Abstrakti
perinteisten soitinvalmistukseen käytettävien puulajien saatavuus on heikentynyt viime vuosina. Tämän ongelman ratkaisemiseksi tarvitaan vaihtoehtoisia metsiä, joiden akustiset ominaisuudet ovat samanlaiset kuin perinteisesti käytetyillä. Tässä tutkimuksessa tutkittiin neemipuun (Azadirachta indica A. Juss.) käsitellyllä jätevedellä kastelluista puista perinteisen puun korvikkeena ja osoituksena sen soveltuvuudesta soitinvalmistukseen. Tulokset osoittivat vahvan lineaarisen suhteen dynaamisen kimmomoduulin (Ed) ja leikkausmoduulin (G) välillä. Lisäksi tiheys (ρ) oli hyvä ennustaja sekä Ed: lle että G: lle.tulokset osoittivat, että tällä puulla on mahdollista käyttöä kielisoittimien selässä ja kylkiluissa. Vertailu tähän tarkoitukseen käytettyihin perinteisiin eurooppalaisiin puulajeihin osoitti, että tämä puu voi olla menestyvä vaihtoehto. Lisääntynyt vedentarve ja vesivarojen saatavuuden heikkeneminen ovat johtaneet käsitellyn jäteveden käyttöön kastelussa. Näin ollen useiden sellaisten puulajien viljelyn laajentaminen, jotka ovat ominaisuuksiltaan lähellä perinteisiä tonewood-lajeja jätevesien kastelussa, voi olla tärkeä rooli soitinteollisuuden tulevaisuudessa.
Lataa PDF
koko artikkeli
Neemin akustisten ominaisuuksien arviointi (Azadirachta indica A. Juss.) Toissijaisesti käsitellyllä jätevedellä Kastelluista puista peräisin oleva puu
Khaled T. S. Hassana* ja Jan Tippner b
perinteisten soitinvalmistukseen käytettävien puulajien saatavuus on heikentynyt viime vuosina. Tämän ongelman ratkaisemiseksi tarvitaan vaihtoehtoisia metsiä, joiden akustiset ominaisuudet ovat samanlaiset kuin perinteisesti käytetyillä. Tässä tutkimuksessa tutkittiin neemipuun (Azadirachta indica A. Juss.) käsitellyllä jätevedellä kastelluista puista perinteisen puun korvikkeena ja osoituksena sen soveltuvuudesta soitinvalmistukseen. Tulokset osoittivat vahvan lineaarisen suhteen dynaamisen kimmomoduulin (Ed) ja leikkausmoduulin (G) välillä. Lisäksi tiheys (ρ) oli hyvä ennustaja sekä Ed: lle että G: lle.tulokset osoittivat, että tällä puulla on mahdollista käyttöä kielisoittimien selässä ja kylkiluissa. Vertailu tähän tarkoitukseen käytettyihin perinteisiin eurooppalaisiin puulajeihin osoitti, että tämä puu voi olla menestyvä vaihtoehto. Lisääntynyt vedentarve ja vesivarojen saatavuuden heikkeneminen ovat johtaneet käsitellyn jäteveden käyttöön kastelussa. Näin ollen useiden sellaisten puulajien viljelyn laajentaminen, jotka ovat ominaisuuksiltaan lähellä perinteisiä tonewood-lajeja jätevesien kastelussa, voi olla tärkeä rooli soitinteollisuuden tulevaisuudessa.
Asiasanat: Neem-puu; Akustinen esitys; Taivutustärinä; käsitelty jätevesi; soittimet
yhteystiedot: a: Alexandria University, Faculty of Agriculture, Department of Forestry and Wood Technology, Aflaton St., El-Shatby 21545, Alexandria, Egypti; B: Mendel University in Brno, Faculty of Forestry and Wood Technology, Department of Wood Science, Brno, Czech Republic;
* vastaava tekijä: [email protected]
johdanto
Azadirachta indica A. Juss. puut kuuluvat Meliaceae-heimoon ja tunnetaan yleisesti nimellä neem. Tämä puulaji on käytetty perinteisen lääketieteen ja on laajalti istutettu useilla alueilla Afrikassa ja Aasiassa (Kurimoto et al. 2014; Gupta ym. 2017). Neempuita voidaan käyttää tuulensuojina ja tienvarsien istutuksina varjoon; niiden puu on kestävää ja sopii huonekaluihin (Hiwale 2015).
yleisesti puuta biologisena materiaalina käytetään laajasti eri soittimien osissa, kuten viulun ja pianon kaikupohjissa, ksylofonitangoissa ja kielisoittimien jousissa (Yano et al. 1992; Holz 1996; Alves et al. 2008; Brémaud 2012). Vaikka useita komposiittimateriaaleja käytetään nykyään menestyksekkäästi soittimien valmistuksessa, puu luonnollisena ortotrooppisena materiaalina on edelleen paras materiaali ja sitä käytetään jopa soittimien kriittisimmissä osissa (Wegst 2006).
rakenteettoman testauksen akustiset tekniikat voivat ennustaa tarkasti useita puun mekaanisia ominaisuuksia (Ilic 2003; Horáček et al. 2012; Tippner ym. 2016). Resonanssitaajuustekniikat ovat akustisia menetelmiä, joita käytetään usein puun viskoelastisten ominaisuuksien arviointiin (Yano and Minato 1993; Brémaud 2012).
tärkeimmät ominaisuudet, jotka määrittävät eri puulajien valintoja soittimien valmistuksessa, mainitaan useissa raporteissa (Ono and Norimoto 1983; Aizawa et al. 1998; Wegst 2006; Brancheriau et al. 2010; Baar ym. 2016); niitä ovat äänen nopeus, vaimennusominaisuudet, erityinen kimmokerroin (Ed/ρ) ja akustinen muunnostehokkuus (ACE). Lisäksi raaka-aineiden saatavuus ja niiden kustannukset ovat keskeisiä tekijöitä valittaessa puuta soitinvalmistukseen.
viime vuosina korkealaatuisen tonewoodin saatavuus on vähentynyt dramaattisesti (Yano et al. 1997). Lisäksi jotkin soittimissa käytettävät puulajit ovat uhanalaisia lajeja. Esimerkiksi Acer pseudoplatanusta on raportoitu käytettävän kielisoittimien selkiin ja kylkiluihin, mutta tämän puulajin puute metsissä on johtanut toisen ominaisuuksiltaan samankaltaisen puulajin löytämiseen (Bucur 2006). Brasilialainen ruusupuu (Dalbergia nigra)on sopiva materiaali kitaroiden runkolevyille, mutta tämän puun saatavuus on rajallista trooppisen sademetsän (Yano et al. 1997).
maailman metsävarojen ehtymisen myötä on ryhdytty tositoimiin erityisesti kuivilla ja puolikuivilla alueilla, ja uusiutuvien luonnonvarojen merkitys on kasvanut useissa maissa. Niiden alueiden hallitukset, joilla ei ole metsävaroja, alkoivat käyttää laiminlyötyjä alueita, kuten aavikoita, perustaakseen ihmisen luomia metsiä.
kasteluveden saatavuus on toinen ratkaiseva kysymys, joka koskettaa monia maita, erityisesti niitä, joissa väestönkasvu on nopeaa. Siksi nämä maat alkoivat käyttää käsiteltyä jätevettä kastelussa tämän ongelman ratkaisemiseksi (Zalesny et al. 2011). Esimerkiksi Egyptin ympäristöministeriön (MSEA) mukaan hallitus alkoi hyväksyä näitä strategioita perustamalla metsiä, joita kastellaan käsitellyllä jätevedellä, kuten Egyptin ja Kiinan Ystävyysmetsässä Monufian kuvernoraatissa ja monissa muissa metsissä eri kuvernoraateissa (MSEA 2008).
musiikillisen akustiikan alalla on tehty useita ponnisteluja useiden puulajien testaamiseksi, jotta saataisiin yksityiskohtaista tietoa niiden akustisista ominaisuuksista. Tämä tietenkin auttaa löytämään vaihtoehtoisia puulajeja, joilla on samanlaiset ominaisuudet kuin perinteisesti soittimissa käytetyillä metsillä. Neempuun kattavia akustisia ominaisuuksia koskevasta kirjallisuudesta on hyvin niukasti tietoa, eikä tähän mennessä ole tehty yhtään raporttia, jossa olisi esitetty kyseisen puulajin akustisia ominaisuuksia kastelujärjestelmässä, jossa on käsitelty jätevesi.
neem-puun ominaisuuksien parempi ymmärtäminen auttaa hyödyntämään tätä resurssia tehokkaammin. Sen vuoksi tämän tutkimuksen tarkoituksena oli arvioida kattavasti käsitellyllä jätevedellä kastelluista puista peräisin olevan A. indica-puun akustisia ominaisuuksia ja tutkia sen toteutettavuutta soitinvalmistuksessa.
kokeellinen
Puuyksilöt, joiden Nimellismitat ovat 500 mm (L) × 20 mm (R) × 10 mm (T) ja joissa ei ole näkyviä vikoja, valmistettiin ja valittiin satunnaisesti Azadirachta indica-puista (2017), joita kasvatettiin Egyptin ja Kiinan Ystävyysmetsässä Monufian kuvernoraatissa Egyptissä. Puut kasteltiin toissijaisesti käsitellyllä jätevedellä; puut olivat 18 vuotta vanhoja, ja niiden keskimääräinen halkaisija oli 30 cm rinnan korkeudella (1,3 m maanpinnan yläpuolella).
puuyksilöiden kosteuspitoisuuden muutokset muuttavat puun akustisia ja lujuusominaisuuksia. Sen vuoksi puunäytteitä pidettiin ympäristökammiossa 20 °C: n lämpötilassa ja 70 prosentin suhteellisessa kosteudessa (RH) riittävän ajan ennen testausta, kunnes kosteuspitoisuus vakiintui 13 prosenttiin. Kaikki testit tehtiin samoissa olosuhteissa.
tiheys ja mekaaninen testaus
tiheys määritettiin gravimetrisesti, ja mekaaniset ominaisuudet mitattiin niiden vastaavien kaavojen ja testikonfiguraatioiden mukaisesti. Dynaaminen kimmokerroin (Ed) mitattiin Hassan et al: n kuvaaman testikonfiguraation mukaisesti. (2013), kuten kuvassa. 1 ja lasketaan käyttäen Eq. 1,
(1)
missä Ed on elastisuuden taivutustärinämoduuli, ρ on puun tiheys, L on näytteen pituus, f1 on ensimmäisen värähtelytavan taivutustaajuus, m1 on vakio (m1 = 4,730) ja h on näytteen korkeus. Näytteet asetettiin kahdelle kumituelle ensimmäisen taivutusmuodon solmukohtiin. Tärinä indusoitiin kumivasaralla; signaalit kerättiin ja analysoitiin fast Fourier-muunnosanalysaattorilla (FFT).
dynaaminen leikkausmoduuli (G) määritettiin Eq: n avulla. 2 mukaan testi kokoonpano esitetty (Nakao ja Okano 1987). Näytteet asetettiin kumitukille, jotka sijaitsivat sen pituuden ja leveyden keskipisteessä. Vääntövärähtelyt aiheutettiin törmäämällä toisessa päässä yläkulmassa olevaan näytteeseen ja signaali vastaanotettiin mikrofonilla, joka oli sijoitettu vinosti toisen pään yläkulmaan,
(2)
missä G on dynaaminen jäykkyysmoduuli (tai elastisuuden leikkausmoduuli), Fn on vääntövärähtelytaajuus, n on moodiluku, ρ on tiheys, L on näytteen pituus, Ip on poikkipinta-alan toinen momentti ja Kt = 0,1416 bh3 (missä b ja h ovat poikkipinta-alan mitat).
akustiset ominaisuudet
näytteet tuettiin värähtelemään vapaasti pitkittäissuunnassa. Magnetointi indusoitu käyttämällä vasara toisessa päässä ja tärinää vastaan mikrofoni sijoitettu vastakkaiseen päähän. Perustärähtelytaajuus mitattiin sitten nopealla Fourier-Muunnosanalysaattorilla (FFT). Pitkittäinen aallon nopeus (V)määritettiin Hassan et al. (2013) Eq: n avulla. 3,
V = 2LF (3)
, jossa L on näytteen pituus ja f on perustärähtelytaajuus pitkittäisvärähtelyssä.
seuraavat akustiset ominaisuudet määritettiin taivutustärinätestillä. Laskelmat tehtiin wegstin (2006) mukaan. Logaritmisella säätömenetelmällä mitattiin puun sisäistä kitkaa (tan δ) kahden peräkkäisen amplitudin perusteella brémaud et al-menetelmän mukaisesti. (2012) seuraavasti,
missä tan δ on sisäinen kitka, LD on vaimennuksen logaritminen säätö ja XO ja xn ovat alkuperäinen amplitudi ja amplitudi n-syklien jälkeen;
missä R on akustinen vakio, ACE on akustinen muunnostehokkuus, Ed on dynaaminen kimmomoduuli ja ρ on puun tiheys.
Kuva. 1. Tärinäominaisuuksien mittauksessa
tilastolliset analyysit
kuvailevia tilastoja käytettiin mitattujen ominaisuuksien kuvaamiseen. Korrelaatioanalyysi tehtiin tässä tutkimuksessa testattujen suhteiden vahvuuksien määrittämiseksi.
tulokset ja keskustelu
tiheyden (ρ), elastisuuden dynaamisen moduluksen (Ed), jäykkyyden dynaamisen moduluksen (G) ja elastisuuden spesifisen moduluksen (Ed/ρ) mitatut arvot on esitetty taulukossa 1. Tiheysarvot vaihtelivat välillä 629 kg * m-3-732 kg·m-3, keskiarvon ollessa 672 kg·m-3. Yleensä puun tiheys on oleellinen määritettävä tekijä, koska se korreloi muiden lujuus-ja kimmoisuusominaisuuksien kanssa (Kollman and Côté 1968). Lisäksi puun tiheydellä on suuri vaikutus sen akustiseen käyttäytymiseen, kuten äänen nopeuteen (Hassan et al. 2013). Goren (2011) mukaan tiheys vaihtelee 550 kg·m-3: sta 800 kg·m-3: een. Ed-arvot vaihtelivat välillä 8400 n * mm-2 ja 13400 n·mm-2, ja keskimääräinen arvo oli 11294 n·mm-2. Hiwalessa (2015) ilmoitettu neem-puun staattinen kimmomoduuli oli 6955 n·mm-2, Mikä on pienempi kuin tässä tutkimuksessa mitattu arvo. Venson et al: n tekemässä tutkimuksessa. (2008) 11-vuotiaissa tienpientareilla (Melia Azadirachta), joita pidetään ominaisuuksiltaan läheisenä lajina Neemin kanssa, he havaitsivat, että kolmen pisteen taivutustestillä määritetty kimmoisuuskeskiarvo oli 10260 n·mm-2. Yleisesti on raportoitu, että fysikaaliset ja mekaaniset ominaisuudet vaikuttavat useat tekijät, kuten ympäristöolosuhteet, geneettiset näkökohdat, ja puun ikä (Shmulsky and Jones 2011).
Taulukko 1. Keskimääräiset arvot ja keskihajonnat tiheyden, dynaamisen Kimmomoduulin, dynaamisen Jäykkämoduulin ja Azadirachta indica-puun spesifisten nuorten moduulien välillä
SD, keskihajonta; ρ, tiheys; Ed, dynaaminen kimmomoduuli; g, dynaaminen jäykkämoduuli; Ed/ρ, spesifinen kimmomoduuli
neem-puun leikkausmoduulin (g) keskiarvo oli 836 n·mm-2, vaihteluväli 670 n·mm-2-940 n·mm-2. Leikkausmoduuli on leikkausjännityksen ja leikkausjännityksen suhde ja se on tärkeä määrittävä parametri rakentamisessa käytetyille materiaaleille. Tässä tutkimuksessa Ed / G-keskiarvo oli 13,47. Kaikutaulujen ed / g-arvon on oltava korkea; tässä ilmoitettu keskiarvo oli pienempi kuin Chui: n (1991) valkokuuselle saama arvo (19,4 n·mm-2). Yleisesti ottaen tässä tutkimuksessa ilmoitettu ed/G-arvo viittaa vähäiseen leikkausvaikutukseen. Lisäksi tarvitaan suuri leikkausarvo puulajeissa, joita käytetään fretboards Sproßmann et al. (2017). Korkea Ed / G vaikuttaa korkeilla taajuuksilla säteilevään ääneen. Esimerkiksi kuusen puu on korkea arvo, ja tämä aiheuttaa pehmeyttä säteilevän äänen korkeilla taajuuksilla (Yoshikawa and Walthan 2014). Kuva 2 paljasti erinomaisen positiivisen suhteen (r = 0,94) ED: n ja G. Guanin et al: n välillä. (2016) löysi vahvan suhteen (R2 = 0,996) tason leikkurin ja kimmomoduulin välillä mitattuna kuuden puukomposiitin kallistusvärähtelytestillä.
Kuva. 2. ED: n ja G: n välinen suhde
dynaamisen spesifisen kimmomoduulin (Ed/ρ) Keskimääräinen arvo oli 16,8 n·mm-2·kg-1·m3. Kuvassa 3 esitetään dynaamiset kimmomoduulit (Ed) ja G, jotka on piirretty tiheysarvoja vasten. Kuvaaja osoitti voimakkaita korrelaatioita, ja korrelaatiokertoimet olivat 0,92 (ρ ja Ed) ja 0,83 (ρ ja G). Näin ollen ρ oli tässä tutkimuksessa hyvä ennustaja sekä Ed: lle että G: lle Traorén et al: n tekemässä tutkimuksessa. (2010) on Pterocarpus erinaceus Poir. Malissa tiheyden ja dynaamisen kimmomoduulin välinen korrelaatiokerroin oli 0,77.
Kuva. 3. Ρ: n ja Ed: n sekä ρ: n ja G: n välisiä suhteita
on raportoitu hyvin vähän kirjallisuudessa neem-puun akustisista ominaisuuksista. Neem-puun akustiset ominaisuudet on esitetty taulukossa 2. Tulokset osoittivat sisäistä kitkaa (tan δ), jonka keskiarvo oli 0,0079. Tan δ on olennainen akustinen parametri, joka mittaa sisäisen kitkan haihduttaman värähtelyenergian määrää (Wegst 2006). Yleensä puu, jolla on alhainen sisäinen kitka, voi värähdellä pidempään kuin ne, joilla on suuri sisäinen kitka, kun se on irrottanut värähtelevän lähteen. Perinteisillä puulajeilla laadukkaille äänilevyille on yleensä matalammat arvot kuin neemille tässä tutkimuksessa saatiin; esimerkiksi Euroopankuusen arvo on 0,0067 (Haines 1979). Useita raportteja (Ono ja Norimoto 1983; Ono ja Norimoto 1984; Wegst 2006; Brémaud et al. 2011; Brémaud 2012) ovat maininneet tietyt Youngin modulus ja sisäinen kitka keskeisinä muuttujina puulajien valinnassa käytettäväksi soittimissa, ja molempiin vaikuttaa mikrofibriilikulma S2-soluseinäkerroksessa.
muut akustiset parametrit, kuten akustinen vakio (R) ja akustinen konversiotehokkuus (ACE), ovat tärkeitä, jotta saadaan kattava yleiskuva, jonka avulla asianomaiset osapuolet voivat käyttää näitä materiaaleja tehokkaammin ja löytää vastaavia vaihtoehtoisia materiaaleja.
Taulukko 2. Azadirachta indica-puun akustiset ominaisuudet
SD, keskihajonta; V, aallon pituussuuntainen nopeus; tan δ, sisäinen kitka; R, akustinen vakio; ACE, akustinen muunnosteho
äänen nopeus materiaalin läpi on toinen tärkeä akustinen parametri. Äänen keskinopeus pituussuunnassa oli 4252 m * s-1. Arvo on pieni verrattuna kielisoittimien kaikupohjissa käytettäviin metsiin. Esimerkiksi euroopankuusi, perinteinen kaikupohjapuu, on äänennopeudeltaan jopa 6000 m·s-1 (Haines 1979; Bucur 2006)
akustinen vakio (R) ilmaisee äänisäteilystä johtuvaa vaimennusta ja perustuu äänen nopeuden ja tiheyden suhteeseen (Kollman ja Côté 1968). Saatujen tulosten perusteella Rvalues vaihteli välillä 5, 66 M4·kg-1·s-1-6, 39 m4·kg-1·s-1, keskiarvon ollessa 6, 0775 m4·kg-1 * s-1. Kirjallisuudessa neem Woodille ilmoitettu R-arvo oli 10,3 M4 * kg-1 * s-1 (Bucur 2016); tämä arvo on suurempi kuin tässä tutkimuksessa ilmoitettu. Yleensä soittimissa suositaan matalaa vaimennusta ja korkeaa säteilyä, erityisesti kaikupohjassa.. Esimerkiksi Euroopankuusi (”Picea abies”) on yleinen kaikupohjiin valittu puulaji, jonka R-arvo on 13,4 M4·kg-1·s-1 (Spycher et al. 2008). Ässä on tärkeä arvo myös valittaessa puuta soittimiin. Ässä, kuten Eq. 7 yhdistää sekä sisäisen kitkan että akustisen vakion yhteen. ACE: n keskiarvo tässä tutkimuksessa oli 780, 2 M4·kg-1·s-1. Kielisoittimissa, kuten viulussa, ässä liittyy soittimesta säteilevän äänienergian ja jousen aiheuttaman energian suhteeseen (Yano and Minato 1993).
yleisarvio Neem-puun käytettävyydestä soittimissa
jokainen puusta valmistettu soitin vaatii erityisiä mekanoakustisia ominaisuuksia. Jotkin soittimet vaativat suurta tiheyttä ja kimmokerrointa. Esimerkiksi ksylofonipatukoissa käytettävien metsien tiheysarvot ovat yleensä suhteellisen lähellä 1 g·cm-3 (0,8 g·cm-3-0,95 g·cm-3) ja dynaamiset kimmokerroin 15000 N·mm-2-20000 n·mm-2 (Holz 1996). Soundboardeissa käytettävät Woods vaativat hyvin matalan vaimennuksen, korkean spesifisen elastisen moduulin ja korkean leikkausmoduulin. Lisäksi woods fretboards vaativat korkea leikkaus modulus. Tässä tutkimuksessa esitettyjen tulosten perusteella neem wood ei pysty kilpailemaan perinteisten soundboardien, otelautojen tai ksylofonipatukoiden kanssa.
arvioitaessa neem Woodin soveltuvuutta soitinvalmistukseen käytettiin wegstin (2006) esittämiä kriteerejä. Näin ollen tämä puulaji sopii paremmin selkä ja kylkiluut kielisoittimia. Lisäksi voimansiirtoparametrin (V / tan δ) vertaaminen tärinänestoparametriin ρ/V, josta on raportoitu Yoshikawa and Walthan (2014)-julkaisussa, vahvisti tämän puulajin käytön runkolevyissä. Näin ollen neempuun akustisia ominaisuuksia verrattiin muihin kielisoittimien selkä-ja kylkiluihin käytettäviin perinteisiin metsiin. Kuvassa 4 esitetään neem-puun vertaaminen kielisoittimien valmistuksessa käytettyihin perinteisiin metsiin. On ilmeistä, että neem wood Propertiesin havaittiin olevan lähellä yoshikawan ja Walthanin (2014) luomaa regressiolinjaa kehyslevylajeille. Sitka spruce wood on alhainen ρ/V ja korkea siirto parametri. Nämä arvot ovat kaukana normaalista regressiolinjasta kehyslevypuiden osalta. Tämän vuoksi tätä puulajia suositaan kaikulaudoille, sen sijaan muut Piirretyt metsät soveltuvat runkolaudoille.
Kuva. 4. Suhde V / tan δ Ja ρ/v. regressiolinja (y=143x-18.9) uusittiin yoshikawalta ja Walthanilta (2014). Hainesin hopeavaahteran, euroopanvaahteran, Intianvaahteran ja isolehtivaahteran tiedot (1979); yoshikawan ja Walthanin Stika Sprucen ja Acer pseudoplatanuksen tiedot (2014) ja Koúdelan ja Kunštárin tiedot (2011)
Taulukko 3 esittelee yleisimmät kielisoittimien selkiin ja kylkiluihin käytetyt eurooppalaiset metsät. Kokeellisten tulosten perusteella viskoelastisissa värähtelyominaisuuksissa on yhtäläisyyksiä.
Taulukko 3. Kielisoittimien selkiin ja kylkiluihin käytettävien perinteisten eurooppalaisten lajien vibrationaaliset viskoelastiset ominaisuudet
* lasketut arvot; 1 ja 2 tarkoittavat tietoja Koúdelasta (2011) ja Kunštárista (1979).
Neempuun tan δ-arvo on pienempi kuin taulukossa 3 luetelluilla kolmella eurooppalaisella lajilla. R: n on kuitenkin todettu olevan korkeampi kuin hopeavaahteralla ja alhaisempi kuin Acer pseudoplatanukselle ja Euroopanvaahteralle annetut arvot. Näin ollen neemipuu on tässä tutkimuksessa edelleen hyvä valinta vaihtoehtoisena lajina. Lisäksi tätä puuta voidaan käyttää välineissä opetustarkoituksiin. Mukaan Bucur (2016), on olemassa viisi puun laatuluokkia (Acer pseudoplatanus), huonosta erinomaiseen, perustuu akustinen vakio (R) arvo. Tähän puuhun verrattuna tässä ilmoitettu neem-puun R-arvo oli kohtalaisen luokan luokkaa (6 m4 * kg-1·s-1-6,5 m4·kg-1 * s-1). Toki aiemmissa tutkimuksissa on esitetty useita menetelmiä, kuten kemiallinen käsittely tai vanheneminen (Yano and Minato 1993; Obataya 2017). Niitä voidaan käyttää neem-puun akustisen suorituskyvyn parantamiseksi. Lisäksi kastelu käsitellyllä jätevedellä voi vaikuttaa kaivannaispitoisuuteen. Myös uuteaineiden vaikutuksia on tarpeen tutkia, sillä useat tutkijat ovat osoittaneet, että uuteaineilla oli merkittäviä vaikutuksia muiden puulajien akustisiin ominaisuuksiin (Brémaud et al. 2012). Yleensä kastelu käsitellyllä jätevedellä lisää maaperän ravinteita ja raskasmetalleja (Toze 2006), ja tämä saattaa lopulta vaikuttaa puun ominaisuuksiin.
korkea kestävyys on suotavaa soitinvalmistuksessa käytettäville metsille. Neem on raportoitu kestäväksi ja helposti muotoiltavaksi työstökoneilla (Hiwale 2015); tämä tuo tärkeää lisäarvoa soittimien valmistuksessa.
näin ollen käsitellyllä jätevedellä kastelluista puista saatavaa neempuuta voidaan käyttää vaihtoehtoisena lajina muille perinteisille soittimien selkä-ja kylkiluumetsille. Tämän vuoksi tällaisten puulajien viljelyn laajentaminen hyödyntämällä laiminlyötyä maata ja käsiteltyä jätevettä vaikuttaa taloudellisesti soitinteollisuuden tulevaisuuteen.
päätelmät
- tässä tutkimuksessa raportoitiin Azadirachta indica A. Juss-puun pääasiallisten akustisten ominaisuuksien määrittämisestä käsitellyllä jätevedellä kastelluista puista sen soveltuvuuden määrittämiseksi soitinvalmistuksessa. Tässä tutkimuksessa saadut tiedot antavat vakuuttavaa näyttöä siitä, että toissijaisesti käsitellyllä jätevedellä kasteltu neempuu soveltuu kielisoittimien selkiin ja kylkiluihin ja sitä voidaan käyttää hyvänä vaihtoehtona perinteisille eurooppalaisille puulajeille, esimerkiksi vaahterapuulle.
- koska monissa maissa on otettu käyttöön strategioita käsitellyn jäteveden käyttämiseksi kastelussa, on tarpeen tutkia enemmän puulajeja, jotta voidaan löytää tulevaisuudessa vaihtoehtoja perinteisille metsäteollisuudessa käytettäville metsille.
kiitokset
kirjoittajat ovat kiitollisia Euroopan Sosiaalirahastolle, Tsekin tasavallan valtion talousarviolle, hankkeessa nimeltä ”kansainvälisen tutkimusryhmän perustaminen uusien puupohjaisten materiaalien kehittämiseksi” (reg. Ei. CZ.1.07/2.3.00/20.0269). Kirjoittajat haluavat ilmaista syvän kiitollisuutensa Fatma M: lle, M.Sc. (Metsä-ja Puutekniikan laitos, maataloustieteellinen tiedekunta, Alexandrian yliopisto), joka ystävällisesti avusti mittauksissa. Suurkiitokset sahan henkilökunnalle (Alexandrian yliopiston maataloustieteellinen tiedekunta) tukkien sahaamisesta ja näytteiden valmistelusta.
REFERENCES CITED
Brémaud, I. (2012). ”Acoustical properties of wood in string instruments soundboards and tuned idiophones: Biological and cultural diversity”, The Journal of the Acoustical Society of America 131(1), 807-818. DOI: 10.1121/1.3651233
Bucur, V. (2006). Puun akustiikka, 2., Springer-Verlag, Berliini, Saksa. DOI: 10.1007/3-540-30594-7
Chui, Y. H. (1991). ”Puun taivutus-ja leikkausmoduulien samanaikainen arviointi ja solmujen vaikutus näihin parametreihin”, Wood Science and Technology 25(2), 125-134. DOI: 10.1007 / BF00226812
Gore, T. (2011). ”Wood for guitars”, acoustics of Meetings 12(1). DOI: 10.1121/1.3610500
Haines, D. W. (1979). ”Soitinpuusta”, Catgut Akustisen seuran tiedote 31 (1), klo 23-32.
Holz, D. (1996). ”Ksylofoni-tankomateriaalien akustisesti tärkeät ominaisuudet: Voidaanko trooppiset metsät korvata eurooppalaisilla lajeilla?”Acta Acustica United with Acustica 82 (6), 878-884.
Koúdela, J., and Kunštár, M. (2011). ”Physical-acoustical characteristics of maple wood with wavy structure”, Annals of Warsaw University of Life Sciences-SGGW, Forestry
and Wood Technology 75, 12-18.
Ministry of State for the Environmental Affairs (MSEA) (2008). Luku 8: Green Belt and Woods, vuosikertomus 2007, Kairo, Egypti.
Nakao, T., and Okano, T. (1987). ”Evaluation of modulus of rigidity by dynamic plate shear testing”, Wood Fiber Sci. 19, 332-338.
Obataya, E. (2017). ”Effects of natural and artificial ageing on the physical and acoustic properties of wood in musical instruments”, Journal of Cultural Heritage 27, S63-S69. DOI: 10.1016 / j.culher.2016.02.011
Wegst, U. G. K. (2006). ”Wood for sound”, American Journal of Botany 93 (10), 1439-1448. DOI: 10.3732/ajb.93.10.1439
Yano, H., Matsuoka, I., and Mukudai, J. (1992). ”Puun akustiset ominaisuudet viuluille”, Mokuzai Gakkaishi 38 (2), 122-127.
artikkeli toimitettu: 3. joulukuuta 2018; vertaisarviointi valmistunut: 19. tammikuuta 2019; Revised version received and accepted: February 16, 2019; Published: February 20, 2019.