Puututkimus tarvitsee testaamista

Metsät, puutuotteet ja puurakentaminen ovat erittäin tärkeässä roolissa, kun keskustellaan luonnonvarojen käytöstä ja ilmastonmuutoksen ratkaisemisesta.

Alkuvuoden aikana erityisesti keskustelu hiilinieluista ja metsiin sitoutuneen hiilen kierrosta on ollut vilkasta. Ei ole yhdentekevää, miten metsävarojamme hyödynnetään. Pitkän käyttöiän omaavat puutuotteet ovat tästä näkökulmasta erittäin hyvä käyttökohde puumateriaalille – kunhan metsävaroja hoidetaan kestävästi ja puutuotteen käyttökelpoinen elinkaari todella on pitkä.

Puumateriaalin tutkiminen synnyttää mahdollisuuksia tehostaa uusiutuvien luonnonvarojen käyttöä. Puutuotteita ja niiden valmistusprosesseja kehittämällä voidaan parantaa tuotteiden suorituskykyä ja materiaalitehokkuutta.

Yhteistyötä alueellisesti ja kansainvälisesti

Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulussa Xamkissa puumateriaaliin ja puutuoteteollisuuden tuotteisiin liittyvää tutkimusta tehdään Mikkelin kampuksen puulaboratoriossa, Puupolilla. Puupoli on osa Mikpolis-tutkimusyksikköä, joka tekee soveltavaa puu- ja materiaalitutkimusta yritystoimeksiantoina ja tutkimushankkeissa yhdessä alan yritysten kanssa.

Maantieteellisesti Etelä-Savon teollisuusyritykset ovat luonnollinen kumppani, mutta niiden lisäksi yhteistyötä tehdään laajasti yritysten, yliopistojen ja tutkimuslaitosten kanssa sekä kansallisesti että kansainvälisesti.

Puu- ja materiaalitutkimusta ja ylipäätään soveltavia teknisiä tieteitä yhdistää, että tutkimuskohde eli sovellus tai tuote pitää ymmärtää useasta näkökulmasta. Esimerkiksi pääosin puusta valmistetun rakennuselementin lujuusominaisuudet perustuvat sen komponenttien, esimerkiksi vanerin tai liimapuun ominaisuuksiin. Näiden tuoteominaisuudet syntyvät raaka-aineen ja monivaiheisen valmistusprosessin vuorovaikutuksena. Siksi kehitystyössä on hallittava sekä raaka-aine, valmistusprosessi että loppukäyttökohteen vaatimukset.

Simulaatiota ja testausta

Puutuotteita tutkittaessa tarvitaan sekä valmistusprosessia simuloivia laitteita että testauslaitteita tuoteominaisuuksien selvittämiseen. Mikpoliksella on laaja valikoima laitteita, joilla voidaan testata materiaalien ominaisuuksia erilaisissa olosuhteissa – käytännössä tämä tarkoittaa mm. lujuustestausta, termisten ominaisuuksien testausta, keinotekoista säätestiä tai esimerkiksi alkuaineanalyysiä elektronimikroskoopilla.

Prosessien testaukseen ja tuotteiden valmistukseen Puupolilla on tuotemittakaavan laitteistot kuumakyllästysprosesseihin, puun kuivaukseen ja mm. puutuotteiden liimaukseen. Tämän lisäksi käytettävissä on erilaisia työstövälineitä käsityökaluista CNC-koneeseen. Laitteiden lisäksi tarvitaan ammattitaitoista henkilökuntaa – osaamista ja kokemusta.

Tuloksellisen soveltavan tutkimuksen edellytyksenä on tiivis yhteistyö teollisuuden kanssa. Hanketoiminta ja yrityksille tehtävät toimeksiannot muodostavatkin vuorovaikutteisen kokonaisuuden: hanketoiminnassa kehitetään osaamista, tutkimusmetodeja ja infrastruktuuria pitkäjänteisesti.

Toisaalta hankkeet eivät voi syntyä tyhjiössä – niihin tarvitaan ideoita teollisuudesta, käytännön kokemusta ja ymmärrystä teollisista loppukäyttökohteista, jota kerätään tekemällä lyhytkestoisempia tutkimustoimeksiantoja.

Tällä hetkellä puulaboratoriossa on käynnissä kolme suurempaa hankekokonaisuutta: Kiertopuu-hankkeessa tutkitaan puujätteen kierrätystä yhteistyössä Xamkin ympäristölaboratorion kanssa, Hotwood-hankkeessa tutkitaan puun lämpökäsittelyä vedessä ja prosessin sivuvirtoja yhteistyössä Aalto-yliopiston kanssa ja Lämpöpuun palosuojaus -hanke keskittyy nimensä mukaisesti lämpökäsitellyn puun palo-ominaisuuksien kehittämiseen. Lisäksi puulaboratorio testaa uusiutuvista raaka-aineista valmistettujen liimojen ominaisuuksia Susbinders-hankkeessa, joka on VTT:n, Luken ja Xamkin yhteinen.

Oikea materiaali oikeaan paikkaan

Puutuotteiden kehittäminen on kiinteästi yhteydessä laajempaan biotalouteen. Puusta erotettuja jakeita ja prosessien sivuvirtoja voidaan hyödyntää monipuolisesti ja erityyppisissä sovelluksissa, polttoaineista teollisten liimojen biokomponentteihin.

Myös Xamkin sisällä poikkitieteellinen yhteistyö Metsä-ympäristö-energia-vahvuusalalla tarjoaa mielenkiintoisia mahdollisuuksia kehittää uusia vähähiilisiä tuotteita ja ratkaisuja puutuoteteollisuuteen ja muille teollisuudenaloille.