του Γιώργου Μαντάνη, Καθηγητή Παν/μίου Θεσσαλίας
Το ξύλο είναι φυσικό και ανανεώσιμο υλικό, και ως προς τις μηχανικές του ιδιότητες (βλ. εξαιρετική αντοχή σε σχέση με το βάρος του), στη Β. Αμερική θεωρείται ήδη ως το «σκυρόδεμα» του 21ου αιώνα. Πρόσθετα, το ξύλο είναι ελκυστικό υλικό ως προς τις φυσικές του ιδιότητες (αισθητική, σχεδίαση, χρώμα, οσμή, αφή) και προτιμάται σε ποίκιλες εφαρμογές από ανθρώπους που θέλουν με τις επιλογές τους να βοηθήσουν τον πλανήτη που πάσχει από προβλήματα χημικής ρύπανσης και υποβάθμισης. Στην Ελλάδα δεν ισχύουν τα ανωτέρω∙ εδώ, κυριαρχούν το τσιμέντο, ο χάλυβας, και κυρίως το αλουμίνιο!
Η ιδιότητα του ξύλου, που συνδέεται άμεσα με τα πιθανά προβλήματα που μπορεί να εμφανίσει ως υλικό, είναι η υγροσκοπικότητά του, δηλ. η «αγάπη» του για την υγρασία. Ο υδρόφιλος χαρακτήρας των κύριων συστατικών του, βλ. κυτταρίνης και ημικυτταρινών, θεωρείται καθοριστικός για τη διαστασιακή του σταθερότητα και την υποβάθμισή του σε σχέση με τις φυσικές του αντοχές σε κλιματικές συνθήκες, σε φορτίσεις, σε «επιδρομές» και «επιθέσεις» από μύκητες, έντομα και μικροοργανισμούς που βρίσκουν στη μάζα του τροφή, ή/και καταφύγιο. Σήμερα στην έρευνα (R&D), προέχει το πως θα το αξιοποιήσουμε ως υλικό και θα επιμηκύνουμε περισσότερο το χρόνο ζωής του (service life).
Οι παραδοσιακές τεχνικές συνήθως είναι η βαφή ή/και ο προστατευτικός χειρισμός με διάφορες μυκητοκτόνες ή εντομοκτόνες ουσίες. Σήμερα, τις συμβατικές μεθόδους εμποτισμού με βαρέα ή και τοξικά μέταλλα, ή οργανικούς διαλύτες, «αντιτάσσονται» οι τεχνολογίες τροποποίησης και μια νέα τεχνολογία «υπερκρίσιμης κατάστασης» (super critical ScCO2), στην οποία οι βλαπτικές ενώσεις αντικαθίστανται από το ασφαλές διοξείδιο του άνθρακα, CO2. Η νέα αυτή τεχνολογία αναπτύχθηκε στη Δανία (χώρα παραδοσιακά «πράσινη» και υπέρ της οικολογίας) και είναι μια οικολογική τεχνολογία που αντιμετωπίζει το πρόβλημα των ανεπιθύμητων ρύπων πριν τη γέννησή τους και όχι στο τέλος της διαδικασίας. Η τεχνολογία Superwood® βασίζεται στο γεγονός ότι οι ενώσεις όταν προσεγγίζουν ή υπερβαίνουν μια συγκεκριμένη περιοχή θερμοκρασίας και πίεσης, γνωστή ως υπερκρίσιμη κατάσταση, δρουν ως διαλύτες με απίστευτες ιδιότητες και χαρακτηριστικά. Στη φυσικοχημεία, η υπερκρίσιμη κατάσταση (φάση) θεωρείται ως η 4η κατάσταση της ύλης.
Συγκεκριμένα, μικρές τροποποιήσεις στη διαδικασία επηρεάζουν δραστικά τις ιδιότητες του διαλύτη. Στις συνθήκες ScCO2, το διοξείδιο του άνθρακα παρουσιάζει πυκνότητες αντίστοιχες των υγρών, που επιτρέπουν τη διάλυση των δραστικών συστατικών, ενώ παράλληλα διατηρεί χαμηλή ρευστότητα. Αυτός ο συνδυασμός επιτρέπει πολύ εύκολη διείσδυση των ενεργών ουσιών μέσα στη μάζα του ξύλου, και αποτελεσματική εισχώρηση στα κυτταρικά του τοιχώματα, και μάλιστα σε είδη ξύλου, π.χ. ερυθρελάτη και ελάτη, που είναι γνωστό ότι δεν εμποτίζονται καλά, ούτε στο σομφό, ούτε στο εγκάρδιο ξύλο. Η μέθοδος αυτή αποτελείται από 4 βιομηχανικά στάδια: α) τοποθέτηση ξυλείας σε κλίβανο, β) σταδιακή εφαρμογή πίεσης (74 bars) και θερμοκρασίας (31oC), γ) «εμποτισμός» σε υπερκρίσιμη φάση, και δ) αποσυμπίεση/κλιματισμός. Τα σκευάσματα που χρησιμοποιούνται είναι τα εξής: προπικοναζόλη και τεμπουκοναζόλη. Το διοξείδιο του άνθρακα ανακυκλώνεται στο σύστημα και επαναχρησιμοποιείται πλήρως.
Εντυπωσιακά, η υγρασία του ξύλου είναι η ίδια όπως στην αρχική φάση (δηλ. η ξυλεία παραμένει ξηρή στον αέρα). Η ξυλεία είναι κατάλληλη για όλες τις χρήσεις κλάσης «3» και το ξύλο διατηρεί το απολύτως φυσικό του χρώμα. Δεν υπάρχει περίοδος αναμονής ή ξήρανσης ή περίοδος fixation, και η ξυλεία μπορεί αμέσως να χρησιμοποιηθεί. Κυριότερες χρήσεις του σήμερα στη Σκανδιναβία, ιδίως σε Δανία και Νορβηγία, είναι σε ξυλεπενδύσεις (claddings) και σε εξωτερικά δάπεδα (decks).
Βιβλιογραφία
Μαντάνης Γ. (2019). Ιστοσελίδα μαθήματος, http://users.teilar.gr/~mantanis/Ximiki.htm
Μαντάνης Γ. (2019). Ιστοσελίδα, http://mantanis.users.uth.gr/Chemical-technology-of-wood.pdf
