TEKNOLOGI PENGUJIAN NONDESTRUKTIF (NDT) UNTUK …. PPT LKS-NDT 2012 Gabungan.pdf · Beberapa alat...
-
Upload
nguyendang -
Category
Documents
-
view
280 -
download
3
Transcript of TEKNOLOGI PENGUJIAN NONDESTRUKTIF (NDT) UNTUK …. PPT LKS-NDT 2012 Gabungan.pdf · Beberapa alat...
22/06/2012
1
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
Pendahuluan
Seminar Kesehatan Hutan
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
22/06/2012
2
Seminar Kesehatan Hutan
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
Seminar Kesehatan Hutan
Beberapa alat NDT yang dapat digunakan untuk mengevaluasi kondisi pohon:
Fakopp SylvatestDuo Metriguard
Arbotom Picus
22/06/2012
3
Seminar Kesehatan Hutan
Bor Riap Pylodin
Resistograph IML
Sonik Tomografi
Seminar Kesehatan Hutan
• 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
22/06/2012
4
Seminar Kesehatan Hutan
Kayu afrika
Seminar Kesehatan Hutan
• Deteksi kondisi pohon berdasarkan kecepatan rambatan gelombang suara; dan impedansi elektrik (electrical impedance) kandungan kadar air, perubahan struktur sel
22/06/2012
5
Seminar Kesehatan Hutan
Eboni
Seminar Kesehatan Hutan
22/06/2012
6
Gelombang Ultrasonik
Seminar Kesehatan Hutan
• 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
Seminar Kesehatan Hutan
Sylvatest Duo
Sylvatest Duo
radial measurement
longitudinal measurement
Mangium
22/06/2012
7
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 Diameter Average
ovendry density Average
green density Average
green MC
Ultrasonic velocities
= RM =
Ultrasonic velocities
= LM =
MOEd = LM =
(cm) (g.cm-3) (g.cm-3) (%) (m/s) (m/s) (kg.cm-2)
2005
1 16 0,49 0,98 100,35 1531 3894 151.728 2 15 0,50 1,02 104,65 1291 3987 166.378
3 15 0,46 0,92 102.22 1406 4291 173.612 4 14 0,51 1,02 99,75 1413 4123 176.004
Average 15 0,49 0,99 101,58 1410 4074 166.931 2006
5 15 0,47 0,99 110,85 1396 3900 153.293 6 10 0,43 0,94 120,71 1099 3522 119.557
7 11 0,55 1,09 98,66 1416 3478 134.242
8 12 0,38 0,97 155,73 1394 3387 113.515 Average 12 0,46 1,00 121,49 1326 3572 130.152
2007 9 13 0,35 0,65 86,80 1341 3809 95.752
10 11 0,35 0,71 102,42 1355 4176 126.584 11 10 0,55 1,15 164,76 1338 4322 200.546
12 10 0,52 1,16 121,58 1345 2534 76.194 Average 11 0,44 0,92 118,89 1345 3710 124.769
MC= moisture content, RM = radial measurement, LM = longitudinal measurement, MOEd = dynamic MOE
Sem
inar
Kes
ehat
an H
uta
n
Sem
inar
Kes
ehat
an H
uta
n
Velocity category
Value
(m/s)
Resume
Visual Assessment 1 ˃ 1600 Healthy or sound living tree 2 1200 –
1600 Sound tree, protuberance in trunk, 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
Table - Ultrasonic wave velocity category based on resume of visual assesment
Sumber: Karlinasari, Lisdiana, Nandika (2011)
22/06/2012
8
Drill Resistance
Seminar Kesehatan Hutan
• 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
22/06/2012
9
Seminar Kesehatan Hutan
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
Res
isto
grap
h
Sylv
ates
tDu
o
Seminar Kesehatan Hutan
Pinus isularis
fphn (cm) t (ms) V (m/s)
10 cm 55 244 1660
130 cm 50 236 1519
230 cm 49 231 1526
Res
isto
grap
h
Sylv
ates
tDu
o
22/06/2012
10
Terimakasih
Sem
inar
Kes
ehat
an H
uta
n
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
22/06/2012
11
Pendahuluan
• Hutan merupakan sumberdaya alam multifungsi; produksi kayu
• “Wood” = Kayu memiliki keragaman sifat yang tinggi, karena pengaruh: genetik, lingkungan, perlakan budidaya, serangan mikroorganisme, dll
Latar Belakang
Seminar Kesehatan Hutan
Seminar Kesehatan Hutan
• 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
22/06/2012
12
• 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
Seminar Kesehatan Hutan
Sylvatest Duo
Sylvatest Duo
radial measurement
longitudinal measurement
to select mature trees that have superior properties for industry purposes
to apply optimal timber management practices
22/06/2012
13
Tujuan Penelitian
Seminar Kesehatan Hutan
• Mengevaluasi kondisi internal pohon berdiri hutan tanaman Acacia mangium
• Mengetahui kerapatan kayu dan kekakuan dinamis (modulus elastisitas) pohon Acacia mangium
Bahan dan Metodologi
Seminar Kesehatan Hutan
• Pohon A. mangium, RPH Maribaya Perum Perhutani • Total 12 pohon, 5, 6, and 7 tahun @ 4 pohon
22/06/2012
14
Seminar Kesehatan Hutan
Pengujian longitudinal dan radial
SylvatestDuo
Bor riap
Seminar Kesehatan Hutan
2 x VuMOEd
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)
22/06/2012
15
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 Diameter Average
ovendry density Average
green density Average
green MC
Ultrasonic velocities
= RM =
Ultrasonic velocities
= LM =
MOEd = LM =
(cm) (g.cm-3) (g.cm-3) (%) (m/s) (m/s) (kg.cm-2) 2005
1 16 0,49 0,98 100,35 1531 3894 151.728
2 15 0,50 1,02 104,65 1291 3987 166.378 3 15 0,46 0,92 102.22 1406 4291 173.612
4 14 0,51 1,02 99,75 1413 4123 176.004 Average 15 0,49 0,99 101,58 1410 4074 166.931
2006 5 15 0,47 0,99 110,85 1396 3900 153.293
6 10 0,43 0,94 120,71 1099 3522 119.557 7 11 0,55 1,09 98,66 1416 3478 134.242
8 12 0,38 0,97 155,73 1394 3387 113.515 Average 12 0,46 1,00 121,49 1326 3572 130.152
2007
9 13 0,35 0,65 86,80 1341 3809 95.752 10 11 0,35 0,71 102,42 1355 4176 126.584
11 10 0,55 1,15 164,76 1338 4322 200.546 12 10 0,52 1,16 121,58 1345 2534 76.194
Average 11 0,44 0,92 118,89 1345 3710 124.769 MC= moisture content, RM = radial measurement, LM = longitudinal measurement, MOEd = dynamic MOE
Sem
inar
Kes
ehat
an H
uta
n
Figure 1. Relationship between ultrasonic wave velocities in the longitudinal measurement and dynamic MOE of A. mangium trees
y = 58,25x - 79895 R² = 0,648 r = 0,805
-
50.000
100.000
150.000
200.000
250.000
2000 2500 3000 3500 4000 4500
MO
Ed (
kg.c
m-2
)
UVlongitudinal (m/s)
Sem
inar
Kes
ehat
an H
uta
n
22/06/2012
16
y = -1E-04x + 1,342 R² = 0,1047
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
0 1000 2000 3000 4000 5000
Gre
en
de
nsi
ty (
g.cm
-3)
UVlongitudinal (m/s)
Figure 2. Relationship between ultrasonic wave velocities in the radial measurement and average green density of A. mangium trees
Figure 3. Relationship between ultrasonic wave velocities in the longitudinal measurement and average green density of A. mangium trees
y = 0,0001x + 0,8127 R² = 0,0056
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
0 500 1000 1500 2000
Gre
en
de
nsi
ty (
g.cm
-3)
UVradial (m/s)
Sem
inar
Kes
ehat
an H
uta
n
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
Sem
inar
Kes
ehat
an H
uta
n
22/06/2012
17
• Metode NDT gelombang ultrasonik dapat digunakan untuk memperoleh informasi secara cepat yang mendukung penilaian terhadap kondisi kesehatan pohon (hutan) dan menduga sifat kayu
Sem
inar
Kes
ehat
an H
uta
n
Terimakasih
Sem
inar
Kes
ehat
an H
uta
n