Secado de la madera

Secado de la madera

Introducción

Al ser la madera un material de origen biológico, es decir proveniente de seres vivos, es lógico que contenga una cantidad de agua para su desarrollo vital; sin embargo, cuando se derriban los árboles, éstos se convierten en materia muerta y como tal, no requieren ya el agua contenida o en proceso de conducción a través del fuste. Siendo la madera un material higroscópico, una vez que se asierra y se expone al medio ambiente gran parte del agua se evaporará de manera natural, pero lo hará de forma incontrolada ocasionándose diferentes tipos de defectos en la madera que pueden llegar a inutilizarla y además con tiempos generalmente prolongados.

Tratándose de procesos industriales comerciales, la producción de madera aserrada y otros productos maderables obligan a que ésta etapa de secado de la madera se realice aplicando las tecnologías que conduzcan a secar la madera en el menor tiempo posible con el mínimo de defectos posibles y al menor costo posible.

Con el propósito de lograr el punto de equilibrio entre esos 3 requerimientos mínimos se debe entender primeramente cuál es el estado del agua en la madera, cómo se lleva a cabo el movimiento de dicha agua durante el secado y cuáles son los requerimientos para realizar este proceso a nivel industrial, de forma tal que posteriormente se apliquen las técnicas tanto para el secado natural (al aire libre) como para el secado artificial (en estufa).

Cabe indicar que con el secado de la madera se logran varias ventajas y mejoramiento en los procesos de transformación como en la utilización de la madera; entre los cuales destacan los siguientes:

Ventajas del secado de la madera

• Disminución del peso.
• Evitar el biodeterioro.
• Lograr la estabilidad dimensional.
• Maximizar su resistencia mecánica.
• Mejorar la calidad de maquinado.
• Lograr fijación y permanencia de barnices y acabados.
• Lograr la resistencia de unión con adhesivos.
• Permitir la impregnación de la madera con preservadores.

Las ventajas anteriores indican las diversas ventajas y beneficios que se logran con el secado de la madera lo cual debe entenderse que antes de procesar cualquier pieza de madera para cualquier aplicación o artículo al que se vaya a destinar es imprescindible secar dichas maderas, pero además evaluar con precisión el contenido de humedad que ésta presente y para ello pues se debe tener claro la forma de medir o cuantificar el contenido de humedad de la madera.

Evaluación del Contenido de Humedad

Para conocer y poder medir el contenido de humedad de una madera es necesario primero tener claridad en cómo se define éste concepto, siendo el siguiente:

“Cantidad de agua presente en una pieza de madera, expresado como un porcentaje de su peso anhidro”

Por la forma en como se define y siendo la madera un material poroso, es posible que dicho C. H. pueda ser superior al 100%, lo que indicaría que la cantidad de agua que pueda haber en una pieza de madera bien puede superar el peso propio de la pura madera, todo ello dependiendo de la porosidad de la misma.

Para los casos de medición del C. H. existen 3 métodos básicos, pero todos ellos están basados en la misma definición que matemáticamente nos estaría representando la siguiente expresión:

C. H.(%)=(Peso del agua/Peso anhidro)/100

Los métodos para dicha medición se conocen como:

1. Método de pesadas (horno)
2. Método del xilohigrómetro eléctrico
3. Destilación

Método por pesadas

En este caso se debe obtener una muestra de la madre a evaluar y pesarla inmediatamente para determinar su peso húmedo (Ph) o peso inicial (Pi); posteriormente, dicha muestra se introduce a un horno con una temperatura de 105 +- 2 °C, manteniéndose allí hasta que en un intervalo de 2 o 3 pesadas registre un peso constante, el cual se definirá como peso anhidro (Po). Teniendo estos 2 valores se aplica la siguiente expresión:

[pic 1]

[pic 2]

Este método presenta las siguientes ventajas:

• No importa el nivel de humedad que pueda presentar la madera para obtener un valor correcto de dicho nivel, por muy húmeda que esté la madera.
• Para casos de comparación se considera como el valor de referencia en el ajuste de otros métodos de evaluación.

Y las siguientes desventajas:

• Es un método tardado para conocer el C. H. de la madera.
• Requiere el cortado de una muestra de la madera en estudio para poder hacer la evaluación, situación que en muchos casos no es posible realizar (madera en servicio o en uso).
• Requiere precisamente en tener que cortar una muestra para poder introducirla al horno aunque se trate de madera aserrada.
• En maderas ricas en extraíbles volátiles o madera impregnada el proceso de deshidratación también evapora éstos elementos causando un error en la cuantificación del agua evaporada.

Xilohigrómetro eléctrico

Consiste en un aparato que genera una corriente eléctrica a través de 2 puntos en la madera y que a la vez mide la resistividad eléctrica que presenta dicha madera a esa conducción. La madera en estado anhidro presenta una alta resistividad, pero ésta se va perdiendo a medida que se incrementa su C. H. ya que el agua es un elemento conductor; se ha observado que existe una correlación inversa entre resistividad y C. H. de la madera por lo que al generarse dicha corriente eléctrica y medirse el aparato mencionado transforma los Ohms de resistividad en el correspondiente C. H. que presenta la madera, pero dicha correlación solamente existe en el rango del agua higroscópica (del 0 al 30% +- y más precisamente entre el 6 y el 28%).

Ventajas:

• Permite conocer el C. H. de manera inmediata.
• No es necesario cortar o seccionar la madera para hacer su evaluación (se puede aplicar a madera en servicio).
• Se puede evaluar el C. H. aún en maderas con recubrimientos (laminados o barnices).
• Son aparatos portátiles que no demandan del equipo del método por pesadas.

Desventajas:

• Su rango de confiabilidad solamente está en el rango de agua higroscópica, pues a valores superiores al PSF, se pierde dicha correlación.

Destilación

En maderas que presentan muchos extractivos o bien maderas impregnadas con preservadores los 2 métodos anteriores ya no son los indicados, siendo la mejor forma para medir el C. H. en estas maderas el poder separar con precisión el agua contenida y para ello se debe aplicar un proceso de destilación.

La madera, que debe estar transformada en pequeñas astillas o virutas se sumerge en un líquido que sea inmiscible en agua y se somete a un proceso de calentamiento y evaporación. Posteriormente los vapores se condensan y se reciben en una trampa de condensador graduada, en ella por la diferencia de densidades es posible separar y cuantificar el agua extraída de la madera y así estimar el contenido de humedad mediante la siguiente expresión:

[pic 3]

Ventajas:

• Como se indicó, en maderas impregnadas o con altos contenidos de extraíbles permite cuantificar con precisión lo que es realmente agua contenida en la madera y por lo tanto reporta este método valores más confiables para ese tipo de maderas.

Desventajas:

• Requiere seccionar y triturar la muestra de madera, situación no factible en varios casos.
• Requiere de un tiempo para poder obtener los resultados que dependiendo del tipo de madera puede ser de hasta 12 horas.
• Demanda de equipo especial para la destilación y el conocimiento técnico de éste proceso, situación que en la industria maderera no es fácil tenerlo.

Tipos de agua en la madera

Cuando hablamos de secado de la madera no se trata de eliminar toda el agua presente en ella, pero además los requerimientos para su evaporación tampoco son los mismos cuando se trata de evaporar el agua contenida en los lúmenes que el agua depositada en las paredes celulares, situación que conduce a definir en primer término cómo se encuentra el agua en la madera y cómo se le “denomina” según su ubicación; así mismo la madera según su nivel de humedad recibe diferentes calificativos por lo que es necesario entonces tener claridad del rango de humedad al que se refiere cada denominación.

En los árboles vivos sus células nunca se encuentran totalmente llenas de agua; sin embargo, si presentan un C. H. superior al denominado PSF, esto significa que presentan “agua de constitución”, presentan toda el agua higroscópica o fija, y además presentan una cierta cantidad de agua libre en sus lúmenes; ésta última ya sea en forma líquida o en estado de vapor.

Cuando se realiza el proceso de secado de la madera se tratará de eliminar toda el agua libre que pueda contener y una parte del agua higroscópica, pero para nada se toma en cuenta el agua de constitución, lo que indica que en dichos procesos de secado se estará tratando sólo con 2 tipos de agua, la de los lúmenes (libre) y la de la pared celular (fija o higroscópica).

...