guia de secado y preservado

7/24/2019 Guia de Secado y Preservado

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UNIVERSIDAD DEL TOLIMAFACULTAD DE INGENIERA FORESTAL

GUA PARA EL CURSO DE SECADO YPRESERVACIN DE LA MADERA

DOCENTE:ROSVEN LIBARDO ARVALO FUENTES

INGENIERO FORESTAL

IBAGU2006


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CONTENIDO

PRESENTACIN

1 GENERALIDADES DE LA MADERA

1.1 LA HUMEDAD EN LA MADERA1.1.1 Determinacin del contenido de humedad en la madera1.2 CONTENIDO DE HUMEDAD DE EQUILIBRIO1.3 MXIMO CONTENIDO DE HUMEDAD EN LA MADERA1.4 CAMBIOS DIMENSIONALES EN LA MADERA1.4.1 Anisotropa de los cambios dimensionales en la madera1.5 DENSIDAD DE LA MADERA1.5.1 Mtodos para calcular la Densidad

2 SECADO DE LA MADERA

2.1 RAZONES PARA SECAR LA MADERA2.2 LEYES QUE RIGEN EL S2.2.1 TEMPERATURA.2.2.2 HUMEDAD DEL AIRE2.2.2.1 Control de la Humedad Relativa2.2.3 VELOCIDAD DEL VIENTO.2.2.3.1 Velocidad del viento recomendada.2.2.3.2 Parmetros de los que depende la circulacin del aire en el secado.2.3 CONTENIDO DE HUMEDAD DE EQUILIBRIO EN UN CUERPO POROSO2.3.1 CONCEPTO DE EQUILIBRIO HIGROSCPICO2.3.2 HUMEDAD HIGROSCPICA DE LA MADERA2.3.2.1 Factores que determinan el tiempo en alcanzar el Contenido de Humedad

de Equilibrio2.3.2.2 Valores del Contenido de Humedad de Equilibrio de la Madera2.3.2.3 Importancia de la Humedad de Equilibrio

2.4 GRADIENTE DE HUMEDAD DE LA MADERA2.5 GRADIENTE DE SECADO DE LA MADERA2.6 DESARROLLO DEL PROCESO DE SECADO DE LA MADERA2.7 TENSIONES DE SECADO DENTRO DE LA MADERA2.7.1 COLAPSO2.7.1.1 Principales causas del colapso de la madera durante el secado2.7.1.2 Formas de evitar y corregir el colapso2.7.2 ENDURECIMIENTO2.7.2.1 Formas de evitar y corregir el endurecimiento2.7.3 CONSECUENCIAS DEL ENDURECIMIENTO Y EL COLAPSO


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3 SECADO NATURAL O SECADO AL AIRE LIBRE

3.1 VENTAJAS DEL SECADO NATURAL

3.2 DESVENTAJAS DEL SECADO NATURAL3.3 FACTORES QUE DETERMINAN LA VELOCIDAD DEL SECADO NATURAL3.3.1 EL PESO ESPECFICO DE LA MADERA3.3.2 ESPESOR DE LA MADERA3.3.3 PATRN DE ASERRADO3.3.4 CONDICIONES CLIMTICAS3.3.5 MTODOS DE APILADO3.3.6 EL PISO DE LOS PATIOS DE SECADO3.4 CAUSAS DEL DETERIORO EN EL SECADO NATURAL3.4.1 CONTRACCIN3.4.2 ENDURECIMIENTO

3.4.3 INFECCIONES FUNGOSAS3.4.4 ATAQUE DE INSECTOS3.4.5 ACCIN QUMICA3.4.6 ALABEO3.4.6.1 Abarquillado3.4.6.2 Arqueadura3.4.6.3 Encorvadura3.4.6.4 Torcedura3.5 PREPARACIN DE LA MADERA ANTES DEL SECADO3.5.1 PROTECCIN DE TROZAS3.5.2 PROTECCIN DE LA MADERA RECIN ASERRADA

3.5.3 PROTECCIN CONTRA FORMACIN DE GRIETAS, RAJADURAS YDEFORMACIONES

3.6 CLASIFICACIN DE LA MADERA ASERRADA PARA EL SECADO NATURAL3.6.1 CLASIFICACIN POR ESPECIES3.6.2 CLASIFICACIN POR ESPESORES3.6.3 CLASIFICACIN SEGN ANCHOS3.6.4 CLASIFICACIN POR LONGITUD3.6.5 CLASIFICACIN POR CONTENIDO DE HUMEDAD3.6.6 CLASIFICACIN POR CALIDAD3.7 EL APILADO PARA EL SECADO AL AIRE3.7.1 APILADO HORIZONTAL EN PAQUETES

3.7.2 APILADO HORIZONTAL3.7.3 APILADO TIPO JAULA O EN TRIANGULO3.7.4 APILADO EN CABALLETE3.7.5 APILADO VERTICAL

4 SECADO ARTIFICIAL O EN HORNOS

4.1 VENTAJAS DEL SECADO ARTIFICIAL4.2 DESVENTAJAS DEL SECADO ARTIFICIAL4.3 SECADO ARTIFICIAL CONVENCIONAL4.3.1 SECADO A BAJAS TEMPERATURAS O PRESECADO


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4.3.1.1 Recomendaciones para el secado a bajas temperaturas4.3.1.2 Secado a bajas temperaturas4.3.2 SECADO A TEMPERATURAS NORMALES

4.3.2.1 Cmara de secado4.3.2.2 Fases de secado4.3.3 SECADO A ALTAS TEMPERATURAS4.3.3.1 Ventajas del secado a altas temperaturas4.3.3.2 Desventajas del secado a altas temperaturas4.3.4 SECADO CON VAPOR SOBRECALENTADO4.4 PROCESOS ESPECIALES DEL SECADO4.4.1 MTODOS QUMICOS4.4.1.1 Secamiento mediante Solventes4.4.1.2 Secado con sales4.4.2 SECAMIENTO EN LQUIDOS OLEOSOS

4.4.3 SECADO AL VACO4.4.3.1 Elementos de una secadora al vaco4.4.3.2 Ventajas del secado al vaco4.4.3.3 Desventajas del secado al vaco4.4.4 SECADO POR APLICACIN DIRECTA DE LA ELECTRICIDAD4.4.4.1 Secado por Resistencia Elctrica4.4.4.2 Secado por corriente de Alta Frecuencia4.4.5 SECADO SOLAR4.4.5.1 Detalles de la construccin del secadero.

5 PRESERVACIN DE LA MADERA

5.1 DESARROLLO HISTRICO DE LAS PRESERVACIN DE LA MADERA5.2 AGENTES DESTRUCTORES DE LA MADERA.5.2.1 LAS BACTERIAS5.2.2 LOS HONGOS5.2.3 LOS ANIMALES5.2.4 PERFORADORES MARINOS5.2.5 ELFUEGO5.2.6 EL DESGASTE MECNICO5.3 DURABILIDAD NATURAL DE LA MADERA5.4 DURABILIDAD NATURAL Y TRATABILIDAD DE ALGUNAS MADERAS

5.5 PRESERVANTES PARA LA MADERA5.5.1 REQUISITOS DE UN PRESERVANTE5.5.2 CLASIFICACIN DE LOS PRESERVANTES PARA MADERA5.5.2.1 CREOSOTAS5.5.2.2 PRODUCTOS ORGNICOS (OLEOSOLUBLES)5.5.2.3 PRODUCTOS INORGNICOS (HIDROSOLUBLES)5.5.3 ABSORCIN, PENETRACIN, RETENCIN5.5.3.1 ABSORCIN5.5.3.2 PENETRACIN5.5.3.3 RETENCIN5.6 CRITERIOS PARA LA CLASIFICACIN DE LA MADERA SEGN LA


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TRATABILIDAD5.7 PROTECCIN CONTRA INCENDIOS5.7.1 FACTORES QUE PERMITEN EL FUEGO

5.7.2 TEORA DE LOS RETARDANTES5.8 ESTABILIDAD DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIN5.9 ACONDICIONAMIENTO O PREPARACIN DE LA MADERA ANTES DE SU

PRESERVADO5.9.1 DESCORTEZADO5.9.2 SECADO DE LA MADERA5.9.3 LABRADO Y TALADRADO5.9.4 INCISIONES5.10 MTODOS DE PRESERVADO5.10.1 METODOS PROFILACTICOS5.10.1.1 METODOS PROFILACTICOS PARA MADERA ROLLIZA

5.10.1.2 METODOS PROFILACTICOS PARA MADERA ASERRADA5.10.2 METODOS DE PRESERVACIN5.10.2.1 METODOS DE PRESERVACIN SIN PRESIN5.10.2.1.1 Mtodos Por Brocha, Rodillos y Aspersin.5.10.2.1.2 Mtodos Por Inmersin5.10.2.1.3 Mtodo Bao Caliente y Fro5.10.2.1.4 Mtodo de Tratamiento por Difusin5.10.2.1.4.1 Difusin Simple.5.10.2.1.4.2 Difusin Doble5.10.2.2 METODOS DE PRESERVACIN CON PRESIN5.10.2.2.1 PROCEDIMIENTO BETHELL O CELULA LLENA

5.10.2.2.2 PROCEDIMIENTO RUEPING O CELULA VACA5.10.2.2.3 PROCEDIMIENTO LOWRY5.10.2.2.4 PROCEDIMIENTOS DIVERSOS: EL METODO BOUCHERIE5.11 CONTROL DE CALIDAD EN LA INDUSTRIA DE LA PRESERVACIN5.11.1 CONTROL DE CALIDAD DE LA MATERIA PRIMA5.11.1.1 CALI DAD DE LA MADERA5.11.1.2 MANUFACTURA O ACABADO5.11.1.3 CONTEN I DO DE HUMEDAD5.11.2 CONTROL DE CALIDAD DEL PROCESO5.11.2.1 INMUNIZANTE5.11.2.2 TRATAMIENTO

5.11.2.3 RESULTADOS DEL TRATAMIENTO5.11.2.3.1 Determinacin de la Penetracin.5.11.2.3.2 Determinacin de la Retencin.5.11.3 CERTIFICADO DE CALIDAD5.12 PRESERVACION DE LA MADERA INSTALADA. TRATAMIENTOSCOMPLEMENTARIOS5.12.1 LA VULNERABILIDAD DE LA MADERA INSTALADA5.12.2 POST-TRATAMIENTO POR DIFUSION5.12.2.1 TRATAMIENTOS CON PASTAS5.12.2.2 VENDAJES PROTECTORES5.12.2.3 GUlA DE INSPECCION PARA POSTES EN USO


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LISTA DE FIGURAS

Fig. 1 Isotermas de sorcin de la madera para diferentes temperaturas.

Fig. 2 Contenido de humedad de la madera destinada a distintos usos (los valores varanpara los diferentes especies; el grfico indica solamente valores promedios).

Fig. 3. Curva terica de secado.

Fig. 4 Clases de alabeo: 1. Abarquillado, 2. Arqueadura, 3. Encorvadura, 4. Torcedura.

Fig. 5. Formas de Apilado

Fig. 6. Secado solar de tablillas de Pino

Fig.7. Agentes destructores de la madera

Fig. 8. Tipos de penetracin en la madera tratada

Fig. 9. Equipo principal para la preservacin con el proceso con vaco y presin

Fig. 10. Esquema de la instalacin de una planta automtica de preservacina base de vaco y presin .

Fig. 11. Procedimiento BETHELL O Clula Llena

Fig. 12. Procedimiento RUEPING

Fig. 13.. Proceso Lowry

Fig. 14. Esquema de una instalacin de tratamiento segnSistema BOUCHERIE

Fig. 15. Barreno de incremento


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PRESENTACIN

El programa de Ingeniera Forestal de la Universidad del Tolima tiene comopropsito principal formar estudiantes en la creacin de conocimientos cientficos,aplicacin de los mismos y apropiacin de tecnologas adecuadas, para laplanificacin y aprovechamiento integral y racional de los ecosistemas forestalesnaturales y plantados bajo el principio del desarrollo sostenible.

Para la integridad del estudiante de ingeniera forestal, el plan de estudios estadiseado para formar seres sociales integrales capacitados para planear,programar, dirigir, administrar, ejecutar y evaluar en las reas de Silvicultura,Ordenacin de bosques, aprovechamiento Forestal, Manejo de parquesnacionales, Ecologa e Impacto Ambiental, Proteccin Forestal, Industrias de laMadera, Uso y Manejo del agua y del Suelo, Administracin de empresasForestales, Cuencas Hidrogrficas y en actividades de Investigacin y Extensin.

As la Facultad de Ingeniera Forestal est integrada por tres reas: Silvicultura,Cuencas Hidrogrficas y Tecnologa de la Madera. El rea de tecnologa de laMadera esta conformada por asignaturas como: Aprovechamiento Forestal,Ingeniera de la Madera, Resistencia de Materiales y Diseo, Secado yPreservacin de la Madera y Procesos Industriales de la Madera.

Esta rea capacita al estudiante para la realizacin de labores en el campo de laindustrializacin de la madera y sus productos, aplicando tcnicas industriales y deproduccin que garanticen su utilizacin racional y ptima.

Para cumplir con lo anterior es necesario conocer los diferentes procesos que serealizan para obtener madera de excelente calidad y convertirla en un materialapropiado para la amplia gama de aplicaciones industriales. Bajo estasconsideraciones puede afirmarse que es necesario secar la madera y prolongar suvida til mediante la aplicacin de preservantes.

Este documento tiene el propsito de servir como gua para el curso de secado ypreservado de la madera, siendo esta una de las asignaturas importantes queorienta sobre los equipos, costos, comportamientos, metodologas y las tcnicas

ms apropiadas a la hora de secar la madera; as como los qumicos, equipos ymtodos usados en un proceso de preservacin.

El documento est dividido en tres partes principales: Una parte inicial quecontiene algunas generalidades de la madera, la segunda trata del secado de lamadera y la tercera sobre la preservacin de la madera.


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1. GENERALIDADES DELA MADERA

1.1 LA HUMEDAD EN LA MADERALa madera es una sustancia higroscpica; es decir tiene gran afinidad por el aguay otros agentes tanto en forma liquida como en forma de vapor. Esta capacidad dela madera para perder o absorber agua depende de la temperatura y humedad delmedio ambiente que la rodea (la regin de procedencia y poca de ao) y laespecie forestal.

Conocer el contenido de agua, donde esta localizada, y como se mueve el agua atravs de la madera, es indispensable para la utilizacin racional de la madera, yaque afecta su densidad, contraccin, resistencia mecnica, conductividad calricay elctrica, durabilidad natural, etc. Adems, permite operar en ptimascondiciones y con mayor eficiencia durante el proceso de secado y preservacinde la madera.

1.1.1 Determinacin del contenido de humedad en la madera

La cantidad total de agua en una pieza de madera se denomina contenido dehumedad (CH); se expresa como porcentaje del peso seco al horno de la madera.El mtodo normalizado para determinar la cantidad de agua consiste en secar lamadera en un horno a 103C + 2C hasta obtener peso constante. El pesoobtenido bajo estas condiciones se conoce como peso anhidro. El peso del aguaes la diferencia en peso antes y despus del secado. Su valor numrico seexpresa en porcentaje y se calcula por medio de la siguiente frmula:

Peso del agua en la maderaCH = ---------------------------------------- X 100%

Peso de la madera anhidra

Pv PshCH = --------------- X 100%

PshDonde:

CH= Contenido de Humedad.

Pv= Peso verde o peso antes del secado al horno.

Psh= Peso despus del secado al horno.Si despejamos Peso verde la ecuacin sera:


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Pv= Psh (CH + 1)

Si despejamos Peso seco al Horno la ecuacin sera:

PvPsh= ---------------

CH + 1

Ejemplos:

Una muestra de Madera verde (5x5x2 cm) pesa 30 gramos. La secamos en unaestufa a 100C. Hasta obtener un peso constante de 18 gramos. Cul es elContenido de Humedad?

Pv= 30 grPsh= 18 grCH= ?

Pv PshCH= -------------- X 100%

Psh

30 18CH= ----------- X 100%

18CH= 66.7%

El Contenido de Humedad de una muestra de madera es 18%. El peso de lamuestra es 60 gramos. Cul es el peso del agua contenida en la muestra?

CH= 18%Pv= 60 grPsh= ?

PvPsh= ------------CH + 1

60Psh= -------------------

(18/ 100) + 1

Psh= 50.8 gr


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Tenemos la ecuacin: Pv= Psh (CH + 1); Con ella podemos trabajar cuando senecesita calcular la perdida de agua de la madera al disminuir su contenido deHumedad.

Pv1 = Psh (CH1+ 1)Pv2= Psh (CH2+ 1)

Pv1 (CH1+ 1)----- = -------------Pv2 (CH2 + 2)

Ejemplo:

El Contenido de Humedad promedio de un arrume de madera que pesa 3800

libras es de 62%. Cul es la perdida de peso si la madera se seca hasta uncontenido de 20%?

CH1 = 62%Pv1= 3800 LibrasCH2 = 20%Pv2 = ?

Pv1 (CH2 + 1)Pv2 = -------------------

CH1+ 1

3800 Libras (0.20 + 1)Pv2= -------------------------------

0.62 + 1

Pv2 = 2814.8 Libras

Perdida de Peso = Pv1 Pv2

Perdida de Peso = 3800 Libras 2814.8 Libras

Perdida de Peso = 985.2 Libras.

1.2 CONTENIDO DE HUMEDAD DE EQUILIBRIO

La madera expuesta al aire puede llegar, en un tiempo determinado, a estabilizar oequilibrar su Contenido de Humedad con la humedad relativa del aire; estecontenido de humedad se denomina Contenido de Humedad de Equilibrio(C.H.E) El contenido de humedad de equilibrio de la madera expuesta a lascondiciones normales de humedad y temperatura del medio ambiente, pero bajocubierta, es aproximadamente 12% a 15% para la mayora de las especies; esterango se conoce como contenido de humedad de la madera seca al aire


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1.3 MXIMO CONTENIDO DE HUMEDAD EN LA MADERA

El mximo contenido de humedad (CH max) en la madera ocurre cuando las

paredes celulares y los espacios intercelulares se hallan completamente saturadosde agua. La cantidad de agua retenida en este punto de total saturacin estalimitada por el volumen vaco de la madera, es decir, por los espacios noocupados por la sustancia madera y por materiales extractivos.

El mximo contenido de humedad de la madera varia de acuerdo con la especie ycon la muestra. Las variaciones oscilan entre 40% para maderas muy pesadas y200% para las ms livianas. Conocida la densidad bsica de la madera es posiblecalcular el mximo contenido de humedad de la madera mediante la siguienteformula:

CH max = (1/Db 0.65) 100%

Ejemplo:

Cul es el mximo contenido de humedad de la Madera de Carr (Huberodendronpatinoi) si su densidad bsica es de 0.50 gr/ cm3?

Db = 0.50 gr/cm3

CH max = (1/Db 0.65) 100%CH max = (1/0.50 0.65) 100%

CH max = 135%

1.4 CAMBIOS DIMENSIONALES EN LA MADERA

La adicin de agua a la pared celular hace que la madera se hinche en proporcina la cantidad de lquido adicionado. Esta expansin continua hasta que se alcanceel PSF (Punto de Saturacin de las Fibras) Posteriores adiciones del liquido no

produce cambios en el volumen de la madera, puesto que el lquido adicionado,una vez alcanzado el PSF, se concreta en las cavidades celulares.

La expansin (E) es el cambio dimensional expresado como un porcentaje de ladimensin de la madera seca, y se calcula por la expresin:

Dv DsE= -------------- X 100

Ds


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Donde:

E= Expansin o hinchamiento

Dv= Dimensin de la madera verde

Ds= Dimensin de la madera seca.

Por el contrario, la remocin de la humedad de la madera por debajo del PSF,causa la contraccin de la misma. Tales cambios se expresan como un porcentajede la dimensin verde y se calcula por la expresin:

Dv DsC=-------------- X 100

Dv

Donde:

C= Contraccin

Dv= Dimensin de la madera verde

Ds= Dimensin de la madera seca

1.4.1 Anisotropa de los cambios dimensionales en la madera

Los cambios dimensionales de la madera, provocados por la perdida o gananciade humedad, son diferentes en las tres dimensiones estructurales (longitudinal,radial y tangencial), es decir la madera presenta anisotropa.

De esta manera las contracciones serian de tres tipos: Longitudinal, tangencial yradial.

Existe una formula generalizada para hallar la contraccin en un contenido dehumedad especifico.

BCH = BT {(30 CH) / 30 }

Donde:

BCH= Contraccin al contenido de humedad

BT= Contraccin total de la madera

30= Punto de saturacin de las fibras.


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Ejemplo:

Cul ser la dimensin verde tangencial de una tabla de cedro para un cliente que

solicita tablas secas al 12% con un ancho de 20 cm. La contraccin tangencialtotal de la madera es de 10,9% y afecta el ancho de la tabla.

Dvt=?CH= 12%Ancho= 20cmBTt= 10.9%

BCH= BTt {( 30 CH)/ 30}

BCH= 10.9% {(30 12)/30}

B12%= 6,54%

Dvt - DstBt= -------------- x 100

Dvt

DstDvt= ---------

1 Bt

20 cmDvt= -----------------

1 0.0654

Dvt= 21.4 cm

1.5 DENSIDAD DE LA MADERA

Por ser la madera un material celular poroso, el conocimiento de la cantidad desustancia slida que forma las paredes celulares es de gran importancia, porcuanto constituye un buen indicador de sus propiedades mecnicas,

caractersticas de trabajabilidad, comportamiento durante el secado, propiedadeselctricas, trmicas y acsticas.

En la madera como en todo cuerpo poroso, la densidad sirve como una medidadel peso de la madera sin descontar los espacios interiores (densidad aparente), ocomo una medida del peso de la sustancia de las paredes celulares (densidadreal), por unidad de volumen.

El conocimiento de la densidad real o aparente es muy importante para lograr eluso adecuado de las maderas. Es un factor importante en la determinacin de las


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propiedades fsicas y mecnicas que caracterizan las diferentes clases de madera.La cantidad de sustancia madera en un bloque dado es un indicador seguro desus propiedades de resistencia y, hasta cierto punto, de su facilidad de trabajo y

caractersticas de acabado.

1.5.1 Mtodos para calcular la Densidad

La densidad de la madera se define como la masa por la unidad de volumen a undeterminado contenido de humedad y se expresa por la formula:

mD= ------

V

Donde:

D= Densidad, en gr/cm3

m= Masa de una pieza de madera a un determinado contenido de humedad, engramos.

V= Volumen de la misma pieza de madera a igual contenido de humedad, en cm3

En el laboratorio podemos calcular.

Densidad Bsica:

Psh Peso seco al hornoDb= ------- ----------------------------

Vv Volumen verde

Densidad Verde:

Pv Peso verdeDv= ------- ----------------------

Vv

Volumen verde

Densidad seca al aire:

Psa Peso seco al aireDsa= -------- -----------------------------

Vsa Volumen seco al aire


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Densidad seca al horno (Densidad anhidra):

Psh

Peso seco al horno

Dsh= -------- --------------------------------Vsh

Volumen seco al horno

Ejemplo:

Calcule el peso verde o la masa verde de 10 m3 de pino con un contenido dehumedad de 110% y Densidad bsica de 0.45 gr/cm3. Qu capacidad debertener el camin para transportar el lote de madera al lugar de transformacin?

Pv= ?V= 10 m3

CH= 110%Db= 0.45 gr/cm3 = 450 Kg/m3

PshDb= --------

Psh= Db X VvVv

Psh= 450 Kg/m3 X 10 m3

Psh= 4500 Kg

Pv= Psh (CH + 1)

Pv= 4500(1.1 + 1)

Pv= 9450 Kg = 9.45 Toneladas

Para transportar el lote de Madera al sitio de transformacin se requiere un camincon una capacidad de 10 toneladas.


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2. SECADO DE LA MADERA

Desde tiempos muy remotos, el hombre ha reconocido las ventajas de secar lamadera antes de utilizarla. Se considera que secando la madera en forma correctase consiguen muchas ventajas, eliminndose a la vez gran parte de losinconvenientes que han experimentado los usuarios, quienes por desconocimientode las tcnicas de secado frecuentemente usan madera verde o con un contenidode humedad mayor al que le corresponde para su uso.

El sacado, despus que la madera hmeda es instalada, ocasiona grietas,rajaduras y deformaciones, por lo que algunos constructores han llegado adesconfiar totalmente de la madera como material de construccin.

2.1 RAZONES PARA SECAR LA MADERA

Reduce su peso, favoreciendo consecuentemente el transporte al disminuir elcosto de fletes.

Facilita su manipuleo Permite la estabilizacin en forma y dimensiones de la madera en uso,

minimizando los cambios que puedan presentarse como respuesta avariaciones en su contenido de humedad.

Mejora las propiedades mecnicas. Aumenta la resistencia Mejora el encolado y la aplicacin de preservantes y retardantes de la

combustin; la madera seca facilita la penetracin, retencin y absorcin delpreservante.

Mejora la trabajabilidad de la madera en el lijado y maquinado. Aumenta notablemente la resistencia biolgica, especialmente contra la

pudricin y manchas causadas por hongos xilfagos, cromgenos y mohos Reduce el ataque de insectos Mejora el acabado: Aplicacin de lacas, pinturas y la adhesin de papel

decorativo.

2.2 LEYES QUE RIGEN EL SECADO DE LA MADERA

Tanto en el secado en estufa como en el secado al aire, el agua es removida de lasuperficie de la madera por evaporacin. La velocidad de evaporacin escontrolada por la temperatura, la humedad del ambiente y la velocidad del aire quepasa a travs de la pila de secado. Para entender la mecnica del proceso desecado es por lo tanto necesario familiarizarse con las leyes de la evaporizacin ysus relaciones con los parmetros de control.

2.2.1 Temperatura.

El calor es la fuente de la que las molculas de agua en la madera adquieren laenerga cintica necesaria para la evaporacin. La velocidad de secado depende a


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su vez de la cantidad de energa suministrada al medio por unidad de tiempo y dela capacidad del medio (aire) para absorber la humedad liberada por la madera.

La temperatura es un factor de aceleracin de la evaporacin ya que, cuanto mselevada sea la temperatura del ambiente que rodea la madera, mayor es elmovimiento de las molculas de agua y ms intensa ser la evaporacin puestoque el aire podr absorber ms la humedad.

El movimiento del agua en un rbol en pie es ms rpido longitudinalmente quetransversalmente, pero en las piezas de madera a secar este es mayortransversalmente que longitudinalmente. Hacia el interior de la pieza de madera, latemperatura condiciona tambin la velocidad del movimiento del agua,aumentando el coeficiente de circulacin con un incremento de la temperatura.As, a 80C la velocidad del movimiento del agua a l interior de la madera es

aproximadamente cinco veces mayor que a 25C.

En el secado en estufa, la energa o calor se transmite a la madera generalmentepor conveccin, siendo este el fenmeno predominante durante el proceso. En elsecado al aire, cuando la madera esta expuesta a la radiacin directa del sol, latemperatura superficial de las piezas de madera puede llegar a ser muy superior ala temperatura del aire en circulacin. Esta situacin generalmente propiciacondiciones de secado muy severas, que se manifiestan en defectos en la maderacomo torceduras, grietas, rajaduras en los extremos, etc; esto indica que el factorms importante y de mayor influencia en el secado es la temperatura.

El control de la temperatura constituye, para muchas especies, el factor de mayorpeso durante el desarrollo del proceso de secado. La temperatura de secado variasegn la especie (ver tabla 1.)

Tabla 1. Temperaturas mximas admisibles para obtener madera deExcelente calidad en el proceso de secado.

Madera Temperatura mxima admisible paracalidad de secado excelente

Liviana 70 90CSemipesada Pesada 60 80C

Verde y recin aserrada Temperaturas bajasLatfoliadas < 60C

La temperatura se mide con el termmetro seco del psicrmetro del secadero. Seexpresa en grados Centgrados (C) o en grados Fahr enheit (F).


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2.2.2 Humedad del aire

El contenido de vapor de agua en el aire puede expresarse de varias maneras,

diferentes a la presin de vapor. As, se define humedad absoluta (HA)como lamasa de vapor de agua por unidad de volumen de aire hmedo y generalmente seexpresa en gramos por metro cbico. En una atmsfera saturada de vapor deagua, se denomina humedad absoluta saturada (HAo).

En la tabla 2 se pueden observar los valores de la presin de vapor saturado y dela humedad absoluta saturada correspondientes a diferentes temperaturas.

Tabla 2. Presin de vapor saturado (po) y humedad absoluta saturada (HAo)para temperaturas entre 0 C y 200 C.


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Lahumedad relativa (HR)se define como la relacin entre la presin parcial delvapor de agua presente en el aire (P) y la presin de vapor saturado a la mismatemperatura (Po), expresada en porcentaje. En otras palabras, la humedad relativa

del aire es la relacin entre la cantidad de vapor de agua contenida en un volumendeterminado de aire y la mayor cantidad posible de vapor de agua que puedahallarse en ese volumen de aire a la misma temperatura. Se expresa a travs dela formula:

PHR= ------- X 100

Po

La humedad relativa puede definirse como la relacin entre la humedad absolutadel aire (HA) y la humedad absoluta saturada (HAo), a la misma temperatura.

La humedad relativa del aire se puede medir de diferentes formas:

Higrmetro: Este instrumento se usa bajo condiciones naturales (intemperie) ypara temperaturas inferiores a 80C. Este instrumen to se basa en la propiedadque tienen ciertas materias, como el cabello, de elongarse cuando el aire estahmedo y de contraerse si el aire esta seco. La elongacin o contraccin delcabello se transmite, mediante un sistema de palancas, a una aguja que indicaren un dial la humedad del aire circundante.

Psicrmetro:Se emplea para determinar la humedad relativa del aire dentro de la

cmara de secado. Este instrumento consta de dos termmetros, en uno de loscuales el bulbo permanece siempre seco e indica la temperatura real del aire. Elotro, llamado termmetro de bulbo hmedo, mantiene su parte sensitiva cubiertapor una tela de algodn hmeda, altamente absorbente. El agua que conservahmeda esta tela se mantiene en un nivel constante en un recipiente colocadodebajo. Para garantizar el funcionamiento correcto del psicrmetro, es muyimportante que se utilice agua destilada o agua lluvia para humedecer la tela.

Carta Psicromtrica o Diagrama de Aire Hmedo: Estas cartas muestrangrficamente los valores caractersticos de la mezcla aire-vapor de agua. Lainformacin presentada en estas cartas es variable, siendo algunas de ellas muy

sofisticadas. Generalmente estas cartas presentan el contenido de humedad delaire sobre el eje vertical y la temperatura de bulbo seco sobre el eje horizontal. Laslneas curvas de humedad relativa constante presentan valores desde 10% hasta100%.

Clculo de la Humedad Relativa a partir de la Ecuacin de Carrier: estaecuacin es muy til cuando se requiere gran precisin en el clculo de lahumedad relativa del aire y es recomendada para precisiones baromtricas que sedesvan significativamente de los 76cm de Hg.


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Tablas Psicromtricas: La humedad relativa del aire tambin puede obtenersede las tablas elaboradas a partir de los datos de temperatura de bulbo seco ydepresin del bulbo hmedo (diferencia psicromtrica).

2.2.2.1 Control de la Humedad Relativa

La humedad relativa del aire dentro de una cmara de secado puede controlarsede la siguiente manera:

Regulando la temperatura del bulbo seco operando termostticamente omediante mecanismos de enfriamiento.

Controlando termostticamente la temperatura del punto de roco o delbulbo hmedo. Esta accin puede llevarse a cabo, para temperaturas porencima del punto de congelacin, mediante el control de la temperatura del

agua que por aspersin se inyecta a la corriente de aire seco enmovimiento.

Agregando vapor caliente al aire en movimiento para aumentar la humedadrelativa, o pasando la corriente de aire a travs de serpentinesrefrigeradores a una temperatura por debajo del punto de roco, parareducirla.

En el caso especfico de un horno para secado de madera, la humedadrelativa generalmente se controla mediante un sensor y controlador delbulbo hmedo. El vapor caliente se agrega al horno para aumentar latemperatura del bulbo hmedo y las ventilas colocadas en la parte superiordel horno se abren para permitir el escape del aire hmedo y as disminuir

la temperatura del bulbo hmedo.

La humedad relativa del aire influye o afecta directamente la humedad de lamadera. Si la humedad relativa del aire aumenta, entonces aumenta la humedadde la madera e inversamente, la humedad de la madera disminuye. Estaaseveracin se cumple cuando se mantiene la temperatura constante y cuando losprocesos se llevan a cabo en un sistema cerrado, como es el caso de unasecadora para madera.

Ejemplo:

Las condiciones climticas de un cuarto son de 10C de temperatura y 80% dehumedad relativa. Cul ser la humedad relativa en el cuarto si se aumenta latemperatura a 40C?.

Para resolver este ejemplo se utiliza la tabla 2.

El aire a 10C y 100% de HR segn la tabla 2 posee:

HAo= 9.4 gr/m3


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La humedad relativa en este caso es 80%, la cantidad de vapor de agua del airees:

HAHR= --------- X 100

HAo

HRHA= -------- X HAo

100

HA= 0.80 X 9.4 gr/m3

HA= 7.52 gr/m3

El aire a 40C requiere 51.1 gr/m 3 de vapor de agua para saturarse por tanto lanueva humedad relativa en el cuarto sera:

HAo= 51.1 gr/m3

HAHR= --------- X100

HAo

7.52 gr/m3

HR= ----------------- X 10051.1 gr/m3

HR= 14.7%

Al disminuir la humedad relativa del aire por un aumento de la temperatura, seaumenta su capacidad para absorber humedad y por lo tanto la madera puedesecarse ms.

En conclusin la humedad de la madera ser ms baja cuanto menor sea lahumedad relativa del aire y mayor la temperatura. As, las tres posibilidades para

acelerar el proceso de secado de la madera son:

Disminuyendo la humedad relativa del aire, dejando constante latemperatura.

Aumentando la temperatura, manteniendo constante la humedad relativadel aire. Esta situacin es difcil de manejar.

Combinando la disminucin de la humedad relativa del aire con unaumento de la temperatura. Este es el mtodo ms comn en el secadoen cmaras.


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2.2.3 VELOCIDAD DEL VIENTO.

La circulacin del aire es otro de los elementos de control de la velocidad de

evaporacin del agua durante el proceso de secado de la madera. La ventilacino circulacin de aire fresco a travs de una pila de madera y la expulsin de lahumedad, son condiciones necesarias para asegurar la remocin del exceso dehumedad dentro de un horno y as mantener las condiciones de humedad relativadeseadas. La velocidad del aire dentro de una pila tiene como funcionesprincipales:

Transmitir la energa requerida para calentar el agua contenida en lamadera facilitando as su evaporacin

Transportar la humedad saliente de la madera

La capa limite que siempre existe entre la madera y el aire juega un papelimportante en el secado de la madera. Cuanto menor sea el espesor de esta capalimite, ms rpida ser la remocin de la humedad de la superficie de la madera.La forma de la corriente de aire es importante para la velocidad de secado. Unacorriente turbulenta es mucho ms eficaz que una corriente laminar, pues laprimera afecta en mayor forma la capa lmite entre la madera y el aire.

La velocidad del aire desempea un papel muy importante durante las primerasetapas de secado, sea natural o artificial, sobre todo cuando la madera esta muyhmeda. A mayor velocidad de aire, mayor ser la tasa de evaporacin y menor eltiempo de secado y viceversa. Si la velocidad de aire disminuye, la tasa de

evaporacin disminuye y se aumenta el tiempo de secado. Por ello para asegurarun secado rpido y uniforme es indispensable una circulacin de aire fuerte yregular.

2.2.3.1 Velocidad de aire recomendada.

Experimentalmente se ha demostrado que se obtienen condiciones ptimas desecado en la mayor parte de los casos, cuando el aire circula en una pila a unavelocidad de 2 m/s. Si se utilizan mayores sin un debido control puedecomprometerse la calidad de la madera por cuanto se acelera considerablementela tasa de evaporacin del agua, generndose un gradiente de humedad muy alto

entre la superficie de la madera y su parte interna.

2.2.3.2 Parmetros de los que depende la circulacin del aire en el secado.

El proceso de secado depende de:

Velocidad del aire, tipo de flujo. Temperatura fuera del aire y de la superficie. Humedad del aire y de la superficie. Temperatura de la madera. Contenido de humedad de la madera.


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Potencial de transmisin de calor. Permeabilidad. La especie (anatoma de la madera). Espesor del producto.

2.3 CONTENIDO DE HUMEDAD DE EQUILIBRIO EN UN CUERPO POROSO

Todo cuerpo poroso en contacto con un ambiente absorbe o pierde humedad si nohay una igualdad entre las presiones parciales de vapor del aire circundante y delcuerpo hmedo. Mientras que estos valores de la presin de vapor seandiferentes, se puede afirmar que habr una transferencia de humedad del cuerpoal medio circundante o del medio al cuerpo. Esta transferencia dependeesencialmente de la humedad relativa (HR) del aire.

2.3.1 CONCEPTO DE EQUILIBRIO HIGROSCPICO

Un cuerpo saturado de agua, tiene transferencia nula si la HR es del 100% ymxima si la HR es de 0%; por el contrario si el cuerpo poroso est seco, laabsorcin de humedad del cuerpo ser mxima si la humedad del 100% einexistente si la HR es de 0%. Cuando acabo de cierto tiempo las presiones devapor se igualan, se alcanza un punto de equilibrio que corresponde aun estadode humedad llamado de equilibrio del material.

Durante este proceso la temperatura del cuerpo poroso tiende a alcanzar la

temperatura seca del ambiente. De lo anterior se puede concluir que existe unarelacin directa entre la temperatura, la humedad de un ambiente dado y lahumedad de equilibrio del material.

2.3.2 HUMEDAD HIGROSCPICA DE LA MADERA

Cuando una pieza de madera se deja suficiente tiempo en un ambiente cuyascaractersticas de temperatura y humedad relativa permanecen constantes, seestablece un equilibrio entre la presin parcial del vapor de agua en el aire y la queexiste en el interior de la pieza de madera. Cuando este equilibrio es alcanzado, lahumedad de la madera no vara ms y se dice que ha llegado al contenido de

humedad de equilibrio (ECH) o humedad lmite. Este contenido de humedadpermanecer constante mientras las caractersticas del aire que rodean a lamadera no cambien.

2.3.2.1 Factores que determinan el tiempo en alcanzar el Contenido deHumedad de Equilibrio.

Densidad de la madera Espesor Cantidad de sustancias extractivas presentes en la madera Calidad de sustancias extractivas presentes en la madera


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Humedad inicial, etc.

2.3.2.2 Valores del Contenido de Humedad de Equilibrio de la Madera

Los valores de la humedad de equilibrio de la madera se han determinadoexperimentalmente en funcin de las caractersticas del aire que la rodea. Apresin atmosfrica constante se puede hacer variar los parmetros humedadrelativa y temperatura del aire y a partir de ellos establecer los valores de lahumedad de equilibrio de la madera correspondiente a cada condicin dada. Larepresentacin grafica de estas puede hacerse de dos maneras:

Manteniendo constante la temperatura y variando la humedad relativa delaire. La curva construida se llama isoterma de sorcin. (Ver figura 1)

Fig. 1 Isotermas de sorcin de la madera para diferentes temperaturas.


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A partir de los valores de la temperatura y la humedad relativa del aire, sepuede determinar el contenido de humedad de equilibrio de la madera paracada condicin climtica dada. As se obtiene una curva de humedad deequilibrio constante, estas son ms fciles de leer que las isotermas.

Existen tablas para determinar el contenido de humedad de equilibrio que abarcanun rango de temperatura del aire entre los puntos de congelacin y ebullicin. (vertabla 3.). Estas tablas presentan promedios para los datos de sorcin y desorcinrepresentativos de varias maderas.

2.3.2.3 Importancia de la Humedad de Equilibrio de la Madera

El conocimiento de la humedad de equilibrio de la madera es fundamental para laconduccin del secado artificial. En la figura 2 se presentan los valores dehumedad requeridos para la madera de acuerdo a distintos usos.

Fig. 2 Contenido de humedad de la madera destinada a distintos usos (los valores varanpara los diferentes especies; el grfico indica solamente valores promedios).


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Tabla 3. Humedad relativa y contenido de humedad para diferentes temperaturasDel bulbo seco y depresiones del bulbo hmedo.


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2.5 GRADIENTE DE SECADO

El gradiente de secado (GS) de la madera es una medida del potencial de secado

de la madera. De la magnitud de ese gradiente depende la forma y progreso desecado as:

Gradientes demasiado elevados producen un secamiento muy rpido delas capas superficiales de la madera, con el consecuente riesgo deformacin de tensiones internas, grietas, deformaciones: alabeo(abarquillado, arqueadura, encorvadura, y torcedura), acebolladura oescamadura, rajadura y an el endurecimiento.

Gradiente de secado excesivamente pequeo prolonga el tiempo desecado, aumentando los costos.

El valor del gradiente de secado depende de varios factores como:

Especie Espesor de la madera a secar Contenido de humedad inicial Tipo de secadora (metlica, de muro)

Dependiendo de las caractersticas de la especie, aquellas con valores decontraccin elevados deben secarse con gradientes de secado bajos (GS menora 2). Para especies desconocidas respecto a su comportamiento durante elsecado, debe aplicarse un programa de secado cuidadoso, con un gradiente de

1,5 a 1,6, hasta que se adquiera mayor experiencia. Para evitar defectos duranteel secado se aconseja usar algunos valores dependiendo de la calidad de maderaque se desea obtener ( ver tabla 4).

Tabla 4. Valores de gradiente de secado (GS) recomendados.

ESPECIE GS con buena calidad GS con poca calidadLatfoliadas 1,5 - 1,8 2 -3Conferas 2 - 3 3 - 4

2.6 DESARROLLO DEL PROCESO DE SECADO DE LA MADERA

Las leyes que regulan el proceso de secado de la madera son de naturalezadiferente, dependiendo si el contenido de humedad est por encima o por debajodel punto de saturacin de las fibras:

Por encima del punto de saturacin de las fibras, la velocidad de secado,bajo condiciones estables de temperatura y humedad relativa del aire,permanece constante y el movimiento del agua libre liquida es causadopor fuerzas capilares, representado por una lnea recta en la curva terica


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de secado. Durante la evaporacin del agua libre no se producen tensionesdentro de la madera y solamente se modifica la distribucin del contenidode humedad hacia el interior de la pieza.

Por debajo del punto de saturacin de las fibras (zona higroscpica), indicaque el secado ya ha avanzado hasta alcanzar este punto y lapermeabilidad de la estructura microscpica y submicroscpica de lamadera entra a jugar un papel muy importante en le proceso de remocindel agua. La grfica de velocidad de secado cambia de una lnea recta auna curva exponencial decreciente.

Finalmente la curva tiende hacia un valor lmite que es la humedad deequilibrio de la madera correspondiente a las condiciones climticasestablecidas. (ver figura 3.)

Fig. 3. Curva terica de secado.


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2.7 TENSIONES DE SECADO DENTRO DE LA MADERA

Las tensiones que se producen en una pieza de madera durante el secado son de

naturaleza diferente, segn que su contenido de humedad se encuentre porencima o por debajo del punto de saturacin de las fibras.

Por encima del punto de saturacin de las fibras, la tensin capilar esresponsable de los esfuerzos que se presentan en la madera y encondiciones extremas puede conducir a un aplastamiento celular conocidocomo COLAPSO.

Por debajo del punto de saturacin de las fibras, las tensiones de secado,responsables de la contraccin normal de la madera , se desarrollan en lasparedes celulares y son una consecuencia del gradiente de contenido de lahumedad que se presenta entre las capas superficiales y el centro de la

pieza de madera. En condiciones extremas, estas fuerzas pueden conducira la aparicin de defectos como: ENDURECIMIENTO, GRIETASSUPERFICIALES Y GRIETAS INTERNAS.

2.7.1 COLAPSO

El colapso en la madera se presenta cuando los esfuerzos de tensin capilarexceden la resistencia de la pieza a la compresin perpendicular al grano, lo cualgeneralmente ocurre cuando los meniscos se mueven a travs de punteadurasmuy pequeas y paredes celulares muy delgadas. El colapso puede presentarse

en una sola clula o en un grupo de clulas.

El colapso celular es el resultado del secado rpido de la madera con un contenidode humedad tan alto, que todas sus cavidades celulares estn completamentellenas de agua libre y donde faltan las burbujas de aire que realmente seencuentran en las clulas. El colapso usualmente ocurre en maderas muyimpermeables que tienen sus cadenas celulares completamente saturadas conagua.

Al iniciarse el proceso de secado, el vapor de agua abandona las clulas por losmeniscos localizados en las punteaduras ms pequeas. Cuando una clula

contiene una burbuja de aire, la tensin capilar que se genera es contrarrestadapor la expansin de dicha burbuja; en caso contrario, es decir, cuando la cavidadcelular esta completamente llena de agua, la tensin capilar es transmitida a lasparedes celulares. Si estas son lo suficientemente fuertes para resistir dichatensin, el menisco es entonces arrastrado hacia la cavidad celular formndoseuna burbuja de aire que contrarrestara la tensin; pero si las paredes no puedensoportar la tensin la tensin, ellas son atradas hacia el lumen originndose unacontraccin anormal o plegamiento celular, conocido como colapso.


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2.7.1.1 Principales causas del colapso de la madera durante el secado.

Segn J.F SIAU (1984), las principales causas del colapso de la madera durante

el secado son las siguientes:

Punteaduras pequeas que aumentan la susceptibilidad de la madera alcolapso, debido a la elevada tensin capilar resultante. Las maderas deconferas con punteaduras pequeas que caracterizan por su bajapermeabilidad.

Una alta tensin superficial del lquido evaporado de la madera que provocaigualmente el colapso.

Madera de baja densidad que tiene paredes delgadas y colapsa fcilmentedebido a su baja resistencia a la compresin perpendicular al grano.

La aplicacin de temperaturas muy elevadas (superiores a los 50 60

grados centgrados) durante las primeras etapas del secado, que disminuyela resistencia de la madera y la hace ms susceptible al colapso.

El colapso puede ser interno o externo: Externo, en cuyo caso la superficie de lapieza de madera presenta corrugaciones o fuertes aplastamientos cuando essevero. Interno, generalmente va acompaado de grietas internas que sepresentan en la seccin transversal de la pieza como cavidades de forma irregular.

La madera de duramen es ms propensa al colapso que la albura. Como reglageneral puede aceptarse que el colapso raramente se presenta en madera dealbura, ya que esta tiene paredes celulares permeables y mayor nmero de poros

que en el duramen

2.7.1.2 Formas de evitar y corregir el colapso

El colapso puede evitarse sometiendo la madera verde a un secamiento lento(temperaturas normales) durante los primeros estados del proceso, hasta que lamadera halla perdido la formacin de burbujas en las cavidades celulares,facilitando el secamiento posterior sin el desarrollo de esfuerzos o tensionesexcesivos.

El reacondicionamiento de la madera colapsada es posible cuando an no se ha

desarrollado rupturas en la pieza. El colapso se elimina sometiendo la madera aun fuerte vaporizado, que se debe llevar a cabo cuando se ha obtenido uncontenido de humedad de 16% a 18%. Con este tratamiento la madera absorbehumedad y las clulas se dilatan adquiriendo nuevamente la forma normal de laseccin transversal. La duracin del tratamiento depende de:

La especie El espesor de la madera y El grado de ondulacin que presentan las piezas.

Generalmente el tratamiento se estima entre 4 y 8 horas. Durante este tiempo elcontenido de humedad de la madera aumenta entre 2 y 6%, siendo mayor en las


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capas exteriores. Despus de este reacondicionamiento debe practicarse uncuidadoso programa de resecado, con una temperatura ms baja y una humedadrelativa ms alta que las condiciones del horario de secado inicialmente pre-

establecidas.

2.7.2 ENDURECIMIENTO

La contraccin normal de la madera, que se inicia cuando su superficie exterior haalcanzado el punto de saturacin de las fibras, no se desarrolla uniformemente entoda la pieza.

Inicialmente y bajo condiciones de secado normales (gradiente de secadomoderado), las capas exteriores pierden humedad rpidamente mientras que elcentro permanece an hmedo, crendose un gradiente de contenido de humedad

que induce el flujo del agua del centro hacia la periferia. Las capas interiores de lamadera, que an permanecen con un contenido de humedad superior al punto desaturacin de las fibras, se oponen a la contraccin generndose entoncesesfuerzos de tensin hacia el centro. Cuando la resistencia natural de la madera ala tensin y/o compresin es superior a las tensiones originadas por el gradientedel contenido de humedad, la madera se contrae normalmente sin presentarsedaos en su estructura. En caso contrario si la resistencia de la madera es menorque las tensiones producidas, puede desarrollarse agrietamientos superficialesque contribuyen o reflejan un estado temprano de endurecimiento. Esta situacinse detecta cuando al cortar o reaserrar longitudinalmente la tabla, las piezas securvan haca afuera.

A medida que el secado avanza, las capas interiores de la pieza de maderaprogresivamente van alcanzando el punto de saturacin de las fibras y empiezantambin a contraerse. Cuando la parte central empieza a contraerse, son ahoralas capas exteriores las que tratan de oponerse a esta accin, invirtindose losesfuerzos ya que la parte central estara sometida a tensin y la periferia acompresin. Cuando el gradiente de contenido de humedad es muy elevado, lamagnitud de los esfuerzos de compresin en las capas exteriores puede darorigen a la interrupcin en la circulacin del agua, situacin que se evidenciacuando despus de varios das de secado, la humedad de la madera no disminuyedebido a la formacin de una capa muy seca que se constituye en una barrera

para el avance del agua. Este fenmeno se conoce con el nombre deendurecimiento y se destaca cuando al aserrar longitudinalmente una tabla, laspiezas resultantes se curvan hacia adentro.

2.7.2.1 Formas de evitar y corregir el endurecimiento

El proceso de acondicionamiento para remediar los esfuerzos que ocasionan elendurecimiento, consiste en exponer la madera a altas temperaturas, y elevadahumedad relativa, con el fin de aumentar su plasticidad y reducir el gradiente decontenido de humedad entre las capas exteriores e interiores.


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Cuando el endurecimiento se mantiene en ciertos lmites, no hay peligro para lamadera. Solamente al final del secado hay que eliminar el endurecimiento con elfin de obtener madera sin tensiones, pues la madera con tensiones internas se

tuerce en el proceso posterior al labrado.

El endurecimiento generalmente est acompaado por agrietamiento superficial,torceduras y encorvaduras y ocurre especialmente cuando se secan maderas muyhmedas y muy densas.

2.7.3 CONSECUENCIAS DEL ENDURECIMIENTO Y EL COLAPSO

Los esfuerzos asociados con el endurecimiento y el colapso, cuando son severos,pueden producir en la madera grietas internas, conocidas tambin comocavidades de media luna. En maderas propensas a este defecto, se forman

cavidades en forma de media luna o panal que son percibidas o detectadascuando la pieza es reaserrada. La madera que durante el secado desarrolla estetipo de grietas prcticamente no tiene uso.

El agrietamiento interno es muy propenso en la madera de especies Latfoliadas ylas refractarias de alta calidad y con radios medulares pronunciados, tales como:Roble (Quercus sp.), eucalipto (Eucalyptus globulus), etc.

Las grietas internas generalmente se atribuyen a un control incorrecto del procesode secado y pueden evitarse por medio de la seleccin de un programa correctode secado. Como son consecuencia de un endurecimiento superficial, este debe

ser detectado a tiempo y eliminarse. Una vez que las grietas se han formado ya nopueden eliminarse y en la mayora de los casos la madera no puede usarse.


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Alto porcentaje de desperdicios debido a la cantidad de defectos que segeneran al aire libre.

Cuando las maderas toman largos perodos de secado se pueden presentar

hongos o atraen insectos.

3.3 FACTORES QUE DETERMINAN LA VELOCIDAD DE SECADO NATURAL

La velocidad a la que la madera pierde la humedad est en funcin de su propianaturaleza y de algunos factores externos como la temperatura, el viento y lahumedad relativa. Por lo tanto, cuando se origina un patio de secado natural sedebe tener en cuenta algunos factores que determinan la velocidad de secado einfluyen en la produccin de defectos tales como:

3.3.1 EL PESO ESPECIFICO DE LA MADERA

Este es un buen ndice de la tasa de secado. Las maderas ms livianas se secanms rpido que las pesadas, aunque hay algunas excepciones en especies quesus caractersticas no le permiten perder humedad en condicionesmedioambientales normales, ejemplo la Ceiba tolua (Bombacopsis quinata). Enuna misma especie, la madera procedente de la albura seca ms rpidamente quela del duramen (por la diferencia de densidades), aunque recin cortada la alburacontiene la humedad.

3.3.2 ESPESOR DE LA MADERA

La velocidad de difusin es del vapor es inversamente proporcional al espesor dela pieza de madera. Esto se puede expresar de la siguiente manera:

t2 = t1(s2/s1)n = t1(s2/s1)

2

Donde:

S1 = Espesor menorS2= Espesor mayor

t1 = Tiempo de secado en horas para espesor s1t2 = Tiempo de secado en horas para espesor s2n = constante de 1,25 a 2 (1,25 cuando conocemos el comportamiento de secado

y 2 cuando no lo conocemos)

Ejemplo:

Una tabla de 4 cm de espesor toma 5 horas para alcanzar el contenido dehumedad determinado. Cunto tomar para un espesor de 8 cm?


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S1 = 4 cmS2= 8 cmt1 = 5 horas

t2 = 5 horas (8 cm/ 4 cm)2

t2 = 20 horas

3.3.3 PATRN DE ASERRADO

La madera aserrada en sentido tangencial seca ms rpido que aquella en sentidoradial, debido a que los radios ayudan al movimiento del agua a lo largo de ellos,La validez de este raciocinio tiene que ver con el tamao y abundancia de losradios; por ejemplo, maderas con bastante tejido radial tienen una velocidad dedifusin del agua dos veces mayor a lo largo de los radios que en sentido

tangencial a los anillos de crecimiento. De la misma manera, las tablas aserradasen sentido tangencial son ms propensas a rajaduras y deformaciones. Lavelocidad de difusin del vapor de agua en sentido longitudinal a las fibras llega aser hasta ms de 10 veces mayor que aquella a travs del grano.

3.3.4 CONDICIONES CLIMTICAS

El rendimiento de un patio de secado es principalmente afectado por lascondiciones climticas del sitio en dnde est localizado. Aunque la temperatura

juega el papel ms importante, el rgimen de lluvias tambin afecta la velocidadde secado, sobre todo en los pases tropicales cuya temperatura no tiene

variaciones grandes.

Cuando la temperatura y la humedad relativa del aire permanecen ms o menosconstantes, es el aire el factor determinante en la velocidad de secado. Por eso esimportante tener en cuenta la orientacin del patio de secado segn la direccinpredominante de los vientos.

Como los cuerpos oscuros absorben ms energa solar y se calientan ms, es unabuena prctica dar tonalidades oscuras a las calles y algunas veces a toda laextensin del patio mediante, por ejemplo su asfaltado.

En zonas de alta precipitacin es aconsejable orientar las calles del patio ensentido norte-sur, para favorecer la evaporacin del agua depositada en las pistasy veredas. Tambin conviene mejorar las condiciones de drenaje.

3.3.5 MTODOS DE APILADO

La velocidad de secado de una pieza de madera es funcin de su exposicin almedio ambiente. La madera apilada en talanquera (en forma de x), se seca msrpido que aquella apilada horizontalmente (con mayores posibilidades dedeformarse).


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3.4.3 INFECCIONES FUNGOSAS

Los mohos y hongos afectan la madera en su apariencia y estructura produciendo

manchas, decoloraciones y pudriciones, se desarrollan rpidamente en maderahmeda de la albura.

Formas de corregir:

Tratamiento profilctico, mediante un bao superficial con sustanciasqumicas funguicidas que protegen la madera.

3.4.4 ATAQUE DE INSECTOS

Los insectos xilfagos atacan tanto las maderas hmedas como las maderas

secas. Durante el secado natural es posible encontrarlos de ambos tipos. Los quegustan de madera verde vienen desde el aserro; s durante el secado lascondiciones medioambientales los favorecen1 continan afectando la madera.Aquellos que atacan madera seca se encuentran generalmente en patios desecado descuidados.

Formas de corregir:

Tratamientos profilcticos antes y durante el apilado Limpieza de calles y dems sitios en donde se acumulan desperdicios.

3.4.5 ACCIN QUMICA

Las manchas que afectan la apariencia de la madera se presentan con frecuenciaen el secado al aire libre. Dichas manchas se deben a reacciones qumicas que seproducen por un secamiento lento durante perodos clidos y hmedos o pormarcas dejadas por los listones separadores.

Formas de corregir:

La accin qumica que produce manchas en la superficie puede serreducida con un secamiento rpido.

3.4.6 ALABEO

El alabeo se debe a las propiedades de contraccin. Hasta cierto punto, puestoque se debe a una propiedad natural, no puede catalogarse estrictamente comoun defecto. Sin embargo, debe ser el propsito de cada operacin de secadomantener estas deformaciones dentro de ciertos lmites.

1Son 5 condiciones o parmetros que necesitan los hongos para desarrollarse: Humedad, temperatura,oxigeno, alimento y pH adecuado.


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Fig. 4 Clases de alabeo: 1. Abarquillado, 2. Arqueadura,3. Encorvadura, 4. Torcedura.


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El alabeo se define como la deformacin que experimenta una pieza de maderapor la curvatura de sus ejes longitudinal, transversal o de ambos. Segn ladeformacin que presente la pieza, se consideran los siguientes tipos de alabeo:

Abarquillado, arqueadura, encorvadura y torcedura. (Ver figura 4.)

3.4.6.1 Abarquillado

Es el alabeo de las piezas cuando las aristas o bordes longitudinales no seencuentran al mismo nivel que la zona central. Se reconoce cuando al colocar lapieza de madera sobre la superficie plana, apoyar la parte central de la caraquedando levantados los bordes, presentando un aspecto cncavo o de barquillo.

3.4.6.2 Arqueadura

Es el alabeo o curvatura a lo largo de la cara de la pieza. Se reconoce cuando alcolocar la pieza sobre una superficie plana, se observa una luz o separacin entrela cara de la pieza de madera y la superficie de apoyo.

3.4.6.3 Encorvadura

Es el alabeo o curvatura a lo largo del canto de la pieza. Se reconoce cuando alcolocar la pieza de canto sobre una superficie plana, se observa una luz oseparacin entre el canto de la pieza de madera y la superficie de apoyo.

3.4.6.4 Torcedura

Es el alabeo que se presenta cuando las esquinas de una pieza de madera no seencuentran en el mismo plano. Se reconoce cuando al colocar la pieza sobre unasuperficie plana, se observa el levantamiento de una o ms aristas en diferentesdirecciones.

3.5 PREPARACIN DE LA MADERA ANTES DEL SECADO

Muchos defectos de la madera aserrada se presentan antes de someterla a unproceso de secado. La madera en troza puede rajarse por una excesiva sequedad

en los extremos; tambin puede ser atacada por insectos y hongos. Despus delaserrado la madera queda an ms propensa al deterioro por agentes naturales,ya que no tiene la corteza que ofreca proteccin en su estado rollizo.

Lo anterior nos demuestra la importancia de tener en cuenta las medidaspreventivas para evitar daos estructurales o de apariencia en la madera serrada,antes de ser sometida al secamiento.

3.5.1 PROTECCIN DE TROZASAlgunas trozas en le mismo instante del apeo muestran daos estructurales en eltronco, tales como fracturas de compresin y rajaduras en los extremos de las


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trozas. Posteriormente, durante la extraccin mecnica, frecuentemente se separala corteza, al menos parcialmente. De esta forma la madera de las trozasespecialmente la albura, queda expuesta a la accin de los agentes biolgicos y

climticos.

Formas de corregir:

Inmediatamente llegan las trozas al patio proceder con la operacin deaserrado

Fumigar con sustancias profilcticas y protectoras contra el ataque dehongos e insectos

Recubrir los extremos de las trozas con pintura de aluminio o vinlica Recubrir con parafina Colocar plaquetas metlicas en los extremos, estos se clavan en la seccin

transversal para evitar la rajadura en los extremos. Mantener sumergidas las trozas en agua para controlar dos parmetros que

son necesarios para la vida de hongos e insectos (humedad y oxgeno),aunque hay hongos que pueden asimilar el oxigeno disuelto en el agua.

3.5.2 PROTECCIN DE LA MADERA RECIN ASERRADA

Toda madera propensa al ataque de hongos e insectos tiene que ser protegidainmediatamente despus de aserrada.

Formas de corregir:

Aplicar sustancias toxicas por inmersin o aspersin, esta es unaproteccin temporal que da tiempo para hacer los embarques y transportesrespectivos

Evitar someter la madera a la accin de lluvias o a la intemperie Apilar y secar inmediatamente Practicar un correcto apilado, con sus respectivos separadores, evitando

amontonar la madera en forma slida Ubicar la madera en lugares donde la circulacin del aire sea eficiente

3.5.3 PROTECCIN CONTRA LA FORMACIN DE GRIETAS, RAJADURAS Y

DEFORMACIONES

Toda madera aserrada con espesor mayor de 4 cm, sobre todo si es densa tiendea rajarse en sus extremos o a agrietarse en su superficie durante su secamiento.Estos defectos son ms frecuentes cuando queda expuesta a los rayos del sol o avientos fuertes. Son muchas las razones que facilitan las deformaciones de lamadera. Por ejemplo, para el aserrado de la madera existe una tendenciacreciente hacia la utilizacin de motosierras. Las superficies resultantes en estoscasos son irregulares y los espesores de las piezas no son uniformes. Dichasirregularidades no permiten apilados uniformes ni secamientos homogneos, locual conduce a deformaciones y fallas estructurales.


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Formas de corregir:

Utilizar sustancias resistentes a la humedad capaces de evitar la rpida

evaporacin del agua a lo largo del grano de la madera Mediante el cepillado que elimina las irregularidades dejadas por el

aserrado en las superficies de las tablas es posible reducir la tendencia deciertas maderas, a formar grietas superficiales durante el proceso desecado.

Aserrar o reaserrar las piezas a los espesores ms cercanos al uso final. Dejar superficies uniformes y secciones transversales parejas a lo largo de

cada pieza y entre las piezas.

3.6 CLASIFICACIN DE LA MADERA ASERRADA PARA EL SECADONATURAL

Para la clasificacin de la madera recin aserrada se tiene en cuenta la similitudde sus caractersticas, dicha clasificacin se realiza antes del apilado mecnico omanual. En esta clasificacin se agrupa la madera segn: la especie, ancho, largo,contenido de humedad inicial, calidad y eventualmente segn criterios decomercializacin.

3.6.1 CLASIFICACIN POR ESPECIES

Aunque varias especies pueden tener comportamientos similares durante elsecado al aire, la clasificacin por especies se lleva acabo por necesidades de

mercado. Las maderas que pueden secar rpido y con pocos riesgos de defectos,se deben apilar en reas de secado rpido, mientras que las que son propensas asufrir deformaciones, deben secarse lentamente y apilarse en reas concondiciones de secado lento.

3.6.2 CLASIFICACIN POR ESPESORES.

La velocidad de secado es mayormente afectada por el espesor de la madera, demanera que es importante clasificar las piezas segn su espesor. Adems no esconveniente mezclar diferentes espesores en el mismo piso, puesto que aquellastablas ms delgadas se deformaran por falta de restriccin mecnica y los listones

separadores se torcern y rompern por falta de apoyo uniforme. Tampococonviene mezclar espesores en la misma pila, pues la madera ms delgada, queseca ms rpido, tendr que permanecer en la pila hasta el final, demorandoinnecesariamente su despacho.

3.6.3 CLASIFICACIN SEGN ANCHOS

La clasificacin por anchos en el secado natural es conveniente para organizar lastablas en tal forma que queden espacios verticales hacia la mitad de la pila, amanera de chimenea.


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Por otra parte, en aquellas maderas cuyo mercado requiere clasificacin poranchos, es mejor ahorrar manipulaciones y agrupamientos posteriores al secado.Es de suponer que la comercializacin de madera aserrada predimencionada y

seca ser cada da ms frecuente en nuestro medio.

3.6.4 CLASIFICACIN POR LONGITUD.

La principal razn para clasificar la madera aserrada segn largos es la deasegurar una completa restriccin mecnica y evitar deformaciones y rajaduras enlos extremos, mediante una correcta disposicin de los listones separadores.Adems es ms fcil el apilado con tablas de la misma longitud.

3.6.5 CLASIFICACIN POR CONTENIDO DE HUMEDAD.

A veces la madera aserrada pertenece a lotes distintos de produccin, es decir,sus contenidos de humedad iniciales son diferentes. Por lo tanto, durante elapilado conviene separar dichas maderas, aunque sean de espesores y especiesiguales.

3.6.6 CLASIFICACIN POR CALIDAD.

Agrupar la madera por grados de calidad conviene para poder secar aquella demayor valor en condiciones menos severas, Obviamente dicho secado ser mslento y los requerimientos de humedad final quiz ms bajos. Muchas veces lamadera de calidad inferior se usa para proteger las partes superiores y laterales

de las pilas.

3.7 EL APILADO PARA EL SECADO AL AIRE.

Se han ideado diversos sistemas de apilado al aire libre, cuya aplicacin dependeda las caractersticas del material a secar, de las posibilidades de espacio y lascondiciones climticas del lugar; garantizando que el secado de una pieza seasea ms uniforme y eficiente en la medida que su exposicin a las condicionesmedioambientales sea ms completa. (Ver Figura 4)

3.7.1 APILADO HORIZONTAL EN PAQUETES.

Presenta Ventaja al transportar en gras montacargas, estos paquetes sonformados a mano o en forma automtica, son generalmente colocados sobreplataformas con guas para los listones separadores. Para desarrollar la labor enforma eficiente se necesita: Disponer de travesaos Disponer de listones separadores Tener espacio Contar con comodidades para el buen desarrollo de su labor

stos paquetes tienen algunas caractersticas:


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El ancho depende de la capacidad de la gra montacarga que se utiliza,vara entre 1 y 2 metros para el secado al aire libre

La altura depende fundamentalmente de la capacidad y caractersticas de

la gra, aunque la altura ms usual es 1.2 metros. El largo depende nicamente de la longitud de la madera aserrada Para apoyar los paquetes y facilitar el acceso de los tenedores de las gras,

se utilizan travesaos de madera con una seccin transversal cuadrada de10x10 centmetros y largos iguales al paquete.

3.7.2 APILADO HORIZONTAL.

Consiste en formar pisos horizontales con las tablas que se van a secar,colocadas una al lado de las otras. Dichos pisos se separan verticalmente conlistones (separadores) hasta construir una pila de la altura y ancho deseados. La

longitud de apilado esta dada por el largo de las piezas que lo forman.

La madera aserrada dispuesta en esta forma queda casi totalmente expuesta a laaccin del viento. En este apilado el aire circula horizontalmente a travs de losespacios que los separadores dejan entre piso y piso.

La altura de los espacios entre pisos varia de acuerdo con el espesor de las tablasy con la velocidad requerida de secado. Por tal razn, en un patio de secado sedebe disponer de un surtido de separadores cuyo largo sea igual al ancho de laspiezas y cuyo espesor vare segn el espesor de las tablas. (Ver tabla 5.)

Tabla 5. Caractersticas de los Listones Separadores

Espesor de las tablas(mm)

Espesor de los separadores(mm)

Distancia entreseparadores (mm)

Menos de 2020-2540-5050-6565-80

ms de 80

202530354045

300-400400-500500-600700-800

9001000

Los elementos constitutivos de una pila horizontal son los siguientes:

Los Listones Separadores, deben ser resistentes y durables, con granorecto y madera dimensionalmente estable, de alta resistencia mecnica,secos y libres de rajaduras y torceduras, de seccin transversal uniforme entoda su longitud, y preferiblemente de madera de duramen para garantizaruna mayor resistencia al ataque de hongos e insectos.

Las bases de las pilas: La pila horizontal debe colocarse sobre una base ocimiento que la mantenga alejada de la superficie del suelo. Este espaciono debe ser menor de 50 cm.


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Elementos de proteccin de las pilas: cubiertas o techos, protectoreslaterales.

3.7.3 APILADO TIPO JAULA O EN TRIANGULO.

Tiene la ventaja de no usar listones separadores, pues los espacios requeridospara la circulacin entre la madera se logran mediante encruzamiento de, losextremos de las tablas en los vrtices del tringulo.

Este mtodo de apilado ha dado buenos resultados en aserraderos pequeosaunque requiere bastante espacio. La disposicin de la madera favorece unsecado rpido, excepto en las reas de contacto de cada vrtice. Presentaalgunas desventajas como:

La madera tiende a agrietarse y de formarse por la accin directa del medioambiente, ya que estas pilas no se cubren

En las zonas de contacto hay bastante riesgo de ataque de los hongos, porlo cual se recomienda aplicar pretratamientos a partir de sustanciasantimanchas.

Las piezas que no tienen soporte alguno tienden a curvarse y deformarse.

3.7.4 APILADO EN CABALLETE.

El apilado en caballete o en forma de X es exclusivamente utilizado para secarmadera aserrada al aire libre, aunque no debe emplearse para maderas con

tendencia a torceduras. Mediante este sistema de apilado se logra una velocidadde secado bastante rpido, con todas las desventajas del caso cuando se trata demadera de difcil secamiento. Generalmente se encuentran tambin desventajas:

La parte inferior de las tablas se secan ms lentamente. Las partes superiores que se encuentran mas expuestas, tienen una

evaporacin muy rpida del agua y son ms propensas a grietas, rajadurasy otras deformaciones.

3.7.5 APILADO VERTICAL

Este sistema de apilado equivale a inclinar una pila horizontal hasta llegar casi auna posicin vertical de las tablas. El apilado se hace sobre una plataformaespecial, los extremos inferiores de las tablas de la pila deben descasar sobre unabase para evitar que se manchen. Los listones separadores pueden ser de lasmismas caractersticas que los utilizados en el apilado horizontal.

Permite un secamiento rpido y por lo tanto sirve para controlar el ataque dehongos. Sin embargo, el secamiento no es uniforme y La madera queda msexpuesta a daos por grietas y deformaciones que en le apilado horizontal.


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4. SECADO ARTIFICIAL O EN HORNOS

El secado artificial surgi como respuesta a las deficiencias del secado natural.Por medio de aparatos e instalaciones especiales, se establecen en recintoscerrados condiciones climticas diferentes a las condiciones atmosfricasnormales. Mediante ventiladores, se produce un flujo de aire estable que circula atravs de las pilas de madera, con temperatura y humedad relativa controladas deacuerdo a programas preestablecidos segn especies y dimensiones de la maderaen proceso de secamiento. La velocidad de secado se puede incrementar, as:

Elevando la temperatura tanto como sea admisible para cada especie enparticular sin ocasionar daos de consideracin.

Controlar la humedad relativa del aire de tal forma que los gradientes dehumedad no produzcan esfuerzos de tensin causantes de grietas ydeformaciones.

El secado artificial, adems de reducir considerablemente el tiempo de secado yde restringir la produccin de defectos, permite alcanzar contenidos de humedadtan bajos como sean requeridos de acuerdo con el uso final de la madera.

4.1 VENTAJAS DEL SECADO ARTIFICIAL

Resumiendo lo anterior encontramos ventajas como:

Se puede controlar temperatura, humedad relativa y velocidad del viento. Se alcanza el contenido de humedad deseado. Esteriliza la madera, previniendo el ataque de hongos e insectos. Se reduce la cantidad de defectos. Necesita menos tiempo para el proceso, la rapidez del secado es entre 10

y 40 veces ms rpido. Le da valor agregado a la madera

4.2 DESVENTAJAS DEL SECADO ARTIFICIAL

Los costos en hornos o cmaras son al principio mucho ms elevados. Son constantes los costos de funcionamiento en combustibles,

electricidad, supervisiones y mantenimiento. Se necesita mano de obra especializada.

4.3 SECADO ARTIFICIAL CONVENCIONAL

El secado convencional se desarrolla en recintos cerrados dentro de los cuales seestablecen climas artificiales progresivamente ms clidos y secos. Cada clima oetapa del secado se mantiene durante un determinado lapso, de acuerdo con un


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programa determinado experimentalmente segn el tipo y dimensiones de lamadera.

Los recintos en los cuales se lleva acabo el secado convencional se conocencomo hornos o cmaras de secado, los que adems de ventiladores u otrossistemas de inyeccin de aire o ventilacin poseen elementos de calefaccin,humidificacin, control y registro de las condiciones ambientales, tales como lahumedad relativa del aire, la temperatura y el contenido en diferentes tablas(muestras). Estos equipos varan en los diferentes tipos de cmaras e incidendirectamente en la eficiencia y calidad del proceso.

El secado convencional es el sistema de secado ms generalizado a nivel mundialy se distinguen varias formas, segn la intensidad de la temperatura aplicada y lascaractersticas de las instalaciones.

4.3.1 SECADO A BAJAS TEMPERATURAS O PRESECADO.

El secado a bajas temperaturas o presecado se realiza con temperaturasinferiores a 45C. La energa proviene del medio am biente, de los rayos solares ode fuente artificial. En este mtodo el aire clido es obligado a pasarhorizontalmente a travs de las pilas de madera. Cuando nicamente se usa latemperatura ambiente, los ventiladores trabajan slo durante las horas mscalurosas o secas del da.

El secado a bajas temperaturas tiene como finalidad reducir el contenido de

humedad de la madera desde el estado verde a un 20% a 30,%, para evacuar deeste modo toda el agua libre y como mximo una tercera parte del agua fija.

Este sistema es ventajoso respecto al secado al aire libre, pues adems de llevarla madera a humedades semejantes pero en menor tiempo, permite obtener unproducto de mejor calidad ya que las tablas siempre estn protegidas contra el soly la lluvia.

El sistema de presecado ms comn se realiza bajo cubiertas temporales con laayuda de ventiladores; otro es el llamado bajo cubierta, que es similar pero cuyacubierta es permanente y sus ventiladores estacionarios.

Un presecado consiste generalmente en una gran bodega convenientementeclimatizada a una temperatura de ms o menos 40C d urante todo el tiempo, lahumedad relativa se mantiene dentro del rango deseado mediante ventilas quepermiten cambiar el aire hmedo por fresco, la velocidad del aire es alrededor de1m/s.

4.3.1.1 Recomendaciones para el secado a bajas temperaturas.

La estructura de las instalaciones deben ser de buena calidad. Los secaderos deben ser duraderos.


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Resistir las condiciones climticas adversas y sus condiciones de trabajo. Las instalaciones deben tener alto grado de aislamiento. Tanto el apilado como la disposicin de las pilas deben ser hechos en tal

forma que se permita la circulacin uniforme del aire.

4.3.1.2 Ventajas del secado a bajas temperaturas.

Se puede aplicar a la madera las condiciones ideales del secado al airelibre, pero mantenindola protegida de los cambios bruscos de ese mismoambiente natural

Se economizan costos de transporte por que disminuye rpidamente elpeso de la madera

Se aumenta la productividad de las cmaras de secado tradicionales, puesya no se utilizan para secar madera desde el estado verde

Se disminuyen los defectos causados por el secado al aire libre y sepreviene la produccin de manchas y decoloraciones.

4.3.2 SECADO A TEMPERATURAS NORMALES.

Se realiza a temperaturas que varan entre 45y 90 C y se lleva a cabo dentro decuartos llamados cmaras u hornos, en los cuales se puede controlar latemperatura, la humedad relativa y la velocidad del aire.

Para calentar estas cmaras se utilizan diversas fuentes trmicas, siendo las mscomunes el vapor de agua, el agua caliente y los calentadores o quemadores a

base de combustible derivados del petrleo y la energa elctrica. La maderaaserrada en forma de tablas, tablillas o listones, se apila horizontalmente utilizandosiempre listones separadores especiales de tamao adecuado.

El secado se realiza siguiendo un programa previamente establecido, con etapasclimticas progresivamente ms secas y clidas se efecta mediante termmetrosde bulbo hmedo y seco (psicrmetro), que permiten mantener las condicionesambientales deseadas.

4.3.2.1 Cmaras de Secado.

Son unos cuartos sellados hermticamente, equipados con un sistema decalefaccin (normalmente radiadores), ventiladores para la circulacin del aire,equipo de humidificacin, vlvulas para el intercambio de aire con cierres demariposa y equipo para controlar y variar el clima dentro de la secadora(temperatura y humedad relativa del aire).

El casco y las puertas de las cmaras de secado se deben construir con unmaterial resistente a la accin del clima agresivo que rige dentro del secaderodurante el proceso del secado. El edificio del secadero se construyepreferiblemente con ladrillos, concreto o con elementos prefabricados de aluminio


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4.3.2.2 Fases del secado

FASE DE CALENTAMIENTO

Consiste En la elevacin de la temperatura dentro de una cmara de secado hastaalcanzar el primer valor deseado para la iniciacin del programa de secado.

El proceso se hace ms o menos lento, segn la especie y el espesor de laspiezas. Como regla general se calcula una hora de calentamiento por cm deespesor para las maderas livianas y dos horas por cm de maderas densas,cuando su contenido de humedad inicial es superior al 30%.

Durante este perodo debe evitarse un secado prematuro de la madera, ya que

provocara el defecto conocido como endurecimiento y en grado extremo elcolapso. Para ello es necesario mantener una humedad relativa del aire elevada,lo que se logra con una diferencia psicromtrica muy pequea.

FASE DE SECADO

Cuando la madera alcanza la temperatura ideal deseada se procede a laaplicacin del programa de secado. El paso inicial consiste en bajar el gradohigromtrico del aire, lo que se consigue aumentando la diferencia psicromtrica,para continuar luego modificando las condiciones climticas de la secadora deacuerdo a los valores de contenido de humedad que vaya teniendo la madera.

Esta fase se divide en tres perodos:

Por encima del punto de saturacin de las fibras, en el cual se deben evitartemperaturas muy elevadas.

En la zona del punto de saturacin de las fibras, donde se debe obrar conmucha prudencia, bajando progresivamente, por pequeas etapas, elgrado higromtrico del aire.

Por debajo del punto de saturacin de las fibras, momento en el cual sepodr elevar la temperatura y aplicar sobre la madera un aire cada vez msseco, hasta llegar al contenido de humedad final deseado.

FASE DE ACONDICIONAMIENTO

Cuando la madera ha alcanzado en el centro o en el tercio de su espesor, lahumedad final deseada, su superficie tendr un contenido de humedad inferior.Para disminuir este gradiente de humedad, causa de tensiones internas queprovocaran deformaciones cuando se reasierre la madera, debe someterse lacarga a un proceso de acondicionamiento.


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Este proceso consiste en bajar la temperatura del termmetro seco y reducirfuertemente la diferencia Psicromtrica, para colocar la cmara en condicionesclimticas tales que el valor del contenido de humedad de equilibrio se situ en un

nivel ligeramente superior al contenido de humedad de la madera en su superficie.

El tiempo de acondicionamiento depende del valor del gradiente de humedad en lamadera, de su espesor y de la especie considerada

FASE DE ENFRIAMIENTO

Durante esta ultima fase es necesario bajar la temperatura progresivamente hastaun valor compatible con la temperatura exterior y mantener una diferenciaPsicromtrica casi igual a la fijada durante el acondicionamiento.

4.3.3 SECADO A ALTAS TEMPERATURAS.

Es el secado de madera a temperaturas mayores que 100C. Para llevar a caboun proceso de secado en estas condiciones, se precalienta la madera con unatemperatura de bulbo hmedo tan cercana como sea posible a los 100C, latemperatura no debe superar los 120C.

Los materiales de la construccin del secadero o la cmara de secado sondiferentes a las convencionales. En los sitios expuestos a mayor corrosin sedeben utilizar metales corrosivos como el aluminio puro, las instalaciones debentener un alto grado de aislamiento.

4.3.3.1 Ventajas del secado a altas temperaturas.

Es ms eficiente que el secado a temperaturas convencionales Como es poco aire fresco inyectado, el ahorro de calor es significativo Las perdidas de calor, por cualquier escape o falta de aislamiento, no

superan en mucho las que se presentan en le secado convencional, dadala mayor duracin de este ltimo.

4.3.3.2 Desventajas del secado a altas temperaturas

La inversin inicial es bastante alta. El secado a altas temperaturas es mucho ms apropiado para confieras,

muchas Latfoliadas no soportan y a otras no les conviene secarlas coneste sistema.

4.3.4 SECADO CON VAPOR SOBRECALENTADO.

La madera puede secarse dentro de una cmara convencional, utilizando vaporsobrecalentado en lugar de aire para calentarla y extraer la humedad evaporadade su superficie. Por tal efecto, es necesario que el calentamiento y la inyeccin


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de vapor sean adecuados y que la cmara este bien aislada y sea resistente alvapor.

La velocidad de secado depende casi exclusivamente de la tasa de transferenciade calor a la madera. Por lo tanto se requiere altas velocidades del aire ycapacidad de los ventiladores para mover volmenes grandes de vapor.

Aquellas maderas que se someten al proceso desde el estado verde, se contraenms de lo normal; tambin pueden presentar colapso celular. Los efectos usualesdel proceso son la exudacin de resina, afloramiento de nudos y endurecimientodebido a la accin combinada del vapor y la temperatura.

Este proceso es ms eficiente que el secado convencional, por que el aire nointerviene en la eliminacin del vapor de agua que sale de la madera. Debido a

esa mayor eficiencia trmica, el secamiento es mucho ms rpido y el materialresultante es menos higroscpico y estable que aquel secado a bajastemperaturas.

4.4 PROCESOS ESPECIALES DE SECADO.

Los procesos especiales de secado son aquellos que no utilizan el aire comoprincipal medio desecador. Estos procesos han tenido poca aceptacin comercialaunque son de gran utilidad en casos particulares.

4.4.1 MTODOS QUMICOS.

Ciertos solventes orgnicos tienen la capacidad de extraer el agua contenida en lamadera; otras sustancias, como algunas sales higroscpicas, propician elmovimiento de la humedad del interior haca la superficie de la madera.

4.4.1.1 Secamiento mediante solventes.

Consiste en someter la madera a la accin de un lquido que tiene una altaafinidad con el agua y es miscible en ella. El solvente ms utilizado es la acetonaque puede aplicarse mediante aspersin. Tambin se puede efectuar el procesopor inmersin de la madera dentro del solvente. De esta manera es posible extraer

la humedad y secar la madera. E l proceso en si no requiere la aplicacin de calor,aunque se acostumbra calentar el solvente a unos 45a 50C con el objeto deaumentar la tasa de extraccin del agua, debido a la rpida transferencia de calordel solvente a la madera.

Aunque es un mtodo apropiado tiene algunas ventajas como:

Es ms rpido que los sistemas tradicionales Se puede obtener simultneamente algunos subproductos comerciales

como resinas y taninos, con rendimientos entre 20 y 60 Kg por m3 demadera.


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Toda madera secada con este mtodo sufre endurecimiento y es posible aliviar losesfuerzos durante el proceso de hervido. Por lo tanto, este sistema es aplicable alacondicionamiento de maderas para preservacin con inmunizantes oleosos.

Este mtodo no permite obtener humedades finales uniformes, siempre seproduce endurecimiento, la madera retiene aceite y la mayora de sustanciasoleosas son inflamables. Por estas razones, solo es recomendable en elacondicionamiento de ciertos productos inmunizados con traviesas para lneas deferrocarril, en donde los procesos de acondicionamiento y el inmunizado se hacenen la misma autoclave, uno a continuacin de otro, evitndose el secado al airelibre y costos de manipuleo

4.4.3 SECADO AL VACO.

El agua circula a una velocidad cinco veces mayor en un material bajo presin de60 mm de mercurio que bajo una presin de 760 mm de mercurio. Esta propiedades la que sirve de fundamento para el desarrollo del proceso de vaci. La accindel vaco tambin se traduce en una disminucin de la temperatura de ebullicindel agua, con lo cual se logra una intensificacin de la evaporacin en lasuperficie. Como consecuencia de ello, se aumenta el gradiente de temperaturaen la madera ya que la superficie se enfra mas rpido que el centro a causa de laintensa evaporacin, trayendo como efecto un aumento de la velocidad de secado.

Se ha comprobado tambin que para el secado de la madera es necesariosuministrar la energa calrica requerida para extraer el agua higroscpica y para

pasar el agua del estado lquido a gaseoso. Por lo tanto adems del vaco esindispensable calentar la madera.

4.4.3.1 Elementos de una secadora al Vaco.

Una secadora al vaco consta bsicamente de los siguientes elementos:

Una cmara o celda con los diferentes elementos mecnicos t en la cual secoloca la carga de madera que se va a secarse.

Un dispositivo de calefaccin. Un dispositivo para la eliminacin del agua.

Instrumentos de control y regulacin y, en este caso particular, una bombade vaco.

4.4.3.2 Ventajas del secado al Vaco.

Las principales ventajas del secado al vaco son las siguientes:

Accin sobre la temperatura y la presin del ambiente dentro de laautoclave, acelera la circulacin del agua del interior a la superficie de lamadera.


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Por disminucin del punto de ebullicin del agua, se incrementa la tasa deevaporacin del agua de la superficie de la madera, al aumentar lacapacidad del aire para absorber mayor cantidad de vapor.

Se reduce considerablemente el tiempo de secado, siendo comparable,desde el punto de vista, con el secado a altas temperaturas, pero sininconvenientes y riesgos de ste.

Se reportan bajas diferencias de contenido de humedad final entre el centrode las piezas y la superficie, as como una reduccin en las tensionesinternas.

4.4.3.3 Desventajas del secado al vaco.

Los quipos disponibles ofrecen generalmente una baja capacidad en elvolumen de madera a secar

Los aparatos que se emplean y el manejo del ciclo de secado presentanuna cierta complejidad; la aplicacin alternada de ciclos de vaco y depresin normal es difcil de realizar.

4.4.4 SECADO POR APLICACIN DIRECTA DE LA ELECTRICIDAD.

4.4.4.1 Secado por resistencia elctrica.

Esta se basa en el principio del calor generado por la resistencia que opone lamadera al paso de una corriente elctrica y el rpido incremento de la resistenciacon la disminucin del contenido de humedad.

Cuando se aplica corriente elctrica continua se presenta el fenmeno elctrico ymientras que en la cara en contacto con el ctodo, el contenido0 de humedad bajaa la zona de saturacin de las fibras, en la cara opuesta en contacto con el nodo,se concentra la humedad y alcanza un contenido superior al 100%.

4.4.4.2 Secado por Corriente de Alta Frecuencia.

Al colocar la madera en un campo de corriente alterna de alta frecuencia, a msde un milln de ciclos por segundo, se calienta a una temperat

guia de secado y preservado

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