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Relationships between acoustic variables and different measures of stiffness in standing Pinus taeda trees

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Abstract:

Acoustic tools are increasingly used to estimate standing-tree (dynamic) stiffness; however, such techniques overestimate static stiffness, the standard measurement for determining modulus of elasticity (MOE) of wood. This study aimed to identify correction methods for standing-tree estimates making dynamic and static stiffness comparable. Sixty Pinus taeda L. trees, ranging from 14 to 19years old, obtained from genetic tests established in the southeastern United States, were analyzed. Standing-tree acoustic velocities were measured using the TreeSonic tool. Acoustic velocities were also recorded in butt logs cut from the same trees using the Director HM200. A strong but biased relationship between tree and log velocities was observed, with tree velocities 32% higher (on average) than the corresponding log velocities. Two correction methods, one for calibrating tree velocities and one for accounting for differences in wood moisture content, were used to determine an adjusted MOE. After correction, adjusted MOE estimates were in good agreement with static longitudinal MOE values measured on clearwood specimens obtained from the trees, and no systematic bias was observed. The results of this study show that acoustic estimates of MOE on standing trees largely depend on how the data are processed and the reference method used.

Des outils acoustiques sont de plus en plus utilisés pour estimer la rigidité (dynamique) des arbres debout. Cependant, de telles mesures surestiment la rigidité statique, la technique standard pour déterminer le module d’élasticité (MOE) du bois. Cette étude visait à identifier les méthodes de correction des estimations sur les arbres debout pour rendre les valeurs de rigidité dynamique et statique comparables. Soixante tiges de Pinus taeda L. ont été analysées. Elles étaient âgées de 14 à 19 ans et provenaient de tests génétiques établis dans le sud-est des États-Unis. La vitesse sonique dans les arbres debout a été mesurée avec l’appareil TreeSonic. La vitesse sonique a aussi été mesurée dans la bille de pied coupée chez les mêmes arbres avec le Director HM200. Une relation étroite mais biaisée a été observée entre la vitesse sonique dans les arbres debout et les billes. La vitesse sonique était en moyenne 32 % plus élevée dans les arbres que dans les billes. Deux méthodes de correction ont été utilisées pour déterminer un MOE ajusté: une méthode pour calibrer la vitesse sonique dans les arbres et une autre pour tenir compte de la différence d’humidité dans le bois. Après avoir effectué la correction, les estimations du MOE ajusté correspondaient bien aux valeurs du MOE longitudinal statique mesuré sur des échantillons de bois sain provenant des arbres et aucun biais systématique n’a été observé. Les résultats de cette étude montrent que les estimations acoustiques du MOE chez les arbres debout dépendent largement de la façon dont les données sont traitées et de la méthode de référence utilisée.

Document Type: Research Article

Publication date: August 1, 2009

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