Macchina di prova per le attività di ricerca e le applicazioni tecnologiche del legno NMBU utilizza una macchina ZwickRoell Z1200ES
Case Study
- Cliente: Norwegian University of Life Sciences (NMBU)
- Luogo: Ås, Norvegia
- Settore Industriale: Legno
- Topic: NMBU: prove su elementi in legno e da costruzione con la macchina Z1200 per scopi didattici, per le attività di ricerca e le applicazioni tecnologiche del legno.
Maggio 2024
I ricercatori della NMBU stanno verificando come il clima e la silvicoltura influenzino le diverse proprietà del legname e come queste proprietà siano correlate alle prestazioni dei diversi prodotti in legno. L'obiettivo di questa ricerca è aumentare la produzione di legname di alta qualità, ottimizzare e implementare costruzioni particolarmente sostenibili riducendo l'impronta di carbonio.
Norwegian University of Life Sciences (NMBU)
Norwegian University of Life Sciences (NMBU): pioniera nei campi delle scienze della vita e della sostenibilità.
La Norwegian University of Life Sciences (NMBU) è una rinomata istituzione educativa di Ås, in Norvegia. Fondata nel 1859, l'università ha una lunga storia di promozione dell'istruzione, della ricerca e dell'innovazione nelle scienze della vita. La NMBU è riconosciuta a livello internazionale per i suoi programmi e aree di ricerca in scienze agrarie, silvicoltura, veterinaria, scienze ambientali, architettura del paesaggio e discipline correlate. L'università offre un'ampia gamma di corsi di laurea, master e dottorato che attirano studenti da tutto il mondo.
La ricerca della NMBU si concentra sul superamento delle sfide globali nei settori della sicurezza alimentare, della sostenibilità, della protezione ambientale e della salute. Attraverso collaborazioni con governo, industria e altre istituzioni accademiche, l'università contribuisce attivamente allo sviluppo di strategie e soluzioni che hanno un impatto positivo sulla società e sull'ambiente. La NMBU promuove un ambiente di apprendimento aperto e inclusivo che favorisce la creatività, il pensiero critico e la collaborazione interdisciplinare. Con strutture moderne, docenti altamente qualificati e una vivace comunità di campus, la 'Norwegian University of Life Sciences offre una piattaforma stimolante per studenti e ricercatori che desiderano esplorare le sfide e le opportunità di questo settore.
Principali competenze ZwickRoell
- Qualità e affidabilità eccezionali delle macchine per le prove sul legno.
- Consulenza di esperti, assistenza ZwickRoell rapida e affidabile.
- Possibilità di testare un elevato numero di campioni con massima accuratezza e riproducibilità dei risultati.
- Facile adattamento delle configurazioni di prova e funzionamento semplice e sicuro della macchina di prova grazie al software di prova testXpert.
- Possibilità di collegamento dei dispositivi esterni come trasduttori di misura ad alta precisione e sistemi di correlazione digitale delle immagini per misurare le deformazioni di diversi campioni e giunti.
- L'azionamento superiore e la base inferiore facilitano la movimentazione di campioni di grandi dimensioni.
Il task
Verifica delle proprietà del legno e degli elementi strutturali
Secondo l'UNEP 2022*, circa il 42% delle emissioni di gas serra prodotte dall'uomo sono attribuibili al settore delle costruzioni. Queste emissioni comprendono sia i materiali che i processi legati alla costruzione e alla demolizione.
In quanto materia prima naturale e rinnovabile, il legno può sostituire i materiali da costruzione con maggiori emissioni di carbonio e quindi contribuire in modo decisivo alla riduzione delle emissioni di gas serra in questo settore. La tendenza è quella di utilizzare il legno in una più ampia gamma di applicazioni, per molte delle quali le prestazioni meccaniche sono estremamente importanti.
La ricerca della NMBU copre l'intera catena del valore del legno, dalla silvicoltura e dal settore del legno all'uso e al riciclo dei prodotti in legno nell'industria delle costruzioni. L'obiettivo di questa ricerca è aumentare la produzione di legname di alta qualità, ottimizzare e realizzare i vantaggi di costruzioni particolarmente sostenibili con un'impronta di carbonio ridotta.
Poiché le proprietà del legno variano notevolmente, per un utilizzo efficiente di questa risorsa naturale è fondamentale la conoscenza di queste differenze. Il gruppo di ricerca si occupa di diversi aspetti: come il clima e le pratiche forestali influenzano le proprietà del legno? Come queste due interrelazioni possono garantire l'alta qualità dei prodotti in legno?
Il gruppo di ricerca ha una lunga tradizione nel campo delle costruzioni, le competenze comprendono la caratterizzazione delle prestazioni meccaniche di giunti e componenti, la progettazione di edifici in legno sotto carichi statici e dinamici, la valutazione di edifici in legno esistenti e l'adeguamento di edifici storici e tutelati.
*Programma delle Nazioni Unite per l'ambiente (2022) 2022 Global Status Report for Buildings and Construction: Towards a Zero-emission, Efficient and Resilient Buildings and Construction Sector. Nairobi.
La soluzione ZwickRoell
Macchina di prova materiali Z 1200 ES con carico di prova da 1200 kN.
NMBU si affida alla macchina di prova materiali ZwickRoell Z1200 ES da 1200 kN, dotata anche di un'area di prova laterale con capacità da 250 kN. La macchina fa parte del NMBU timber laboratory. Viene utilizzata principalmente per la ricerca scientifica sul legno presso la facoltà di Environmental Sciences and Natural Resource Management (MINA) e per gli studi sulle costruzioni in legno presso la facoltà di Science and Technology (REALTEK).
Per posizionare campioni di grandi dimensioni nelle aree di lavoro con un’altezza confortevole, il telaio è dotato di un azionamento montato in alto. L'elettronica ha moduli aggiuntivi per ricevere segnali da diversi LVDT, celle di carico e altri sensori (modulo multifunzione).
Le due facoltà utilizzano la macchina per eseguire test standardizzati su piccoli campioni di legno naturale, legno modificato e vari compositi di legno, materiali a base di legno e legno da costruzione. I test vengono eseguiti anche su legno lamellare, legno incrociato ed elementi da costruzione. Oltre alla ricerca e all'insegnamento, la NMBU esegue anche test su materiali e prototipi per istituti di ricerca e aziende.
Il risultato
Prove precise su legno e componenti
Sia i ricercatori che gli studenti hanno la possibilità di usufruire di una macchina ad alte prestazioni con una precisione molto elevata, che può essere facilmente programmata per configurazioni di prova personalizzate con input da sensori esterni. “Per alcuni dei test su strutture in legno a strati incrociati e strutture in legno portanti è necessaria l’elevata capacità. Nello specifico per la determinazione delle tensioni e delle deformazioni nel materiale, nonché le proprietà di resistenza e deformazione dei giunti realizzati con dispositivi di fissaggio meccanici come chiodi, viti, tasselli e bulloni", afferma il Prof. Geir I. Vestøl del dipartimento di Environmental Sciences and Natural Resource Management at NMBU. Finora, i carichi più elevati si sono verificati quando sono stati testati elementi combinati di legno e cemento.
La prova di flessione del legname da costruzione secondo la norma EN 408 viene eseguita sul banco di prova laterale da 250 kN. Per misurare le deformazioni locali si utilizzano i sistemi di misura lineari Heidenhain. Per analisi più dettagliate delle deformazioni, il dipartimento utilizza anche un sistema DIC di LaVision, che può essere combinato con la macchina di prova. Il dispositivo di prova laterale offre un facile accesso ai campioni, è estremamente comodo, ad esempio, quando si eseguono i test su un gran numero di campioni e quando si utilizza il sistema DIC.
L'elevata accuratezza è richiesta per prove con carichi ridotti su piccoli campioni in legno o materiali a base di legno, come pannelli truciolari e di fibra. La cella di carico da 10 kN è vantaggiosa quando si eseguono prove con carichi ridotti, ad esempio per determinare il modulo di Young e la resistenza alla flessione di piccoli campioni di legno senza difetti (ISO 13061) o di pannelli a base di legno (EN 310).
Inoltre, i ricercatori eseguono test per la determinazione della resistenza alla trazione perpendicolare al piano del pannello (EN 319) o della durezza Brinell (EN 1534). Mr. Vestøl: "L'accuratezza e la precisione del posizionamento sono notevoli. Inoltre, quando si utilizzano le diverse celle di carico, la macchina introduce in minima parte disturbi elettrici ai dati acquisiti".
La corretta progettazione delle connessioni in legno è fondamentale per le strutture e gli edifici in legno, allo stesso modo la valutazione sperimentale è un'attività chiave del laboratorio del legno. Le giunzioni in legno sono testate in conformità alla norma EN 12512 per i carichi ciclici e alla norma EN 26891 per i carichi statici.
"La macchina di prova per il legno è incredibilmente flessibile e precisa. Grazie alla sua elevata capacità, accuratezza e precisione, possiamo testare un'ampia gamma di campioni. È possibile eseguire le prove su qualsiasi cosa, dai piccoli campioni in legno chiaro agli elementi strutturali".
Prof. Geir I. Vestøl, Norwegian University of Life Sciences, Faculty of Environmental Sciences and Natural Resource Management
NMBU si affida alla macchina ZwickRoell per le prove sul legno.
