El Secado De La Madera

SECADO DE LA MADERA

Por el Ing. Agr. Alberto D. Calderón 1

La madera, por provenir de organismos vegetales vivos, posee un elevado porcentaje de humedad, cuya presencia provoca reacciones y cambios que, en determinadas circunstancias, puede llegar a desvalorizar económicamente a las maderas afectadas.

El medio para asegurarse que la madera proveniente del aserrado de rollizos o troncos verdes (madera verde), no sufrirá tales desperfectos y se convertirá en un material apto para industrializar, es el del secado.

Por secado de la madera , se entiende “la práctica y técnica desarrollada para eliminar agua de la madera, sin que ésta se perjudique, hasta un punto tal, en que la misma se encuentre en equilibrio higroscópico con el medio ambiente en el cual será utilizada”.

El secado de la madera puede efectuarse por dos medios:

a) Por pérdida natural de la humedad, mediante la evaporación natural del agua, merced a la temperatura, humedad y circulación del aire del ambiente: secado natural o estacionamiento . b) Por la eliminación del agua de la madera, mediante el empleo de temperaturas, humedad y ventilación, diferentes a las naturales, obtenidas mediante aparatos e instalaciones especiales: secado artificial.

Las ventajas del secado de la madera son las siguientes:

a) Disminuye el peligro de la aparición de grietas y rajaduras. b) Impide el ataque de ciertos insectos xilófagos. c) Disminuye el ataque de hongos. d) Disminuye el peso de las maderas. e) Aumenta los valores de resistencia mecánica. f) Facilita muchos procesos en la industrialización de la madera. g) Favorece la aplicación de colas, pinturas, lustres, etc.

Las desventajas del secado son las siguientes:

a) Mayor fragilidad. b) Ataque de otros tipos de xilófagos. c) Mayor inflamabilidad.

La importancia del secado se deduce de las ventajas que proporciona y que se manifiestan en el plano económico (menores fletes, posibilidad de almacenamiento, menor riesgo de pérdidas por ataque de hongos e insectos y disminución o eliminación de rajaduras)

1 Profesor Titular – Cátedra de Dasonomía – Facultad de Ciencias Agrarias - UNCUYO

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HUMEDAD DE LA MADERA

El estudio tecnológico de las relaciones entre el agua y la madera, es seguramente, el más importante de todos los que dependen de este material, dado que, afecta a la mayoría de los procesos de transformación de la madera; y aún más las características de comportamiento de la madera están muy influenciados por el contenido de humedad de la misma. El agua puede encontrarse en la madera en tres formas diferentes:

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agua libre (llenando las cavidades celulares)

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agua higroscópica (impregnando las paredes celulares)

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agua de constitución (integrante de la pared celular en combinaciones químicas)

Aparte se debe tener en cuenta el significado del concepto de saturación de las fibras, por su importancia en lo que se refiere a los fenómenos de contracción e hinchamiento; y otro de los conceptos que también se debe tener en cuenta como elemento básico para entender y realizar el proceso de secado, es el equilibrio higroscópico .

El equilibrio higroscópico es el grado de humedad que tiene la madera en equilibrio con condiciones determinadas de temperatura y humedad del aire (ver ábaco n° 1). El tipo de madera tiene poca influencia sobre los valores de equilibrio higroscópico. Cuando una madera ha logrado este equilibrio en el lugar geográfico en que ha sido secado al aire, se dice que es madera estacionada . Como las condiciones ambientales de cualquier lugar varían constantemente, la humedad sigue las fluctuaciones del medio ambiente, es por ello que el valor de equilibrio higroscópico de una madera, debe ser referido al lugar y época del año. Por ejemplo en Mendoza, en el mes de junio, la madera en equilibrio tendrá un contenido de humedad del 12,7%, y en diciembre del 8,9%, mientras que en El dorado, en junio será del 19% y en diciembre del 13,2%.

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El punto de saturación de las fibras , es el porcentaje de agua en el cual se ha desalojado toda el agua libre y comienza a evaporarse el agua que satura las paredes celulares. Según la especie forestal considerada, este valor oscila entre el 25 y el 40%. Su determinación presenta gran interés, pues a partir de ese instante comienzan las contracciones de la madera, e indica condiciones especiales de la madera en lo relativo a la resistencia mecánica.

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Cuando una pieza de madera verde comienza a perder humedad, varios mecanismos se ponen en marcha a fin de lograr que el agua se mueva de la superficie de la pieza hacia la atmósfera y desde las zonas internas hacia la periferia de la pieza, en respuesta al gradiente de humedad.

Los mecanismos mencionados son los de capilaridad y difusión, mecanismos que varían de acuerdo a las diferentes especies y a los estados de humedad de la madera.

El movimiento del agua en la madera conviene dividirlo en dos etapas, antes de llegar al punto de saturación de fibras y después de sobrepasarlo.

Cuando el contenido de humedad de la madera es superior al punto de saturación de las fibras, se mueve de dos formas: el agua líquida, por capilaridad debido a las fuerzas de tensión superficial y el vapor de agua, por difusión dentro y a lo largo del tejido vegetal.

Cuando el contenido de humedad de la madera está por debajo del punto de saturación de las fibras, se mueve: en forma de vapor de agua por difusión y como agua líquida que ha permanecido ligado a las fibrillas de las paredes celulares y que se traslada hacia otras zonas con distinto contenido de humedad.

La energía que se requiere para este movimiento es mucho mayor que la necesaria para mover el mismo volumen de agua libre.

La humedad en la madera se puede definir como: “la cantidad de agua y sustancias volátiles, susceptibles de estar contenidas en la madera, y se expresa en porcentaje de peso seco en estufa desde 98 a 103° C” .

Concepto de sorción de la madera

Una madera completamente seca, puesta en contacto con vapor de agua, lo admitirá hasta que se produzca entre ambos un estado de equilibrio. Este fenómeno generalmente extendido a todos los cuerpos porosos, se denomina sorción. Dentro de la sorción debemos distinguir dos procesos: la Adsorción se refiere generalmente a la toma de humedad por la madera (hinchamiento de la madera); y la Deserción, que es la pérdida de humedad en la madera (contracción de la madera). Lo más característico de la sorción son las Isotermas de Sorción, donde se grafica la humedad de la madera en función de la humedad relativa del aire con el que se halla en equilibrio, y referido siempre a determinada temperatura. Para un material de estructura capilar como la madera, estas isotermas tienen una forma sigmoidea, si se usa vapor de agua como líquido humectante. La curva corresponde a los valores de la humedad de la madera en equilibrio con la humedad relativa del aire hasta el punto de saturación, o sea dentro del rango higroscópico. A continuación se puede ver el gráfico con las isotermas de sorción en la madera.

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La curva superior corresponde a una madera cuando pierde humedad desde el punto de saturación de las fibras, y se la denomina Curva de desorción . La inferior es la Curva de Adsorción , que inversamente, se refiere al equilibrio cuando una madera seca toma humedad del medio ambiente en el que se encuentra. Estas dos curvas generan lo que se denomina el “ojal de histéresis” .

Determinación de humedad

El procedimiento más exacto y el único científicamente satisfactorio para determinar el agua contenida en la madera, es el de conseguir su evaporación, calculando luego la diferencia de pesos.

Métodos:

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Por desecación en estufa a 98 + 03 C (norma IRAM 9532, ASTM D-143). Se toma una muestra de madera de 2 x 2 x2 cm., se pesa (P.i.:peso inicial o humedad) se lleva a estufa a + 100° C hasta que se registre peso constante, se retira y enfría en un desecador que contenga Cloruro de Calcio y se pesa ( P.f.: peso final o peso seco).

Se calcula según: H% : Pf – Pi x 100: Pf

Se define como el porcentaje de humedad en relación al peso seco.

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Por destilación : se aplica en los casos de maderas que contienen ceras, aceites esenciales o han sido impregnadas con sustancias oleosas. Es el caso de las maderas de Palo santo, guayacán, retamo o maderas creosotadas.

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Métodos eléctricos , con xilohigrómetros, es un método rápido pero menos exacto. Este método es el más utilizado a escala industrial y se basa en la variación de la resistencia eléctrica de la madera de acuerdo con el contenido de humedad de la misma: a mayor contenido de humedad menor resistencia eléctrica. Este método es más exacto para contenidos de humedad por debajo del punto de saturación de las fibras, por encima de este valor, los errores son superiores al 10% y por debajo del P. S. F. el error es cercano al 2%.

Xilohigrómetro eléctrico

LAS CARACTERÍSTICAS DE LA MADERA CON RELACIÓN AL SECADO

Para interpretar los fenómenos que se producen en el secado, debemos partir de la base que las maderas presentan características diferentes entre sí. Ello

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