Metodologías y dispositivos para la determinación de volumen en sólidos higroscópicosde geometría compleja: aplicación para el estudio de densidad de madera y biocombustibles sólidos

Resumo

La determinación directa de la densidad de un objeto se fundamenta en la medición de su volumen y de su masa. La metodología más comúnmente empleada para la determinación del volumen es la del desplazamiento de agua basada en el principio de Arquímedes y posterior medición directa o indirecta mediante el peso del líquido desalojado. En este trabajo se describen los principales problemas de esta metodología, los cuales se hacen especialmente patentes cuando el material a medir varía su volumen para distintos estados de humedad, como es el caso de la madera. Se describen metodologías basadas en sistemas neumáticos fundamentados en los principios de Boyle-Mariotte y en la teoría cinética de los gases ideales, los cuales corrigen las limitaciones de las metodologías anteriores en su uso con materiales higroscópicos. Se comenta la sensibilidad de los instrumentos de medición necesaria para la consecución de una precisión dada en la estimación del volumen mediante las distintas metodologías y se describe una patente solicitada (P201230971), que consiste en un dispositivo (xilómetro neumático) compuesto pordos cámaras con transductores de presión absoluta incorporados, sistema de limpieza de aire y volumen variable de la cámara de medición, que aporta avances sustanciales respecto a los picnómetros hasta ahora ideados.Palabras claveXilómetro, picnómetro neumático, biomasa, densidad básica.1.IntroducciónAunquela variable más empleada para la enajenación de madera es su peso a un determinado estado de humedad, normalmente en verde con la madera recién cortada, el volumen sigue siendo una variable muyempleada en el ámbitode la gestiónforestal. De esta forma, la gran mayoría delosmodelos de crecimiento y producciónse expresan en términos de volumen. A pesar de la importancia del volumen, no es habitual disponer de datos reales de esta variabledebido a la irregularidad de los fustes, por lo quese suelen emplear modelos que intentan describir la forma de los mismos y que permiten estimar el volumen total o el delimitado entre dos alturas. Esta dificultad de medición se hace extensible incluso aldesarrollo de los modelos de estimación de volumen de árbol individual, sin que se disponga de datos reales que sirvan para validarlos modelos(MARTIN, 1984).Otra variable importante en el ámbito forestal es la densidad, queresulta del cociente entre la masade un objeto ysu volumen. Debido a que la masade un objeto puede ser fácilmente determinadacon elevadaprecisión, es la medición del volumen la que suele