Bükk álgeszt vizsgálata CT-vel és MR-rel

Dr. Bíró Boglárka, okleveles erdőmérnök és okleveles mérnök-tanár - a Somogyi Erdészeti és Faipari Zrt. Kaposvári Erdészetének, a Kaposvári Egyetem Természetvédelmi Tanszékének szakembere - emailben válaszolt kérdéseinkre. (Az e-mail riportot a hirado.hu készítette.)

Elmondása szerint diplomamunkáját és a doktori disszertációját is a bükkfa egy több mint 100 éve kutatott betegségéből írta, nevezetesen a bükk elszíneződését, az álgesztesedés témakörét kutatta és kutatja ma is. "Ez a jelenség napjaink egyik legvitatottabb erdészeti kérdése. Röviden, a faanyag szerkezetében és megjelenésében is változásokat okozó színanomália jelentős - hektáronként több millió forint nagyságrendű - gazdasági értékcsökkenést eredményez. A kialakulás okairól bizonyítottan senki nem tud semmit" - magyarázza.

Elmesélte, a kutatások egy része arra irányult, hogy kiderítse, mi lehet az oka annak, hogy bizonyos egyedekben megjelenik ez a fakultatív színelváltozás, míg mások "normális" fehér színűek maradnak. "Ebben a munkában nagy hangsúlyt fektettem az ún. roncsolásmentes faanyagvizsgálati módszerek megismerésére, hiszen, ha lehetőségünk nyílna "belelátni a fába", számos kérdésünkre (az álgesztesedés kiindulási időpontjára, terjedési sebességére, esetleges oksági hátterére) kaphatnánk választ".

Bíró Boglárka a kutatómunka során 2003-ban nyert egy ösztöndíjat a Freiburgi Erdészeti Kutatóintézetben. Itt lehetősége nyílott megismerni a témával kapcsolatos német, svájci, osztrák kutatási eredményeket. "Ezek közül leginkább azok a berendezések foglalkoztattak, amelyekkel megpróbálták kimutatni az álgesztesedést. Áttörést azonban nem sikerült elérniük a külföldi kutatóknak sem. Egy ötletet viszont továbbgondolásra alkalmasnak találtam, nevezetesen a computer-tomográfos vizsgálatokat. A német szakemberek megpróbálkoztak az élő faegyedet megvizsgálni egy mobil CT berendezés segítségével, azonban a kapott eredmények a ráfordított költségek tükrében, illetve a fákon a sugárzás hatására bekövetkező nekrotikus elváltozások nyomán nem folytatták a méréseket."

Álgesztes bükk keresztmetszeti CT felvétele

Elmondása szerint, 2004 telén, a Kaposvári Egyetem Diagnosztikai és Onkoradiológiai Intézete jóvoltából lehetősége nyílott CT és MR berendezés kipróbálására. "Ennek folyamán az élő fán történő vizsgálatokat próbáltam leképezni, ezért a vizsgált egyedekből vágott mintakorongokat a kitermelést követően azonnal fóliaburkolattal láttam el, és 12 órán belül megtörtént felmérésük. A kapott eredmények minden várakozásunkat felülmúlták: nemcsak hogy sikerült kimutatni az álgesztesedést, de tökéletes - a teljes keresztmetszet minden pontjáról - képet sikerült kapnunk. A sikeren felbuzdulva "bevetettük" az MR berendezést is: Európában elsőként nekünk sikerült MR segítségével kimutatnunk az álgesztesedést" - teszi hozzá. 

Bíró Boglárka elmondta, a kutatások folytatására 2009-ben nyílott lehetősége az Intézet kutatási szakemberének megkeresése alapján. A lehetőséget az teremtette meg, hogy az Intézet kutatói 1999-től több mérés technológiai fejlesztést hajtottak végre részben a MOL Rt. szakembereinek közös munkájával. Ez a fejlesztés - amely 2006-ben a Magyar Innovációs Nagydíj Pályázaton Elismerő Oklevelet kapott - megteremtette a lehetőséget az élettelen vizsgálati anyagokban ezen belül elsősorban a kőzetanyagokban a több fázisú, nagy nyomású és magas hőmérsékletű fluidum áramlások térképezéséhez és numerikus modellezéséhez.

Ezeket az eljárásokat jelenleg kiterjedten alkalmazzák elsősorban a kőolaj és földgáz kutatásban vagy a radioaktív hulladéktároló anyagvizsgálatainál. Az intézet részéről így felmerült annak a lehetősége, hogy a kifejlesztett technológiákat a favizsgálatokba is bevezessék. A témához kapcsolódóan még Jakusch Pál PhD hallgató végez érdekes MR méréseket élelmiszernövényeken a szennyező anyagok felhalmozódási módjainak és mértékének meghatározására. A CT vizsgálattal szemben az MR képalkotás nagy előnye, hogy nem alkalmaz ionizáló sugárzást, ezért korlátlan a mérések ismétlési lehetősége. Különösen alkalmas az MR képalkotás a növényekben zajló víztranszportok, tápanyagáramlások vizsgálatára.

"Jelenleg a célunk a CT és MR képalkotó eljárásokat minél szélesebb körben bevonni az erdészeti és faipari kutatásokba, anyagvizsgálatokba." A jelenleg folyó vizsgálatok közül a faanyagtelítési méréseket emelte ki. Elmondása szerint, a vizsgálat során, a vákuumos berendezésben kiszárított faanyagot légköri nyomás alatt vízzel telítették. Meghatározott időintervallumokban CT méréseket végeztek a minta teljes egészében. A kapott eredményekből 3D-s telítési és porozitás modell is készíthető.

Álgesztes bükk keresztmetszeti MR felvétele

"A kapott mérési adatokból lehetőség van bármilyen irányú és időpontú telítettségi metszet készítésére. A mérések segítségével egy hazai faanyagtelítéssel foglalkozó vállalat gépfejlesztési, telítőanyag fejlesztési pályázatát szeretnénk előkészíteni . A képalkotó eljárások segítségével lehetőség nyílik a különböző fajú és nedvességtartalmú faanyagok faanyagtelítési technológiájának tökéletesítésére, telítési "know-how"-jának kifejlesztésére." - magyarázza a levélben. 

A technikáknak mind a faiparban, mind az erdőgazdálkodásban vannak lehetséges felhasználási területei - teszi hozzá. A faiparban többek között anyagminőség vizsgálatokra, késztermék minőségellenőrzésre - minőségbiztosításra, szilárdság szerinti osztályozásra, rugalmassági (alakváltozási) vizsgálatokra, nedvességmérésre, faanyagvédelem, fatelítési vizsgálatokra, valamint fakompozitok vizsgálatára (szerves és szervetlen kötőanyagokkal) alkalmazhatóak.

Az erdőgazdálkodásban elsősorban kutatásban (a mobilizálhatóság problémája) hasznos, bizonyos élő fán végezhető vizsgálatok így leutánozhatók (álgesztvizsgálatok), elősegíti a víz- és tápanyagforgalom vizsgálatát fásszárúakon, a faanyag és termőhely kapcsolat mélyebb elemzését, valamint segíti a biokémiai kutatásokat - mondja Bíró Boglárka.

A Kaposvári Egyetem Diagnosztikai és Onkoradiológiai Intézete, Magyarországon elsőként fejlesztett ki olyan mérési technológiákat, amelyeket az élettelen anyagvizsgálati kutatásokban több tudományterületen és az ipari gyakorlatban is rendszeresen alkalmaznak. Ezek segítségével az anyagokat eredeti állapotukban - roncsolásmentesen - lehet megvizsgálni. Az anyagvizsgálatok során egyaránt CT és MR méréseket is alkalmaznak.

A mérések segítségével a kutatók lehetőséget kapnak arra, hogy a vizsgált anyagok nem csak mennyiségi, hanem minőségi tulajdonságait is modellezni tudják a kapott mérési adatokból. Ezzel a mérési metodikával képesek a folyadék áramlását is térképezni, mindezt akár teljesen heterogén anyagi tulajdonságok esetében is.

Forrás: hirado.hu 2010-05-13