Το ξύλο ως υλικό

 Το ξύλο ως υλικό 

Το ξύλο (wood, holz) των δασικών δένδρων αποτέλεσε πρωταρχικό και κυρίαρχο υλικό στην ιστορική διαδρομή του ανθρώπου από την αρχή της εμφάνισής τους. Σήμερα, παρά τον ανταγωνισμό του από άλλα υλικά, όπως μέταλλα, πλαστικά, τσιμέντο, κ.ά. εξακολουθεί και θα εξακολουθήσει να αποτελεί μοναδική ανανεώσιμη και πολύτιμη πρώτη ύλη για τον άνθρωπο. Αυτό γίνεται φανερό από τη συνεχή αύξηση της κατανάλωσης και των χρήσεών του σε παγκόσμια κλίμακα.

Το κύτταρα του ξύλου παράγονται από έναν περιφερειακό μεριστικό ιστό, το κάμβιο, κατά τη διάρκεια της αυξητικής δραστηριότητας των δέντρων (για την εύκρατη ζώνη από Μάρτιο μέχρι Σεπτέμβριο) και αναρίθμητα τέτοια κύτταρα συνδέονται μεταξύ τους και συγκροτούν το ξύλο (Σχ. 1.2).

Το ξύλο αξιοποιείται σε πολυάριθμα προϊόντα, τα οποία μπορούν να διακριθούν (α) σε προϊόντα όπου διατηρείται η φυσική δομή του ξύλου (π.χ. πριστή ξυλεία), (β) σε προϊόντα που παράγονται με μηχανική και χημική, κυρίως, επεξεργασία και στα οποία δεν διακρίνεται η φυσική δομή του ξύλου (π.χ. χαρτί).

Κάθε μορφή αξιοποίησης βασίζεται στην ιδιαίτερη δομή, τις ιδιότητες και τα χαρακτηριστικά του κάθε ξύλου. Ο όρος ξύλο με τη γενική έννοια δεν αντικατοπτρίζει ένα υλικό με σταθερή δομή, χαρακτηριστικά και συμπεριφορά. Υπάρχουν βέβαια βασικές ομοιότητες μεταξύ διαφόρων ειδών ξύλου αλλά και μεγάλες διαφοροποιήσεις δομής, ιδιοτήτων και συμπεριφοράς. Οι διαφοροποιήσεις αυτές οφείλονται στο γεγονός ότι το ξύλο δεν παράγεται βιομηχανικά αλλά είναι βιολογικό προϊόν και παράγεται στη φύση.

Κατηγορία	Είδος ξύλου/Παραγωγή	Χρήσεις
ΚΩΝΟΦΟΡΑ	Πεύκη(μαύρη, δασική, λευκόδερμος, χαλέπιος, τραχεία, κ.ά.)	Οικοδομικές κατασκευές, πατώματα, κιβώτια, στύλοι, στρωτήρες, έπιπλα, βαρέλια, βάρκες, ιστοί πλοίων, μοριοπλάκες, ινοπλάκες, χαρτοπολτός, αντικολλητά, ξυλεία μεταλλείων (χαλέπιος, τραχεία), ξυλόγλυπτα (λευκόδερμος)
	Παραγωγή: ٢٥٠.٠٠٠ κ.μ. (μαζί με ερυθρελάτη)	Οικοδομικές κατασκευές, πατώματα, κιβώτια, στύλοι, έπιπλα, ιστοί, στρωτήρες, τορνευτά, χαρτοπολτός, μοριοπλάκες, ινοπλάκες
	Ερυθρελάτη	Όπως και η ελάτη. Επιπλέον μουσικά όργανα, ναυπηγικές κατασκευές.
ΠΛΑΤΥΦΥΛΛΑ	Παραγωγή: ٤٥٠.٠٠٠ κ.μ.	Έπιπλα (ύστερα από άτμιση), στρωτήρες, πατώματα, ξυλόφυλλα, αντικολλητά, μοριοπλάκες, ινοπλάκες, χαρτοπολτός, λαβές εργαλείων, μέρη μουσικών οργάνων, πλοία, παιγνίδια, καυσόξυλα.
	Δρυς (διάφορα είδη)Παραγωγή: ١.٢٠٠.٠٠٠ κ.μ.	Οικοδομικές και ναυπηγικές κατασκευές, έπιπλα, πατώματα, πάσσαλοι, στρωτήρες, βαρέλια, τορνευτά, κάρα, καυσόξυλα, κάρβουνα.
	Λεύκη. Παραγωγή: Περί τα ٥٠٠.٠٠٠ κ.μ.	Οικοδομικές κατασκευές, ξυλόφυλλα, αντικολλητά, κιβώτια, εσωτερικά επίπλων, σπίρτα, τεχνητά μέλη, παιγνίδια, μοριοπλάκες, ινοπλάκες, χαρτοπολτός.
	Παραγωγή: ٣٠.٠٠٠ κ.μ.	Πατώματα, έπιπλα, πάσσαλοι, στύλοι, δοκοί, ξυλεία μεταλλείων, οικιακά σκεύη, βαρέλια, μοριοπλάκες, ινοπλάκες, χαρτοπολτός.

Πίνακας ١.٤ Κυριότερα ελληνικά είδη ξύλου και χρήσεις τους (Tσουμής, 1983).

Η μεγάλη σημασία και η μοναδικότητα του ξύλου ως πρώτης ύλης για διάφορα προϊόντα οφείλεται σε ορισμένα πλεονεκτήματα που παρουσιάζει, σε σύγκριση με άλλα υλικά, τα οποία μπορούν να συνοψισθούν στα εξής:

α. Το ξύλο είναι ανανεώσιμο βιολογικό υλικό και παράγεται από μεγάλο αριθμό δασικών δένδρων σε μικρότερο ή μεγαλύτερο βαθμό και, το σπουδαιότερο, μπορούν να γίνουν κατάλληλες ανθρώπινες επεμβάσεις με σκοπό την καλλιέργεια, ενίσχυση και βελτίωση των υπαρχόντων δασών, των φυσικών αυτών «εργοστασίων» παραγωγής ξύλου, ή την ίδρυση νέων δασών.

β. Αποτελεί πηγή πολλών προϊόντων, από τα οποία ένας μεγάλος αριθμός είναι είδη πρώτης ανάγκης.

γ. Παρουσιάζει αισθητική υπεροχή, ποικιλία χρωμάτων, υφής και σχεδίασης.

δ. Είναι υλικό ευκατέργαστο, έχει μεγάλη μηχανική αντοχή σε σχέση με το βάρος του, καλές μονωτικές ιδιότητες (ακουστικές, θερμικές, ηλεκτρικές) και αποτελεί κυρίαρχη πηγή κυτταρίνης.

ε. Παράγεται σε μεγάλες σχετικά διαστάσεις, παρουσιάζει αντιρρυπαντική συμπεριφορά και έχει μικρή σχετικά τιμή.

ΑΒ

Σχήμα ١.٢ A. Τρισδιάστατη παράσταση του καμβίου με ατρακτοειδή και ακτινικά μεριστικά κύτταρα. Β. Με περικλινείς διαιρέσεις των ατρακτοειδών και ακτινικών μεριστικών κυττάρων του καμβίου παράγονται νέα κύτταρα ξύλου και εσωτερικού φλοιού. Β. Με αντικλινείς διαιρέσεις παράγονται νέα καμβιακά κύτταρα για να μπορεί το κάμβιο να παρακολουθεί την αύξηση της διαμέτρου του δέντρου (Αδαμόπουλος, 2014).

Το ξύλο όμως παρουσιάζει και μειονεκτήματα. Είναι υγροσκοπικό υλικό και οι διαστάσεις του μεταβάλλονται με πρόσληψη ή απώλεια υγρασίας, παρουσιάζει μεταβλητότητα δομής και ιδιοτήτων και είναι ανισότροπο υλικό, προσβάλλεται από μικροοργανισμούς (μύκητες, έντομα, βακτήρια, θαλασσινοί οργανισμοί) και αλλοιώνεται ή σαπίζει, καίγεται και η παραγωγή του επηρεάζεται από το περιβάλλον και την κληρονομικότητα. Η αντιμετώπιση των μειονεκτημάτων αυτών αποτέλεσε πρόκληση για τους επιστήμονες και την τεχνολογία με αποτέλεσμα να υπάρχει εντυπωσιακή πρόοδος στην αξιοποίηση του ξύλου. Η πρόκληση όμως αυτή εξακολουθεί να υπάρχει και σήμερα και, για ένα υλικό όπως το ξύλο, θα υπάρχει και στο μέλλον.

Για τη σωστή αξιοποίηση του ξύλου σε διάφορα προϊόντα, αποτελεί βασική προϋπόθεση η λεπτομερής γνώση της αρχιτεκτονικής κατασκευής (δομής) του, και της συμπεριφοράς του σε κάθε επεξεργασία. Πρέπει, επίσης, να τονισθεί ότι η αξιοποίηση του ξύλου σε διάφορα προϊόντα αρχίζει από το δάσος και συγκεκριμένα από το υλοτόμιο, όπου γίνεται η ρίψη των δένδρων και η διαμόρφωσή τους σε βιομηχανική ξυλεία και σε καυσόξυλα. Από τη στιγμή υλοτομίας ενός δένδρου και της παραγωγής των δασικών προϊόντων στο υλοτόμιο μέχρι την επεξεργασία του ξύλου στο εργοστάσιο, μεσολαβεί, πολλές φορές, μεγάλο χρονικό διάστημα και έχει καθοριστική σημασία στο διάστημα αυτό το κάθε κορμοτεμάχιο ξύλου να μην έχει υποστεί υποβάθμιση της ποιοτικής του κατάστασης.

1.3.2. Βασικές αρχές στις χρήσεις του ξύλου

Οι χρήσεις του ξύλου είναι ποικίλες αλλά και οι συνθήκες χρήσεως ποικίλουν και το προϊόν εκτίθεται περισσότερο ή λιγότερο σε παράγοντες αλλοίωσης, βιολογικούς ή αβιοτικούς. Οι πιο δύσκολες συνθήκες χρησιμοποίησης του ξύλου είναι όταν αυτό βρίσκεται σε επαφή με υγρό έδαφος ή νερό, ενώ οι λιγότερο δύσκολες θεωρούνται οι περιπτώσεις που τα προϊόντα ξύλου χρησιμοποιούνται σε εσωτερικούς χώρους.

Η μηχανική αντοχή, οι ιδιότητες και η διάρκεια των προϊόντων ξύλου εξαρτώνται από το είδος ξύλου, τις συνθήκες παραγωγής και τους διάφορους χειρισμούς που εφαρμόζονται στο ξύλο (π.χ. σωστή ξήρανση, ενδεδειγμένος εμποτισμός, ανθεκτικές επιφανειακές επικαλύψεις). Ένα προϊόν ή μια ξύλινη κατασκευή μπορεί να αποτύχει και μόνο από το γεγονός ότι κατά τη συναρμολόγηση του προϊόντος, το ξύλο είχε μεγαλύτερη υγρασία από την κανονική. Η χρησιμοποίηση ευπαθούς σε προσβολές μυκήτων ξύλου (π.χ. οξιά, λεύκη) σε δύσκολες συνθήκες είναι ανεπιτυχής επιλογή, γιατί η φυσική διάρκειά του δεν υπερβαίνει τα πέντε χρόνια, ενώ ο εμποτισμός του με προστατευτικές ουσίες αυξάνει τη διάρκεια σημαντικά (σε 40-50 χρόνια). Ανεπιτυχής συγκόλληση, ακατάλληλες συνδέσεις, μη ελεγχόμενες συνθήκες παραγωγής κ.λπ., δεν οδηγούν σε ποιοτικώς αποδεκτά προϊόντα.

Οι συνθήκες χρήσεως των προϊόντων ευνοούν άλλοτε περισσότερο, άλλοτε λιγότερο και άλλοτε καθόλου την ανάπτυξη μυκήτων, εντόμων και άλλων οργανισμών αλλοίωσης του ξύλου. Η σήψη του ξύλου από μύκητες, οι μεταχρωματισμοί του, η αλλοίωσή του από έντομα, κ.λπ., είναι σοβαρά σφάλματα που μπορούν να δημιουργηθούν δευτερογενώς και εφόσον υπάρχουν οι κατάλληλες συνθήκες ανάπτυξης. Προχωρημένες αλλοιώσεις οδηγούν σε αντικατάσταση της ξύλινης κατασκευής. Αβιοτικοί παράγοντες (νερό, ηλιακή ακτινοβολία, μηχανικοί παράγοντες, κ.ά.) επίσης αλλοιώνουν το ξύλο εφόσον το ξύλο εκτίθεται σ’ αυτούς. Για όλες αυτές τις περιπτώσεις, χρειάζεται να εφαρμοσθούν κατάλληλοι προληπτικοί χειρισμοί πριν από την τοποθέτηση της ξύλινης κατασκευής στην οριστική της θέση.

1.3.3. Προϊόντα του ξύλου και χρήσεις τους

Το ξύλο αποτελεί πρώτη ύλη διαφόρων προϊόντων πρωτογενούς βιομηχανικής κατεργασίας όπως στύλοι, πριστή ξυλεία, ξυλόφυλλα (καπλαμάδες), αντικολλητά (κόντρα-πλακέ), μοριοπλάκες, ινοπλάκες, ξυλοπολτός, κλπ., τα οποία αποτελούν υλικά για την παραγωγή άλλων προϊόντων δευτερογενούς κατεργασίας όπως π.χ. έπιπλα και χαρτί, πολυμερή κυτταρίνης, χημικά, ενέργεια. Τόσο τα πρωτογενή όσο και τα δευτερογενή προϊόντα μπορεί να παράγονται με μηχανικές, φυσικές και χημικές επεξεργασίες ή με συνδυασμό των παραπάνω κατεργασιών. Ιδιαίτερα για τα χημικά προϊόντα και τα βιοκαύσιμα, ο αριθμός των προϊόντων που παράγεται από το ξύλο είναι πολύ μεγάλος και υποστηρίζεται ότι είναι ίδιος με εκείνα τα προϊόντα που παράγονται από πετρέλαιο.

Τα προϊόντα του ξύλου διακρίνονται σε δύο κατηγορίες. Στην πρώτη κατηγορία ανήκουν αυτά στα οποία διατηρείται η φυσική δομή του ξύλου και στη δεύτερη κατηγορία αυτά όπου δεν διατηρείται η φυσική αυτή δομή.

Α. Προϊόντα στα οποία διατηρείται η φυσική δομή του ξύλου

α. Πριστή (πριονιστή) ξυλεία (sawn timber). Προκύπτει από πρίση (πριόνιση) στρόγγυλων κορμοτεμαχίων σε διάφορα πάχη, πλάτη και μήκη ανάλογα με τις απαιτήσεις της αγοράς. Η πριστή ξυλεία χρησιμοποιείται ως έχει ή μετά από δευτερογενή μηχανική κατεργασία για διάφορα προϊόντα. Στρωτήρες, ξυλεία οικοδομών (σκαλωσιές, στέγες, αποθήκες, κ.ά.) και άλλα πριστά τεμάχια αποτελούν προϊόντα πρωτογενούς μηχανικής κατεργασίας του ξύλου. Άλλα προϊόντα (π.χ. έπιπλα) απαιτούν και δευτερογενή μηχανική κατεργασία. Η πρίση του ξύλου γίνεται με ταινιοπρίονα, πολυπρίονα και δισκοπρίονα.

β. Ξυλόφυλλα (καπλαμάδες) - Αντικολλητά (κόντρα-πλακέ) - Πηχοπλάκες (πλακάζ) - (veneers–plywood–blockboards). Τα ξυλόφυλλα παράγονται με εκτύλιξη (το κορμοτεμάχιο στρέφεται γύρω από τον άξονά του και ταυτόχρονα κόβεται με ένα μεγάλο μαχαίρι σε συνεχές φύλλο) και με παλινδρομική τομή (το μαχαίρι κάνει παλινδρομικές κινήσεις και κάθε φορά κόβει ένα φύλλο ξύλου συγκεκριμένων διαστάσεων). Τα ξυλόφυλλα χρησιμοποιούνται ευρύτατα ως επενδύματα μοριοπλακών για την επιπλοποιία, στην κατασκευή αντικολλητών και πηχοπλακών κ.ά. Η παραγωγή αντικολλητών προϋποθέτει την προετοιμασία ξυλοφύλλων με μηχανική κατεργασία και τη συγκόλλησή τους. Οι πηχοπλάκες εκτός από την εξωτερική επένδυση με ξυλόφυλλα περιλαμβάνουν μεσαία στρώση από μικρά, πριστά τεμάχια ξύλου.

γ. Προϊόντα σε στρόγγυλη μορφή (roundwood products). Τα προϊόντα αυτά περιλαμβάνουν κυρίως στύλους τηλεπικοινωνίας (ΟΤΕ) και εξηλεκτρισμού (ΔΕΗ). Σε πολλές περιπτώσεις, προϊόντα σε στρόγγυλη μορφή χρησιμοποιούνται και ως ξυλεία μεταλλείων, πασσάλους, υποστηρίγματα, οικήματα, υπαίθριες κατασκευές, κ.ά.

δ. Συγκολλημένοι δοκοί (επικολλητό ξύλο, laminated wood) - Ξυλουργικές κατασκευές. Οι συγκολλημένοι δοκοί αποτελούνται από πριστά τεμάχια ξύλου που προκύπτουν με μηχανική κατεργασία και τα οποία συγκολλούνται, για να παραχθούν δοκοί επιθυμητών διαστάσεων. Το επικολλητό ξύλο μπορεί να υποστεί δευτερογενή μηχανική κατεργασία εφόσον υπάρχει τέτοια απαίτηση για την παραγωγή ορισμένων προϊόντων (π.χ. επίπλων, καθισμάτων, κ.ά.). Οι ξυλουργικές κατασκευές περιλαμβάνουν ποικιλία προϊόντων (π.χ. επενδύσεις, κάγκελα μπαλκονιών, κουφώματα, πόρτες, έργα τέχνης, οικήματα, υπαίθριες κατασκευές, σε πριστή μορφή, κ.ά.).

ε. Νέα σύνθετα προϊόντα-Ξυλοδοκοί LVL, LSL, PSL, κ.λπ. (Γρηγορίου, 2010).

στ. Έπιπλα (furniture). Η επιπλοποιία είναι ένας μεγάλος και δυναμικός κλάδος, όπου χρησιμοποιούνται μεγάλες ποσότητες ξυλείας κάθε χρόνο. Στην κατασκευή επίπλων πέρα από την πρωτογενή μηχανική κατεργασία επικρατεί η εξαντλητική δευτερογενής μηχανική κατεργασία, επειδή μπορούν να αξιοποιηθούν και μικρά τεμάχια ξύλου.

ζ. Μοριοπλάκες (μοριοσανίδες, νοβοπάν, particleboards). Οι μοριοπλάκες παράγονται σε μορφή πλάκας με συγκόλληση μικρών τεμαχιδίων ξύλου, τα οποία προκύπτουν με θρυμματισμό του ξύλου.

η. Άλλα προϊόντα. Εκτός από τα παραπάνω και σε πολλά άλλα προϊόντα η φυσική δομή του ξύλου διατηρείται, όπως κιβώτια, βαρέλια, σπίρτα, μουσικά όργανα, αθλητικά είδη, ξυλόγλυπτα, αγροτικά εργαλεία, τεχνητά μέλη (ανθρώπων), μαυροπίνακες, ξυλότυποι, μπαστούνια, παιχνίδια, τακούνια, οδοντογλυφίδες, φέρετρα, περιφράξεις, κορνίζες, μολύβια, καλούπια, παλλέτες, συνδετήρες, μοντέλα, σε συγκοινωνιακά μέσα (πλοία, βάρκες, βαγόνια τρένων, αυτοκίνητα, αεροπλάνα), κ.ά.

Ειδικότερα, τα προϊόντα δευτερογενούς μηχανικής κατεργασίας περιλαμβάνουν:

Έπιπλα (furniture) διαφόρων τύπων για την κατασκευή των οποίων χρησιμοποιούνται συμπαγές ξύλο από διαφορετικά δασοπονικά είδη, ξυλόφυλλα, αντικολλητά, επικολλητό ξύλο, μοριοπλάκες, ινοπλάκες

Ξυλουργικές κατασκευές (wooden structures, wooden houses, joinery, cladding): πόρτες, παράθυρα, κουφώματα, ξύλινα σπίτια, υπαίθριες κατασκευές, παιδικές χαρές, αποθήκες, σχολεία, θερμοκήπια, υπόστεγα, στέγες, οροφές, εξωτερικές ή εσωτερικές επενδύσεις σπιτιών, περιφράξεις εξωστών (κάγκελα μπαλκονιών), κ.ά.

Ξύλινα δάπεδα (flooring): υποδομή και ανωδομή.

Κιβώτια (boxes), βαρέλια (barrels) και άλλα «δοχεία» συσκευασίας υγρών ή στερεών υλικών (containers): Τα κιβώτια χρησιμοποιούνται για φρούτα, τρόφιμα, συσκευές, όπλα, πυρομαχικά, κ.ά.

Στρωτήρες σιδηροδρόμων (railroad ties) συνήθως μετά από προστατευτικό εμποτισμό.

Ξυλεία μεταλλείων (mine timber) σε κυλινδρική ή πρισματική μορφή για υποστήριξη οροφών και πλευρών των στοών των μεταλλείων.

Συγκοινωνιακά μέσα (transportation): Σε πλοία, βάρκες, βαγόνια τρένων, αυτοκίνητα, αεροπλάνα, κ.ά. Σε ορισμένες περιπτώσεις το τελικό προϊόν είναι αποκλειστικά από ξύλο (π.χ. ξύλινες βάρκες ή ξύλινα πλοιάρια), ενώ σε άλλες περιπτώσεις ως εσωτερικές ή εξωτερικές επενδύσεις, δάπεδα, έπιπλα, οροφές, χώροι αναψυχής, σκεπές, πόρτες, καθίσματα, κ.ά.

Παλλέτες (pallets), που χρησιμοποιούνται ευρέως ως βάσεις στοίβασης προϊόντων και εμπορευμάτων (τρόφιμα παντός είδους, λαχανικά, ποτά, αναψυκτικά, οικοδομικά υλικά,κ.ά.).

Σπίρτα (matches), κυρίως από ξύλο λεύκης αλλά και από άλλα δασοπονικά είδη όπως ιτιά, σημύδα, ερυθρελάτη.

Μουσικά όργανα (musical instruments): έγχορδα, πνευστά, κρουστά).

Αθλητικά είδη (athletic equipment), όπως τόξα, βέλη, ρακέτες τένις και πινγκ-πονγκ, σκι, κ.λπ.

Ξυλόγλυπτα (carvings).

Ξυλέριο (excelsior): λωρίδες πάχους 0,03-0,5 χιλ., πλάτους 0,5-4 χιλ. και μήκους τουλάχιστο 80 χιλ. Χρησιμοποιείται κυρίως ως υλικό συσκευασίας και για την κατασκευή δομικών πλακών (πλάκες ξυλερίου-τσιμέντου).

Ξυλάλευρο (wood flour), σε τρία μεγέθη κόκκων με το μικρότερο να έχει διάμετρο 0,25 χιλ. Χρησιμοποιείται ως πρόσθετο υλικό για μείωση του κόστους σε πλαστικά, συνθετικά καλύμματα δαπέδων, μονωτικά τούβλα, πρεσσαριστά αντικείμενα. Επίσης, ως απορροφητικό ελαίων, στην παραγωγή δυναμίτη μαζί με άλλες χημικές ουσίες, στη σαπωνοποιία, ως ήπιο αποξεστικό, για τον καθαρισμό αργυρών αντικειμένων, κλπ.

Άλλα προϊόντα: Περιλαμβάνουν ποικίλα άλλα προϊόντα, όπως αγροτικά εργαλεία, τόξα, τεχνητά μέλη ανθρώπων, μαυροπίνακες, ξυλότυποι, συνδετήρες («μανταλάκια»), μπαστούνια, μοντέλα και καλούπια, κουταλάκια παγωτού, μολύβια, επιστημονικά όργανα, τακούνια, έλκηθρα, υδατοδεξαμενές, οδοντογλυφίδες, φέρετρα, παιχνίδια, συνδετήρες, κουτιά τσιγάρων ή πούρων, βούρτσες, περιφράξεις, επίστρωση δαπέδων με εγκάρσιες τομές κορμοτεμαχίων, στροφεία, κορνίζες, εργαλεία σχεδίασης, ικριώματα, ξύλινα «κεραμίδια» και λεπτές πλάκες εξωτερικής επίστρωσης ξύλινων σπιτιών.

Όλα τα παραπάνω προϊόντα παράγονται με τις βασικές μηχανικές ή άλλες κατεργασίες [πρίση (sawing) για παραγωγή πριστής ξυλείας, τομή (cutting) γιαπαραγωγή ξυλοφύλλων ή τεμαχιδίων, ξήρανση (drying), συγκόλληση (gluing), μερικές φορές εμποτισμό (impregnation)] και στη συνέχεια με πρόσθετες κατεργασίες (μηχανικές, φυσικές) που περιλαμβάνουν:

Επανάπριση (re-sawing) των πριστών με πριόνια για παραγωγή μικρότερων διαστάσεων πριστών που είναι κατάλληλα για την παραγωγή του συγκεκριμένου προϊόντος.

Πλάνιση (planing) με μηχανικό τρόπο (χειροκίνητες πλάνες ή ειδικά μηχανήματα) για παραγωγή λείων επιφανειών με τις οποίες τονίζεται η σχεδίαση του ξύλου και βελτιώνεται η αισθητική.

Τόρνευση (turning) με ειδικά μηχανήματα (τόρνοι) για παραγωγή καμπύλων μορφών επιφάνειας.

Διακόσμηση (finishing) επιφανειών με ειδικά μηχανήματα («σβούρες») με τα οποία διαμορφώνονται οι παρυφές επίπλων, κορνιζών ή άλλων προϊόντων ώστε να βελτιωθεί η αισθητική τους.

Διάτρηση (drilling) με τρυπάνια.

Σύνδεση (joining) ξύλινων μελών με μεταλλικούς συνδετήρες (συνήθως με καρφιά και βίδες).

Κάμψη (bending) του ξύλου ύστερα από άτμιση ή μεταχείριση του ξύλου με αμμωνία, ουρία, κ.λπ. για να παραχθούν κυρτά ή κοίλα μέλη και να αξιοποιηθούν σε καθίσματα και άλλα προϊόντα.

Λείανση (sanding) της εξωτερικής επιφάνειας του ξύλου με ειδικά αποξεστικά μέσα ώστε να μειωθεί η τραχύτητα και να προετοιμασθεί η επιφάνεια για βαφή και στίλβωση με διάφορες βαφές και βερνίκια με σκοπό την προστασία ή/και τη διακόσμηση του ξύλου.

Β. Προϊόντα στα οποία δεν διατηρείται η φυσική δομή του ξύλου

α. Ινοπλάκες (ινοσανίδες, fiberboards). Οι ινοπλάκες παράγονται σε μορφή πλάκας μετά από την εξής διαδικασία: θρυμματισμός ξύλου σε τεμαχίδια - αποΐνωση ξύλου - συγκόλληση ινών (κυττάρων) ξύλου με συγκολλητικές ουσίες, εφαρμογή πίεσης και θερμοκρασίας - κλιματισμός, παρύφωση και άλλες επεξεργασίες.

Όλα τα προϊόντα σε μορφή πλάκας (αντικολλητά, πηχοσανίδες, μοριοσανίδες, ινοσανίδες) χρησιμοποιούνται ευρύτατα στην επιπλοποιΐα αλλά και σε άλλες χρήσεις (π.χ. δάπεδα, επενδύσεις, ναυπηγική, συγκοινωνιακά μέσα κ.λπ.).

β. Ξυλοπολτός (wood pulp) και χαρτί (paper). Η παραγωγή του πολτού και χαρτιού βασίζεται κυρίως στο ξύλο, το οποίο είναι φυσική και ανανεώσιμη πηγή κυτταρίνης. Τα στάδια παραγωγής του είναι με τη σειρά: αποφλοίωση ξύλου, θρυμματισμός, πολτοποίηση με μηχανικό, ημιχημικό ή χημικό τρόπο, κατεργασία του πολτού (διήθηση, καθαρισμός, συμπύκνωση, λεύκανση, μηχανική κατεργασία ινών, χρωματισμό, προσθήκη διάφορων ουσιών), στρωμάτωση ινών και παραγωγή χαρτιού, τελικές κατεργασίες. Από τα προϊόντα ξύλου, το χαρτί θεωρείται ένα από τα είδη πρώτης ανάγκης.

γ. Προϊόντα χημικής αξιοποίησης (products of chemical utilization). Εκτός από τον ξυλοπολτό (wood pulp) και το χαρτί, πολλά άλλα προϊόντα μπορούν να παραχθούν από το ξύλο με χημική τροποποίηση ή διαφοροποίηση. Τέτοια προϊόντα είναι: (1) τεχνητές ίνες («συνθετικό μετάξι», rayon) που παράγονται από διαλύματα παραγώγων κυτταρίνης και χρησιμοποιούνται στην υφαντική, μικροκυτταρίνη και νανοκυτταρίνη, (2) φιλμ, (3) βερνίκια, (4) πλαστικά από διαλύματα κυτταρίνης επίσης, (5) εκρηκτικές ύλες από νιτρική κυτταρίνη, (6) λιγνίνη, η οποία αποτελεί πρώτη ύλη διαφόρων προϊόντων (π.χ. συνθετική βανίλια, φάρμακα, διαλυτικά, συνθετικές ίνες, συνδετικό υλικό στην οδοποιία, κεραμική, παραγωγή ζωοτροφών, παραγωγή ταννινών, παραγωγή συνθετικού καουτσούκ, κ.ά.), (7) ξυλάνθρακες (ξυλοκάρβουνο) με ανθρακοποίηση, (8) διάφορα υγρά και αέρια (π.χ. πίσσα, οξικό οξύ, μεθανόλη, ακετόνη, φαινόλες, κ.ά.) με καταστρεπτική απόσταξη (εφαρμογή υψηλής θερμοκρασίας 400-900 °C σε ειδικούς λέβητες), (9) καύσιμα υγρά και αέρια με υγροποίηση (π.χ. βιοέλαιο ή ξυλέλαιο), (10) αέρια (μονοξείδιο και διοξείδιο του άνθρακα, μεθάνιο, υδρογόνο, κ.ά.) με αεριοποίηση (εφαρμογή υψηλής θερμοκρασίας 1000 °C ή και περισσότερο και παρουσία οξυγόνου, αέρα ή ατμού), (11) σάκχαρα και άλλα προϊόντα (π.χ. γλυκερίνη, ζύμη, αιθανόλη, φουρφουρόλη, κ.ά.) με υδρόλυση.

Το ξύλο είναι ένα θαυμάσιο βιολογικό υλικό και χρησιμεύει για την παραγωγή πολλών προϊόντων από τα οποία ένας αριθμός είναι είδη πρώτης ανάγκης. Παρουσιάζει πλεονεκτήματα που το κάνουν ασυναγώνιστο υλικό αλλά και μειονεκτήματα τα οποία πρέπει και μπορούν κατάλληλα να αντιμετωπισθούν. Η σωστή και ολοκληρωμένη αξιοποίησή του προϋποθέτει την καλή γνώση της δομής, των ιδιοτήτων, των σφαλμάτων του (φυσικών και δευτερογενών) και των ιδιαιτέρων χαρακτηριστικών και συμπεριφοράς κάθε είδους ξύλου. Σήμερα, που η κατανάλωση ξύλου αυξάνεται διεθνώς, η έκταση των δασών μειώνεται σε παγκόσμια κλίμακα και το περιβάλλον υποβαθμίζεται συνεχώς χρειάζεται όσο ποτέ άλλοτε η συμμετοχή όλων στην προστασία των δασών καθώς και η πλήρης και ολοκληρωμένη αξιοποίηση του ξύλου που θα βασίζεται στην πολύ καλή γνώση του ανανεώσιμου αυτού υλικού και την εφαρμογή της διαθέσιμης τεχνολογίας. Κι αυτό γιατί τα δάση είναι χρήσιμα όχι μόνο για το ξύλο που παράγουν αλλά και για την προσφορά ποικίλων άλλων ανεκτίμητων προϊόντων για τα οποία δίκαια μπορούν να χαρακτηρισθούν ως «πηγή ενέργειας». Το ανανεώσιμο αυτό βιολογικό υλικό, το ξύλο, αποτελεί πολύτιμη πρώτη ύλη για την παραγωγή χιλιάδων προϊόντων, χρήσιμων στον άνθρωπο, ένας αριθμός των οποίων αποτελεί είδη πρώτης ανάγκης (π.χ. χαρτί, έπιπλα, κ.ά.).

1.3.4. Μακροσκοπική εμφάνιση και μικροσκοπική δομή του ξύλου

1.3.4.1. Μακροσκοπική εμφάνιση

Μακροσκοπικά το ξύλο εμφανίζεται ως συμπαγές υλικό αλλά χωρίς μεγάλο βάρος, με ποικιλία χρωμάτων (από λευκό ως μαύρο) και σχεδιάσεων ανάλογα με τον τρόπο τομής και το είδος του ξύλου. Είναι αισθητά ευχάριστο και «ζεστό» υλικό, στοιχεία που το κάνουν ασυναγώνιστο. Προσεκτική μακροσκοπική παρατήρηση, ιδιαίτερα σε πλατύφυλλα ξύλα, δείχνει ότι το ξύλο δεν είναι συμπαγές αλλά έχει πολλούς κενούς χώρους, ο όγκος των οποίων πολλές φορές είναι μεγαλύτερος από τον όγκο της ξυλώδους ύλης. Για το λόγο αυτό, το ειδικό βάρος του ξύλου είναι σχετικά μικρό (από 100 kg/m3, για το ελαφρύτερο τροπικό ξύλο Balsa, έως το πολύ 1300 kg/m3, για τα πολύ βαριά τροπικά ξύλα). Σημειώνεται ότι η συμπαγής ξυλώδης ύλη (ξύλο χωρίς τους κενούς χώρους) ανέρχεται για όλα τα ξύλα περί τα 1500 kg/m3).

Η μακροσκοπική εμφάνιση του ξύλου αποδίδεται σε ορισμένα μακροσκοπικά και φυσικά χαρακτηριστικά. Με βάση τα κύρια μακροσκοπικά και φυσικά χαρακτηριστικά τα ξύλα διακρίνονται σε κωνοφόρα και πλατύφυλλα και άλλες μικρότερες κατηγορίες και έτσι είναι δυνατή η αναγνώρισή τους (Σχ. 1.3,Εικ. 1.2).

Με τον όρο μακροσκοπικά χαρακτηριστικά εννοούμε ότι φαίνεται σε μια επιφάνεια ξύλου (εγκάρσια, ακτινική, εφαπτομενική) με γυμνό μάτι ή με φακό χεριού μεγέθυνσης x10. Η επιφάνεια ξύλου όπου φαίνονται τα περισσότερα μακροσκοπικά χαρακτηριστικά είναι η εγκάρσια. Τα φυσικά χαρακτηριστικά γίνονται αντιληπτά με την όραση (χρώμα, σχεδίαση, υφή, στιλπνότητα), με το χέρι (πυκνότητα), με το νύχι (σκληρότητα) και με την όσφρηση και γεύση.

ΙΙΙ

Σχήμα ١.٣ Ι: Διάκριση των ξύλων σε κωνοφόρα και πλατύφυλλα (Α) και των πλατύφυλλων σε δακτυλιόπορα και διασπορόπορα (Β). (Π: πρώϊμο ξύλο. Ο: όψιμο ξύλο). ΙΙ: Εμφάνιση χρωματιστού εγκαρδίου ξύλου σε ορισμένα κωνοφόρα και πλατύφυλλα είδη, σε εγκάρσια τομή (Edlin, 1969; Βουλγαρίδης κ.ά., 1998).

Μακροσκοπικά χαρακτηριστικά

Τα χαρακτηριστικά αυτά περιλαμβάνουν (Βουλγαρίδης κ.ά., 1998):

α. Πόροι ή αγγεία (vessel members), με ιδιαίτερα χαρακτηριστικά το μέγεθος, το σχήμα, τον αριθμό, τη διάταξη, την κατανομή, τα βοθρία, τυχόν τυλώσεις, κ.ά., σε πλατύφυλλα είδη (βλ. Σχ. 1.3, 1.4 και Εικ. 1.2).

β. Αξονικοί και ακτινικοί ρητινοφόροι αγωγοί (axial and radial resin canals), με ιδιαίτερα χαρακτηριστικά το μέγεθος, το σχήμα, τον αριθμό και τη διάταξη, σε ορισμένα κωνοφόρα είδη (πεύκη, ερυθρελάτη, λάριξ, ψευδοτσούγκα)(βλ. Εικ. 1.2 Α).  

γ. Πρώϊμο-όψιμο ξύλο (earlywood-latewood), με ιδιαίτερα χαρακτηριστικά τη διαφοροποίηση μεταξύ τους συχνά ως προς το χρώμα, την πυκνότητα, σε κωνοφόρα και πλατύφυλλα, και επιπλέον ως προς το μέγεθος και τη διάταξη των πόρων σε πλατύφυλλα είδη (βλ. Σχ. 1.3, 1.4 και Εικ. 1.2 Α-Γ).

δ. Ακτίνες (rays), με ιδιαίτερα χαρακτηριστικά το πλάτος, το ύψος, την εμφάνισή τους σε διάφορες τομές και τη συγκρότησή τους. Οι ακτίνες φαίνονται μακροσκοπικά σε πολλά πλατύφυλλα είδη (π.χ. δρυς, οξιά, πλατάνι) (βλ. Σχ. 1.3, 1.4 και Εικ. 1.2 Β, Γ).

ε. Αξονικό παρέγχυμα (axial parenchyma), κυρίως σε πλατύφυλλα είδη, με διαφοροποιήσεις στην εμφάνιση (παρατραχειακό, αποτραχειακό, ταινιοειδές, οριακό, πτερυγιοειδές, κ.λπ.) (βλ. Σχ. 1.5).

ζ. Εγκάρδιο-σομφό ξύλο (heartwood – sapwood), συχνά με χρωματική διαφορά (βλ. Σχ. 1.3 και Εικ. 1.3).

η. Εντεριώνη (pith), με διάφορα σχήματα και μεγέθη.

ΑΒΓΔ

Εικόνα ١.٢ Μακροσκοπική εμφάνιση της εγκάρσιας τομής ενός κωνοφόρου (Α) με ρητινοφόρους αγωγούς (πεύκη), ενός δακτυλιόπορου πλατυφύλλου (Β) με μεγάλους πόρους στο πρώϊμο ξύλο και μικρούς στο όψιμο ξύλο και πλατειές ακτίνες (φυλλοβόλος δρυς) και ενός τυπικού διασπορόπορου πλατυφύλλου (Γ) με μικρούς, ίδιου περίπου μεγέθους και ομοιόμορφα κατανεμημένους πόρους σε όλο το πλάτος του αυξητικού δακτυλίου και πλατειές ακτίνες (οξιά), Δ: Εγκάρσια τομή τροπικού διασπορόπορου πλατυφύλλου ξύλου με πλούσιο αξονικό παρέγχυμα (παρατραχειακό πτερυγιοειδές ενωμένο) (Hoadley, 1990).

Οι τρεις επιφάνειες πάνω στις οποίες γίνονται οι παρατηρήσεις (εγκάρσια, ακτινική, εφαπτομενική) φαίνονται στο Σχ. 1.4.

ΙΙ

Σχήμα ١.٤ (Α) Εμφάνιση βασικών μακροσκοπικών χαρακτηριστικών στις τρεις βασικές τομές του ξύλου (Χ,R,Τ) [(Π. Πρώϊμο ξύλο (earlywood), Ο. Όψιμο ξύλο (latewood), Α. Aκτίνα (ray), Πο. Πόρος (pore), Δ. Aυξητικός δακτύλιος (growth ring)]. (Β):Εμφάνιση κωνοφόρου ξύλου στις τρεις βασικές κατευθύνσεις (Αδαμόπουλος, 2014).

Το εγκάρδιο ξύλο των δένδρων συμβαίνει να είναι άλλες φορές χρωματιστό και άλλες όχι (Σχ. 1.3, Εικ. 1.3). Επίσης, οι αυξητικοί δακτύλιοι δεν είναι ευδιάκριτοι σε όλα τα ξύλα. Στα κωνοφόρα (conifers) και δακτυλιόπορα (ring porous) πλατύφυλλα είδη (hardwood species), οι αυξητικοί δακτύλιοι είναι ευκρινείς ενώ στα διασπορόπορα (diffuse porous) πλατύφυλλα, γενικά, δεν διακρίνονται εύκολα ή είναι αδιάκριτοι (βλ. Εικ. 1.2)

Επίσης, το αξονικό παρέγχυμα έχει διαφορετική μακροσκοπική εμφάνιση σε εγκάρσιες τομές (Σχ. 1.5). Για τα ελληνικά είδη ξύλου οι βασικοί τύποι αξονικού παρεγχύματος είναι το παρατραχειακό (σε επαφή με τους πόρους) και το αποτραχειακό (χωρίς να είναι σε επαφή με τους πόρους) παρέγχυμα.

Φυσικά χαρακτηριστικά

Στα φυσικά χαρακτηριστικά συμπεριλαμβάνονται το χρώμα, η σχεδίαση (βλ. Σχ. 1.6 και Εικ. 1.4), η υφή, η πυκνότητα, η σκληρότητα, η φυσική στιλπνότητα (κυρίως σε ακτινικές επιφάνειες), η οσμή και η γεύση.

ΑΒΓ

Εικόνα ١.٣ Α. Χρωματιστό έγκάρδιο ξύλο (κεντρικά) και σομφό ξύλο, ανοικτού χρώματος (περιφερειακά), όπως φαίνεται σε εγκάρσιες τομές κορμοτεμαχίων τροπικής ξυλείας (Φράγκος, 2011). Χρωματιστό εγκάρδιο και σομφό ξύλο σε (Β) κωνοφόρο (πεύκη) και σε (Γ) πλατύφυλλο (δρυς) είδος (Βουλγαρίδης, 2015).

ΑΒ

Σχήμα ١.٥ Α. Tύποι αξονικού παρεγχύματος σε διάφορα είδη ξύλου (1. παρατραχειακό, κυκλικό ή μονόπλευρο, 2. Παρα-τραχειακό (paratracheal), πτερυγιοειδές ή ενωμένο πτερυγιοειδές, ٣. Οριακό – αρχικό ή τελικό (marginal), ٤. Ταινιοειδές (banded)-συνεχείς πλατειές ταινίες, ٥. ταινιοειδές-συνεχείς λεπτές ταινίες, ٦. αποτραχειακό (apotracheal), διάσπαρτο σε αθροί σματα) (Σχεδίαση Βουλγαρίδη). Β. Φωτογραφίες εγκάρσιας τομής ξύλων με διάφορους τύπους αξονικού παρεγχύματος (οι αριθμοί αντιστοιχούν στους τύπους παρεγχύματος του Α) (Hoadley, ١٩٩٠).

1.3.4.2. Μικροσκοπική δομή του ξύλου

Εκεί που αποκαλύπτεται το μεγαλείο της αρχιτεκτονικής κατασκευής του ξύλου είναι η μικροσκοπική παρατήρηση του ξύλου. Ξύλο σε μορφή πολύ λεπτών τομών που προετοιμάζονται με κατάλληλες τεχνικές και στις τρεις τομές (εγκάρσια, ακτινική, εφαπτομενική) μπορούν να παρατηρηθούν σε απλό μικροσκόπιο (πάχος τομών ~10-15μ) ή, με πάχος τομών ~ 3-5μ, σε ηλεκτρονικό μικροσκόπιο με διερχόμενα ηλεκτρόνια (ΤΕΜ). Επίσης, πολύ μικρά τεμάχια ξύλου μετά από λείανση ή σχίση μπορούν να παρατηρηθούν σε απλά ή ηλεκτρονικά στερεοσκοπικά μικροσκόπια- SEM.

ΑΒ

Εικόνα ١.٤ Διάφορα φυσικά χρώματα και σχεδιάσεις ξύλων σε αξονικές τομές ξύλου (Βουλγαρίδης, 2015).

ΑΒΓΔ

1. Παραγωγή και αξιοποίηση ξύλου

Σύνοψη

Αναφέρεται στα δασικά προϊόντα, στη δασική παραγωγή στην Ελλάδα και στα παραγωγικά σε ξύλο δάση και δασοπονικά είδη, στη μοναδικότητα του ξύλου ως πρώτη ύλη για την παραγωγή ποικίλων προϊόντων (πλεονεκτήματα, μειονεκτήματα), στα κυριότερα βιομηχανικά και βιοτεχνικά προϊόντα και κατασκευές ξύλου που παράγονται μετά από μηχανικές, φυσικές και χημικές επεξεργασίες, στα μακροσκοπικά και φυσικά χαρακτηριστικά του ξύλου, στα κυριότερα μικροσκοπικά χαρακτηριστικά και χαρακτηριστικά υπο-μικροσκοπικής δομής (μικροδομής) κωνοφόρων και πλατύφυλλων ξύλων, που σχετίζονται με τις φυσικές, μηχανικές και χημικές ιδιότητες και τις διάφορες χρήσεις του ξύλου.

Προαπαιτούμενη γνώση

Βιβλία: 1. Tsoumis, G. 1991. Science and Technology of Wood. 2. Jane, F.W. 1970.The Structure of Wood. 3. Kettunen, P.O. 2006. Wood Structure and Properties. 4. Τσουμής, Γ. 1983. Δομή, Ιδιότητες και Αξιοποίηση Ξύλου. 5.Tsoumis, G. 1968. Wood as Raw Material. 6.Tsoumis, G. 1992. Harvesting Forest Products. 7. Hoadley, R.B. 1980. Understanding Wood. 8. Hoadley, R.B. 1990. Identifying Wood. 9. Evert, R.F. 2006. Esau’s Plant Anatomy. 10. Meylan, B.A. and Butterfield, B.G. 1972. Three-dimensional Structure of Wood. 11. Grösser, D. 1977. Die Holzer Mitteleuropas. 12. Panshin, A.J. and De Zeeuw, C. 1980. Textbook of Wood Technology. 13. Φιλίππου, Ι. 2014. Χημεία και Χημικά Προϊόντα Ξύλου.

Λεξιλόγιο: Παραγωγή ξύλου, συγκομιδή ξύλου, δομή ξύλου, υπο-μικροσκοπική δομή, μακροσκοπικά, φυσικά και μικροσκοπικά χαρακτηριστικά ξύλου, ιδιότητες ξύλου, προϊόντα ξύλου, timber harvesting, wood structure, wood properties, wood characteristics, wood products.

1.1. Γενικά

Η σχέση του δάσους με τον άνθρωπο υπήρξε στενή από την αρχή της εμφανίσεώς του μέχρι σήμερα και έχει συντελέσει στην ίδια την επιβίωσή του.

Ο άνθρωπος, από τα πρώτα βήματά του, βρήκε στα δέντρα και στα δάση τροφή και καταφύγιο, άναψε φωτιά με ξύλο, το χρησιμοποίησε ως πηγή ενέργειας για θέρμανση και μαγειρική και το αξιοποίησε, μέχρι σήμερα, για την εξυπηρέτησή του με τη μορφή ποικίλων προϊόντων (από ρόπαλα, αγροτικά εργαλεία και σπίτια μέχρι χαρτί, φωτογραφικά φιλμς και διάφορα χημικά προϊόντα).

Το δάσος ως φυσικό και ανανεώσιμο αγαθό προσέφερε και προσφέρει σημαντικές και ζωτικές υπηρεσίες στον άνθρωπο. Οι πολλαπλές ωφέλειές του μπορούν να συνοψιστούν στα εξής: αντιδιαβρωτική προστασία του εδάφους, βελτίωση του κλίματος και του περιβάλλοντος, πρόληψη καταστροφών και προστασία οικισμών από πλημμύρες, υδατικό ισοζύγιο, δασική αναψυχή, άγρια ζωή, κ.ά., που είναι ανεκτίμητα, «μη υλογενή», όπως χαρακτηρίζονται, προϊόντα. Επίσης, άλλα προϊόντα, «υλογενή», μπορούν να παραχθούν από δασικά δέντρα και θάμνους, όπως ξύλο, ρητίνη πευκών, Χριστουγεννιάτικα δένδρα, ερεικόριζες για πίπες καπνιστών από το είδος ερείκη, μαστίχη από το είδος πιστάκη, φελλός από φελλοδρύ, φύλλωμα, φλοιός, καρποί, κ.ά. Από το ξύλο παράγονται, με κατάλληλες και ειδικές επεξεργασίες, χιλιάδες προϊόντων πολλά από τα οποία αποτελούν είδη πρώτης ανάγκης (π.χ. χαρτί, ξύλινα έπιπλα, σπίρτα, κ.ά.) (Βουλγαρίδης, 1994).

Από τα υλογενή προϊόντα των δασών το κυριότερο είναι το ξύλο (Σχ. 1.1.). Το ξύλο αποτελεί την πρώτη ύλη διαφόρων προϊόντων πρωτογενούς βιομηχανικής κατεργασίας (στύλοι, πριστή ξυλεία, αντικολλητά, ξυλοπολτός, κ.λπ.), τα οποία αποτελούν υλικά για την παραγωγή άλλων προϊόντων δευτερογενούς κατεργασίας (π.χ. έπιπλα, χαρτί). Τόσο τα πρωτογενή όσο και τα δευτερογενή προϊόντα μπορεί να παράγονται με μηχανική ή χημική κατεργασία. Εκτός από τη χρήση του για παραγωγή προϊόντων, το ξύλο χρησιμοποιείται και ως καύσιμη ύλη (πηγή ενέργειας).

Εκτός από το ξύλο, σημασία ως υλικό έχει και ο φλοιός των δασικών δέντρων. Η αξιοποίηση του φλοιού είναι πολύ περιορισμένη ως ανύπαρκτη, αλλά στην προσπάθεια πληρέστερης αξιοποιήσεως της «βιομάζας» που παράγεται στο δάσος, γίνονται προσπάθειες να αναπτυχθεί η χρήση του. Ανάλογες προσπάθειες γίνονται για την αξιοποίηση του φυλλώματος (βελονών, φύλλων).

Ορισμένα δάση παράγουν ρητίνη. Στην Ελλάδα, ρητίνη παράγεται με «ρητίνευση» ζωντανών δένδρων χαλεπίου πεύκης (σπάνια και τραχείας), αλλά σε άλλες χώρες παράγεται και με απόσταξη ξύλου ή ως υποπροϊόν της παραγωγής ξυλοπολτού. Εκτός από τη ρητίνη, τα δασικά δένδρα παράγουν άλλα χρήσιμα εκκρίματα και εκχυλίσματα (καουτσούκ, διάφορα κόμμεα, ταννίνες, χρωστικές, κ.λπ.).

Τέλος, άλλα υλογενή δασικά προϊόντα είναι: Χριστουγεννιάτικα δένδρα, βέργες καλαθοπλαστικής, καρποί, ογκώματα ερείκης (ερεικόρριζες) που χρησιμοποιούνται για να κατασκευάζονται «πίπες» καπνιστών, διακοσμητικά (καλλωπιστικά), θεραπευτικά και αρωματικά φυτά, φυτόχωμα, μανιτάρια, ζωοτροφές, κ.ά.

ΑΒ

Σχήμα ١.١ Κύρια μέρη ενός δασικού δένδρου (Α) και βασικά χαρακτηριστικά εγκάρσιας τομής του παραγόμενου ξύλου του κορμού (Β). Στο ζωντανό δένδρο, νερό και ανόργανα άλατα ανεβαίνουν κατά μήκος του σομφού ενώ τα θρεπτικά συστατικά σε διάλυμα κατεβαίνουν κατά μήκος του εσωτερικού φλοιού και αποθηκεύονται στα παρεγχυματικά κύτταρα του σομφού ξύλου. Το εγκάρδιο ξύλο δεν συμμετέχει στη διακίνηση διαλυμάτων (Hoadley, 1990).

Στον τομέα της αξιοποίησης των δασών έχουν επιτευχθεί πολλά μέχρι σήμερα και αυτό οφείλεται στην ανάπτυξη της επιστήμης της Δασολογίας και Ξυλοπονίας καθώς και στην επιστημονική διαχείριση των δασών. Βασική αρχή της διαχείρισης αυτής είναι η αειφορία των καρπώσεων, δηλαδή η συνεχής παραγωγή ξύλου και άλλων προϊόντων και υπηρεσιών (υγιεινών, προστατευτικών, τουριστικών, περιβαλλοντικών, κ.λπ.), από τα δάση. Η αρχή αυτή εξασφαλίζει από τη μια πλευρά τη συνεχή προσφορά του δάσους σε προϊόντα και υπηρεσίες και από την άλλη τη διατήρηση, συντήρηση και βελτίωση των δασών που, ως γνωστόν, ανήκουν όχι μόνον στην παρούσα αλλά και στις επερχόμενες γενιές.

Δάση υπάρχουν σε όλο τον κόσμο αλλά κατανέμονται ανομοιόμορφα πάνω στη γη. Υπάρχουν χώρες με πολλά δάση (π.χ. Καναδάς, Σκανδιναβικές χώρες) και χώρες με εκτεταμένες ερήμους (π.χ. στη Β. Αφρική). Οι ευνοϊκές επιδράσεις, που έχει το δάσος στο περιβάλλον, στην αισθητική, στον πολιτισμό και στην οικονομική ανάπτυξη μιας περιοχής είναι προφανείς.

Σήμερα, η ετήσια παραγωγή ξύλου από τα δάση της γης για την ικανοποίηση των αναγκών του ανθρώπου προσεγγίζει τα 3,5-4 δισεκατομμύρια κυβικά μέτρα, ενώ οι προβλέψεις δείχνουν ότι η κατανάλωση ξύλου αυξάνεται συνεχώς (Τσουμής, 1983; Parikka, 2004). Πάντως, η ικανοποίηση των συνεχώς αυξανόμενων αναγκών του ανθρώπου σε ξύλο και προϊόντα ξύλου δεν θα πρέπει σε καμία περίπτωση να οδηγήσει σε μείωση και καταστροφή των δασών. Ιδιαίτερα σήμερα, όπου το περιβάλλον υποβαθμίζεται και οι κίνδυνοι που απειλούν τα δάση είναι αυξανόμενοι (π.χ. εμπορική και όχι επιστημονική και αειφορική διαχείριση, «όξινη βροχή» σε βιομηχανικές περιοχές, δασικές πυρκαγιές, εκχερσώσεις, κ.ά.), χρειάζονται γενναία μέτρα για την προστασία, τη διατήρηση και τη βελτίωση των δασών όχι μόνο σε τοπική και εθνική κλίμακα αλλά και σε διεθνές επίπεδο.

Το δάσος λοιπόν μπορεί να χαρακτηρισθεί ένα ανεκτίμητο φυσικό αγαθό , που αποτελεί πηγή πολλών και χρήσιμων προϊόντων ενώ μόνο ευνοϊκές επιδράσεις έχει στο περιβάλλον, στη διατήρηση και στην ποιότητα της ζωής. Για τους λόγους αυτούς, η επιστημονική διαχείριση και εκμετάλλευσή του, η προστασία, συντήρηση και ανάπτυξή του είναι υποχρέωση όλων μας αλλά και του καθενός χωριστά για έναν καλύτερο κόσμο του σήμερα, αλλά και των μελλοντικών γενεών.

1.2. Δασική παραγωγή στην Ελλάδα

Ιστορικές μαρτυρίες αποδεικνύουν ότι στη χώρα μας, αλλά και στην ευρύτερη περιοχή της Μεσογείου υπήρχε πλούσια δασική βλάστηση, αλλά για διάφορους λόγους, που συνδέονται α) με την κατανάλωση ξύλου χωρίς επιστημονική διαχείριση, β) την εκχέρσωση για αγροτικές καλλιέργειες, γ) την αλόγιστη βόσκηση και δ) τις δασικές πυρκαγιές, το μεσογειακό δάσος ελαττώθηκε σε έκταση, υποβαθμίστηκε ή εξαφανίστηκε (Τσουμής, 1985).

Σήμερα η χώρα μας δεν χαρακτηρίζεται από επαρκείς εκτάσεις με συγκροτημένα δάση ενώ σημαντικό μέρος της καλύπτεται από υποβαθμισμένα δάση και δασικές εκτάσεις. Αποτέλεσμα τούτου είναι και το γεγονός ότι η χώρα μας είναι ισχυρά ελλειμματική σε ξύλο και προϊόντα ξύλου και εισάγει σημαντικές ποσότητες στρόγγυλης και πριστής ξυλείας, χαρτόμαζας, κ.ά. που αντιστοιχούν συνολικά σε 2.000.000 κυβικά μέτρα περίπου ισοδύναμης στρόγγυλης ξυλείας το έτος.

Το ποσοστό δασοκάλυψης (25,4%) των βιομηχανικών δασών θεωρείται σχετικά μικρό για ορεινή χώρα. Στη σύνθεση των δασών μας κυριαρχούν τα πλατύφυλλα είδη σε ποσοστό 57% έναντι του ποσοστού 43% κωνοφόρων ειδών (Πίνακας 1.1). Τα δάση μας είναι υποβαθμισμένα. Η αναλογία του σπερμοφυούς προς το πρεμνοφυές δάσος είναι 44:56. Τα εμφανιζόμενα ως διφυή δάση πλατύφυλλων στην πραγματικότητα είναι πρεμνοφυή. Ένα πρόσθετο ποσοστό 23,9% της έκτασης της χώρας καλύπτεται από μη βιομηχανικά (όχι παραγωγικά σε ξύλο) δάση που συγκροτούνται κυρίως από αείφυλλα πλατύφυλλα (Υπ. Γε., 1992; Ντάφης, 1994).

Δάση	Πλατύφυλλα		Κωνοφόρα		Ποσοστό στο σύνολο της χώρας*, %
	Δασικό είδος	Έκταση, Ha	Δασικό είδος	Έκταση, Ha
Βιομηχανικά	Δρύες	1.471.839	Πεύκη (χαλέπιος, τραχεία, μαύρη, δασική, λευκόδερμος, κουκουναριά)	878.876	25,4
	Οξυά	336.640	Ελάτη	543.308
	Πλάτανος	86.579	Ελάτη+Μαύρη πεύκη	4.762
	Καστανιά	33.081	Ερυθρελάτη	2.754
	Σημύδα	1.437
	Σύνολο	1.929.576		1.429.610
	Ποσοστό ٪	57,4 %		42,6 %
Μη βιομηχανικά	3.153.882 Ηa –κυρίως αείφυλλα πλατύφυλλα				23,9
Σύνολο	6.513.068 Ηa				49,3

* Συνολική έκταση της χώρας: 13.195.140 Ηa

Πίνακας ١.١ Έκταση βιομηχανικών και μη βιομηχανικών δασών στην Ελλάδα (Από στοιχεία Υπ.Γε., 1992).

Στο δάσος διαμορφώνονται δύο κύριες κατηγορίες ξύλου:

α. Η βιομηχανική ξυλεία που περιλαμβάνει:

(1) Την ξυλεία κατασκευών, η οποία ονομάζεται και «στρογγύλη ξυλεία», τεχνική ξυλεία ή τεχνικό ξύλο, και περιλαμβάνει κορμοτεμάχια σχετικά μεγάλων διαστάσεων (μήκους μέχρι 15 μ. και διαμέτρου συνήθως πάνω από 20 εκ.) που προορίζονται για πρίση αλλά και για άλλες χρήσεις (π.χ. ξυλεία μεταλλείων, κιβωτίων, δαπέδων, σπίρτων, πελεκητή ξυλεία, στύλοι ΔΕΗ, ΟΤΕ, κ.λπ.), και

(2) Το ξύλο θρυμματισμού (ή βιομηχανικό ξύλο), το οποίο χρησιμοποιείται ύστερα από τη μετατροπή του σε τεμαχίδια με θρυμματισμό για μοριοπλάκες, ινοπλάκες και χαρτί. Στην περίπτωση αυτή το ξύλο είναι μικρού μήκους 0,80-1,20 μ. και μπορεί να είναι στρόγγυλο (διαμέτρου 6-35 εκ.) ή σχιστό.

β. τα καυσόξυλα που είναι τεμάχια, στρόγγυλα ή σχιστά, μήκους 0,80-1,50 μ. και διαμέτρου >5 εκ. τα οποία δεν περιλαμβάνονται στις παραπάνω κατηγορίες και προορίζονται για οικιακές ανάγκες (θέρμανση, μαγείρεμα, κ.λπ.).

Από το σύνολο των δημοσίων δασών της χώρας παράγονται 2.707.000 κ.μ. ξυλείας ετησίως (786.000 κ.μ. βιομηχανική ξυλεία και 1.921.000 κ.μ. καυσόξυλα, αναλογία 29:71) (Πίνακας 1.2). Στις ποσότητες αυτές εκτιμάται ότι πρέπει να προστεθούν άλλα 400.000 κ.μ. βιομηχανική ξυλεία και 650.000 κ.μ. καυσόξυλα που προέρχονται από ιδιωτικά δάση και φυτείες, κοινοτικά, μοναστηριακά και άλλα μη δημόσια δάση (Voulgaridis, 1996) (Εικ. 1.1).

	Πλατύφυλλα		Κωνοφόρα		Σύνολο
Κατηγορία ξύλου	m3	%	m3	%	m3	%
Βιομηχανική ξυλεία	380.000	48,3	406.000	51,7	786.000	29
Καυσόξυλα	1.615.000	84,1	306.000	15,9	1.921.000	71
Σύνολο	1.995.000	73,7	712.000	26,3	2.707.000	100

*Περιλαμβάνονται και τα ατελώς συλλεγόμενα καυσόξυλα.

Πίνακας ١.٢ Ετήσια παραγωγή ξύλου (λήμμα) των δημοσίων ελληνικών δασών*.

Οι κατηγορίες και οι διαστάσεις της ξυλείας κατασκευών δείχνονται στον Πίνακα 1.3. Συνολικά, η ετήσια κατανάλωση ξύλου και προϊόντων ξύλου στην Ελλάδα ανέρχεται περί τα 3.100.000 κ.μ. ισοδύναμης στρόγγυλης ξυλείας (χωρίς να συνυπολογίζονται οι παραγόμενες ποσότητες καυσοξύλων). Η συμμετοχή επομένως της εγχώριας παραγωγής βιομηχανικής ξυλείας ανέρχεται μόνο στο 30-35% των αναγκών της χώρας (Πετειναράκης, 1992; Βουλγαρίδης κ.ά., 1995). Από τα στοιχεία αυτά είναι εμφανές το σοβαρό έλλειμμα της χώρας σε ξύλο και προϊόντα ξύλου και οι σημαντικές ποσότητες πολύτιμου συναλλάγματος που απαιτούνται για εισαγωγές.

Τα κυριότερα δασοπονικά είδη που παράγουν ξύλο στην Ελλάδα και οι χρήσεις του ξύλου αυτού δείχνονται στον Πίνακα 1.4. Άλλα είδη που παράγουν μικρές ποσότητες ξύλου είναι: κυπαρίσσι, σημύδα, πλατάνι, σφενδάμι, καρυδιά, αριά και άλλα αείφυλλα πλατύφυλλα, κ.ά.

α/α	Κατηγορία	Μήκος, μ.	Μέση διάμετρος, εκ.
1	Στρογγύλη ξυλεία μεγάλου μήκους	2-7	20
2	Στρογγύλη ξυλεία μικρού μήκους	μέχρι ٢ μ.	20
3	Στύλοι ΔΕΗ	9-15	19-32
4	Στύλοι ΟΤΕ	5,5-8	12,5-19*
5	Λεπτή ξυλεία μεταλλείων πεύκης (γαρνιτούρα)	3	10-21
6	Ξυλεία μεταλλείων πεύκης	2-3	12-16
7	Λεπτή ξυλεία κορμιδίων (βελέσια) πεύκης, ελάτης	2-2,5	(διάμετρος κορυφής) 6-9
8	Ξυλεία μεταλλείων (μπουδέλια) καστανιάς	1,8-4,5	14-22
9	Ξυλεία μεταλλείων (γαρνιτούρα) καστανιάς	1,5-2,5	9-13
10	Καπρούλια (υποστηρίγματα θερμοκηπίων, δενδροκαλλιεργειών κ.λπ.) καστανιάς	2-4	7-8
11	Πάσσαλοι καστανιάς	1,3-2,5	5,5-7
12	Καπνόβεργες καστανιάς	2-3	4,5
13	Στρογγύλη ξυλεία-οικοδομήσιμη καστανιάς	2-6	11
14	Στρογγύλια καστανιάς: α. χοντρά	1-2	16
	Στρογγύλια καστανιάς: β. λεπτά	1-2	11-16

*Ελάχιστη διάμετρος κορυφής σε απόσταση ١,٨٠μ. (ΔΕΗ) και ١,٥μ. (ΟΤΕ) από τη βάση.

Πίνακας ١.٣ Κατηγορίες και διαστάσεις ξυλείας κατασκευών.

123456789

Εικόνα ١.١ 1. Παραγωγικό σε ξύλο δάσος ερυθρελάτης, 2. Επιλογικές υλοτομίες (εφαρμοζόμενες στην Ελλάδα), 3. Αποψι-λωτικές υλοτομίες (εφαρμοζόμενες, συνήθως, στο εξωτερικό), 4. Στρογγύλη ξυλεία (ξυλεία κατασκευών), 5. Στοιβαζόμενη ξυλεία –Ξύλο θρυμματισμού (βιομηχανικό ξύλο) και καυσόξυλο, 6. Παραγωγή πριστής ξυλείας από κορμοτεμάχια, ξηρής στον αέρα, για διάθεσή της στο εμπόριο, 7 και 8. Μετατόπιση στρογγύλης ξυλείας (7) και στοιβαζόμενου ξύλου (8) από το δάσος στο δασόδρομο με ζώα, 9. Συγκομιδή ξύλου στο δάσος με πολυμηχάνημα, στο εξωτερικό (Βουλγαρίδης, 2015).

1.3. Το ξύλο ως υλικό

1.3.1. Γενικά

Το ξύλο (wood, holz) των δασικών δένδρων αποτέλεσε πρωταρχικό και κυρίαρχο υλικό στην ιστορική διαδρομή του ανθρώπου από την αρχή της εμφάνισής τους. Σήμερα, παρά τον ανταγωνισμό του από άλλα υλικά, όπως μέταλλα, πλαστικά, τσιμέντο, κ.ά. εξακολουθεί και θα εξακολουθήσει να αποτελεί μοναδική ανανεώσιμη και πολύτιμη πρώτη ύλη για τον άνθρωπο. Αυτό γίνεται φανερό από τη συνεχή αύξηση της κατανάλωσης και των χρήσεών του σε παγκόσμια κλίμακα.

Το κύτταρα του ξύλου παράγονται από έναν περιφερειακό μεριστικό ιστό, το κάμβιο, κατά τη διάρκεια της αυξητικής δραστηριότητας των δέντρων (για την εύκρατη ζώνη από Μάρτιο μέχρι Σεπτέμβριο) και αναρίθμητα τέτοια κύτταρα συνδέονται μεταξύ τους και συγκροτούν το ξύλο (Σχ. 1.2).

Το ξύλο αξιοποιείται σε πολυάριθμα προϊόντα, τα οποία μπορούν να διακριθούν (α) σε προϊόντα όπου διατηρείται η φυσική δομή του ξύλου (π.χ. πριστή ξυλεία), (β) σε προϊόντα που παράγονται με μηχανική και χημική, κυρίως, επεξεργασία και στα οποία δεν διακρίνεται η φυσική δομή του ξύλου (π.χ. χαρτί).

Κάθε μορφή αξιοποίησης βασίζεται στην ιδιαίτερη δομή, τις ιδιότητες και τα χαρακτηριστικά του κάθε ξύλου. Ο όρος ξύλο με τη γενική έννοια δεν αντικατοπτρίζει ένα υλικό με σταθερή δομή, χαρακτηριστικά και συμπεριφορά. Υπάρχουν βέβαια βασικές ομοιότητες μεταξύ διαφόρων ειδών ξύλου αλλά και μεγάλες διαφοροποιήσεις δομής, ιδιοτήτων και συμπεριφοράς. Οι διαφοροποιήσεις αυτές οφείλονται στο γεγονός ότι το ξύλο δεν παράγεται βιομηχανικά αλλά είναι βιολογικό προϊόν και παράγεται στη φύση.

Κατηγορία	Είδος ξύλου/Παραγωγή	Χρήσεις
ΚΩΝΟΦΟΡΑ	Πεύκη(μαύρη, δασική, λευκόδερμος, χαλέπιος, τραχεία, κ.ά.)	Οικοδομικές κατασκευές, πατώματα, κιβώτια, στύλοι, στρωτήρες, έπιπλα, βαρέλια, βάρκες, ιστοί πλοίων, μοριοπλάκες, ινοπλάκες, χαρτοπολτός, αντικολλητά, ξυλεία μεταλλείων (χαλέπιος, τραχεία), ξυλόγλυπτα (λευκόδερμος)
	Παραγωγή: ٢٥٠.٠٠٠ κ.μ. (μαζί με ερυθρελάτη)	Οικοδομικές κατασκευές, πατώματα, κιβώτια, στύλοι, έπιπλα, ιστοί, στρωτήρες, τορνευτά, χαρτοπολτός, μοριοπλάκες, ινοπλάκες
	Ερυθρελάτη	Όπως και η ελάτη. Επιπλέον μουσικά όργανα, ναυπηγικές κατασκευές.
ΠΛΑΤΥΦΥΛΛΑ	Παραγωγή: ٤٥٠.٠٠٠ κ.μ.	Έπιπλα (ύστερα από άτμιση), στρωτήρες, πατώματα, ξυλόφυλλα, αντικολλητά, μοριοπλάκες, ινοπλάκες, χαρτοπολτός, λαβές εργαλείων, μέρη μουσικών οργάνων, πλοία, παιγνίδια, καυσόξυλα.
	Δρυς (διάφορα είδη)Παραγωγή: ١.٢٠٠.٠٠٠ κ.μ.	Οικοδομικές και ναυπηγικές κατασκευές, έπιπλα, πατώματα, πάσσαλοι, στρωτήρες, βαρέλια, τορνευτά, κάρα, καυσόξυλα, κάρβουνα.
	Λεύκη. Παραγωγή: Περί τα ٥٠٠.٠٠٠ κ.μ.	Οικοδομικές κατασκευές, ξυλόφυλλα, αντικολλητά, κιβώτια, εσωτερικά επίπλων, σπίρτα, τεχνητά μέλη, παιγνίδια, μοριοπλάκες, ινοπλάκες, χαρτοπολτός.
	Παραγωγή: ٣٠.٠٠٠ κ.μ.	Πατώματα, έπιπλα, πάσσαλοι, στύλοι, δοκοί, ξυλεία μεταλλείων, οικιακά σκεύη, βαρέλια, μοριοπλάκες, ινοπλάκες, χαρτοπολτός.

Πίνακας ١.٤ Κυριότερα ελληνικά είδη ξύλου και χρήσεις τους (Tσουμής, 1983).

Η μεγάλη σημασία και η μοναδικότητα του ξύλου ως πρώτης ύλης για διάφορα προϊόντα οφείλεται σε ορισμένα πλεονεκτήματα που παρουσιάζει, σε σύγκριση με άλλα υλικά, τα οποία μπορούν να συνοψισθούν στα εξής:

α. Το ξύλο είναι ανανεώσιμο βιολογικό υλικό και παράγεται από μεγάλο αριθμό δασικών δένδρων σε μικρότερο ή μεγαλύτερο βαθμό και, το σπουδαιότερο, μπορούν να γίνουν κατάλληλες ανθρώπινες επεμβάσεις με σκοπό την καλλιέργεια, ενίσχυση και βελτίωση των υπαρχόντων δασών, των φυσικών αυτών «εργοστασίων» παραγωγής ξύλου, ή την ίδρυση νέων δασών.

β. Αποτελεί πηγή πολλών προϊόντων, από τα οποία ένας μεγάλος αριθμός είναι είδη πρώτης ανάγκης.

γ. Παρουσιάζει αισθητική υπεροχή, ποικιλία χρωμάτων, υφής και σχεδίασης.

δ. Είναι υλικό ευκατέργαστο, έχει μεγάλη μηχανική αντοχή σε σχέση με το βάρος του, καλές μονωτικές ιδιότητες (ακουστικές, θερμικές, ηλεκτρικές) και αποτελεί κυρίαρχη πηγή κυτταρίνης.

ε. Παράγεται σε μεγάλες σχετικά διαστάσεις, παρουσιάζει αντιρρυπαντική συμπεριφορά και έχει μικρή σχετικά τιμή.

ΑΒ

Σχήμα ١.٢ A. Τρισδιάστατη παράσταση του καμβίου με ατρακτοειδή και ακτινικά μεριστικά κύτταρα. Β. Με περικλινείς διαιρέσεις των ατρακτοειδών και ακτινικών μεριστικών κυττάρων του καμβίου παράγονται νέα κύτταρα ξύλου και εσωτερικού φλοιού. Β. Με αντικλινείς διαιρέσεις παράγονται νέα καμβιακά κύτταρα για να μπορεί το κάμβιο να παρακολουθεί την αύξηση της διαμέτρου του δέντρου (Αδαμόπουλος, 2014).

Το ξύλο όμως παρουσιάζει και μειονεκτήματα. Είναι υγροσκοπικό υλικό και οι διαστάσεις του μεταβάλλονται με πρόσληψη ή απώλεια υγρασίας, παρουσιάζει μεταβλητότητα δομής και ιδιοτήτων και είναι ανισότροπο υλικό, προσβάλλεται από μικροοργανισμούς (μύκητες, έντομα, βακτήρια, θαλασσινοί οργανισμοί) και αλλοιώνεται ή σαπίζει, καίγεται και η παραγωγή του επηρεάζεται από το περιβάλλον και την κληρονομικότητα. Η αντιμετώπιση των μειονεκτημάτων αυτών αποτέλεσε πρόκληση για τους επιστήμονες και την τεχνολογία με αποτέλεσμα να υπάρχει εντυπωσιακή πρόοδος στην αξιοποίηση του ξύλου. Η πρόκληση όμως αυτή εξακολουθεί να υπάρχει και σήμερα και, για ένα υλικό όπως το ξύλο, θα υπάρχει και στο μέλλον.

Για τη σωστή αξιοποίηση του ξύλου σε διάφορα προϊόντα, αποτελεί βασική προϋπόθεση η λεπτομερής γνώση της αρχιτεκτονικής κατασκευής (δομής) του, και της συμπεριφοράς του σε κάθε επεξεργασία. Πρέπει, επίσης, να τονισθεί ότι η αξιοποίηση του ξύλου σε διάφορα προϊόντα αρχίζει από το δάσος και συγκεκριμένα από το υλοτόμιο, όπου γίνεται η ρίψη των δένδρων και η διαμόρφωσή τους σε βιομηχανική ξυλεία και σε καυσόξυλα. Από τη στιγμή υλοτομίας ενός δένδρου και της παραγωγής των δασικών προϊόντων στο υλοτόμιο μέχρι την επεξεργασία του ξύλου στο εργοστάσιο, μεσολαβεί, πολλές φορές, μεγάλο χρονικό διάστημα και έχει καθοριστική σημασία στο διάστημα αυτό το κάθε κορμοτεμάχιο ξύλου να μην έχει υποστεί υποβάθμιση της ποιοτικής του κατάστασης.

1.3.2. Βασικές αρχές στις χρήσεις του ξύλου

Οι χρήσεις του ξύλου είναι ποικίλες αλλά και οι συνθήκες χρήσεως ποικίλουν και το προϊόν εκτίθεται περισσότερο ή λιγότερο σε παράγοντες αλλοίωσης, βιολογικούς ή αβιοτικούς. Οι πιο δύσκολες συνθήκες χρησιμοποίησης του ξύλου είναι όταν αυτό βρίσκεται σε επαφή με υγρό έδαφος ή νερό, ενώ οι λιγότερο δύσκολες θεωρούνται οι περιπτώσεις που τα προϊόντα ξύλου χρησιμοποιούνται σε εσωτερικούς χώρους.

Η μηχανική αντοχή, οι ιδιότητες και η διάρκεια των προϊόντων ξύλου εξαρτώνται από το είδος ξύλου, τις συνθήκες παραγωγής και τους διάφορους χειρισμούς που εφαρμόζονται στο ξύλο (π.χ. σωστή ξήρανση, ενδεδειγμένος εμποτισμός, ανθεκτικές επιφανειακές επικαλύψεις). Ένα προϊόν ή μια ξύλινη κατασκευή μπορεί να αποτύχει και μόνο από το γεγονός ότι κατά τη συναρμολόγηση του προϊόντος, το ξύλο είχε μεγαλύτερη υγρασία από την κανονική. Η χρησιμοποίηση ευπαθούς σε προσβολές μυκήτων ξύλου (π.χ. οξιά, λεύκη) σε δύσκολες συνθήκες είναι ανεπιτυχής επιλογή, γιατί η φυσική διάρκειά του δεν υπερβαίνει τα πέντε χρόνια, ενώ ο εμποτισμός του με προστατευτικές ουσίες αυξάνει τη διάρκεια σημαντικά (σε 40-50 χρόνια). Ανεπιτυχής συγκόλληση, ακατάλληλες συνδέσεις, μη ελεγχόμενες συνθήκες παραγωγής κ.λπ., δεν οδηγούν σε ποιοτικώς αποδεκτά προϊόντα.

Οι συνθήκες χρήσεως των προϊόντων ευνοούν άλλοτε περισσότερο, άλλοτε λιγότερο και άλλοτε καθόλου την ανάπτυξη μυκήτων, εντόμων και άλλων οργανισμών αλλοίωσης του ξύλου. Η σήψη του ξύλου από μύκητες, οι μεταχρωματισμοί του, η αλλοίωσή του από έντομα, κ.λπ., είναι σοβαρά σφάλματα που μπορούν να δημιουργηθούν δευτερογενώς και εφόσον υπάρχουν οι κατάλληλες συνθήκες ανάπτυξης. Προχωρημένες αλλοιώσεις οδηγούν σε αντικατάσταση της ξύλινης κατασκευής. Αβιοτικοί παράγοντες (νερό, ηλιακή ακτινοβολία, μηχανικοί παράγοντες, κ.ά.) επίσης αλλοιώνουν το ξύλο εφόσον το ξύλο εκτίθεται σ’ αυτούς. Για όλες αυτές τις περιπτώσεις, χρειάζεται να εφαρμοσθούν κατάλληλοι προληπτικοί χειρισμοί πριν από την τοποθέτηση της ξύλινης κατασκευής στην οριστική της θέση.

1.3.3. Προϊόντα του ξύλου και χρήσεις τους

Το ξύλο αποτελεί πρώτη ύλη διαφόρων προϊόντων πρωτογενούς βιομηχανικής κατεργασίας όπως στύλοι, πριστή ξυλεία, ξυλόφυλλα (καπλαμάδες), αντικολλητά (κόντρα-πλακέ), μοριοπλάκες, ινοπλάκες, ξυλοπολτός, κλπ., τα οποία αποτελούν υλικά για την παραγωγή άλλων προϊόντων δευτερογενούς κατεργασίας όπως π.χ. έπιπλα και χαρτί, πολυμερή κυτταρίνης, χημικά, ενέργεια. Τόσο τα πρωτογενή όσο και τα δευτερογενή προϊόντα μπορεί να παράγονται με μηχανικές, φυσικές και χημικές επεξεργασίες ή με συνδυασμό των παραπάνω κατεργασιών. Ιδιαίτερα για τα χημικά προϊόντα και τα βιοκαύσιμα, ο αριθμός των προϊόντων που παράγεται από το ξύλο είναι πολύ μεγάλος και υποστηρίζεται ότι είναι ίδιος με εκείνα τα προϊόντα που παράγονται από πετρέλαιο.

Τα προϊόντα του ξύλου διακρίνονται σε δύο κατηγορίες. Στην πρώτη κατηγορία ανήκουν αυτά στα οποία διατηρείται η φυσική δομή του ξύλου και στη δεύτερη κατηγορία αυτά όπου δεν διατηρείται η φυσική αυτή δομή.

Α. Προϊόντα στα οποία διατηρείται η φυσική δομή του ξύλου

α. Πριστή (πριονιστή) ξυλεία (sawn timber). Προκύπτει από πρίση (πριόνιση) στρόγγυλων κορμοτεμαχίων σε διάφορα πάχη, πλάτη και μήκη ανάλογα με τις απαιτήσεις της αγοράς. Η πριστή ξυλεία χρησιμοποιείται ως έχει ή μετά από δευτερογενή μηχανική κατεργασία για διάφορα προϊόντα. Στρωτήρες, ξυλεία οικοδομών (σκαλωσιές, στέγες, αποθήκες, κ.ά.) και άλλα πριστά τεμάχια αποτελούν προϊόντα πρωτογενούς μηχανικής κατεργασίας του ξύλου. Άλλα προϊόντα (π.χ. έπιπλα) απαιτούν και δευτερογενή μηχανική κατεργασία. Η πρίση του ξύλου γίνεται με ταινιοπρίονα, πολυπρίονα και δισκοπρίονα.

β. Ξυλόφυλλα (καπλαμάδες) - Αντικολλητά (κόντρα-πλακέ) - Πηχοπλάκες (πλακάζ) - (veneers–plywood–blockboards). Τα ξυλόφυλλα παράγονται με εκτύλιξη (το κορμοτεμάχιο στρέφεται γύρω από τον άξονά του και ταυτόχρονα κόβεται με ένα μεγάλο μαχαίρι σε συνεχές φύλλο) και με παλινδρομική τομή (το μαχαίρι κάνει παλινδρομικές κινήσεις και κάθε φορά κόβει ένα φύλλο ξύλου συγκεκριμένων διαστάσεων). Τα ξυλόφυλλα χρησιμοποιούνται ευρύτατα ως επενδύματα μοριοπλακών για την επιπλοποιία, στην κατασκευή αντικολλητών και πηχοπλακών κ.ά. Η παραγωγή αντικολλητών προϋποθέτει την προετοιμασία ξυλοφύλλων με μηχανική κατεργασία και τη συγκόλλησή τους. Οι πηχοπλάκες εκτός από την εξωτερική επένδυση με ξυλόφυλλα περιλαμβάνουν μεσαία στρώση από μικρά, πριστά τεμάχια ξύλου.

γ. Προϊόντα σε στρόγγυλη μορφή (roundwood products). Τα προϊόντα αυτά περιλαμβάνουν κυρίως στύλους τηλεπικοινωνίας (ΟΤΕ) και εξηλεκτρισμού (ΔΕΗ). Σε πολλές περιπτώσεις, προϊόντα σε στρόγγυλη μορφή χρησιμοποιούνται και ως ξυλεία μεταλλείων, πασσάλους, υποστηρίγματα, οικήματα, υπαίθριες κατασκευές, κ.ά.

δ. Συγκολλημένοι δοκοί (επικολλητό ξύλο, laminated wood) - Ξυλουργικές κατασκευές. Οι συγκολλημένοι δοκοί αποτελούνται από πριστά τεμάχια ξύλου που προκύπτουν με μηχανική κατεργασία και τα οποία συγκολλούνται, για να παραχθούν δοκοί επιθυμητών διαστάσεων. Το επικολλητό ξύλο μπορεί να υποστεί δευτερογενή μηχανική κατεργασία εφόσον υπάρχει τέτοια απαίτηση για την παραγωγή ορισμένων προϊόντων (π.χ. επίπλων, καθισμάτων, κ.ά.). Οι ξυλουργικές κατασκευές περιλαμβάνουν ποικιλία προϊόντων (π.χ. επενδύσεις, κάγκελα μπαλκονιών, κουφώματα, πόρτες, έργα τέχνης, οικήματα, υπαίθριες κατασκευές, σε πριστή μορφή, κ.ά.).

ε. Νέα σύνθετα προϊόντα-Ξυλοδοκοί LVL, LSL, PSL, κ.λπ. (Γρηγορίου, 2010).

στ. Έπιπλα (furniture). Η επιπλοποιία είναι ένας μεγάλος και δυναμικός κλάδος, όπου χρησιμοποιούνται μεγάλες ποσότητες ξυλείας κάθε χρόνο. Στην κατασκευή επίπλων πέρα από την πρωτογενή μηχανική κατεργασία επικρατεί η εξαντλητική δευτερογενής μηχανική κατεργασία, επειδή μπορούν να αξιοποιηθούν και μικρά τεμάχια ξύλου.

ζ. Μοριοπλάκες (μοριοσανίδες, νοβοπάν, particleboards). Οι μοριοπλάκες παράγονται σε μορφή πλάκας με συγκόλληση μικρών τεμαχιδίων ξύλου, τα οποία προκύπτουν με θρυμματισμό του ξύλου.

η. Άλλα προϊόντα. Εκτός από τα παραπάνω και σε πολλά άλλα προϊόντα η φυσική δομή του ξύλου διατηρείται, όπως κιβώτια, βαρέλια, σπίρτα, μουσικά όργανα, αθλητικά είδη, ξυλόγλυπτα, αγροτικά εργαλεία, τεχνητά μέλη (ανθρώπων), μαυροπίνακες, ξυλότυποι, μπαστούνια, παιχνίδια, τακούνια, οδοντογλυφίδες, φέρετρα, περιφράξεις, κορνίζες, μολύβια, καλούπια, παλλέτες, συνδετήρες, μοντέλα, σε συγκοινωνιακά μέσα (πλοία, βάρκες, βαγόνια τρένων, αυτοκίνητα, αεροπλάνα), κ.ά.

Ειδικότερα, τα προϊόντα δευτερογενούς μηχανικής κατεργασίας περιλαμβάνουν:

Έπιπλα (furniture) διαφόρων τύπων για την κατασκευή των οποίων χρησιμοποιούνται συμπαγές ξύλο από διαφορετικά δασοπονικά είδη, ξυλόφυλλα, αντικολλητά, επικολλητό ξύλο, μοριοπλάκες, ινοπλάκες.

Ξυλουργικές κατασκευές (wooden structures, wooden houses, joinery, cladding): πόρτες, παράθυρα, κουφώματα, ξύλινα σπίτια, υπαίθριες κατασκευές, παιδικές χαρές, αποθήκες, σχολεία, θερμοκήπια, υπόστεγα, στέγες, οροφές, εξωτερικές ή εσωτερικές επενδύσεις σπιτιών, περιφράξεις εξωστών (κάγκελα μπαλκονιών), κ.ά.

Ξύλινα δάπεδα (flooring): υποδομή και ανωδομή.

Κιβώτια (boxes), βαρέλια (barrels) και άλλα «δοχεία» συσκευασίας υγρών ή στερεών υλικών (containers): Τα κιβώτια χρησιμοποιούνται για φρούτα, τρόφιμα, συσκευές, όπλα, πυρομαχικά, κ.ά.

Στρωτήρες σιδηροδρόμων (railroad ties) συνήθως μετά από προστατευτικό εμποτισμό.

Ξυλεία μεταλλείων (mine timber) σε κυλινδρική ή πρισματική μορφή για υποστήριξη οροφών και πλευρών των στοών των μεταλλείων.

Συγκοινωνιακά μέσα (transportation): Σε πλοία, βάρκες, βαγόνια τρένων, αυτοκίνητα, αεροπλάνα, κ.ά. Σε ορισμένες περιπτώσεις το τελικό προϊόν είναι αποκλειστικά από ξύλο (π.χ. ξύλινες βάρκες ή ξύλινα πλοιάρια), ενώ σε άλλες περιπτώσεις ως εσωτερικές ή εξωτερικές επενδύσεις, δάπεδα, έπιπλα, οροφές, χώροι αναψυχής, σκεπές, πόρτες, καθίσματα, κ.ά.

Παλλέτες (pallets), που χρησιμοποιούνται ευρέως ως βάσεις στοίβασης προϊόντων και εμπορευμάτων (τρόφιμα παντός είδους, λαχανικά, ποτά, αναψυκτικά, οικοδομικά υλικά,κ.ά.).

Σπίρτα (matches), κυρίως από ξύλο λεύκης αλλά και από άλλα δασοπονικά είδη όπως ιτιά, σημύδα, ερυθρελάτη.

Μουσικά όργανα (musical instruments): έγχορδα, πνευστά, κρουστά).

Αθλητικά είδη (athletic equipment), όπως τόξα, βέλη, ρακέτες τένις και πινγκ-πονγκ, σκι, κ.λπ.

Ξυλόγλυπτα (carvings).

Ξυλέριο (excelsior): λωρίδες πάχους 0,03-0,5 χιλ., πλάτους 0,5-4 χιλ. και μήκους τουλάχιστο 80 χιλ. Χρησιμοποιείται κυρίως ως υλικό συσκευασίας και για την κατασκευή δομικών πλακών (πλάκες ξυλερίου-τσιμέντου).

Ξυλάλευρο (wood flour), σε τρία μεγέθη κόκκων με το μικρότερο να έχει διάμετρο 0,25 χιλ. Χρησιμοποιείται ως πρόσθετο υλικό για μείωση του κόστους σε πλαστικά, συνθετικά καλύμματα δαπέδων, μονωτικά τούβλα, πρεσσαριστά αντικείμενα. Επίσης, ως απορροφητικό ελαίων, στην παραγωγή δυναμίτη μαζί με άλλες χημικές ουσίες, στη σαπωνοποιία, ως ήπιο αποξεστικό, για τον καθαρισμό αργυρών αντικειμένων, κλπ.

Άλλα προϊόντα: Περιλαμβάνουν ποικίλα άλλα προϊόντα, όπως αγροτικά εργαλεία, τόξα, τεχνητά μέλη ανθρώπων, μαυροπίνακες, ξυλότυποι, συνδετήρες («μανταλάκια»), μπαστούνια, μοντέλα και καλούπια, κουταλάκια παγωτού, μολύβια, επιστημονικά όργανα, τακούνια, έλκηθρα, υδατοδεξαμενές, οδοντογλυφίδες, φέρετρα, παιχνίδια, συνδετήρες, κουτιά τσιγάρων ή πούρων, βούρτσες, περιφράξεις, επίστρωση δαπέδων με εγκάρσιες τομές κορμοτεμαχίων, στροφεία, κορνίζες, εργαλεία σχεδίασης, ικριώματα, ξύλινα «κεραμίδια» και λεπτές πλάκες εξωτερικής επίστρωσης ξύλινων σπιτιών.

Όλα τα παραπάνω προϊόντα παράγονται με τις βασικές μηχανικές ή άλλες κατεργασίες [πρίση (sawing) για παραγωγή πριστής ξυλείας, τομή (cutting) για παραγωγή ξυλοφύλλων ή τεμαχιδίων, ξήρανση (drying), συγκόλληση (gluing), μερικές φορές εμποτισμό (impregnation)] και στη συνέχεια με πρόσθετες κατεργασίες (μηχανικές, φυσικές) που περιλαμβάνουν:

Επανάπριση (re-sawing) των πριστών με πριόνια για παραγωγή μικρότερων διαστάσεων πριστών που είναι κατάλληλα για την παραγωγή του συγκεκριμένου προϊόντος.

Πλάνιση (planing) με μηχανικό τρόπο (χειροκίνητες πλάνες ή ειδικά μηχανήματα) για παραγωγή λείων επιφανειών με τις οποίες τονίζεται η σχεδίαση του ξύλου και βελτιώνεται η αισθητική.

Τόρνευση (turning) με ειδικά μηχανήματα (τόρνοι) για παραγωγή καμπύλων μορφών επιφάνειας.

Διακόσμηση (finishing) επιφανειών με ειδικά μηχανήματα («σβούρες») με τα οποία διαμορφώνονται οι παρυφές επίπλων, κορνιζών ή άλλων προϊόντων ώστε να βελτιωθεί η αισθητική τους.

Διάτρηση (drilling) με τρυπάνια.

Σύνδεση (joining) ξύλινων μελών με μεταλλικούς συνδετήρες (συνήθως με καρφιά και βίδες).

Κάμψη (bending) του ξύλου ύστερα από άτμιση ή μεταχείριση του ξύλου με αμμωνία, ουρία, κ.λπ. για να παραχθούν κυρτά ή κοίλα μέλη και να αξιοποιηθούν σε καθίσματα και άλλα προϊόντα.

Λείανση (sanding) της εξωτερικής επιφάνειας του ξύλου με ειδικά αποξεστικά μέσα ώστε να μειωθεί η τραχύτητα και να προετοιμασθεί η επιφάνεια για βαφή και στίλβωση με διάφορες βαφές και βερνίκια με σκοπό την προστασία ή/και τη διακόσμηση του ξύλου.

Β. Προϊόντα στα οποία δεν διατηρείται η φυσική δομή του ξύλου

α. Ινοπλάκες (ινοσανίδες, fiberboards). Οι ινοπλάκες παράγονται σε μορφή πλάκας μετά από την εξής διαδικασία: θρυμματισμός ξύλου σε τεμαχίδια - αποΐνωση ξύλου - συγκόλληση ινών (κυττάρων) ξύλου με συγκολλητικές ουσίες, εφαρμογή πίεσης και θερμοκρασίας - κλιματισμός, παρύφωση και άλλες επεξεργασίες.

Όλα τα προϊόντα σε μορφή πλάκας (αντικολλητά, πηχοσανίδες, μοριοσανίδες, ινοσανίδες) χρησιμοποιούνται ευρύτατα στην επιπλοποιΐα αλλά και σε άλλες χρήσεις (π.χ. δάπεδα, επενδύσεις, ναυπηγική, συγκοινωνιακά μέσα κ.λπ.).

β. Ξυλοπολτός (wood pulp) και χαρτί (paper). Η παραγωγή του πολτού και χαρτιού βασίζεται κυρίως στο ξύλο, το οποίο είναι φυσική και ανανεώσιμη πηγή κυτταρίνης. Τα στάδια παραγωγής του είναι με τη σειρά: αποφλοίωση ξύλου, θρυμματισμός, πολτοποίηση με μηχανικό, ημιχημικό ή χημικό τρόπο, κατεργασία του πολτού (διήθηση, καθαρισμός, συμπύκνωση, λεύκανση, μηχανική κατεργασία ινών, χρωματισμό, προσθήκη διάφορων ουσιών), στρωμάτωση ινών και παραγωγή χαρτιού, τελικές κατεργασίες. Από τα προϊόντα ξύλου, το χαρτί θεωρείται ένα από τα είδη πρώτης ανάγκης.

γ. Προϊόντα χημικής αξιοποίησης (products of chemical utilization). Εκτός από τον ξυλοπολτό (wood pulp) και το χαρτί, πολλά άλλα προϊόντα μπορούν να παραχθούν από το ξύλο με χημική τροποποίηση ή διαφοροποίηση. Τέτοια προϊόντα είναι: (1) τεχνητές ίνες («συνθετικό μετάξι», rayon) που παράγονται από διαλύματα παραγώγων κυτταρίνης και χρησιμοποιούνται στην υφαντική, μικροκυτταρίνη και νανοκυτταρίνη, (2) φιλμ, (3) βερνίκια, (4) πλαστικά από διαλύματα κυτταρίνης επίσης, (5) εκρηκτικές ύλες από νιτρική κυτταρίνη, (6) λιγνίνη, η οποία αποτελεί πρώτη ύλη διαφόρων προϊόντων (π.χ. συνθετική βανίλια, φάρμακα, διαλυτικά, συνθετικές ίνες, συνδετικό υλικό στην οδοποιία, κεραμική, παραγωγή ζωοτροφών, παραγωγή ταννινών, παραγωγή συνθετικού καουτσούκ, κ.ά.), (7) ξυλάνθρακες (ξυλοκάρβουνο) με ανθρακοποίηση, (8) διάφορα υγρά και αέρια (π.χ. πίσσα, οξικό οξύ, μεθανόλη, ακετόνη, φαινόλες, κ.ά.) με καταστρεπτική απόσταξη (εφαρμογή υψηλής θερμοκρασίας 400-900 °C σε ειδικούς λέβητες), (9) καύσιμα υγρά και αέρια με υγροποίηση (π.χ. βιοέλαιο ή ξυλέλαιο), (10) αέρια (μονοξείδιο και διοξείδιο του άνθρακα, μεθάνιο, υδρογόνο, κ.ά.) με αεριοποίηση (εφαρμογή υψηλής θερμοκρασίας 1000 °C ή και περισσότερο και παρουσία οξυγόνου, αέρα ή ατμού), (11) σάκχαρα και άλλα προϊόντα (π.χ. γλυκερίνη, ζύμη, αιθανόλη, φουρφουρόλη, κ.ά.) με υδρόλυση.

Το ξύλο είναι ένα θαυμάσιο βιολογικό υλικό και χρησιμεύει για την παραγωγή πολλών προϊόντων από τα οποία ένας αριθμός είναι είδη πρώτης ανάγκης. Παρουσιάζει πλεονεκτήματα που το κάνουν ασυναγώνιστο υλικό αλλά και μειονεκτήματα τα οποία πρέπει και μπορούν κατάλληλα να αντιμετωπισθούν. Η σωστή και ολοκληρωμένη αξιοποίησή του προϋποθέτει την καλή γνώση της δομής, των ιδιοτήτων, των σφαλμάτων του (φυσικών και δευτερογενών) και των ιδιαιτέρων χαρακτηριστικών και συμπεριφοράς κάθε είδους ξύλου. Σήμερα, που η κατανάλωση ξύλου αυξάνεται διεθνώς, η έκταση των δασών μειώνεται σε παγκόσμια κλίμακα και το περιβάλλον υποβαθμίζεται συνεχώς χρειάζεται όσο ποτέ άλλοτε η συμμετοχή όλων στην προστασία των δασών καθώς και η πλήρης και ολοκληρωμένη αξιοποίηση του ξύλου που θα βασίζεται στην πολύ καλή γνώση του ανανεώσιμου αυτού υλικού και την εφαρμογή της διαθέσιμης τεχνολογίας. Κι αυτό γιατί τα δάση είναι χρήσιμα όχι μόνο για το ξύλο που παράγουν αλλά και για την προσφορά ποικίλων άλλων ανεκτίμητων προϊόντων για τα οποία δίκαια μπορούν να χαρακτηρισθούν ως «πηγή ενέργειας». Το ανανεώσιμο αυτό βιολογικό υλικό, το ξύλο, αποτελεί πολύτιμη πρώτη ύλη για την παραγωγή χιλιάδων προϊόντων, χρήσιμων στον άνθρωπο, ένας αριθμός των οποίων αποτελεί είδη πρώτης ανάγκης (π.χ. χαρτί, έπιπλα, κ.ά.).

1.3.4. Μακροσκοπική εμφάνιση και μικροσκοπική δομή του ξύλου

1.3.4.1. Μακροσκοπική εμφάνιση

Μακροσκοπικά το ξύλο εμφανίζεται ως συμπαγές υλικό αλλά χωρίς μεγάλο βάρος, με ποικιλία χρωμάτων (από λευκό ως μαύρο) και σχεδιάσεων ανάλογα με τον τρόπο τομής και το είδος του ξύλου. Είναι αισθητά ευχάριστο και «ζεστό» υλικό, στοιχεία που το κάνουν ασυναγώνιστο. Προσεκτική μακροσκοπική παρατήρηση, ιδιαίτερα σε πλατύφυλλα ξύλα, δείχνει ότι το ξύλο δεν είναι συμπαγές αλλά έχει πολλούς κενούς χώρους, ο όγκος των οποίων πολλές φορές είναι μεγαλύτερος από τον όγκο της ξυλώδους ύλης. Για το λόγο αυτό, το ειδικό βάρος του ξύλου είναι σχετικά μικρό (από 100 kg/m3, για το ελαφρύτερο τροπικό ξύλο Balsa, έως το πολύ 1300 kg/m3, για τα πολύ βαριά τροπικά ξύλα). Σημειώνεται ότι η συμπαγής ξυλώδης ύλη (ξύλο χωρίς τους κενούς χώρους) ανέρχεται για όλα τα ξύλα περί τα 1500 kg/m3).

Η μακροσκοπική εμφάνιση του ξύλου αποδίδεται σε ορισμένα μακροσκοπικά και φυσικά χαρακτηριστικά. Με βάση τα κύρια μακροσκοπικά και φυσικά χαρακτηριστικά τα ξύλα διακρίνονται σε κωνοφόρα και πλατύφυλλα και άλλες μικρότερες κατηγορίες και έτσι είναι δυνατή η αναγνώρισή τους (Σχ. 1.3, Εικ. 1.2).

Με τον όρο μακροσκοπικά χαρακτηριστικά εννοούμε ότι φαίνεται σε μια επιφάνεια ξύλου (εγκάρσια, ακτινική, εφαπτομενική) με γυμνό μάτι ή με φακό χεριού μεγέθυνσης x10. Η επιφάνεια ξύλου όπου φαίνονται τα περισσότερα μακροσκοπικά χαρακτηριστικά είναι η εγκάρσια. Τα φυσικά χαρακτηριστικά γίνονται αντιληπτά με την όραση (χρώμα, σχεδίαση, υφή, στιλπνότητα), με το χέρι (πυκνότητα), με το νύχι (σκληρότητα) και με την όσφρηση και γεύση.

ΙΙΙ

Σχήμα ١.٣ Ι: Διάκριση των ξύλων σε κωνοφόρα και πλατύφυλλα (Α) και των πλατύφυλλων σε δακτυλιόπορα και διασπορόπορα (Β). (Π: πρώϊμο ξύλο. Ο: όψιμο ξύλο). ΙΙ: Εμφάνιση χρωματιστού εγκαρδίου ξύλου σε ορισμένα κωνοφόρα και πλατύφυλλα είδη, σε εγκάρσια τομή (Edlin, 1969; Βουλγαρίδης κ.ά., 1998).

Μακροσκοπικά χαρακτηριστικά

Τα χαρακτηριστικά αυτά περιλαμβάνουν (Βουλγαρίδης κ.ά., 1998):

α. Πόροι ή αγγεία (vessel members), με ιδιαίτερα χαρακτηριστικά το μέγεθος, το σχήμα, τον αριθμό, τη διάταξη, την κατανομή, τα βοθρία, τυχόν τυλώσεις, κ.ά., σε πλατύφυλλα είδη (βλ. Σχ. 1.3, 1.4 και Εικ. 1.2).

β. Αξονικοί και ακτινικοί ρητινοφόροι αγωγοί (axial and radial resin canals), με ιδιαίτερα χαρακτηριστικά το μέγεθος, το σχήμα, τον αριθμό και τη διάταξη, σε ορισμένα κωνοφόρα είδη (πεύκη, ερυθρελάτη, λάριξ, ψευδοτσούγκα)(βλ. Εικ. 1.2 Α).

γ. Πρώϊμο-όψιμο ξύλο (earlywood-latewood), με ιδιαίτερα χαρακτηριστικά τη διαφοροποίηση μεταξύ τους συχνά ως προς το χρώμα, την πυκνότητα, σε κωνοφόρα και πλατύφυλλα, και επιπλέον ως προς το μέγεθος και τη διάταξη των πόρων σε πλατύφυλλα είδη (βλ. Σχ. 1.3, 1.4 και Εικ. 1.2 Α-Γ).

δ. Ακτίνες (rays), με ιδιαίτερα χαρακτηριστικά το πλάτος, το ύψος, την εμφάνισή τους σε διάφορες τομές και τη συγκρότησή τους. Οι ακτίνες φαίνονται μακροσκοπικά σε πολλά πλατύφυλλα είδη (π.χ. δρυς, οξιά, πλατάνι) (βλ. Σχ. 1.3, 1.4 και Εικ. 1.2 Β, Γ).

ε. Αξονικό παρέγχυμα (axial parenchyma), κυρίως σε πλατύφυλλα είδη, με διαφοροποιήσεις στην εμφάνιση (παρατραχειακό, αποτραχειακό, ταινιοειδές, οριακό, πτερυγιοειδές, κ.λπ.) (βλ. Σχ. 1.5).

ζ. Εγκάρδιο-σομφό ξύλο (heartwood – sapwood), συχνά με χρωματική διαφορά (βλ. Σχ. 1.3 και Εικ. 1.3).

η. Εντεριώνη (pith), με διάφορα σχήματα και μεγέθη.

ΑΒΓΔ

Εικόνα ١.٢ Μακροσκοπική εμφάνιση της εγκάρσιας τομής ενός κωνοφόρου (Α) με ρητινοφόρους αγωγούς (πεύκη), ενός δακτυλιόπορου πλατυφύλλου (Β) με μεγάλους πόρους στο πρώϊμο ξύλο και μικρούς στο όψιμο ξύλο και πλατειές ακτίνες (φυλλοβόλος δρυς) και ενός τυπικού διασπορόπορου πλατυφύλλου (Γ) με μικρούς, ίδιου περίπου μεγέθους και ομοιόμορφα κατανεμημένους πόρους σε όλο το πλάτος του αυξητικού δακτυλίου και πλατειές ακτίνες (οξιά), Δ: Εγκάρσια τομή τροπικού διασπορόπορου πλατυφύλλου ξύλου με πλούσιο αξονικό παρέγχυμα (παρατραχειακό πτερυγιοειδές ενωμένο) (Hoadley, 1990).

Οι τρεις επιφάνειες πάνω στις οποίες γίνονται οι παρατηρήσεις (εγκάρσια, ακτινική, εφαπτομενική) φαίνονται στο Σχ. 1.4.

ΙΙΙ

Σχήμα ١.٤ (Α) Εμφάνιση βασικών μακροσκοπικών χαρακτηριστικών στις τρεις βασικές τομές του ξύλου (Χ,R,Τ) [(Π. Πρώϊμο ξύλο (earlywood), Ο. Όψιμο ξύλο (latewood), Α. Aκτίνα (ray), Πο. Πόρος (pore), Δ. Aυξητικός δακτύλιος (growth ring)]. (Β):Εμφάνιση κωνοφόρου ξύλου στις τρεις βασικές κατευθύνσεις (Αδαμόπουλος, 2014).

Το εγκάρδιο ξύλο των δένδρων συμβαίνει να είναι άλλες φορές χρωματιστό και άλλες όχι (Σχ. 1.3, Εικ. 1.3). Επίσης, οι αυξητικοί δακτύλιοι δεν είναι ευδιάκριτοι σε όλα τα ξύλα. Στα κωνοφόρα (conifers) και δακτυλιόπορα (ring porous) πλατύφυλλα είδη (hardwood species), οι αυξητικοί δακτύλιοι είναι ευκρινείς ενώ στα διασπορόπορα (diffuse porous) πλατύφυλλα, γενικά, δεν διακρίνονται εύκολα ή είναι αδιάκριτοι (βλ. Εικ. 1.2).

Επίσης, το αξονικό παρέγχυμα έχει διαφορετική μακροσκοπική εμφάνιση σε εγκάρσιες τομές (Σχ. 1.5). Για τα ελληνικά είδη ξύλου οι βασικοί τύποι αξονικού παρεγχύματος είναι το παρατραχειακό (σε επαφή με τους πόρους) και το αποτραχειακό (χωρίς να είναι σε επαφή με τους πόρους) παρέγχυμα.

Φυσικά χαρακτηριστικά

Στα φυσικά χαρακτηριστικά συμπεριλαμβάνονται το χρώμα, η σχεδίαση (βλ. Σχ. 1.6 και Εικ. 1.4), η υφή, η πυκνότητα, η σκληρότητα, η φυσική στιλπνότητα (κυρίως σε ακτινικές επιφάνειες), η οσμή και η γεύση.

ΑΒΓ

Εικόνα ١.٣ Α. Χρωματιστό έγκάρδιο ξύλο (κεντρικά) και σομφό ξύλο, ανοικτού χρώματος (περιφερειακά), όπως φαίνεται σε εγκάρσιες τομές κορμοτεμαχίων τροπικής ξυλείας (Φράγκος, 2011). Χρωματιστό εγκάρδιο και σομφό ξύλο σε (Β) κωνοφόρο (πεύκη) και σε (Γ) πλατύφυλλο (δρυς) είδος (Βουλγαρίδης, 2015).

ΑΒ

Σχήμα ١.٥ Α. Tύποι αξονικού παρεγχύματος σε διάφορα είδη ξύλου (1. παρατραχειακό, κυκλικό ή μονόπλευρο, 2. Παρα-τραχειακό (paratracheal), πτερυγιοειδές ή ενωμένο πτερυγιοειδές, ٣. Οριακό – αρχικό ή τελικό (marginal), ٤. Ταινιοειδές (banded)-συνεχείς πλατειές ταινίες, ٥. ταινιοειδές-συνεχείς λεπτές ταινίες, ٦. αποτραχειακό (apotracheal), διάσπαρτο σε αθροί σματα) (Σχεδίαση Βουλγαρίδη). Β. Φωτογραφίες εγκάρσιας τομής ξύλων με διάφορους τύπους αξονικού παρεγχύματος (οι αριθμοί αντιστοιχούν στους τύπους παρεγχύματος του Α) (Hoadley, ١٩٩٠).

1.3.4.2. Μικροσκοπική δομή του ξύλου

Εκεί που αποκαλύπτεται το μεγαλείο της αρχιτεκτονικής κατασκευής του ξύλου είναι η μικροσκοπική παρατήρηση του ξύλου. Ξύλο σε μορφή πολύ λεπτών τομών που προετοιμάζονται με κατάλληλες τεχνικές και στις τρεις τομές (εγκάρσια, ακτινική, εφαπτομενική) μπορούν να παρατηρηθούν σε απλό μικροσκόπιο (πάχος τομών ~10-15μ) ή, με πάχος τομών ~ 3-5μ, σε ηλεκτρονικό μικροσκόπιο με διερχόμενα ηλεκτρόνια (ΤΕΜ). Επίσης, πολύ μικρά τεμάχια ξύλου μετά από λείανση ή σχίση μπορούν να παρατηρηθούν σε απλά ή ηλεκτρονικά στερεοσκοπικά μικροσκόπια- SEM.

ΑΒ

Εικόνα ١.٤ Διάφορα φυσικά χρώματα και σχεδιάσεις ξύλων σε αξονικές τομές ξύλου (Βουλγαρίδης, 2015).

ΑΒΓΔ

Σχήμα ١.٦ Παραγωγή και εμφάνιση των τριών βασικών επιφανειών (εφαπτομενικών, ακτινικών και εγκάρσιων σχεδιάσεων) μετά από μηχανική κατεργασία με πρίση A,Β,Δ), και με εκτύλιξη (Γ) του ξύλου. Παραγωγή εφαπτομενικών επιφανειών με εκτύλιξη (Γ) και πρίση (Α) και ακτινικών επιφανειών με πρίση του ξύλου (Δ). Β: Εγκάρσιες (οριζόντια) και ακτινικές (αξονικά) επιφάνειες ξύλου (Διασκευή από Edlin, ١٩٦٩).

Στο μικροσκόπιο αποκαλύπτεται ότι το ξύλο αποτελείται από εκατομμύρια κύτταρα τα οποία συνδέονται μεταξύ τους, σχηματίζουν διάφορους ιστούς και συγκροτούν το ξύλο. Τα περισσότερα κύτταρα έχουν αξονική κατεύθυνση ενώ ένα μικρό ποσοστό (κύτταρα ακτίνων) έχει ακτινική κατεύθυνση. Στα κωνοφόρα ξύλα κυριαρχούν οι αξονικές τραχεΐδες (ποσοστό ~ 95%) ενώ στα πλατύφυλλα ξύλα οι ίνες και τα μέλη αγγείων σε διάφορα ποσοστά (30-60% για κάθε είδος κυττάρου). Οι τύποι κυττάρων χωριστά για κωνοφόρα και πλατύφυλλα είναι τα εξής (βλ. Σχ. 1.7):

Κωνοφόρα

α. Αξονικές τραχεΐδες (axial tracheids)

β. Παρεγχυματικά κύτταρα (parenchymatous cells)

γ. Ακτινικές τραχεΐδες – radial tracheids (σε ορισμένα είδη)

Πλατύφυλλα

α. Μέλη αγγείων (vessel members)

β. Ίνες (fibers)

γ. Παρεγχυματικά κύτταρα (parenchymatous cells)

δ. Αξονικές τραχεΐδες πλατύφυλλων-axial tracheids of hardwoods (σε ορισμένα είδη)

ΑΒ

ΒΓ

Σχήμα ١.٧ Α. Συγκριτική παρουσίαση κύριων τύπων αξονικών κυττάρων του ξύλου (Α, Β, C, D: Ίνες πλατύφυλλων. E, F, G: Αξονικές τραχεΐδες κωνοφόρων. H, I, J, K: Μέλη αγγείων πλατύφυλλων). Β. Αξονικές τραχεΐδες (Α) κωνοφόρων ειδών όψιμου και πρώϊμου ξύλου και μεγέθυνσή τους (Α΄), αντίστοιχα. Διακρίνονται τα αλωφόρα βοθρία (bordered pits) και τα βοθρία διασταυρώσεως (cross-field pits) στα κυτταρικά τοιχώματα. Γ. Κύτταρα πλατύφυλλων ειδών: Ίνες, μέλη αγγείων με ανοικτά άκρα, τραχεΐδες πλατύφυλλων, παρεγχυματικά κύτταρα ακτίνων (ray cells) και αξονικό παρέγχυμα (longitudinal parenchyma cells) [(Evert, 2006 (Α); Hoadley, 1980 (Β,Γ)].

Η εμφάνιση του ξύλου κάτω από το μικροσκόπιο δείχνεται στα Σχ. 1.8 - 1.11 και στις Εικ. 1.5 – 1.7. Η μικροσκοπική παρατήρηση δίνει λεπτομερή στοιχεία της δομής του ξύλου και κάνει την αναγνώρισή του πιο εύκολη σε σύγκριση με τη μακροσκοπική αναγνώριση, αλλά αυτή μπορεί να γίνει μόνο εργαστηριακά και μετά από προετοιμασία κατάλληλων μικροτομών.

Τεράστιο ενδιαφέρον όχι μόνο από επιστημονική άποψη αλλά και από άποψη σωστής αξιοποίησης του ξύλου παρουσιάζει η δομή της ξυλώδους ύλης (μικροδομή, υποδομή του ξύλου, ultrastructure), η οποία δεν είναι ορατή με απλό μικροσκόπιο αλλά κυρίως με ακτίνες X, πολωτικό και ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, χημικές μεθόδους κ.λπ. Την ξυλώδη ύλη αποτελούν:

α. Τα κυτταρικά τοιχώματα (cell walls)

β. Η μεσοκυττάρια στρώση (middle lamella) που συνδέει μεταξύ τους τα κύτταρα, και

γ. Οι τυλώσεις (tylosis), όπου υπάρχουν, σε πλατύφυλλα είδη.

Τα κυριότερα συμπεράσματα που προκύπτουν από παρατηρήσεις της μικροδομής (υποδομή, ultrastructure) του ξύλου μπορούν να συνοψισθούν στα εξής:

α. Η ξυλώδης ύλη αποτελείται κυρίως από κυτταρίνη (~ 42-45%), λιγνίνη (~20-30%) και ημικυτταρίνες (~27-30%). Εκχυλίσματα (extractives), όπως π.χ. ταννίνες, ρητίνες, λίπη, σάκχαρα, κ.λπ.) υπάρχουν μέσα στα κυτταρικά τοιχώματα ή στις κυτταρικές κοιλότητες σε μικρότερα (~ 0,5%) ή μεγαλύτερα ποσοστά (φθάνουν μέχρι 20-30%) αλλά δεν συμμετέχουν στη δομή του ξύλου επειδή μπορούν να εκπλυθούν με διάφορους διαλύτες και δεν συνυπολογίζονται στην ξυλώδη ύλη. Η τέφρα ανέρχεται σε μικρά ποσοστά (π.χ. 0,2-1,0%, σπάνια 5% σε ορισμένα τροπικά ξύλα) και περιλαμβάνει διάφορα μεταλλικά στοιχεία.

β. Η κυτταρίνη (cellulose) και οι ημικυτταρίνες (hemicelluloses), είναι υδατάνθρακες και χαρακτηρίζονται μαζί οι δύο με τον όρο ολοκυτταρίνη. Το μόριο της κυτταρίνης παράγεται από την ένωση πολλών μορίων (~8.000-10.000) γλυκόζης, των ημικυτταρινών από την ένωση μορίων (κατά μέσο ~150) άλλων μονοσακχάρων (π.χ. μαννόζη, ξυλόζη), ενώ η λιγνίνη (lignin) είναι αρωματικής φύσεως ουσία.

γ. Η κυτταρίνη έχει κρυσταλλικές ιδιότητες και τα μόριά της δημιουργούν λεπτότατα «νήματα», τα μικροϊνίδια (microfibrils), που αποτελούν την ελάχιστη ορατή δομική μονάδα της ξυλώδους ύλης (Σχ. 1.12). Σύμφωνα με την επικρατέστερη θεωρία, κάθε μικροϊνίδιο αποτελείται από πολλές αλυσίδες (μόρια) κυτταρίνης και έχει μεγάλο μήκος και μικρή διάμετρο. Στα μικροϊνίδια, διακρίνονται κρυσταλλικές περιοχές (κρυσταλλίτες) στις οποίες οι αλυσίδες κυτταρίνης είναι παράλληλες μεταξύ τους και συνδέονται μεταξύ τους με ισχυρούς χημικούς δεσμούς (γέφυρες υδρογόνου) και άμορφες περιοχές στις οποίες η διάταξη των αλυσίδων δεν είναι παράλληλη και ο σύνδεσμος είναι χαλαρός (Σχ. 1.14). Η σχέση κρυσταλλικών και άμορφων περιοχών ονομάζεται βαθμός κρυσταλλικότητας (degree of crystallinity) και κυμαίνεται μεταξύ 70-90%. Τα μικροϊνίδια μαζί με μη κυτταρινικά συστατικά (ημικυτταρίνες και λιγνίνη) συγκροτούν τα κυτταρικά τοιχώματα με τρόπο που μπορεί να παραλληλισθεί με σιδηροπαγές σκυρόδεμα (η κυτταρίνη μπορεί να θεωρηθεί σαν οπλισμός και τα μη κυτταρινικά συστατικά σαν σκυρόδεμα).

δ. Τα μικροϊνίδια και ο διαφορετικός τρόπος διάταξής τους στις τρεις κύριες στρώσεις των κυτταρικών τοιχωμάτων (Σχ. 1.14) είναι υπεύθυνοι παράγοντες για την τιμή πολλών ιδιοτήτων του ξύλου (π.χ. μηχανική αντοχή, διαστασιακές 

μεταβολές, ανισοτροπία, κ.λπ.). Ρυθμιστικός παράγοντας των τιμών των ιδιοτήτων του ξύλου αποτελεί η μεσαία στρώση, η οποία είναι η πιο παχειά στρώση των κυτταρικών τοιχωμάτων. Στη στρώση αυτή (στρώση S2) τα μικροϊνίδια διατάσσονται σχεδόν παράλληλα με τον άξονα του κυττάρου (γωνία 10-20º) ενώ στις δύο άλλες στρώσεις (S1 και S2) τα μικροϊνίδια διατάσσονται σχεδόν κάθετα με τον άξονα του κυττάρου (γωνία 50-90º).

ε. Τα βοθρία (pits), τα οποία είναι ασυνέχειες δευτερογενών κυτταρικών τοιχωμάτων, αποκαλύπτονται σε πλήρη λεπτομέρεια από άποψη δομής καθώς και οι διαφοροποιήσεις τους μεταξύ κωνοφόρων και πλατύφυλλων και μεταξύ διαφορετικών τύπων βοθρίων (Σχ. 1.15, Σχ. 1.16). Οι λεπτομέρειες αυτές των βοθρίων αλλά και οι μεταβολές που συμβαίνουν σ’ αυτά κατά την ξήρανση διευκολύνουν ορισμένες λειτουργίες που λαμβάνουν χώρα στα ζωντανά δένδρα (π.χ. επικοινωνία μεταξύ κυττάρων) και επηρεάζουν σημαντικά την αποτελεσματικότητα διαφόρων χειρισμών του ξύλου κωνοφόρων (π.χ. ξήρανσης, εμποτισμού, πολτοποίησης, κ.λπ.) κατά την αξιοποίησή του (Εικ. 1.8).

στ. Οι τυλώσεις (tylosis) είναι αποφράξεις μελών αγγείων σε πλατύφυλλα ξύλα (Εικ. 1.9) και προέρχονται από ζωντανό πρωτόπλασμα γειτονικών παρεγχυματικών κυττάρων που διέρχεται μέσω των βοθρίων και εναποτίθεται στις κοιλότητες των μελών αγγείων (Σχ. 1.17). Κατά το σχηματισμό των τυλώσεων δημιουργούνται μικροϊνίδια. Οι τυλώσεις αυτές δημιουργούν προβλήματα στη διαπερατότητα (permeability) και στον εμποτισμό (impregnation) του ξύλου.