SECADO DE LA MADERA

La madera verde, recién cortada contiene un alto porcentaje de humedad. Las paredes de las células se encuentran saturadas y liberan el agua retenida en las cavidades de la célula. El secado de la madera es aquel proceso en virtud del cual se elimina el agua libre y una gran proporción del agua absorbida por las paredes de las células.

Conforme se seca la madera el agua abandona las cavidades de la célula hasta que tan sólo las paredes de las células son cuando comienza la contracción. La perdida de agua se detiene al alcanzar el equilibrio con la humedad relativa del entorno. A esto se le denomina equilibrio higroscópico.

Es de vital importancia que el proceso de secado se lleve a cabo correctamente para evitar la aparición de tensiones en el interior de la madera y asegurar que el equilibrio higroscópico se encuentra en el nivel apropiado para evitar problemas de dilatación y contracción.

SECADO AL AIRE LIBRE

El sistema tradicional para el secado de la madera es el secado al aire libre, en él se amontonan las tablas de madera sobre listones, apilados con separaciones hasta de 45 cm. Normalmente estas pilas de madera se ubican separadas del piso y en lugares resguardados de la lluvia y del sol. El paso del aire a través de las pilas las va secando progresivamente.

SECADO ARTIFICIAL

La madera que vaya a ser utilizada en interiores necesita un contenido máximo de humedad entre el 8% y el 10%, sino menor, dependiendo del lugar y la ubicación final. Este proceso se toma como su ubicación final. Este proceso se toma como adicional al secado natural y tan solo demora unos días. Las piezas de madera se apilan y se introducen en unos hornos por los cuales circula una mezcla muy precisa de vapor y aire caliente.

La madera secada por debajo del nivel de humedad del ambiente, intentará recuperarla hasta lograr, si se le deja expuesta mucho tiempo al aire libre, el equilibrio higroscópico

Al horno caletándose a 75ºC durante seis días, una ventaja de este proceso es la velocidad de secado. Tiene, en cambio, el inconveniente de que la madera tiende a agrietarse.

SECADO MIXTO

En el proceso mixto, intervienen ambos métodos de secado; una vez que por secado natural se ha llegado a reducir el grado de humedad contenida en la madera, entonces se procede a secarla artificialmente, para darle ya el grado necesario.

ESTABILIDAD

Cuando una madera se seca, se contrae. Y fruto de esta contracción puede cambiar o "moverse". Por lo general la contracción se da más intensamente a lo largo de los anillos de crecimiento. Este movimiento de contracción puede provocar algunas distorsiones, ya que cuando se presentan en algunas tablas anillos de crecimiento más largos unos que otros, como el caso de la madera cortada tangencialmente, la contracción en los anillos más largos es mayor que en los anillos cortos, entonces se producen ciertos curvamientos.

PROTECCION SUPERFICIAL

Al ser la madera un ser vivo, evoluciona y muere presentando una vida más corta, que los demás materiales de construcción, por lo que debe ser protegida. Además, del apeo en invierno, desorriado y desecación al medido y eficaces para la conservación de la madera. Entre estos tratamientos tenemos: Inyección, pintura y carbonización.

SECADO DE MADERA

Volver al Indice

La madera, ha sido utilizada por el hombre desde tiempos remotos. Fue utilizada para construir armas, vivienda, transporte, utensilios, etc. En la actualidad - en nuestro medio - se utiliza extensivamente en la fabricación de muebles y en la construcción civil. Existen alternativas al uso de la madera (hierro, aluminio, plásticos, concreto), sin embargo, aun se usa e incluso es preferida por su valor decorativo y propiedades tales como:

• Bajo peso con relación a su resistencia mecánica y volumen• Buen aislante térmico, acústico y eléctrico• Fácil de trabajar

La madera para ser utilizada debe tener ciertas características (secado, tratamiento contra insectos). Estas características dependen del tipo de utilización que se le vaya a dar (construcciones, mueblerías, carrocerías, decoración). Sin embargo, para cualquier uso, la madera debe estar bien secada.El secado de la madera puede ser realizado por dos métodos:

• Secado al aire libre

• Secado en cámaras

A continuación se explican estos procesos

El agua en la madera

La madera tiene una gran cantidad de agua. Esta puede estar en tres formas:

Agua libre, es el agua que se encuentra en las cavidades celulares. Existe en mayor cantidad en las maderas porosas.

Agua de saturación, es el agua que se encuentra en las paredes celulares.

Agua de constitución, es el agua que forma parte de la materia celular de la madera.

 

TIPOS DE SECADOVolver al Indice

Existen dos formas de secar la madera: al aire libre y en cámaras. Este trabajo trata sobre el secado en cámaras. Sin embargo se da una breve exposición del secado al aire libre.

Secado al aire libre

Esta forma de secado es la más económica y fácil de implementar puesto que se realiza en patios de secado de bajo costo. Consiste en apilar la madera de modo que el aire pueda circular entre las tablas. Las desventajas de este secado son: el largo tiempo de secado, la

influencia negativa de las estaciones (épocas de lluvia), el ataque de insectos, humedad final de la madera no menor al 13 % . [Cam82]

 

Para algunos usos, es obvio que el secado al aire libre no permite secar la madera hasta el porcentaje de humedad final requerido.

Duración del secado al aire libre

Según el “Curso Teórico Práctico de Secado de Maderas” se puede dar unos valores medios de duración de secado al aire para madera recién aserrada, hasta alcanzar una humedad entre 15 y 20%:

 

Item Especie Espesor Apilado Fin de secado

1 Madera dura 27 mm. Otoño Primavera siguiente

2 Roble, Haya 50 mm. Otoño Otoño siguiente

3 Madera Blanda 25 mm. Primavera Tres meses después

4 Resinosas 50 mm. Primavera Cuatro o cinco meses después

Tabla 2.2  Duración del secado al aire libre

Secado en cámaras

Existen varios tipos de cámaras de secado. Las más comunes son: De alta temperatura (más de 80 °C), de condensación (deshumidificación) y cámaras convencionales de temperatura media (hasta 80 °C). Este trabajo trata sobre las cámaras de secado convencionales. En la figura 1.1, se muestra un esquema de este tipo de cámara.

Fig. 2.1 Esquema de una cámara de secado de madera

 

Una cámara de secado es un recinto cerrado donde se introduce la madera para ser secada. En este recinto se muestrea y controla la ventilación, la temperatura, la humedad relativa y la humedad de la madera. En el secado en cámaras, se puede extraer tanto el agua libre como el agua de saturación. A continuación se explican brevemente estos procesos.

 

La extracción del agua libre se da en forma de evaporación rápida. Cuando la madera ya no tiene agua libre en su constitución, se dice que está en el punto de saturación de fibras (PSF). En esta parte del proceso si las condiciones son extremas, la madera puede sufrir el colapso de sus células.

La extracción del agua de saturación es un proceso más lento, continúa hasta llegar al equilibrio higroscópico con la humedad relativa del medio. En esta parte del proceso la madera puede sufrir daños como grietas y endurecimiento.

Para extraer el agua de la madera se conduce el secado dependiendo de la humedad de esta. Existen dos intervalos claramente diferenciados: secado por encima del punto de saturación de fibras (PSF) y secado por debajo del punto de saturación de fibras.

El proceso de secado consta de 4 etapas generales, a saber: calentamiento, secado, acondicionamiento y enfriamiento.

Problemas Detectados

Muchos de los problemas que se presentan, como consecuencia de errores en la programación elegida y en la con-ducción del proceso de secado, pueden ser eliminados teniendo en cuenta las recomendaciones de fondo y forma antes mencionadas. A continuación, se enumeran algunos inconvenientes comunes que afectan la calidad del secado, y que pueden producirse como consecuencia de errores en la programación elegida y en la conducción del proceso de secado realizado.

• No siempre el industrial recibe la madera con la humedad final deseada, pues se ha comprobado la existencia de madera con bajo tenor de humedad pero también con gradiente en una misma pieza,hecho que la hace inestable.

• En ocasiones, la madera se estiba con separadores para permitir la circulación de aire entre las tablas, colocándolas también bajo techo para lograr su equilibrio; esto trae por ende un mayor costo por aco-pio de madera.

• Al trabajar maderas mal secas, se ha comprobado que existe menor eficiencia en el rendimiento de las herramientas, ya que una madera húmeda tiende a desafilarlas y puede ocasionar calentamiento por acumulación de aserrín, sin consi-derar la mala calidad superficial de la madera obtenida.

• Repetición de procesos para estabilizar la madera, ya que se seca en origen y se vuelve a secar antes de ingresar a procesos de remanufactura.

• Acopio excesivo de madera. Al no realizarse un control del por-centaje de humedad en origen, llega al destino en condiciones inadecuadas para ser utilizada en elcorto plazo, por lo que es necesario depositarla en galpones hasta que alcanza la humedad deseada. Pueden modificar estas variables.Dicho en otras palabras, no sólo se Aspectos como la trata de contar con una cámara de calidad de los equipos, secado sino que es necesario que esta su correcto uso, la cumpla con los requisitos técnicos formación del personar de ingeniería y con las prestaciones encargado, entre otros, esperadas del servicio de secado en son determinantes para calidad y tiempo.lograr un equilibrioentre los factores téc-renicos y económicos del De igual manera, es importante saltar que los aspectos al momento secado. de elegir un determinado proceso de secado y los equipos a adquirir,deben dirigirse a buscar un equilibrio entre los factores técnicos y económi-cos tales como la calidad requerida,costo de los procesos y el precio del producto final.

.Exceso de secado (6%) y/o madera

• No se hacen registros escritos yhúmeda (>13%), como consecuen-

procedimientos de secado.

No en vano, los tiempos de duración actualmente, se desempeña como Jefe • No hay el hábito de utilizar me-de un proceso van de la mano con la del Área de Investigación y Desarrollo de calidad requerida o el tipo de producto didores de humedad y cuando se Gottert, fabricante de cabinas de pintura,

utilizan, muchas veces, no se han

a elaborar a partir de ese material,

líneas de pintura, transporte, cámaras de

sometido a un procedimiento o

aún así, existen, como se enunció,

tratamiento térmico y de uniformación de

rutina de calibración.

diversos factores que influyen y que

color. atencia@gottert.com.ar

El secado de la madera se ha convertido en un proceso vital para el desarrollo del sector maderero y mueblero de cualquier país, de hecho, la calidad con la que se adelante es un tema obligado si se quiere competir nacional o internacionalmente con buenos productos.

La industria, en este campo, enfrenta dos retos importantes a resolver: la gran cantidad de tiempo y energía que consume el proceso de secado, y la ineficiencia en el proceso, relacionado con la condición de humedad de la madera y sus anomalías sucedáneas, que lleva a consumos energéticos altos en procesos de remanufactura y pérdidas de materia prima.

Así el panorama, y aunque el proceso mismo está diseñado para extraer la humedad de la madera logrando un producto estable dimensionalmente y competitivo en el mercado, sucontrol de calidad debe estar dirigido a definir las especificaciones a las que el producto deberá ajustarse teniendo en cuenta algunas variables tanto de forma como de fondo.

Variables de Forma

Para llevar adelante un proceso de secado cuyos resultados se adapten a los requerimientos internacionales, es necesario contar con los siguientes ítems: Conocimiento de los procesos, definición de criterios de calidad y, equipos instrumentos adecuados.

http://www.secadomadera.com/tipos_de_secado.htm

SISTEMAS DE SECADO

Por:  OSCAR ESCOBAR CARDONA

Sea cual fuere el sistema de secado que se emplee en secar una madera,

se ha de tener presente que: se debe secar madera en el menor tiempoposible, al menor costo y con la mejor calidad.

El secado de la madera es un procedimiento de vital importancia en lamanufactura de las maderas, pero en ocasiones llega a ser la fuente dealgunos problemas y defectos cuando se aplica mal, generándose pérdidasen el valor de la madera y a veces toda la madera.

Pero no todo es malo y es así como se dispone de una serie de sistemasde secado según sea la madera y su uso, los cuales secan la madera asatisfacción. 

1. CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE EL SECADO 

1.1 REQUERIMIENTOS ENERGÉTICOS 

Recordemos que es necesario la aplicación de algún tipo de energíacalórica para poder evaporar el agua de la madera, y estos requerimientosvan en aumento a medida que progresa el secado, con el fin deliberar elagua en las grandes fuerzas higroscópicas con las cualeses retenida en lamadera. 

1.2 LA HUMEDAD RELATIVA DEL AIRE CIRCULANTE 

El medio en donde se está secando la madera debe ser capaz derecibir lahumedad proveniente de la misma.

La humedad relativa deberá estar por debajo de 100% si se esperaque lamadera se seque, pero no excederse demasiado, ya que una humedad relativamuy baja puede producir daños en la madera. 

1.3 MOVIMIENTO DEL AIRE 

Para que se produzca el secado de una madera el aire en contactocon ella debeestar en movimiento, ya que éste es el encargado de transportar tanto el calorcomo la humedad extraída a la madera.

Un manejo adecuado de estos tres factores, es indispensable para el éxito delsecado de una madera. 

2. SECADO NATURAL (SECADO AL AIRE) 

Es el sistema mas económico relativamente, si se tiene en cuentalos costos deenergía, los cuales se reducen a cero. Pero por otro lado se tiene el tiempoempleado en el proceso el cual es largo debido a baja velocidad de secado. Loanterior conduce a tener un inventario de madera muy grande con elevados costos.

Es un metodo que depende en un todo de las condiciones ambientales;o seadependemos del clima de la zona.

En el secado natural la madera se seca mas rápido en el veranodebido a las altastemperaturas y bajas humedades relativas, lo cual se invierte en el invierno, el cualse caracteriza por bajas temperaturas y altas humedades relativas.

Debido a las anteriores variaciones del clima, la madera tambiénvaría en su contenidode humedad, por ser la madera un material higroscópico.

Estas variaciones de CH se presentan en todo tiempo, pero alfinal la madera tiende aalcanzar un CH que estará en equilibrio con el clima. A este valor se le llama contenidode humedad de equilibrio. Cada zona del país por lo tanto tiene un valorde este equilibrio,el cual corno es lógico dependerá de las condiciones de temperatura y humedad relativade la zona.

La siguiente gráfica nos muestra lo anterior.

3. FACTORES QUE INCIDEN EN EL SECADO AL AIRE 

Estos factores no inciden exclusivamente en el secado al aire. Algunosinciden en otros métodos de secado.

3.1  MOVIMIENTO DEL AIRE 

En general de una buena orientación del patio de secado con respecto al viento,dependerá tanto la calidad como la velocidad de secado.

El patio se debe proveer de buenos pasadizos y espacios entre hileras y columnaspara facilitar la circulación del aire.

Algunos investigadores recomiendan la orientación de los pasillos principales enforma perpendicular al viento; otros en cambio dicen que deben ser paralelos. Loimportante en términos generales es que los pasadizos deben ser rectos y continuosa través del patio, con el fin de conseguir un flujo continuo de aire.

Con excepción de las pilas expuestas directamente en forma perpendicular a ladirección de los vientos, ningún movimiento de aire se presenta a través de lasotras pilas.

Lo que si ocurre en la práctica es que el aire fluye a través de las otras pilas debidoa las pequeñas diferencias de presión por los remolinos de aire y a los efectos deaspiración debido a diferencias de densidad del aire.

El aire que se enfría por la evaporación del agua se densifica y se mueve hacia abajo.El espacio dejado es ocupado por aire fresco menos denso.

Lo anterior es una de las razones para recomendar hacer las pilas altas y abiertas, osea con chimeneas para el flujo vertical del aire (ver figura). 

3.2  LA ESPECIE DE MADERA QUE SE ESTA SECANDO 

En general las maderas livianas secan más rápido que las pesadas bajo condicionesfavorables del ambiente.  Así pues la densidad es un factor que nos indica la rata desecado.

Pero no se debe olvidar las diferencias de permeabilidad y difusividad del agua,factores que producen diferencias en el secado.  Gran parte de estas diferencias sedeben ala proporción de albura y duramen.

 

3.3 EL GRANO O FIBRA DE LA MADERA 

Las tablas o piezas radiales secan mas lentamente que las tangenciales, lo cual es debidoal mayor número de radios expuestos en las caras tangenciales, lo cual aumenta lavelocidad de salida a través de los radios medulares. 

3.4 ESPESOR DE LAS PIEZAS A SECAR 

Mientras mas gruesas sean las piezas de madera, mas tiempo requierenpara su secado.El tiempo es una función del cuadro del espesor.

Además las piezas de mayores espesores están mas propensas a la formación de grietassuperficiales y en los extremos.

3.5 EL PATIO DE SECADO 

El sitio para el patio de secado debe e1egirse y planearse muy bien teniendo en cuenta factores tales como los vientos, tipo de suelos y su drenaje, extensión y topografía del terreno, etc.

Un mal drenaje, estanca el agua y se disminuye la rata de secado.

El terreno deberá estar libre de malezas y residuos de madera o cortezas, las cuales además de ser focos de infección para hongos e insectos impiden el libre movimiento tanto del agua como del aire.

La mayoría de los patios de secado son rectangulares; los pasadizos para el movimiento de personas y vehículos se cruzan entre sien ángulo recto (ver figura).

Las áreas ocupadas por las pilas son rectangulares. Los pasadizos además de servir parael movimiento de vehículos, sirven también como rompe fuegos.

En general el espaciamiento de las pilas varía con el clima, con el tamaño del patio y la clase de madera. Así mismo con el tipo de defecto que se quiere evitar. Para evitar grietas se reduce el espacio; cuando el problema es teñido de la maderase amplía el espacio.

.6 ALTURA Y TIPO DE FUNDACIÓN DE LAS PILAS 

La altura va de 1.20 mt hasta los 9 mt. Se recomienda no hacerlasmuy elevadas, ya que se corre el peligro de vo1camiento.

Cuando se tenga pilas altas se deben arriostrar entre si y asímejorar su estabilidad.

Las fundaciones para las pilas deberán ser razonablemente altas(50 cm o mas) para permitir el movimiento del aire.

Las fundaciones deberán ser en concreto o en madera inmunizada. 

3.7  MÉTODOS DE APILADO

La rata de secado está influida por el método de apilado. La madera seseca mas fácilmente si al hacer las pilas, las tablas no se tocan en los cantos.Para aumentar la velocidad de secado es recomendable hacer las pilas conflujos verticales.

3.8  CONDICIONES CLIMÁTICAS 

Entre los factores del clima que más influyen en el secado,la temperatura es el de mayor importancia, aunque si bien la

lluvia también lo es. Muchas veces las altas temperaturas seven anuladas por las lluvias.

En regiones muy secas y áridas, se producen defectos, los cualesno pueden ser evitados debido a las bajas humedades relativas.

Si se mantienen mas o menos constantes la temperatura y el equilibriode contenido de humedad del aire, se puede aumentar la ratade secado aumentando la velocidad del aire.

Las horas de brillo de sol son un factor de importancia. Elaire se calienta al entrar en contacto con áreas calentadaspor el sol (edificios, carreteras, etc.). Viene luego un movimientode convección, aumentando el potencial de secado del aire.Las condiciones locales de la zona, tales como lagos, patiosde poca elevación, etc., influyen en la rata de secado. Lossitios elevados en general son mas recomendables si se quiereaumentar la velocidad de secado. 

4.  SECADO EN HORNOS 

El proceso consiste en colocar la madera apilada en un cuartoo túnel cerrado, bien aislado térmicamente, en el cual el airecaliente es circulado sobre la madera que se va a secar, biensea forzado con ventiladores o por convención. Los hornosconvencionales generalmente operan a temperaturas de secadoiniciales entre 38°C y 77°C (110°F-170°F) y terminan contemperaturas entre 66°C y 93°C (150-200°F).

Usando estas temperaturas y con una circulación del aire a unavelocidad de 1-2 m/seg (200-400 pies/min) es como se consigueacelerar el secado de la madera muy por encima de la velocidadde secado al aire.

En un horno de secado se puede ejercer control de los tres factoresque determinan el secado de la madera.

Efectivamente se pueden aplicar la humedad relativa y la temperaturaadecuadas según la madera.  Además es posible controlar losdefectos que se puedan ocasionar, variando las condiciones desecado y por último acondicionar la madera para el CH% final.

La temperatura y la humedad relativa dentro del horno son controladaspor medio del. PSICROMETRO que consiste en un par de termómetros.Uno de ellos tiene cubierto el bulbo de mercurio con una gasahumedecida permanentemente. El otro termómetro no tiene nadade especial y marca la temperatura del horno (Ver figura).

Cuando una corriente de aire caliente pasa por el psicrómetro,en el bulbo húmedo se produce la evaporación del agua, lo cualocasiona una disminución de la temperatura del termómetro.

La diferencia de temperaturas entre los termómetros llamadadiferencia psicrométrica, es utilizada en una tabla psicrométricapara obtener el valor de la humedad relativa y en algunas tablasla humedad de equilibrio.

Con relación a la circulación del aire se pueden distinguiraquelloshornos de ventilación forzada por medio de ventiladoresy loshornos de circulación por convección.

Para facilitar el anterior proceso, laspilas son construidasconflujos verticales (chimeneas).

Los hornos de secado pueden ser de compartimiento o sea aquellosen donde la carga de madera permanece estacionaria mientrasdurael secado.

Son cargados completamente al iniciar el secado.

La temperatura y la humedad relativa permanecen mas o menosuniformes durante cierto período de tiempo, las cuales son cambiadasa medida que progresa el secado.

Este tipo de hornos poseen puertasbien sea enlos extremos o en los lados.

En los hornos de túnel o progresivos, la carga de madera constade una serie de vagonetas, cada una con madera en un estadodiferente de secado. Estos hornos poseen puertas en los extremosdel túnel (ver figura).

La madera mas húmeda o verde está localizada en la parte deentrada del horno y donde las condiciones de secado sonmenos severas.

Estas condiciones se van modificando yhaciendo mas severashacia el extremo de descarga o salida. 

 

4.1  SISTEMA DE CALEFACCIÓN EN LOS HORNOS 

Se pueden distinguir dos tipos así:

4.1.1 Aquellos que usan vapor caliente proveniente de una caldera,el cual es conducido por tuberías. También se usan las resistenciaseléctricas.

4.1.2   Los de calefacción directa o sea los que reciben el calordirectamente de un quemador.  Estos hornos están complementadoscon radiadores de agua para variar las condiciones de humedaddentro del horno.

Cuando el aire caliente tiene que atravesar espacios muy grandes,es necesario colocar calentadores entre las pilas para elevarla temperatura y conseguir aire recalentado para la segundapila. Con esta medida se evita el alargamiento del tiempo desecado y se evita la formación de colapso y apanalamiento ,dela madera.

4.2 EL HORARIO O PROGRAMA DE SECADO 

Las mejores prácticassecado en hornos, conllevan el usode horarios de secado, los cuales se basan en el contenido dehumedad de la madera que se va a secar. En otros casos los

horarios de secado están basados en el tiempo durante el cualse aplican una determinada humedad relativa y temperatura, lascuales son posteriormente cambiadas después de dicho tiempo.

Un horario de secado no es mas que una serie de instruccionessobre la temperatura y la humedad relativa que sedeben aplicaren el secado de una madera, basado en cambios en el contenidode humedad.

La aplicación y control de las condiciones de secado (horariode secado) se llevan a cabo por medio de las tablas de controlcolocadas en las pilas de tal modo que reciban las mismas variacionesde temperatura y humedad. 

4.3  APILADO DE LA MADERA DENTRO DEL HORNO 

Generalmente la madera se organiza en pilashorizontales conseparadores para facilitar el flujo del aire.

El tamaño de laspilas depende del tamañodel horno  y deltipode horno.

Las pilas están orientadas de tal manera quereciban el aireen dirección paralela a los separadores.

Es conveniente hacer las pilas de piezas de un mismo espesor,conn una sola especie de madera o de maderas similares; tambiénes conveniente hacer pilas de madera de albura aparte de lasde duramen.

En general serecomienda clasificar lamadera de acuerdocon:albura o duramen, especies, espesores, contenidos de humedad,con el fin de conseguir un producto secado de una buena calidad. 

5.  SECADO POR DESHUMIFICACIÓN 

El uso de los deshumificadores es relativamente nuevo.Fueronusados y desarrollados en Europa

Básicamente un deshumificador consiste en un recinto cerrado,lo mas hermético posible, en donde se coloca la madera en pilashorizontales. Una corriente de aire seco con una humedad relativaentre 15-40% y calentado a temperaturas no superiores a 60°C,es forzado por medio de ventiladores a pasar a través de lapila.

Este aire extrae la humedad de la madera.

Luego el aire húmedo pasa por un sistema de refrigeración endonde es enfriado por debajo de la temperatura del punto derocío; parte de la humedad es condensada y drenada fuera delhorno. El aire una vez ha perdido agua es recirculado haciala madera repitiéndose el ciclo.

La humedad relativa alcanzada en un deshumificador es generalmentemas baja que la que se puede obtener en un horno convencionala la misma temperatura.

Como se puede ver, una diferencia fundamental entre el deshumificadory el horno convencional radica en que en este último una vezel aire se calienta y se carga de humedad, es sacado fuera dela cámara y reemplazado por aire fresco y seco.

Es aquí donde radica uno de los mayores costos del horno convencionalal botar aire húmedo y caliente perdiendo gran cantidad de energíausada para vaporizar el agua.

Se ha encontrado ahorros de energía del orden de 50%en losdeshumificadores con respecto al horno convencional. 

5.1  ALGUNOS DETALLES DEL SISTEMA 

5.1.1  Arreglo y disposición de la madera

La madera se apilará en pilas horizontales de tal manera quellenen completamente la cámara de secado, tanto hacia los ladoscomo hacia el techo.

 

Las piezas de madera se separan entre si con separadores.

Como regla práctica se recomienda apilar la madera delgadaen la parte trasera donde el aire es mas seco. 

5.1.2  La cámara de secado

 

Se puede utilizar un galpón o cuarto que pueda ser aisladotérmicamente, con el fin de conseguir ahorro de energía. Ademásse deberán aislar techo, paredes y puertas.

Fuera del aislamiento térmico se deben impermeabilizar las paredesy pisos para evitar el paso de la humedad. 

5.2  ALGUNAS VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS DESHUMIFICADORES

5.2.1  Ventajas: 

5.2.1.1 Eficiente utilización del calor disponibley bajatemperatura de operación.

5.2.1.2 La velocidad   de secadoes mas bajaque en elhornoconvencional.

5.2.1.3 Se pueden construir pequeños deshumificadorespara pequeñas o medianas empresas. El sistema se puede adaptar acualquier recinto bien aireado, resistente a la humedad y queno reciba el sol directamente.

5.2.1.4 Debido a las bajas temperaturas de secado el operariopuede trabajar dentro de la secadora sin apagarla y sin peligro.

5.2.1.5 Las cantidades de contracción y torcedura son bajas. 

5.2.2 Desventajas 

5.2.2.1 Operan a bajas temperaturas lo cual alarga el tiempode secado.  Lo  anterior implicaría la construcción dedeshumificadores de gran capacidad para tener abastecimientocontinuo de madera seca.

5.2.2.2  Maderas de grandes espesores,requieren de unmayortiempo de secado.

5.2.2.3 No poseen medios para acondicionar la madera yliberaresfuerzos.

6. SECADO AL AIRE ACELERADO 

Abarca el uso de técnicas de relativo bajo costo talescomo techos y coberturas, ventiladores y en ocasionesalgún tipo de calefacción.

En general el sistema abarca cualquier técnica que acelere laevaporación del agua, en especial el agua libre y parte delagua higroscópica.

Cuando se usa calefacción,la temperatura no sobrepasa los 49°C(l20°F) .

El secado solar es un secado a baja temperatura con circulaciónforzada.

El sistema de secado es mas rápido que el secado al aire. 

6.1 SECADO BAJO TECHO CON VENTILADORES 

Sistema de secado que usa un galpón con techo y solo una paredlateral permanente en donde van instalados los ventiladores.Los otros lados con excepción del frente van cubiertos con lonas.

Los ventiladores siempre giran en un solosentido y sufunción es forzar el aire a través de la pila.

El calor para el secado proviene delmedio ambiente  dondeestáinstalado el sistema. 

6.2  SECADO AL AIRE CON VENTILADORES 

Se diferencia del anterior en que el techo es temporal, asícomo las paredes y los ventiladores pueden ser portátiles.

En general son construcciones temporales. Con relación a lasparedes éstas pueden ser de lona o triplex o  lámina, fácilesde remover. 

6.3 SECADO CON VENTILADORES Y CALEFACCIÓN 

En este sistema el calor para elevar la temperatura puede provenirde una caldera o algo similar. También puede implementarseusando el techo de la planta como colector de energía solar.

En algunos casosse usa elsistema mixto usandoun quemadorde residuos durante la nochey un colectorde energía solardurante el día.

Una forma económica de colectar calor del sol es por la utilizacióndel techo de la planta, pintándolo de negro. Se pueden conseguirasí temperaturas cercanas a 43°C (110°F).

6.4  SECADORES BAJO TECHO CON RECIRCULACIÓN DE AIRE 

Los secadores de este tipo son de dos clases:

a) El que solamente controla en forma parcial la humedad relativapor medio de las ventilas.

b) El horno de secado de baja temperatura,el cual controlacompletamente la humedad relativa.

Los dos tipos de secadores generalmente constan de una estructuraeconómica, mas el equipo necesario para la calefacción, lacirculación del aire y los controles (psicrómetro).

La temperatura se presenta en el rango de 21-49°C(70-120°F).Ambas poseen ventilas para la salida de la humedad, las cualesoperan cerradas casi todo el tiempo.

Tanto la temperatura del termómetro seco corno ladel termómetrohúmedo son controladas por medio del psicrómetro.

En el horno de baja temperatura un rociador de vapor provee lahumedad necesaria.

La diferencia de estos secadores con un secador convencional está enel hermetismo de la cámara así corno en el rango de temperaturasusadas.

Así mismo los controles del secador convencional son automatizados.

El tipo de construcción de los secadores descritos antes, no haceposible que sean convertidos en hornos convencionales. Sin embargoalgunos de ellos pueden convertirse adicionando mas equipo y aislandomas la estructura

DEFECTOS DE SECADO DE LA MADERA Y SU PREVENCIÓN1

 

POR: HÉCTOR ROJAS LEÓN2

Todo daño en la estructura o alteración en la apariencia de la madera,producido durante el proceso de secado y que disminuye su valor comercialo su duración o afecta su aptitud industrial, se considera defecto de secado.Dichos defectos se presentan desde el momento en que ha sido cortado el árbol,ya sea en la troza, en la madera aserrada o, inclusive, en el productoterminadoy en uso, cuando éste ha sido elaborado con madera verde odeficientemente tratada.

Dichos efectos tienen distintas manifestaciones según la causa y las ccircunstanciasen las cuales se desarrollan. Si se sabe cómo, dónde y por qué ocurren, es posibletomar precauciones para que el deterioro sea el mínimo posible.

Nuestro propósito consiste en analizar brevemente la forma como se presentanlos defectos, sus causas y las maneras viables de prevenirlos o remediarlos. 

LOS DEFECTOS SEGÚN SU ORIGEN 

1. Defectos Asociados con las Contracciones

Antes de entrar a analizar los defectos relacionados con las contraccionesque experimentan todas las maderas por debajo de la zona de saturación delas fibras, es necesario hacer una especial referencia a las tensiones delsecado.

Es condición indispensable que exista una diferencia de humedad entre lascapas exteriores e interiores para que una pieza de madera se seque. Puestoque la superficie llega primero a la zona de saturación de las fibras, es laparte que primero se contrae, mIentras que la parte central conserva su volumenpor permanecer todavía verde. Por lo tanto, el interior es sometido a unesfuerzo de compresión por la periferia, que al tender a disminuir su volumenincurre en un esfuerzo de tracción. Cuando los esfuerzos de tensión portracción superan la resistencia en la madera, se presentan grietas superficiales.A medida que el secado progresa, las capas situadas más interiormente pierdentambién humedad por debajo de la zona de saturación de las fibras, se contraeny se reducen las diferencias de tensiones con las capas exteriores. Como losbordes de la pieza han sufrido deformaciones plásticas por la sobredilatacióna la cual fueron sometidos, y, además, su resistencia y rigidez ha aumentado,en comparación con la parte interior, debido al bajo contenido de humedad, sepresenta entonces traslocación de esfuerzos, ya que la periferia no tiene lasuficiente capacidad elástica para acomodarse a la disminución vo1umétrica dela porción central. Ahora, los bordes quedan sometidos a compresión y el interiora tracción. De tal manera que se pueden formar hendiduras internas cuando laresistencia mecánica de la madera es superada por los esfuerzos de tensión.Cuando la madera ha estado sometida a esfuerzos de secado, es posible quequede afectada por tensiones residuales, aunque no se puedan percibir defectosexternos. Por lo tanto, conviene, antes de terminar el proceso de secado, hacerpruebas de tenedor, que puedan detectarlas y corregirlas oportunamente.

Dadas la disposición, tamaño y composición celular, en cada plano ortogónicode la madera las disminuciones dimensionales por secado tienen diferentemagnitud. Es de esperar que las contracciones, al ser diferentes en cada plano,vayan acompañadas por deformaciones e inclusive por fallas en el tejido leñoso.Por eso los defectos asociados con las contracciones tienen que ver condeformaciones y separaciones del leño. 

1.1 Endurecimiento superficial o aconchamiento

El aconchamiento es resultante de las tensiones de secado, cuando las capasexteriores quedan sometidas a compresión y las interiores a tracción. Alprocesar posteriormente esa madera, sobre todo en una forma descompensadaen ración con las dos caras, se presentan distorsiones que afectan su calidad.Este defecto se puede prevenir con un tratamiento de acondicionamiento; pero siséte por casualidad es demasiado intenso y largo, se invierten los esfuerzos y

la madera queda con un daño permanente conocido como" endurecimientosuperficial invertido".

1.2 Grietas capilares

Estas fisuras se abren cuando los esfuerzos iniciales de secado superanla propia resistencia de la madera a la tracción perpendicular a las fibras yno se efectuó un proceso de vaporización intermedio para aliviar dichastensiones. Aunque esas grietas superficiales se cierran con frecuencia cuandola humedad de la pieza de madera se equilibra, no es conveniente utilizar esaspiezas cuando se requiere un acabado con barniz o laca, pues con pequeñoscambios climáticos se abren o se cierran, dañando el acabado. Dichas fisuras,cuando son bien superficiales, se pueden eliminar mediante cepillado. 

1.3   Hendiduras internas

Cuando se forman, se detectan en los testeros o puntas de las tablas; duranteel secado casi siempre se cierran, pero aparecen nuevamente comoseparaciones a lo largo de los radios leñosos. Este daño es producido sobretodo en maderas de baja resistencia a la tracción perpendicular, cuando estandocon alto contenido de humedad, se secan con temperaturas altas. Como no sepueden eliminar, la madera se pierde para usos estructurales y de acabado.Dichas hendiduras interiores también se originan en un endurecimiento superficialacentuado. Este defecto se previene aplicando un secado suave al comienzo delproceso.

1.4  A 1 a b e o s   o deformaciones

Se originan en las diferencias de las contracciones longitudinal, radialy tangencial y se manifiestan, en una pieza de madera aserrada, mediante lacurvatura de sus ejes longitudinales, transversales o ambos. Se agravan enlas maderas con grano desviado, nudos, madera de reacción y otrasanormalidades. Las formas más comunes son:

1.4.1 Abarquillado:

Es la distancia o curvatura del eje transversal de una pieza de maderaaserrada. Aquellas tablas aserradas en sentido tangencial a los anillos, sedeforman más que aquellas en sentido radial. Las cortadas en la periferia delas trozas tienen menos distorsión que las obtenidas cerca a la médula. Entremayor es el espesor, mayor es la tendencia al abarquillado. Si se hace unpresecadoal aire y se evitan los programas severos de secado, se puede reducirel abarquillado, pero la mejor forma de controlarlo es mediante un correctoapilado.

1.4.2 Arqueadura :

Es el alabeo o curvatura a lo largo de la cara de la pieza. Se asociacon unacontracción longitudinal excesiva en la madera cercana a la médula o juvenil,o madera de reacción, tanto por compresión en coníferas como de tracciónen latifoliados formados cuando los árboles han crecido en pendientes otorcidos. También cuando en la pieza aserrada existe grano inclinado. Sepuede controlar en forma semejante que el abarquillado.

1.4.3 Encorvadura:

Es el alabeo o curvatura a lo largo del canto de la pieza de madera. Seforma por las mismas causas que la arqueadura, pero es más difícil de controlarque ésta.

1.4.4 Torcedura:

Es el alabeo que se presenta cuando las esquinas de la pieza de madera nose encuentran en el mismo plano. Se presenta en madera con grano espiralado,ondulado, entrecruzado, desviado o distorsionado por nudos. También se puedereducir mediante un correcto apilado y una restricción mecánica durante elsecado artificial.

1.4.5 Adiamantado:

Se presenta en madera con sección transversal cuadrada, la cual adquiereuna forma de diamante cuando se seca. Se debe a la diferencia entre lascontracciones tangencia1 y radial, cuando los anillos de crecimiento estándispuestos en sentido diagonal. Se puede controlar, en cierto grado, mediantepresecado al aire. 

1.5  Grietas superficiales

Ocurren en los radios, canales de resina, o manchas minerales. Poco ocurren en madera con espesor menor a 4 cm. Se forman en las primeras etapas del secado, debido a que las superficies se secan muy rápidamente, como resultado de una humedad relativa muy baja. Aquel material agrietado durante el secado al aire, no debe humedecerse antes o durante el secado en cámaras, pues estas grietas generalmente se alargan, se abren y se profundizan aún más. La madera así agrietada no puede usarse en productos que requieran alto acabado o pulimento, porque, aunque usualmente ellas se cierran durante el secado, los acabados claros y brillantes las resaltan, o los pequeños cambios climáticos dañan los acabados.

Además de las grietas sobre las caras y cantos, también se forman en los

extremos. Estas se pueden controlar mediante la aplicación de sustanciasprotectoras con capacidad aislante y ojalá refractaria.

1.6 Rajaduras

Son separaciones de elementos de la madera que se extienden a lo largodel grano y afectan totalmente el espesor de la pieza, o dos puntos opuestos deuna madera rolliza. Resultan como consecuencia de la extensión de grietas enlos extremos. Si se evitan dichas grietas, se controlarán las rajaduras. Lacolocación de los listones separadores formando una superficie plana con losextremos de la tablas en las pilas de madera, evita una rápida desecaciónlongitudinal y evita rajaduras.

1.7  Acebolladuras o escamaduras

Son separaciones de la madera que ocurren en sentido paralelo a los anillosde crecimiento, bien sea en uno de ellos o entre ellos. Aunque éste es undefecto que ocurre en el árbol en pie o durante el apeado, durante el secado forzado generalmente se prolonga. Se puede producir separación entre anillos en las primeras etapas de secado, cuando se aplican temperaturas altas o como consecuencia del endurecimiento superficial. Se puede minimizar aplicando re- cubrimientos en los extremos, evitando endurecimiento superficial o usando humedades relativas del aire, altas y bajas temperaturas mientras se está evacuando agua libre.

1.8  Nudos sueltos y agrietados

Cuando los nudos no están integrados al resto del tejido leñoso sino retenidos por la corteza muerta, se separan al contraerse más que la cavidad enla cual se encuentran alojados. Es poco lo que puede hacerse para evitar quecaigan durante el posterior manipuleo o elaboración. Lo mejor es evitar utilizar madera con nudos sueltos.

1.9 Agrietamiento de nudos

Este defecto es de consideración cuando se trata de nudos sanos. Son grietas que se presentan en sentido radial del nudo; se forman y se controlanal igual que las grietas superficiales.

1.10 Colapso celular

Ante todo, no es un defecto ocasionado por contracciones propias delsecamiento por debajo de la zona de saturación de las fibras. Ocurre durante la evacuación del agua libre y consiste en una reducción o deformación de la cavidad celular. Las causas más probables de este fenómeno, que se presenta en determinadas especies de madera, son: paredes de las células, sobre todo de los vasos, completamente impermeables; las cavidades celulares llenas de agua sin burbujas de

aire; baja resistencia a la compresión perpendicular, plasticidad de las paredes celulares por sustancias como taninos; estas causas,sumadas a altas temperaturas iniciales y una rápida desecación superficial, producen este defecto. El colapso es propio del duramen y generalmente va acompañado de endurecimiento superficial severo, deformaciones excesivas, acanalamiento de la sección transversal y apanalamiento. Parece ser que debido a la impermeabilidad de las células y la falta de entrada de aire para reemplazar el agua que sale de las cavidades por fuerzas capilares, se forman tensiones capilares de varios cientos de atmósferas que exceden la resistencia de compresión y aplastan las paredes. Kollman (1968). El colapso puede ser menos severo si se seca la madera al aire bajo techo. Aunque no se puede recuperar totalmente, sí se puede restaurar a la condición original mediante la aplicación de vapor saturado a temperaturas mayores a 8S0C o al punto de ebullición, durante 4 a 8 horas luego de terminado el secado. Como la madera se humedece, es necesario volver a secar en presencia de una alta humedad relativa y baja temperatura.

1.11 Apanalamiento o grietas en forma de botella

Este defecto consiste en grietas en sentido radial de gran magnitud, acompañadas algunas veces por aplastamientos en las superficies de las caras. Lascausas son las mismas que en las grietas internas pero también el colapso celular. Entonces los métodos de control son aquellos que corresponden a dichosdefectos.

2. Defectos Asociados con Cambios Químicos Estos defectos tienen que ver con los extractivos químicos (resinas,gomas, taninos, colorantes, etc.), propios de algunas especies, que causandiscoloraciones de la madera.

2.1 Mancha marrón

Ocurre en varias maderas blandas o coníferas. Se cree que son causadaspor los extractivos solubles en agua, los cuales reaccionan cuando seconcentran y se depositan durante el secado. Imprimen una coloración marrón oscura, pero no afectan la resistencia mecánica. Se pueden reducir aserrando y secando la madera tan pronto se corta el árbol y se asierra; evitando temperaturas por encima de 50°C durante el proceso y utilizando humedades relativas tan bajas como sean toleradas por la madera sin sufrir otros daños.

2.2 Marcas de listones separadores

Son cambios de color, localizados debajo de los listones separados. Pareceque se originan por cambios químicos o concentración de extractivos durante el secado. A veces son superficiales y se eliminan con el cepillado,

otras veces no. Se pueden evitar o disminuír en su intensidad, mediante el uso de separadores secos o ranurados y secando la madera tan pronto ha sido aserrada.

2.3  Otros cambios químicos

Son generalmente cambios de tonalidad, debidos a oxidaciones de sustancias volátiles o reacciones químicas producidas por cambios de temperatura o humedades relativas altas. En algunos pinos se presenta resinosis de la madera seca, la cual afecta los acabados. Se debe a que durante el secado la resina no se solidifica totalmente y queda en condición de exudar a cualquier momento.Con temperaturas superiores a 70°C se evita dicho problema. También esposible que algunas maderas se manchen con agua lluvia o de condensación a las cámaras.

3. Defectos Asociados con Ataque de Hongos

Estas manchas son producidas por moho, hongos de mancha azul o de savia y hongos pudridores. La madera de altura es sensible al ataque de mohos y hongos. Sin embargo algunas maderas como el Sande (Brosimum utile), son especialmente sensibles a la mancha azul. Esta mancha es bastante común; con excepción de la dureza, no se afectan otras resistencias mecánicas con los hongos que la producen. Estos se desarrollan precozmente , cuando se retarda el secado al aire, y en épocas cálidas y húmedas. Cuando la madera verde se apila utilizando la misma madera como separadores, o cuando se apila en forma sólida, el hongo se desarrolla rápidamente. La mejor forma de prevenir los ataques de hongos, es reducir el contenido de humedad de la superficie o a un 20% ó menos. Así mismo favorecer la ventilación entre las pilas. Cuando las condiciones de aire no son suficientes, se debe aplicar un producto químico capaz de controlar los hongos. Pero esta aplicación

 

http://www.lablaa.org/blaavirtual/ciencias/sena/carpinteria/madera/madera3d.htm