Electrical resistivity of the wood of Pinus pseudostrobus, Tabebuia rosea and Quercus scytophylla
DOI:
https://doi.org/10.26461/24.07Keywords:
wood density, wood moisture, electrical resistance, direct current, anisotropyAbstract
The objective of the research was to determine the electrical resistivity of the wood of Pinus pseudostrobus, Tabebuia rosea and Quercus scytophylla in the directions of anisotropy. For this, 20 solid wood specimens of each of the species with dimensions of 20 mm × 20 mm × 20 mm in the radial, tangential and longitudinal directions, respectively, were prepared, and the density and moisture content of the wood were determined. wood. To carry out the electrical resistivity tests, the electrical resistance was measured using direct current with a test voltage of 1000 volts. Moisture content was for P. pseudostrobus 12,6 %, for T. rosea 10,6 % and for Q. scytophylla 15,6 %. The average transverse electrical resistivity was for P. pseudostrobus 45,5 MΩ m, for T. rosea 10,3 MΩ m and for Q. scytophylla 61,4 MΩ m. The longitudinal electrical resistivity was for P. pseudostrobus 24,7 MΩ m, for T. rosea 2,.2 MΩ m and for Q. scytophylla 19,6 MΩ m. The magnitudes of the longitudinal resistances measured in the three woods are similar to those of the woods reported in the literature. Another finding was that the resistivity values show differences between the anisotropy directions of the wood and between the species studied.
Downloads
References
Casans Berga, S., Garcia-Gil, R., Navarro Anton, A. E. y Rosado-Muñoz, A., 2019. Novel wood resistance measurement method reducing the initial transient instabilities arising in DC methods due to polarization effects. En: Electronics, 8(11). DOI: https://doi.org/10.3390/electronics8111253
Fediuk, A., Wilken, D., Wunderlich, T. y Rabbel, W. 2020. Physical Parameters and Contrasts of Wooden Objects in Lacustrine Environment: Ground Penetrating Radar and Geoelectrics. En: Geosciences, 10(4), 146. DOI: https://doi.org/10.3390/geosciences10040146
Fernández-Golfin, J., Conde Garcia, M., Fernández-Golfin, J. J., Calvo Haro, R., Baonza Merino, M. V. y De Palacios, P., 2012. Curves for the estimation of the moisture content of ten hardwoods by means of electrical resistance measurements. En: Forest Systems, 21(1), pp.121-127. DOI: http://dx.doi.org/10.5424/fs/2112211-11429
Fredriksson, M., Thybring, E. E. y Zelinka, S. L., 2021. Artifacts in electrical measurements on wood caused by non-uniform moisture distributions. En: Holzforschung, 75(6), pp.517-525. DOI: https://doi.org/10.1515/hf-2020-0138
Ganthaler, A., Sailer, J., Bär, A., Losso, A. y Mayr, S., 2019. Noninvasive analysis of tree stems by electrical resistivity tomography: unraveling the effects of temperature, water status, and electrode installation. En: Frontiers in Plant Science, 10. DOI: http://doi.org/10.3389/fpls.2019.01455
Gao, S., Bao, Z., Wang, L. y Yue, X., 2018. Comparison of voltammetry and digital bridge methods for electrical resistance measurements in wood. En: Computers and Electronics in Agriculture, 145, pp.161-168. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compag.2017.11.004
Gao, S., Yue, X. y Wang, L., 2019. Effect of the degree of decay on the electrical resistance of wood degraded by brown-rot fungi. En: Canadian Journal of Forest Research, 49(2), pp.145-153. DOI: https://doi.org /10.1139/cjfr-2018-0282
Grönquist, P., Weibel, G., Leyder, C. y Frangi, A., 2021. Calibration of electrical resistance to moisture content for beech laminated veneer lumber “BauBuche S” and “BauBuche Q”. En: Forests, 12(5), 635. DOI: https://doi.org/10.3390/f12050635
Guo, H., Büchel, M., Li, X., Wäckerlin, A., Chen, Q. y Burgert, I. 2018. Dictating anisotropic electric conductivity of a transparent copper nanowire coating by the surface structure of wood. En: Journal of the Royal Society Interface, 15(142). DOI: http://doi.org/10.1098/rsif.2017.0864
Hafsa, W., Angellier, N., Takarli, M. y Pop, O. 2021. A mixed experimental-numerical electrical resistivity‑based method for moisture content assessment in wood tested using the example of Douglas fir. En: Wood Science and Technology, 55(4), pp.697-718. DOI: https://doi.org/10.1007/s00226-021-01281-x
Hwang, S. W., Hwang, S. Y., Lee, T., Ahn, K. S., Pang, S. J., Park, J., Oh, J. K., Kwak, H. W. y Yeo, H., 2021. Investigation of electrical characteristics using various electrodes for evaluating the moisture content in wood. En: BioResources, 16(4), pp.7040-7055. DOI: https://doi.org/10.15376/biores.16.4.7040-7055
Jakes, J. E., Plaza, N., Stone, D. S., Hunt, C. G., Glass, S. V. y Zelinka, S. L., 2013. Mechanism of transport through wood cell wall polymers. En: Journal of Forest Products & Industries, 2(6), pp.10-13. DOI: https://www.fpl.fs.fed.us/documnts/pdf2013/fpl_2013_jakes002.pdf
Jiang, Z. H., Chen, Z., Fen, B. H., Hou Z. Q. y Chen, G. H., 2003. Modeling ovendry softwood resistivity based on the resistor network theory. En: Holzforschung, 57(4), pp.415-420. DOI: https://doi.org/10.1515/HF.2003.061
Kirker, G. T., Bishell, A. B. y Zelinka, S. L., 2016. Electrical properties of wood colonized by Gloeophyllum trabeum. En: International Biodeterioration & Biodegradation, 114, pp.110-115. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.ibiod.2016.06.004
Li, J., Wang, Y., Zhang, J. y Qi, D., 2020. Physical characteristics and fluorescence effect of “environmentally friendly” metallized wood. En: AIP Advances, 10, 045133. DOI: https://doi.org/10.1063/1.5127236
Losso, A., Sailer, J., Bär, A., Ganthaler, A. y Mayr, S., 2020. Insights into trunks of Pinus cembra L.: analyses of hydraulics via electrical resistivity tomography. En: Trees, 34, pp.999-1008. DOI: https://doi.org/10.1007/s00468-020-01976-x
Luo, Z., Guan, H. y Zhang, X., 2019. The temperature effect and correction models for using electrical resistivity to estimate wood moisture variations. En: Journal of Hydrology, 578. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2019.124022
Martin, T. y Günther, T., 2013. Complex resistivity tomography (CRT) for fungus detection on standing oak trees. En: European Journal of Forest Resources, 132(5-6), pp.765-776. DOI: https://doi.org/10.1007/s10342-013-0711-4
Otten, K. A., Brischke, C. y Meyer, C., 2017. Material moisture content of wood and cement mortars-Electrical resistance-based measurements in the high ohmic range. En: Construction and Building Materials, 153, pp.640-646. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.07.090
Simpson, W. y TenWolde, A., 2010. Physical properties and moisture relations of wood. Chapter 3. En: Forest Products Laboratory. Wood handbook-wood as an engineering material. General Technical Report FPL-GTR-190. Madison: U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory. DOI: https://doi.org/10.2737/FPL-GTR-190
Slávik, R., Čekon, M. y Štefaňák, J., 2019. A nondestructive indirect approach to long-term wood moisture monitoring based on electrical methods. En: Materials, 12, 2373. DOI: https://doi.org/10.3390/ma12152373
Sotomayor Castellanos, J. R., 2015. Banco FITECMA de características físico-mecánicas de maderas mexicanas [En línea]. Morelia: Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo. ISBN: 978-607-00-9036-3. [Co nsulta: 12 de marzo de 2022]. Disponible en: https://www.academia.edu/12448352/Banco_FITECMA_de_caracter%C3%ADsticas_f%C3%ADsico_mec%C3%A1nicas_de_maderas_Mexicanas
Suzuki, T., Hasemi, Y., Kamikawa, D., Yasui, N., Kaku, C. y Suzuki, J. I., 2021. Development of dynamic moisture content measurement system for wooden members exposed to fire heating. En: Japan Architectural Review, 4(3), pp.431-441. DOI: https://doi.org/10.1002/2475-8876.12223
Van Blokland, J. y Adamopoulos, S., 2022. Electrical resistance characteristics of thermally modified wood. En: European Journal of Wood and Wood Products, 80, pp.749-752. DOI: https://doi.org/10.1007/s00107-022-01813-7
Xu, H., Li, Q., Xu, Q., Bao, Z., Wang, L. y Xing, T., 2019. Effects of brown-rot decay on the electrical resistance of wood and its mechanism [En línea]. En: BioResources, 14(3), pp.6134-6145. [Co nsulta: 12 de marzo de 2022]. Disponible en: https://bioresources.cnr.ncsu.edu/wp-content/uploads/2019/06/BioRes_14_3_6134_Xu_XBWX_Effects_Brown_rot_Decay_Electric_Resistance_Wood_14994.pdf
Zelinka, S. L., Passarini, L., Colon Quintana, J. L., Glass, S. V., Jakes, J. E. y Wiedenhoeft, A. C., 2016. Cell wall domain and moisture content influence Southern Pine electrical conductivity. En: Wood and Fiber Science, 48, pp.54-61. DOI: https://www.fpl.fs.fed.us/documnts/pdf2016/fpl_2016_zelinka004.pdf
Zhang, J. Y. y Shen, Q., 2019. Processing natural wood into bulk conducting materials. En: SN Applied Sciences, 1(12), 1579. DOI: http://doi.org/10.1007/s42452-019-1572-3
Additional Files
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2022 Javier Ramón Sotomayor Castellanos, Isarael Macedo Alquicira, Ernesto Mendoza González
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Los autores del manuscrito declaran conocer y aceptar los siguientes términos de responsabilidad:
Haber participado lo suficiente en el trabajo como para hacer pública la responsabilidad por su contenido.
Que el manuscrito representa un trabajo original que no fue publicado ni está siendo considerado por otra revista para su publicación, en parte o en forma íntegra, tanto impresa como electrónica.
Que en caso de ser solicitado, procurará o cooperará en la obtención y suministro de datos sobre los cuales el manuscrito esté basado.
Declara que la información divulgada que pudiera pertenecer a un tercero cuenta con la autorización correspondiente.
Autorización para la publicación y compromiso de cita de primera publicación
Los autores/as conservan los derechos de autor y ceden a la revista INNOTEC / INNOTEC Gestión el derecho de la primera publicación, con el trabajo registrado con la licencia de atribución Creative Commons Reconocimiento-NoComercial 4.0 Internacional. Creative Commons, que permite a terceros utilizar lo publicado siempre que mencionen la autoría del trabajo y a la primera publicación en esta revista sin fines comerciales.
El autor se compromete a realizar la cita completa de la edición institucional de esta primer publicación en las siguientes publicaciones -completas o parciales- efectuadas en cualquier otro medio de divulgación, impreso o electrónico.
Los autores/as pueden realizar otros acuerdos contractuales no comerciales independientes y adicionales para la distribución no exclusiva de la versión del artículo publicado en esta revista (p. ej., incluirlo en un repositorio institucional o publicarlo en un libro) siempre que indiquen claramente que el trabajo se publicó por primera vez en esta revista.
Se permite a los autores/as publicar su trabajo en Internet (por ejemplo en páginas institucionales o personales) antes y durante el proceso de revisión, ya que puede conducir a intercambios productivos y a una mayor y más rápida difusión del trabajo publicado (vea The Effect of Open Access). A su vez los autores/as autorizan al LATU a publicar el trabajo en su repositorio digital.
Los conceptos y opiniones vertidos en los artículos son de responsabilidad de sus autores.
Este obra está bajo una licencia Reconocimiento-NoComercial 4.0 Internacional.
