Przemysł drzewny, borykający się z niedoborami surowca oraz coraz liczniejszymi sygnałami o kolejnych ograniczeniach i obostrzeniach dla branży, szuka rozwiązań. Czy jednym z nich będzie zastosowanie wierzby energetycznej i innych gatunków wierzb krzewiastych?
Podczas konferencji podsumowującej projekt „Innowacyjny produkt z wierzb krzewiastych dla przemysłu drzewnego”, która odbyła się pod egidą Wydziału Leśnego i Technologii Drewna Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu, miała miejsce być może przełomowa prezentacja tworzywa, którym niebawem powinny zainteresować się zakłady produkcji drzewnej w Polsce, a być może w przyszłości również poza naszymi granicami. Inspiracją projektu jest niedobór surowca na rynku drewna.
– Produkt jest efektem projektu finansowanego przez Ministerstwo Edukacji i Nauki, w ramach programu „Nauka dla społeczeństwa” – mówiła prof. Bogusława Waliszewska. – Współrealizujemy go z Ośrodkiem Badawczo-Rozwojowym Przemysłu Płyt Drewnopochodnych w Czarnej Wodzie. W jego tytule widnieje co prawda nawiązanie do przemysłu drzewnego, ale nie musi się on wyłącznie do tej branży ograniczać.
Wykorzystać potencjał wierzby
Ważnym wydaje się poszukiwanie nowych, niewykorzystywanych do tej pory źródeł szybko odnawialnych i wartościowych surowców lignocelulozowych. Wierzby są stosunkowo liczną gatunkowo grupą drzew, krzewów i krzewinek. Według źródeł literaturowych wydzielić można od trzystu do pięciuset gatunków, które nie tylko łatwo się krzyżują, ale też charakteryzują się szybkim przyrostem biomasy, szczególnie wierzby krzewiaste. Są to gatunki lubiące wilgoć, ale potrafiące dostosować się do różnych warunków żyzności gleb. Jednak najlepsze plony, charakteryzujące się największymi przyrostami, sięgającymi nawet kilku metrów w skali roku, przynoszą na najżyźniejszych wariantach gleb.
– Proszę jednak pamiętać, że wierzby są też tymi gatunkami pionierskimi, które wykorzystywane są choćby do stabilizacji i ochrony gruntu, jak choćby wydm – tłumaczyła prelegentka. – Więc spektrum ich siedlisk jest bardzo szerokie.
Wierzby, poza wspomnianą już rolą stabilizacyjno-ochronną gruntu, pełnią rolę jako materiał plecionkarski, a także jako surowiec energetyczny. Ten ostatni jednak, mimo licznych planów i obietnic, nie wszedł w życie. Jednak plantacje, zakładane przez zwabionych obietnicami właścicieli gruntów, często dalej rosną. Dlaczego więc nie wykorzystać tego potencjału?
Właściwości fizyczne i mechaniczne na dobrym poziomie
Odpowiedzią na to pytanie mają być podjęte przez poznańską uczelnię badania nad opracowaniem nowego produktu wykorzystującego łatwo dostępny i szybki do odnowienia surowiec, a więc wierzbę krzewiastą. Pod uwagę badacze wzięli jedno-, dwu- i trzyletnie pręty gatunku Salix viminalis. Cała idea, jaka przyświeca projektowi, polega na odpowiednim sprasowaniu prętów, zarówno okorowanych, jak i z korą oraz ich połączeniu klejem obojętnym dla środowiska, o podwyższonej odporności. W ten sposób powstał produkt o niezwykłych właściwościach fizycznych. Ale też o wyjątkowej i niepowtarzalnej strukturze, rysunku czy barwie.
– Zastosowanie prętów wierzbowych, które z natury są różnokolorowe, a także prętów okorowanych, zaowocowało powstaniem produktu o różnorodnym odcieniu, o zróżnicowanej fakturze – opowiadała Bogusława Waliszewska. – Ale to nie tylko materiał, który jest ładny. Nadaje się do dalszego wykorzystania w różnych dziedzinach drzewnictwa.
Jednak, aby móc takie stwierdzenia wypowiadać, musiał przejść liczne badania, m.in. fizyko-mechaniczne. Ich celem było sprawdzenie właściwości produktu w odniesieniu do rodzimych, wykorzystywanych w przemyśle drzewnym gatunków, czyli sosny, świerka, topoli czy buka. Badaniu podlegały właściwości fizyczne, m.in. wilgotność, gęstość, pęcznienie, jak i mechaniczne, jak choćby odporność na zginanie czy sprężystość przy zginaniu statycznym. Sprawdzono także jego zachowanie pod wpływem nacisku wzdłuż włókien.
O wynikach tych badań poinformował Mikołaj Sumionka z OBRPPD:
– Jeśli chodzi o wilgotność, to mieści się ona w przedziale 10-12 proc., więc można przyjąć, że jest reprezentatywna – mówił prelegent. – Wpływ na to ma choćby gęstość materiału, z którego produkt powstał. Wpływa ona oczywiście także na samą jego gęstość, która jest bardzo duża. Łatwo także wywnioskować, że ze względu na naturalne cechy surowca, aby go wytworzyć, potrzebne jest wysokie ciśnienie. Niestety, nasz produkt, ze względu na duży udział w nim drewna wczesnego, ulega znacznemu spęcznieniu, szczególnie w początkowym etapie badania, zresztą jak każde inne surowe, niezabezpieczone drewno. Podobnie wysoka jest też jego nasiąkliwość.
W przypadku właściwości mechanicznych, zespół projektowy przeprowadził badania zarówno produktu wykonanego z surowca z korą, jak i bez niej. Wierzba w przypadku zginania wykazuje zasadniczo średnie wartości, w przypadku okorowanej wersji nieomal identyczne z właściwościami drewna sosny czy buka. W przypadku sprężystości, wyniki wierzby okorowanej są zbliżone do drewna buka. Produkt natomiast osiąga bardzo dobre wyniki w przypadku ściskania wzdłuż włókien. Jednym słowem – choć wersja prętów z korą może być uznana za „ładniejszą”, ale to przecież kwestia gustu, to jednak właściwości są o wiele lepsze w przypadku wersji bez kory.
Nadaje się do uszlachetniania wyrobami lakierowymi
W przypadku produktu, który ma znaleźć zastosowanie w meblarstwie, bez względu na to, jak urokliwy jest sam w sobie, ważne są także kwestie związane z możliwością jego lakierowania i malowania. O tym opowiadał dr hab. inż. Tomasz Krystofiak z Laboratorium Klejenia i Uszlachetniania Powierzchni UPP. Zwrócił uwagę, że w projektach młodych ludzi, jakie ujrzały światło dzienne na poznańskiej uczelni w ciągu kilku ostatnich lat, coraz śmielej pojawiają się takie, które wykorzystują naturalne walory i wzory surowców. A tym m.in. charakteryzuje się ten materiał. Możliwe jest jego lakierowanie, pokrywanie wyrobami akrylowymi, malowanie farbami.
– Nie możemy się ograniczać w tym zakresie, bowiem nauczyliśmy się już, że przepisy w tym zakresie łatwo i szybko ulegają zmianie – dodał Tomasz Krystofiak. – Dlatego powinno się stawiać na wszelkie wyroby lakierowe opatrzone przedrostkiem „bio”.
W badaniach zastosowano popularną w małych i średnich firmach metodę natryskową nanoszenia lakierów. Zachodziła bowiem potrzeba reagowania na jego specyfikę i niepowtarzalność. W przypadku innowacyjnego produktu wierzbowego, o niejednolitej strukturze, trzeba także zwracać uwagę na wyniki badań przyczepności i zwilżalności, za którymi idzie możliwość pokrywania odpowiednim lakierem i uzyskiwania jednolitej powierzchni. Wiele w tym przypadku zależy od sposobu i jakości przygotowania powierzchni, a także wymogów estetycznych kupującego, dla którego dane parametry mogą, ale nie muszą być wadami. Reasumując, produkt z wierzb krzewiastych może znaleźć szeroki krąg zainteresowanych odbiorców, a wytypowane lakiery gwarantują stabilność powłoki.
Jaka odporność na grzyby?
Warto jeszcze zwrócić uwagę na odporność biologiczną produktu. Tematem tym zajął się dr hab. inż. Grzegorz Cofta. Naukowiec podkreślał fakt, że w tym wypadku mowa o produkcie bardzo naturalnym, niezabezpieczonym, podatnym na działanie grzybów, jak każdy inny gatunek drewna.
– Tak naprawdę na świecie nie ma materiałów odpornych na biodegradację – stwierdził Grzegorz Cofta. – Zdecydowaliśmy się na zbadanie jego odporności na grzyby powodujące rozkład jasny i brunatny. Wyniki badań specjalnie nie zaskoczyły, ponieważ jest to produkt naturalny. A więc bez specjalnego zabezpieczenia będzie on podatny na degradację przez grzyby, a co za tym idzie – ubytek masy.
– Warte odnotowania jest to, że naturalna odporność też jest o wiele większa w przypadku wykonania produktu z prętów wierzbowych trzyletnich niż z prętów jedno- czy dwuletnich. Niemniej ubytki masy drewna, w przypadku optymalnych warunków rozwoju grzybów, sięgają od 20 do 50 proc. Z tego powodu, w warunkach sprzyjających rozwojowi grzybów, produkt należy zabezpieczyć odpowiednimi środkami.
Zupełnie nowa kategoria?
Czy więc produkt z wierzb krzewiastych, niemający jeszcze tak naprawdę nazwy, może znaleźć zastosowanie w przemyśle, a jeśli tak, to w jakim?
Uczestnicy konferencji podkreślali, że trzeba go najpierw zaklasyfikować do konkretnej grupy produktowej, bowiem od tego zależą jego dalsze losy, dyktowane normami dla poszczególnych grup produktowych, jak choćby związanych z drewnem konstrukcyjnym. Te akurat są bardzo wygórowane, ale raczej będą realne do osiągnięcia w przypadku tegoż produktu. Choć, na co wskazywała Bogusława Waliszewska, dzięki możliwości praktycznie nieograniczonego spajania można produkować elementy o znacznych długościach, które posiadać będą w dalszym ciągu bardzo dobre parametry techniczne. Niemniej, zaklasyfikowanie tego wyrobu do osobnej grupy wyrobów pozwoli na znalezienie konkretnych metodyk badań, wymogów, porównań itp.
Jednym z pomysłów jest stworzenie zupełnie nowej grupy surowcowej, w której ten i inne nowe materiały mogłyby znaleźć swoje miejsce. Pozwoliłoby to na uzyskanie ich konkurencyjności na rynku. Podobne działania podejmowane są chociażby w przypadku materiałów powstałych z konopi, o czym wspominała Justyna Bekier z The True Green. Produkt z wierzb krzewiastych znajdzie zapewne zastosowanie w meblarstwie, ponieważ charakteryzuje się niesamowitym wyglądem. Jest też łatwy w obróbce mechanicznej, także w toczeniu, można również przerzynać go poprzecznie na elementy o grubości 2 mm. Nie może być jednak porównywany ani z drewnem litym, ani z płytami drewnopochodnymi, ani z kompozytami drzewnymi, ponieważ jest to zupełnie inny materiał. No i produkcja takich nowinek powinna być opłacalna. Jaka jest przyszłość wyrobu z wierzb krzewiastych? Na razie przed twórcami jest wiele kolejnych badań i prac udoskonalających. Jednak jest on już teraz alternatywą, która może zmienić wiele, w trudnej dla przemysłu drzewnego teraźniejszości.
~Bartosz Szpojda
