Aplicación de espectrometría de rayos X para el estudio de la madera: Algunos resultados iniciales

Abstract

El objetivo de este artículo es mostrar la posibilidad de utilizar fuentes policromáticas de rayos X en experimentos relacionados con la madera en que normalmente se requiere de fuentes monocromáticas. Se presentan diferentes aplicaciones de espectrometría de rayos X en base a fuentes policromáticas conformadas por tubos sin dispositivos de monocromatización, pero usando detectores espectrométricos de alta resolución energética. En primer lugar se describe una aplicación de transmisión o atenuación de rayos X destinada a obtener la variación espacio-temporal del contenido de humedad al interior de una tabla en proceso de secado a 70ºC y 50ºC en bulbo seco y bulbo húmedo respectivamente. Esta aplicación permitió realizar una cartografía digital del interior de la tabla y se reveló útil para caracterizar el proceso de evacuación de la humedad desde el interior de la madera. Luego se presenta un equipamiento innovador diseñado y fabricado por los autores para registrar la intensidad de dispersión coherente de rayos X. Los resultados demuestran la posibilidad de acceder al contenido de humedad y el ángulo microfibrilar, cuantificando las señales espectrales registradas tanto para el agua como para el plano cristalino (002) de la celulosa. La existencia de una señal de fondo originada por la fase amorfa de la madera impidió realizar estimaciones cuantitativas de contenido de humedad cuando la densidad anhidra de la madera es desconocida.

Abstract

We investigated the possibilities to use polychromatic X-rays sources to study wood properties that usually require of monochromatic radiation. Three applications using X-ray tubes without monochromator together with high-resolution energy-sensitive X-rays detectors are presented. In a first experiment, a standard X-ray source and a spectrometric detector were placed on both sides of a wood dryer which operates at 70ºC and 50ºC for dry-bulb and wet-bulb respectively. Digital cartography obtained can offer the possibility to identify some phenomenological parameters of fluid migration in wood. In a second part, an innovative device designed and made by the authors to record X-ray scatter intensities is presented. The feasibility to use the ratio of diffraction to attenuation for moisture content determination is discussed. This device has been also used for microfibril angle determination by recording and analyzing the X-ray scattered intensities of cellulose (002) lattice. The microfibril angle determination was successful; however, a background of X-rays scattering from amorphous component of wood prevented the determination of moisture content.