Ochroma pyramidale , широко известное как бальсовое дерево , — крупное, быстрорастущее дерево, произрастающее в Америке. Это единственный представитель рода Ochroma . [ 1] Дерево известно своим широким применением в деревообработке благодаря своей мягкости и высокой прочности по сравнению с низкой плотностью. Название balsa в переводе с испанского означает «плот». [3]
Листопадное покрытосеменное растение Ochroma pyramidale может достигать высоты 30 м и классифицируется как твердая порода дерева , несмотря на то, что сама древесина очень мягкая. Это самая мягкая коммерческая твердая древесина, широко используемая из-за своего легкого веса.
Деревья бальсы растут чрезвычайно быстро, часто достигая 27 метров за 10–15 лет, и обычно не живут дольше 30–40 лет. Их часто выращивают плотными участками, при этом Эквадор поставляет 95% или более коммерческой бальсы. Древесина этих деревьев очень ценна из-за высокого соотношения прочности к весу, которое достигается с помощью процесса сушки в печи, который оставляет клетки древесины полыми и пустыми.
Бальзовое дерево популярно для легких, жестких конструкций в испытаниях мостов, модельных зданиях и строительстве моделей самолетов. Оно также используется в производстве деревянных воблеров для рыбалки, самодельных ручек для каллиграфии, композитов, досок для серфинга, лодок, «отрывного» реквизита для театра и телевидения и даже в днищах Chevrolet Corvette . Бальзовое дерево сыграло историческую роль в экспедиции Тура Хейердала «Кон-Тики» , где оно использовалось для строительства плота. Бальзовое дерево также популярно в таких видах искусства, как строгание, и в изготовлении рам для картин в стиле барокко из-за простоты его формовки.
Член семейства мальвовых, Ochroma pyramidale произрастает от юга Мексики до юга Бразилии, но теперь его можно встретить во многих других странах (Папуа-Новая Гвинея, Индонезия, Таиланд, Соломоновы острова). Это пионерное растение , которое обосновывается на полянах в лесах, как созданных человеком, так и там, где упали деревья, или на заброшенных сельскохозяйственных полях. Оно растет чрезвычайно быстро, до 27 метров (89 футов) за 10–15 лет. Скорость роста объясняет легкость древесины, которая имеет меньшую плотность, чем пробка . Деревья обычно не живут дольше 30–40 лет. [4]
Цветы появляются с третьего года, как правило, в конце сезона дождей, когда цветут немногие другие деревья. Крупные цветы раскрываются ближе к вечеру и остаются открытыми в течение ночи. Каждый из них может содержать лужицу нектара глубиной до 2,5 сантиметров (0,98 дюйма). Дневные опылители включают обезьян капуцинов . Однако большая часть опыления происходит ночью. Раньше считалось, что основными опылителями являются летучие мыши, но последние данные свидетельствуют о том, что основными опылителями могут быть два ночных древесных млекопитающих, кинкажу и олинго . [4]
Это вечнозеленое или листопадное растение сухого сезона с крупными, 30–40 сантиметров (12–16 дюймов), слабопальчато - лопастными листьями.
Будучи листопадным покрытосеменным растением , бальза классифицируется как твердая порода древесины, несмотря на то, что сама древесина очень мягкая; это самая мягкая коммерческая твердая порода древесины.
Эквадор поставляет 70% или более коммерческой бальсы. В последние годы около 60% бальсы выращивается на плантациях , на плотных участках около 1000 деревьев на гектар (по сравнению с примерно двумя-тремя на гектар в природе). Деревья собирают после шести-десяти лет роста в Эквадоре. Остальной объем бальсы собирают на плантациях в Папуа-Новой Гвинее; климат здесь другой, поэтому сбор урожая происходит в возрасте 4-5 лет.
Древесина бальзы очень мягкая и легкая, с грубым открытым зерном . Плотность сухой древесины бальзы колеблется от 40 до 475 кг/м 3 , при типичной плотности около 160 кг/м 3 . [5] [6] [7] Бальза — самая мягкая древесина, когда-либо измеренная с помощью теста на твердость Янка (от 22 до 167 фунтов-силы ). [8] Древесина живого дерева имеет большие клетки, которые заполнены водой. Это придает древесине губчатую текстуру. Это также делает древесину живого дерева не намного легче воды и едва способной плавать . Для коммерческого производства древесину сушат в печи в течение примерно двух недель, оставляя клетки полыми и пустыми. Большое отношение объема к поверхности полученных тонкостенных пустых клеток придает высушенной древесине большое отношение прочности к весу, поскольку клетки в основном состоят из воздуха. В отличие от сгнившей естественным путем древесины, которая быстро разлагается в тропических лесах , где растут бальсовые деревья, стенки клеток высушенной в печи бальсовой древесины сохраняют прочную структуру целлюлозы и лигнина . [9]
Благодаря низкой плотности, но высокой удельной прочности, бальза является очень популярным материалом для легких, жестких конструкций в испытаниях модельных мостов , модельных зданиях и строительстве моделей самолетов ; все сорта пригодны для летательных линий управления и радиоуправляемых самолетов в авиамодельном спорте, причем самые легкие «соревновательные сорта» особенно ценны для свободно летающих моделей самолетов . Однако она также ценится как компонент полноразмерных легких деревянных самолетов , в частности, de Havilland Mosquito времен Второй мировой войны . [9]
Бальса используется для изготовления деревянных воблеров для рыбной ловли, особенно приманок Rapala .
Палочки из высушенной бальсы можно использовать в качестве самодельных ручек для каллиграфии , когда нет в наличии металлических перьев нужной ширины. [10]
Бальзовое дерево часто выбирается в качестве основного материала в композитах . Поскольку O. pyramidale быстро растет и переносит плохие почвы, оно имеет более низкую стоимость за производительность по сравнению с полимерными пенами, такими как EPS, при этом обладая лучшей прочностью на разрыв, чем типичные пены. Например, лопасти ветряных турбин обычно изготавливаются из множества сердечников из бальзовой фанеры и внутренних лонжеронов, покрытых с обеих сторон тканью, пропитанной смолой. В ракетках для настольного тенниса слой бальзового дерева обычно зажат между двумя кусками тонкой фанеры, изготовленными из других пород дерева. Бальзовое дерево также используется в ламинатах вместе со стеклопластиком ( стекловолокном ) для изготовления высококачественных досок для серфинга из бальзового дерева , а также для палуб и верхних сидений многих типов лодок , особенно прогулочных судов длиной менее 30 м. На лодке бальзовое ядро обычно представляет собой бальзовое дерево с поперечным волокном , которое гораздо более устойчиво к сжатию, чем если бы мягкое бальзовое дерево было уложено продольно.
Более 90% мирового объема бальсового дерева перерабатывается в торцевые панели для композитной промышленности, в основном используемые в качестве структурных сердечников в лопастях ветряных турбин. Там, где требуются прочные, жесткие, долговечные и экологически чистые материалы.
Бальза также используется при изготовлении «ломающихся» деревянных конструкций, таких как столы и стулья, которые предназначены для разрушения во время театральных, кино- и телепостановок.
Пятое и шестое поколения Chevrolet Corvette имели днище, сделанное из бальзы, зажатой между листами пластика , армированного углеродным волокном . [9]
Норвежский ученый и путешественник Тур Хейердал , убежденный в возможности раннего контакта между народами Южной Америки и Полинезии , построил плот Кон Тики из бальзовых бревен, и на нем он со своей командой переплыл Тихий океан из Перу в полинезийский архипелаг Туамоту в 1947 году. Однако бревна Кон Тики не были выдержаны и во многом своей (довольно слабой) плавучестью были обязаны тому факту, что их сок имел меньшую плотность, чем морская вода. Это по счастливой случайности, возможно, спасло экспедицию, поскольку не позволило морской воде затопить древесину и потопить плот. [11]
Бальсовое дерево также является популярным видом древесины, используемым в искусстве высечки , [9] и серфинга . При изготовлении рам для картин бальса часто использовалась в стиле барокко из-за простоты формирования дизайна.
В некоторых частях Африки и Южной Америки листья бальсового дерева используются для улучшения традиционного метода промывки при извлечении золота из руды. При смешивании с водой получается мыльный раствор, который помогает смыть более легкий нежелательный материал. [12] [13]
Медиа, связанные с Ochroma на Wikimedia Commons
