar yang terus meningkat akan kebutuhan bahan baku dan produk kayu  pengendalian kualitas (QC) 2. Tekanan dunia untuk menangani masalah hutan dan ekosistem  metode yang mendukung kegiatan manajemen hutan yang efisien dan efektif

1

22/06/2012


Teknologi NDT yang digunakan untuk mengevaluasi kualitas kayu dan kesehatan pohon berdiri: 1. Metode visual 2. Metode berbasis gelombang suara; sonik dan ultrasonik 3. Metode boring dan drilling

 membantu rimbawan dalam pengelolaan hutan dan melakukan pemantauan kesehatan pohon dan hutan


Beberapa alat NDT yang dapat digunakan untuk mengevaluasi kondisi pohon:

Fakopp

Arbotom

SylvatestDuo

Metriguard

Picus

2

22/06/2012


Pylodin

Bor Riap

Resistograph

IML

Sonik Tomografi • Metode berbasis gelombang suara  waktu rambatan gelombang suara (ToF) : kecepatan gelombang suara • Pencitraan digunakan untuk merekonstruksi sifat bahan berdasarkan data rambatan gelombang suara  membedakan antara struktur alami kayu dengan kondisi pathologi yang muncul, retak dan pecah


3

22/06/2012

Kayu afrika Seminar Kesehatan Hutan


• Deteksi kondisi pohon berdasarkan kecepatan rambatan gelombang suara; dan impedansi elektrik (electrical impedance)  kandungan kadar air, perubahan struktur sel

4

22/06/2012


Eboni


5

22/06/2012

Gelombang Ultrasonik • Metode berbasis gelombang suara  waktu rambatan gelombang suara (ToF) : kecepatan gelombang suara • Pengujian yang dilakukan: 1. Pengujian radial : mengetahui/menduga kondisi internal batang pohon

2. Pengujian longitudinal : menduga sifat mekanis lentur kayu, kekakuan dinamis


Sylvatest Duo

radial measurement Sylvatest Duo

longitudinal measurement Seminar Kesehatan Hutan

Mangium

6


22/06/2012

Table. 1 Ultrasonic wave velocities in the radial and longitudinal measurement, density, and dynamic MOE of the stem at breast of A. mangoum trees Planting year

2005 1 2 3 4 Average 2006 5 6 7 8 Average 2007 9 10 11 12 Average

Ultrasonic Ultrasonic velocities velocities = RM = = LM = (m/s) (m/s)

Diameter

Average ovendry density

Average green density

Average green MC

(cm)

(g.cm-3)

(g.cm-3)

(%)

16 15 15 14 15

0,49 0,50 0,46 0,51 0,49

0,98 1,02 0,92 1,02 0,99

100,35 104,65 102.22 99,75 101,58

1531 1291 1406 1413 1410

3894 3987 4291 4123 4074

151.728 166.378 173.612 176.004 166.931

15 10 11 12 12

0,47 0,43 0,55 0,38 0,46

0,99 0,94 1,09 0,97 1,00

110,85 120,71 98,66 155,73 121,49

1396 1099 1416 1394 1326

3900 3522 3478 3387 3572

153.293 119.557 134.242 113.515 130.152

13 11 10 10 11

0,35 0,35 0,55 0,52 0,44

0,65 0,71 1,15 1,16 0,92

86,80 102,42 164,76 121,58 118,89

1341 1355 1338 1345 1345

3809 4176 4322 2534 3710

95.752 126.584 200.546 76.194 124.769


MC= moisture content, RM = radial measurement, LM = longitudinal measurement, MOEd = dynamic MOE

MOEd = LM = (kg.cm-2)

Table - Ultrasonic wave velocity category based on resume of visual assesment Velocity Value Resume category (m/s) Visual Assessment 1 ˃ 1600 Healthy or sound living tree 2 1200 – Sound tree, protuberance in trunk, 1600 changing color of foliage 3 800 -1200 Dieback and wilts in the crown, open wound in trunk 4 500 - 800 Soft till hollow branch stubs, abnormal swelling, tunnel of termite 5 ˂ 500 Large hollows and open wound in stem or stubs, many epiphytes and liana in trunk and twigs Sumber: Karlinasari, Lisdiana, Nandika (2011)

7

22/06/2012

Drill Resistance • Drilling resistance awalnya dikembangkan oleh arborist untuk mendeteksi kondisi pohon di perkotaan (urban trees) terutama lokasi lubang dan lapuk • Drilling resistance saat ini juga digunakan untuk menentukan lapuk, lubang, dan serangan rayap pada balok kayu, kolom, poles, dan piles • Alat drilling resistance menunjukkan laju pergerakan jarum pada alat dalam mengetahui lokasi dan ukuran wilayah yang mengalami kerusakan • Alat ini dilengkapi dengan kertas yang menunjukkan chart/grafik ketahanan bahan melalui grafik jalannya jarum yang masuk ke dalam bahan Seminar Kesehatan Hutan

Eucalyptus Seminar Kesehatan Hutan

8

22/06/2012

SylvatestDuo

Resistograph

Eucalyptus

Tinggi uji

fphn (cm)

t (ms)

V (m/s)

10 cm

38

373

647

130 cm

34

253

829

230 cm

32

188

1012


SylvatestDuo

Resistograph

Pinus isularis

fphn (cm)

t (ms)

V (m/s)

10 cm

55

244

1660

130 cm

50

236

1519

230 cm

49

231

1526


9


22/06/2012

Terimakasih

Pendugaan Kualitas Kayu Pohon Berdiri Menggunakan Pengujian Nondestruktif Metode Ultrasonik

Lina Karlinasari Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor Seminar Kesehatan Hutan, Bogor 14 Juni 2012

10

22/06/2012

Pendahuluan Latar Belakang • Hutan merupakan sumberdaya alam  multifungsi; produksi kayu • “Wood” = Kayu  memiliki keragaman sifat yang tinggi, karena pengaruh: genetik, lingkungan, perlakan budidaya, serangan mikroorganisme, dll


• Perlakuan budidaya  ingin mengetahui kualitas kayu yang dihasilkan • Serangan mikrorganisme (hama & penyakit)  kualitas kayu yang dihasilkan seringkali tidak sesuai dengan yang diharapkan

Pengujian nondestruktif pada pohon berdiri  untuk mengetahui kualitas pohon berdiri ; kesehatan pohon  kesehatan hutan Seminar Kesehatan Hutan

11

22/06/2012

• Teknologi pengujian nondestruktif/Nondestructive testing/evaluation (NDT/E)  sukses dilakukan untuk menduga sifat mekanis kayu dan produk komposit kayu di industri kehutanan • NDT pohon berdiri (living/standing trees) : – mengetahui/menduga kondisi internal batang pohon (radial measurement) – menduga sifat mekanis lentur kayu, kekakuan dinamis, (longitudinal measurement)

• Metode NDT  gelombang ultrasonik Seminar Kesehatan Hutan

Sylvatest Duo

radial measurement

 to select mature trees that have superior properties for industry purposes  to apply optimal timber management practices

Sylvatest Duo

longitudinal measurement


12

22/06/2012

Tujuan Penelitian • Mengevaluasi kondisi internal pohon berdiri hutan tanaman Acacia mangium • Mengetahui kerapatan kayu dan kekakuan dinamis (modulus elastisitas) pohon Acacia mangium


Bahan dan Metodologi

• Pohon A. mangium, RPH Maribaya Perum Perhutani • Total 12 pohon, 5, 6, and 7 tahun @ 4 pohon Seminar Kesehatan Hutan

13

22/06/2012

Pengujian longitudinal dan radial

SylvatestDuo

Bor riap Seminar Kesehatan Hutan

MOEd 

 x Vu 2 g

dimana: MOEd = modulus elastisitas dinamis (kg.cm-2) Vu =kecepatan gelombang suara (m.detik-1) ρ = kerapatan kayu (g.cm-3) g = konstanta gravitasi (9,8 m.detik-2) Seminar Kesehatan Hutan

14


22/06/2012

Hasil Table. 1 Ultrasonic wave velocities in the radial and longitudinal measurement, density, and dynamic MOE of the stem at breast of A. mangoum trees Planting year

Ultrasonic Ultrasonic velocities velocities = RM = = LM = (m/s) (m/s)

Diameter

Average ovendry density

Average green density

Average green MC

(cm)

(g.cm-3)

(g.cm-3)

(%)

16 15 15 14 15

0,49 0,50 0,46 0,51 0,49

0,98 1,02 0,92 1,02 0,99

100,35 104,65 102.22 99,75 101,58

1531 1291 1406 1413 1410

3894 3987 4291 4123 4074

151.728 166.378 173.612 176.004 166.931

15 10 11 12 12

0,47 0,43 0,55 0,38 0,46

0,99 0,94 1,09 0,97 1,00

110,85 120,71 98,66 155,73 121,49

1396 1099 1416 1394 1326

3900 3522 3478 3387 3572

153.293 119.557 134.242 113.515 130.152

13 11 10 10 11

0,35 0,35 0,55 0,52 0,44

0,65 0,71 1,15 1,16 0,92

86,80 102,42 164,76 121,58 118,89

1341 1355 1338 1345 1345

3809 4176 4322 2534 3710

95.752 126.584 200.546 76.194 124.769

2005 1 2 3 4 Average 2006 5 6 7 8 Average 2007 9 10 11 12 Average

MOEd = LM = (kg.cm-2)

250.000 y = 58,25x - 79895 R² = 0,648 r = 0,805

200.000 MOEd (kg.cm-2)


MC= moisture content, RM = radial measurement, LM = longitudinal measurement, MOEd = dynamic MOE

150.000 100.000

50.000 2000

2500

3000 3500 UVlongitudinal (m/s)

4000

4500

Figure 1. Relationship between ultrasonic wave velocities in the longitudinal measurement and dynamic MOE of A. mangium trees

15

1,40 Green density (g.cm-3)


22/06/2012

y = 0,0001x + 0,8127 R² = 0,0056

1,20 1,00 0,80 0,60

Figure 2. Relationship between ultrasonic wave velocities in the radial measurement and average green density of A. mangium trees

0,40 0,20 0,00 0

500

1000 UVradial (m/s)

1500

2000


Figure 3. Relationship between ultrasonic wave velocities in the longitudinal measurement and average green density of A. mangium trees

Green density (g.cm-3)

1,40 1,20 1,00 0,80

y = -1E-04x + 1,342 R² = 0,1047

0,60 0,40 0,20 0,00 0

1000

2000 3000 UVlongitudinal (m/s)

4000

5000

Kesimpulan • Pohon A. mangium pada 3 KU yang dievaluasi dalam kondisi sehat • Analisis statistik regresi menunjukkan hubungan yang baik antara kecepatan gelombang ultrasonik dengan sifat modulus elaastistas dinamis • Gelombang ultrasonik dari pohon berdiri belum dapat digunakan untuk mendeteksi kerapatan kayu

16

• Metode NDT gelombang ultrasonik dapat digunakan untuk memperoleh informasi secara cepat yang mendukung penilaian terhadap kondisi kesehatan pohon (hutan) dan menduga sifat kayu



22/06/2012

Terimakasih

17

E) terhadap berbagai bahan baku terus berkembang

Recommend Documents