UNIVERSIDAD AUTÓNOMA CHAPINGO... · HERIBERTO MARTÍNEZ DE LA CRUZ Chapingo, Texcoco, Edo. de...
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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA CHAPINGO DIVISIÓN DE CIENCIAS FORESTALES “PROGRAMA DE SECADO EN ESTUFA PARA MEZCLA DE MADERAS DE CAOBA (Swietenia macrophylla King.) Y HULE (Hevea brasiliensis Muell Arg.)” TESIS PROFESIONAL QUE COMO REQUISITO PARCIAL PARA OBTENER EL TÍTULO DE: INGENIERO FORESTAL INDUSTRIAL P R E S E N T A: HERIBERTO MARTÍNEZ DE LA CRUZ Chapingo, Texcoco, Estado de México Octubre de 2004
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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA CHAPINGO
DIVISIÓN DE CIENCIAS FORESTALES
“PROGRAMA DE SECADO EN ESTUFA PARA MEZCLA
DE MADERAS DE CAOBA (Swietenia macrophylla King.)
Y HULE (Hevea brasiliensis Muell Arg.)”
TESIS PROFESIONAL
QUE COMO REQUISITO PARCIAL
PARA OBTENER EL TÍTULO DE:
INGENIERO FORESTAL INDUSTRIAL
P R E S E N T A:
HERIBERTO MARTÍNEZ DE LA CRUZ
Chapingo, Texcoco, Estado de México Octubre de 2004
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA CHAPINGO
DIVISIÓN DE CIENCIAS FORESTALES
PROGRAMA DE SECADO PARA MEZCLA DE MADERAS DE
CAOBA (Swietenia macrophylla) Y HULE (Hevea brasiliensis).
TESIS
QUE COMO REQUISITO PARCIAL
PARA OBTENER EL TITULO DE
INGENIERO FORESTAL INDUSTRIAL
PRESENTA
HERIBERTO MARTÍNEZ DE LA CRUZ
Chapingo, Texcoco, Edo. de México.
Junio de 2003
Esta tesis fue realizada por Heriberto Martínez De la Cruz, bajo la dirección del M. C. Mario Fuentes Salinas. Fue revisada y aprobada por el siguiente Comité Revisor y Jurado Examinador: ____________________________________ PRESIDENTE: M.C. MARIO FUENTES SALINAS. ____________________________________ SECRETARIO: ____________________________________ VOCAL: SUPLENTE: ____________________________________ SUPLENTE: _________________________________ Chapingo, Texcoco, Edo. de México, Junio de 2003
CONTENIDO
Pág. INDICE DE CUADROS. INDICE DE FIGURAS. INDICE DE GRAFICAS. 1.- INTRODUCCIÓN. 1 2.- OBJETIVOS. 4 3.- ANTECEDENTES. 5 4.- MATERIALES Y METODOS. 18 4.1.- MATERIALES. 18 4.2.- MÉTODOS. 21 4.2.1.- Inspección inicial de las tablas. 25 4.2.2.- Preparación de muestras de secado. 27 4.2.3.- Montaje de pilas para el secado convencional y control de secado. 31 4.2.4.- Evaluación de la calidad de secado. 33 4.2.5.- Evaluación del contenido de humedad y los tiempos de secado. 365.- RESULTADOS Y DISCUSIÓN. 37 5.1.- CALIDAD DE LA MADERA SECA. 37 5.1.1. Resultados del programa de secado para la madera de caoba
(T6-D4). 38
5.1.2.- Resultados del segundo programa de secado, madera de hule (T6-D2).
42
5.1.4.- Resultados del tercer programa de secado, mezcla la madera de hule y caoba (T6-D3).
46
5.1.5.- Comparación de calidad resultante entre los tres programas de secado.
49
5.2.- Contenidos de humedad y tiempos de secado. 55 5.2.1.- Contenidos de humedad. 55 5.2.2.- Curvas de secado. 56 5.2.3.- Tiempos de secado. 605.3. DIMENSIONES DE LA MADERA SECA. 61 6.- CONCLUSIONES. 637.- RECOMENDACIONES. 658.- LITERATURA CITADA. 669.- ANEXOS. 75
INDICE DE CUADROS CUADRO Nº PÁG. 1. Características y propiedades de la madera de caoba (Swietenia
macrophylla ) y madera de hule (Hevea brasiliensis). 22
2. Programa de secado (T6-D4), para secado de madera aserrada de caoba de 4/4” de espesor. (Sydney, 1988; Fuentes Silva y Montes, 1996).
25
3. Programa de secado para madera de hule de 4/4” (Sydney, et al., 1998).
24
4. Programa de secado intermedio para maderas de caoba y hule de 4/4” (T6-D3).
25
5. Porcentaje de valores permisibles de defectos evaluados. (NCH. 178. Of. 79).
33
6. Grados de calidad por factor de clasificación. (Fuentes, 1994). 357 Clasificación de la calidad de secado. ( Fuentes, 1994). 358 Número de tablas distribuidas por grado de calidad y repetición, en el
secado para la madera de caoba (T6-D4). 389 Numero de tablas de hule distribuidas por grado de calidad y
repetición, en el programa (T6-D2). 38
11 Índice de calidad de secado convencional respecto a grietas, rajaduras y alabeos, en el secado, para la madera de hule (T6-D4). 39
12. Participación porcentual de desclasificación de la madera secada de caoba (T6-D4). 40
13. Participación porcentual de desclasificación de la madera secada de hule en el programa (T6-D4). 41
14. Número de tablas distribuidas por grado de calidad y repetición, en el secado para la madera de hule en el programa (T6-D3). 42
15 Número de tablas distribuidas por grado de calidad y repetición, para la madera de caoba (T6-D3). 42
16 Índice de calidad de secado respecto a grietas, rajaduras y alabeos, para la madera de hule (T6-D4). 43
17 Índice de calidad de secado respecto a grietas, rajaduras y alabeos, para la madera de caoba (T6-D4). 43
18 Participación porcentual de desclasificación de la madera de hule en el programa (T6-D2). 44
19 Participación porcentual de desclasificación de la madera de caoba en el programa (T6-D2). 45
20 Numero de tablas distribuidas por grado de calidad y repetición, en el secado para madera de hule. 46
21 Numero de tablas distribuidas por grado de calidad y repetición, en el secado para la madera de caoba. 46
22 Índice de calidad de secado para la madera de hule respecto a grietas, rajaduras y alabeos en el secado. 47
23 Índice de calidad de secado para la madera de caoba respecto a
grietas, rajaduras y alabeos en el secado. 4724 Participación porcentual de desclasificación de la madera secada
para madera de hule en el programa T6-D3. 4825 Participación porcentual de desclasificación de la madera secada de
caoba en el programa T6-D3. 4926 Comparación de calidad de secado de los tres programas de secado
T6-D4; T6-D2 y T6-D3. 5027 Contenidos de humedad iniciales y finales promedios, por especie,
en cada programa de secado. 5628 Tiempos de secado por programa aplicado. 6029 Contracción volumétrica manifestada durante el secado, por especie
y programa aplicada. 61
ÍNDICE DE FIGURAS
FIGURA Nº Pág. 1. Madera aserrada en el lugar del experimento. 202. Vista frontal del control y registro automático de la estufa de secado. 203. Vista frontal de las estufas de secado en el lugar del experimento. 214. Tipos de deformaciones: a).- arqueadura, b).- encorvadura, c).-
torcedura, d.- acanaladura. (Fuentes. 1994). 26
5. Obtención de muestras de secado. 286. Ubicación de las muestras en la pilas de secado. 297. Probetas de esfuerzos de secado de madera de caoba (Swietenia
macrophylla) y madera de hule (Hevea brasiliensis). 33
8. Muestras usadas para evaluar la presencia de apanalamiento en la carga de caoba (T6-D4).
51
9. Muestras usadas para evaluar la presencia de apanalamiento en la carga de hule (T6-D2). 51
10. Muestras usadas para evaluar la presencia de apanalamiento en la carga mezclada (T6-D3).
52
11. Vista del estado final de las muestras tipo tenedor, en la primer carga de secado de caoba (T6-D4). 53
12. Vista del estado final de las muestras tipo tenedor, en la segunda carga de secado de Hule (T6-D2). 54
13. Vista del estado final de las muestras tipo tenedor, en la tercer carga de secado de la mezcla (T6-D3). 54
14. Contenidos de humedad y tiempos de secado de la carga de Caoba (T6-D4). 57
15. Contenidos de humedad y tiempos de secado de la carga de Hule (T6-D2). 58
16. Contenidos de humedad y tiempos de secado de la carga mezclada (T6-D3). 59
RESUMEN
Este trabajo de investigación consistió en secar inicialmente madera de
caoba (Swietenia macrophylla) y madera de hule (Hevea brasiliensis) por
separado en secador convencional, de acuerdo a los dos programas de secado
establecidos para esas especies, se conformó un tercer programa de secado para
secar ambas maderas (caoba y hule), mezcladas en el secador, bajo un programa
de secado intermedio en condiciones de temperatura y humedad relativa a los
programas individuales; así como realizar una comparación entre ellos en función
de la calidad y tiempo de secado a fin de determinar la factibilidad técnica de secar
ambas en una misma carga. Para evaluar la calidad de la madera seca, se utilizó
la Norma Chilena NCh. 178.Of.79 (INN. 1979, el proceso de evaluación utilizado
por Fuentes (1994)) y la calificación dada por Kauman y Mittak (1966). Para
evaluar los tiempos de secado, éstos se registraron cada hora para ver la
variación entre programas de secado. De acuerdo a los resultados, se mostró
que la calidad de secado de ambas maderas es similar en los tres programas de
secados en estufa convencional. El mayor tiempo de secado se obtuvo para el
primer programa (T6-D4) para la madera de caoba (Swietenia macrophylla) que
fue de 184 horas seguido del programa intermedio (T6-D3) para madera de caoba
y madera de hule con un tiempo de 144 horas y el menor tiempo registrado lo
obtuvo el segundo programa (T6-D2) para la madera de hule (Hevea brasiliensis)
con un tiempo de 120 horas. Se concluye que para cuando las condiciones de
producción así lo requieran, se pueden secar bien ambas especies en una misma
carga, aplicando el programa de secado T6-D3.
1 INTRODUCCIÓN
La madera, por ser de origen biológico, se encuentra en la naturaleza
(árboles) con un grado de humedad muy superior de aquel que es adecuado para
su puesta en servicio. Una vez cortada la madera, por su composición química y
estructura porosa, se comporta como un material “higroscópico”, esto es, tiene la
propiedad de adsorber y/o desorber humedad al medio ambiente que la rodea, en
un intercambio constante y tendiente a lograr un estado de equilibrio, según sea la
temperatura y, sobre todo, la humedad relativa del aire circulante. Si la madera
está húmeda y se coloca en un ambiente seco, ésta cederá humedad al ambiente;
si la madera está seca y se coloca en un ambiente húmedo, ésta adsorberá
humedad del ambiente.
Desde hace mucho tiempo se ha venido aprovechando profusamente a la
madera como material en los más diferentes y múltiples usos y formas.
Actualmente, para la mayoría de sus empleos se necesita madera bien seca, por
lo que es primordial extraerle rápidamente y a bajo costo el exceso de agua sin
que se le presenten defectos de secado que impidan darle la utilización requerida.
El secado industrial de la madera es una fase importante en los modernos
procedimientos de manufactura, maquinado y acabado de la madera. En casi todo
el país (centro y norte especialmente), la madera puede secarse al aire libre
durante los meses más favorables hasta un contenido de humedad final menor al
18% que es adecuada para algunos usos, pero poco conveniente para muchos
otros. El desarrollo experimentado durante los últimos años en la industria
maderera de México, exige para un gran número de aprovechamientos la madera
se seque uniformemente, a contenidos de humedad inferiores, sin defectos que
impidan su uso, y al menor tiempo posible, lo cual sólo se puede alcanzar a bajo
costo utilizando modernas estufas de secado a base de aire acondicionado.
Por otro lado, siempre se ha considerado que un programa de secado debe
aplicarse específicamente para un espesor y para una especie determinada de
madera, dada la influencia que tiene en el tiempo y calidad de secado el espesor y
las características anatómicas diferentes de dichas especies. Sin embargo, ya en
los procesos de producción no siempre es posible hacer estos secados por
separado, sobre todo en la separación de especies, ya sea por los bajos
volúmenes para completar una carga con una sola especie, ya sea por el tipo de
productos a abastecer o simplemente por economía.
Así, por cuestiones de producción y volúmenes, en la empresa PERRONI,
S. A., se requirió evaluar la factibilidad de secar en una misma carga o corrida, la
madera de caoba y madera de hule, cuyos programas de secado particulares
conocidos varían en un rango muy pequeño.
2 OBJETIVOS Objetivo general
Estructurar, ensayar y ajustar, un programa de secado eficiente para secar
mezcla de maderas de caoba (Swietenia macrophylla) y madera de hule (Hevea
brasiliensis) de 4/4”, en un secador convencional.
Objetivos específicos
Evaluar la posible correlación entre la severidad de las condiciones de secado
y la calidad de la madera resultante, tomando como base tres programas de
secado para cada especie.
Resolver un problema de caso, para una empresa maderera, ubicada en la
zona metropolitana del Distrito Federal que comercializa estas dos especies.
3 ANTECEDENTES.
Un secador convencional consiste en una cámara equipada con sistemas
de calefacción, humidificación, ventilación y un equipo de control y registro, lo cual
permite aplicar y regular los factores que producen el secado de la madera. Dentro
de los diferentes tipos de secadores, se clasifican como “convencionales” a
aquellos que permiten aplicar temperaturas hasta de 90 ºC.
Parra y Valdés (1953), indican que existen diversos tipos de programas, los
cuales se basan en tres factores: contenido de humedad, tiempo y temperatura.
Los programas que más se utilizan son las basadas en el contenido de humedad.
Actualmente se usan los de tiempo y temperatura, que son derivados de los
programas de humedad, es decir, en un principio se utilizó un programa de
humedad para un material uniforme. Un operador que constantemente o en forma
rutinaria seca la misma madera y casi no tiene problemas puede adoptar un
programa de tiempo que le dé resultados satisfactorios.
Amplían que el éxito de un programa depende de la uniformidad de la carga
de madera, para lo cual se deben tomar en cuenta los siguientes factores:
especie, grueso, contenido de humedad y porciento de albura y duramen. Se
recomienda secar madera de una misma especie, debido a la variación de las
características y propiedades físicas; como el grueso de la madera es la
dimensión crítica, sólo debe secarse madera de un mismo espesor. El contenido
de humedad limita las temperaturas a emplearse durante el secado, por tal motivo
el contenido de humedad inicial debe ser uniforme para poder tener un contenido
de humedad final uniforme. Finalmente los tiempos de secado en madera de
albura y duramen son diferentes, recomendándose siempre que sea posible
separar dichas maderas.
Rasmussen (1961), menciona que las maderas con rayos grandes, textura
gruesa y densidad alta, requieren cuidados especiales durante la fase primaria del
secado, con el fin de minimizar las rajaduras en la superficie y en los extremos.
Los factores más importantes que deben considerarse en el secado son: la
humedad relativa, gradiente de humedad en la madera, y la temperatura. Para el
secado en estufa, se hacen las siguientes recomendaciones: emplear humedades
relativas altas al inicio del secado y en la etapa final, para eliminar el efecto del
colapso; utilizar un reacondicionamiento posterior con vapor saturado, con lo que
se mejora, además, la calidad de las tablas.
Mc Miller (1963), realizó estudios de madera de encino sobre los esfuerzos
de secado, menciona que se desarrollan cuando las capas externas de una pieza
de madera verde se secan por abajo del PSF sufriendo una contracción antes que
el interior se contraiga, éstos esfuerzos son influenciados por la temperatura y la
humedad relativa (HR) del aire prevalecientes en el lugar donde se seca la
madera.
El mismo autor indica que la temperatura tiene un efecto significativo en el
aumento de esfuerzos de compresión interna en el secado de maderas duras, el
cuál incide en una contracción de la madera. En tablas de encino rojo de 2” de
espesor con un contenido de humedad de 30% o menor, a temperaturas de 140 ºF
tiene una contracción de 1.3% mayor que a temperaturas de 95 ºF. Asimismo,
señala que el esfuerzo de compresión es el más importante de considerar en la
contracción, debido a que 6/10 de la sección transversal de una muestra de
madera lo presentan mientras que el esfuerzo de tensión, tan sólo 2/10 lo
presentan.
El mismo autor señala que el uso de altas temperaturas al final del secado,
no tienen efectos en el proceso de secado si se mantiene al mínimo el esfuerzo de
compresión, si por otro lado, se usan altas temperaturas iniciales, se presentará
un mínimo de tensión y mucho esfuerzo de compresión, originando que el interior
de la madera empiece a contraerse y a deformarse.
Fiske, (s/f), menciona que un programa de secado es una combinación de
temperaturas del bulbo seco y húmedo, cuidadosamente establecidas, que el
encargado del secado puede usar para secar una madera o producto de madera,
considera que el secado de madera no puede realizarse correctamente, si no se
utiliza un programa, que en función de la humedad de la madera indique los
valores de temperatura y estados higrométricos que operan dentro de la estufa.
Bello (1966), agrupa 23 especies de pino en tres clases básicas para su
secado. El primer grupo contiene especies consideradas de más fácil secado, el
segundo grupo contiene especies moderadamente para su secado y el tercer
grupo contiene especies consideradas de difícil secado.
Samad y Wallin (1966), desarrollo 5 programas de secado intentando secar
mezclas de especies nativas de Bangladesh. Su grupo se basó en un modelo
matemático, considerando el tiempo de secado, temperatura y gradiente
especifico. El contenido de humedad también entra en el modelo. Cada una de los
5 programas tuvo diferentes rangos de gradiente especifico que va de 7 a 17,
separada la temperatura y humedad relativa, formaron grupos basados en otros
experimentos. Estos programas dependieron del contenido de humedad inicial y
gradiente especifico.
Ma (1970,1975), desarrolló 5 programas de secado basados en el tiempo,
para secar 80 especies de maderas duras en Taiwan. Seca por momentos la
superficie, para evitar la tensión, uniformiza el contenido de humedad final y seca
considerando los defectos. Recomienda programas de secado para ser usados en
especies tropicales de características similares, divide 5 grupos de especies. Los
programas deben ser separados para el secado de madera hasta un contenido de
humedad de 25% de contenido de humedad, y otros para experimentar el secado
debajo del 25% de contenido de humedad.
Díaz, (1977), reporta que en el Instituto Nacional de Investigaciones
Forestales (INIF), se probaron 49 programas de secado para madera en estufa
convencional; de éstos 18 fueron para coníferas y 31 para latífoliadas.
Tschernitz y Simpson (1979), reportan un estudio experimental en Madison,
EE.UU., sobre secado con madera de encino de 2.9 cm de espesor, con un
contenido de humedad inicial y final de 84% y 9%, respectivamente, requirió de un
tiempo para su secado de 24 días, obteniendo buena calidad de secado de
madera. Los resultados de este estudio fueron comparados a su vez con el
secado solar y al aire libre, encontrándose las siguientes diferencias: a partir del
mismo contenido de humedad inicial y espesor de las tablas, para llevar la madera
hasta un 9% de humedad en el secador solar se necesitaron 54 días con un nivel
de calidad bueno, en tanto que en el secado al aire a este mismo tiempo, se
alcanzó apenas el 20% de contenido de humedad.
Sharma y Kukreti. (1981), experimentan y modifican los programas para
secar madera de la especie de Hevea brasiliensis (Hule), en estufa convencional,
básicamente se basan en el bulbo seco, bulbo húmedo y humedad relativa, dando
como resultado un programa apto para secar madera de la especie de Hevea
brasiliensis. Este experimento se hizo básicamente para secar madera del
Suroeste de la India.
Keenan y Tejada (1984), investigan programas de secado con base al
tiempo de secado y severidad de defectos de secado para especies del
Sudamérica. Basan esta investigación en tres programas de secado de severidad
progresiva propuesta para tres especies.
Avila (1985), realizó un estudio sobre la influencia del prevaporizado en las
características y el tiempo de secado de la madera aserrada de 1” de espesor en
mezclas de encinos rojos y blancos, utilizando dos programas de secado
moderado-acelerado con 5 y 7 horas de prevaporizado. Encontró que los tiempos
de secado fueron de 10.5 y 11 días desde el 50 y 60% de contenido de humedad
inicial hasta el 8% de contenido de humedad final, la calidad de la madera
obtenida fue aceptable comparativamente con la obtenida en el secado con otros
procedimientos en tiempos mayores a 20 días. Concluye que el vaporizado previo
al proceso ayuda a mejorar la calidad de secado y también reduce
considerablemente los tiempos de secado.
Bejar (1985), reporta los resultados de un experimento de secado de
madera de seis especies de encino en tres sistemas de secado: al aire libre, en
estufa convencional y en dehumidificador, encontrando buenos resultados en los
tres casos. Para el secado al aire libre, menciona que puede secarse sin
problemas en climas templados donde la humedad relativa y temperatura no son
muy severas, y para el secado convencional, recomienda utilizar los programas de
secado generados en el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales (INIF).
Durand (1985), hace un análisis entre propiedades físicas de madera seca y
establece programas de secado. El análisis no incluye la estimación de tiempo de
secado ni tipos de defectos de secado. Usa los datos para preparar 25 especies,
para saber su temperatura y contenido de humedad en equilibrio (EMC), desarrolla
múltiples ecuaciones de regresión para relacionar la temperatura y contenido de
humedad en equilibrio de programas con relación a 4 propiedades. Las cuatro
propiedades son su densidad, volumen total, coeficiente volumétrico y el contenido
de humedad de la madera y del aire.
García (1985), hizo un estudio sobre el secado de madera de encino en
estufa convencional en el Salto, Durango, en un trabajo de tesis practicando
diferentes programas de secado para madera de encino. Se llegó a la conclusión
que el programa que presentó menos defectos al termino del secado de la madera
de encino, se lleva más o menos 30 días en secarse.
Zamudio (1986), considera que cuando se quita el agua de la madera, ésta
presenta ciertos esfuerzos los cuales se manifiestan como defectos de secado.
Así se tienen algunos como el endurecimiento superficial, que se presenta cuando
la superficie de la tabla y el centro de la misma han llegado a un mismo contenido
de humedad y hay una mayor tensión en la superficie que en el centro de dicha
tabla. Otro defecto son las rajaduras las cuales se presentan cuando la tensión
excede el límite elástico de la madera pasando al punto de ruptura. Un daño muy
serio y frecuente al secar maderas impermeables o densas cuando están verdes
es el apanalamiento, se considera que este defecto se debe a que el secado se
realiza con temperaturas demasiado altas.
Estos defectos se pueden controlar con un secado técnico bien llevado, por
ejemplo, el endurecimiento superficial se elimina dándole a la madera una
compresión fija aplicando vapor con temperatura y humedad altas. Para prevenir
las rajaduras se debe manejar una humedad alta o depresión del bulbo baja. El
apanalamiento únicamente se puede evitar utilizando temperaturas bajas para que
las paredes de las células sean lo suficientemente fuertes y no se deformen.
El Instituto Forestal de Chile (1987), reportó los costos de secado
convencional por m3 y por pie tabla de madera seca de tres especies: Laurelia
philipiana (tepa), Pinus radiata (pino insigne) y Nothofagus sp (Coigüe) que se
determinaron en 25 mm y 50 mm de espesor para las dos primeras especies. Para
Tepa, sus costos fueron de $7.78 y de $11.60 (pesos chilenos por pie-tabla),
respectivamente. Para pino insigne fueron de $3.90 y de $5.03, respectivamente,
mientras que para Coigüe de 25 mm de espesor, su costo fue de $23.18. Los
tiempos de secado en 25 mm de espesor fueron de 8 días para Tepa, 3.5 días
para pino insigne y 28 días para Coigüe.
Avila (1989), considera que el secado de madera no puede realizarse
correctamente si no se utiliza un programa de secado, que en función a la
humedad que tenga la madera y el tipo de especie será la secuela de secado
utilizada. Por otro lado, dice que la industria maderera en México ha prestado
poco interés al secado de madera en estufa, ya que son pocas las estufas en
operación y sólo se conocen secuelas para secar madera de pocas especies
mexicanas, cuando en México existe un gran número de especies arbóreas de
interés comercial.
Razo (1990), proporciona una información sobre las diferentes especies de
maderas nacionales, en torno al proceso de secado en el sistema MOORE,
además complementa la información existente sobre el aspecto de secado de
madera, proporciona datos prácticos en relación al proceso productivo de secado
de madera a nivel industrial, analiza desde el punto de vista productivo y
económico del sistema MOORE, determina el comportamiento de los distintos
grupos de madera clasificadas, durante el proceso de secado, llegando a la
conclusión que mezclando especies clasificadas previamente con respecto a su
densidad básica, dureza, espesor y estructura anatómica similar presentaron un
buen comportamiento durante el desarrollo del proceso de secado, además con la
etapa de presecado de la madera, realizado en una forma cuidadosa, se logra
reducir los tiempos en la estufa de alta temperatura, reduciendo los costos en
cada uno de los grupos analizados, por otro lado las variaciones en los defectos
que se presentaron en cada grupo, proporciona valores aceptables desde el punto
de vista de la calidad del producto final. Los programas empleados en cada grupo,
son el resultado del ensayo de varios secados, con el mismo tipo y mezcla de
materiales, razón por la cual obtuvo un buen desarrollo de secado. En cuanto a la
evaluación del sistema productivo MOORE llego a la conclusión que es óptimo
para secar cualquier especie de madera y espesor.
Milota et al. (1991), así como Boone et al. (1992), dicen que la calidad de
secado es el resultado no sólo de las condiciones específicas en la estufa de
secado, influyen también el personal de operación, el enfajillado de los paquetes,
las condiciones de funcionamiento de la maquinaria y equipo, la materia prima,
etc. Sobresale por importancia las condiciones de funcionamiento y de operación
de la estufa de secado; Los segundos autores presentan el procedimientos para la
revisión del funcionamiento de las estufas y valoración de la calidad de secado,
tanto para coníferas como para las latifoliadas.
Simpson (1991), propone programas de secado en estufa convencional
para diversas maderas, así como técnicas de control de humedad y cuidados que
deben considerarse para evitar el desarrollo de defectos. Menciona también que el
apanalamiento es un defecto de secado causado por esfuerzos internos de
tensión que ocurren en las zonas de mayor debilidad como son los rayos de la
madera. Este defecto no es visible en la superficie de las tablas y se observa
hasta que la madera se somete a trabajos de maquinado.
Fuentes (1994), hace un experimento para conocer en detalle como
procede y resulta el proceso de secado de la madera aserrada de pino insigne
(Pinus radiata D. Don), impregnada con sales hidrosolubles CCA-C, bajo un
programa de secado a temperatura convencional, y su efecto sobre el nivel de
retención del preservador, así mismo evalúa el tiempo de secado de la madera,
además determina la calidad de secado de la madera impregnada con respecto a
la natural, en base a la intensidad de alabeos y grietas principalmente.
Fuentes (1996), proporciona información sobre un análisis comparativo de
tres sistemas de secado con madera de encino (Quercus sp). El análisis consistió
en secar madera de encino bajo tres sistemas de secado: al aire libre, solar y
convencional, así mismo realizó una comparación entre ellos, en función de la
calidad, tiempo y costos de secado a fin de determinar la factibilidad técnica del
uso de secadores solares. Para evaluar la calidad de la madera seca, utilizó la
Norma Chilena NCh. 178.Of79 y el procedimiento seguido por Fuentes (1994);
para evaluar los tiempos de secado, se utilizaron modelos matemáticos para
estandarizar los contenidos de humedad entre repeticiones y entre tratamientos;
para evaluar los costos de secado, empleó la metodología propuesta por La Junta
del Acuerdo de Cartagena.
Los resultados obtenidos mostraron que la calidad de la madera de encino
secada en secador solar, es similar a la obtenida en estufa convencional y mejor a
la que se puede obtener al aire libre. Llega a la conclusión a que la calidad de
secado solar no resultó inferior que la obtenida por el secado al aire libre inclusive
fue ligeramente mejor que la calidad del secado convencional, además el defecto
de apanalamiento no se manifestó en ninguno de los tres sistemas evaluados, el
costo por pie-tabla de madera secada en secador solar resultó ser más bajo,
intermedio al aire libre y el mas alto en el secador convencional. Además llegó a la
conclusión que es más ventajoso el secado solar con respecto a los secados de
referencia, ya que no requiere de fuertes gastos de inversión y operación como en
el convencional, ni de tiempos muy prolongados que demeritan la calidad de la
madera y limitan el movimiento de capital en el proceso de comercialización de la
misma como en el secado al aire libre.
Por otro lado, las clases de la madera aserrada están definidas en la norma
mexicana correspondiente; sin embargo, en ella no se limitan en forma objetiva los
defectos permisibles para cada clase. En este sentido, ambos autores (Fuentes
1994 y Fuentes 1996), señalan las limitaciones de aplicar esa norma mexicana en
la clasificación de la calidad de secado de la madera, haciendo referencia a los
valores límites establecidos en documentos relacionados en otros países; ambos
autores utilizan la norma Chilena NCh 178.Of.79. Madera aserrada de Pino
insigne. Clasificación por aspecto. Con base en la magnitud de estos defectos
desarrollados durante el secado establecen un índice de la calidad de secado e
indirectamente señalan las características de las condiciones de secado
(adecuadas, inadecuadas, etc).
Vargas (1996), hizo una descripción del secado de la madera en estufa en
la ciudad de Durango tomando como muestra diez empresas donde utilizaban
estufas de secado convencional. Estas mezclan diferentes especies en una misma
carga, así como diferentes espesores, trayendo consigo perdida de tiempo y mala
calidad de secado.
4 MATERIALES Y METODO
El experimento se desarrolló en la empresa CARPICENTRO, S.A. de C.V.,
ubicado en el Km. 31.5 de la carretera Federal México-Cuautla, ubicada en la calle
Feliciana Paúl s/n, Jardín Industrial Ixtapaluca Edo. de México, utilizándose dos
especies de madera de 2.5 cm (4/4”) de espesor y largos de 1.80 a 2.44 m (6’ y
8’), la primera perteneciente a la especie de Swietenia macrophylla (caoba), la
segunda a Hevea brasiliensis (hule).
4.1 MATERIALES
En la realización de la presente investigación se usó el siguiente material y
equipo.
a) 100 tablas de madera aserrada, verde, de caoba (Swietenia
macrophilla), de 2.5 cm (4/4”) de espesor y largos de 1.80 a 2.44 m (6’ y
8’),
b) 100 tablas de madera aserrada, verde, de Hule (Hevea brasiliensis) de
2.5 cm (4/4”) de espesor y largos de 1.80 a 2.44 m (6’ y 8’),
c) Sierra circular y sierra cinta, para la preparación de la madera y
probetas. Horno de laboratorio, balanza con aproximación al 0.01g, una
balanza de 2.0 Kg y un Xilohigrómetro eléctrico.
d) En la parte experimental se utilizó un secador convencional marca
MOORE con capacidad para secar 20 millares de pies tabla de madera
aserrada. Este secador consta de una cámara de secado de 11.80
metros de largo por 2.40 de ancho por 3.0 metros de alto. Dicho secador
cuenta con un sistema de calefacción a base de serpentines con vapor;
sistema de ventilación con cuatro ventiladores axiales montados en una
flecha con motor externo de 15 HP; sistema de humidificación
constituido por un tubo humidificador para inyección directa de vapor
vivo y cuatro pares de ventilas; sistema de control y registro, de
operación automática, que permite conocer el contenido de humedad de
la madera en cualquier momento del proceso de secado; una caldera,
marca Cleaver Brook, de 150 caballos de caldera, con una presión de
operación de 7.0 kg/cm2 y con una capacidad de 2352 kg/hr, para
suministrar el vapor de agua requerida en el secado.
e) Equipo auxiliar. Se requirió de otras instalaciones y equipos auxiliares,
tales como: horno de laboratorio (MAPSA), en el cual se secaron las
secciones de humedad; una balanza de precisión con aproximación al
centésimo de gramo (OHAUS) y capacidad para 100 gramos y una
balanza con aproximación al gramo y capacidad para 2.00 Kg.;
flexómetros, vernier, termómetro, psicrómetros, regla, marcadores y 2
litros de pintura negra para el marcado de tablas.
Fig. 1. Madera aserrada en el lugar del experimento.
Fig.2. Vista frontal del control y registro automático de la estufa de secado.
Fig.3. Vista frontal de las estufas de secado en el lugar del experimento.
4.2 MÉTODO La metodología empleada para satisfacer los objetivos planteados, se
detalla a continuación.
Antes del secado de las maderas, se determinaron similitudes y/o
diferencias que existían entre las especies de maderas en lo que se refiere a
características anatómicas, propiedades físicas y mecánicas, así como
comportamiento al maquinado y usos. Las diferencias y/o similitudes de la madera
de hule (H. brasiliensis) y caoba (S. macrophylla), se detalla cada una de sus
características y propiedades en el cuadro1.
Fig. 6. Ubicación de las muestras en la pila de secado.
Las secciones a y b de cada tabla, fueron colocadas en un horno MAPSA
Modelo HDP-334, a una temperatura de 103 +/- 2 ºC, pesándolas de nuevo hasta
alcanzar un peso constante para así determinar su peso anhidro. Posteriormente,
se calcularon los contenidos de humedad iniciales de cada sección que al
promediarlos proporcionó en forma indirecta el contenido de humedad inicial de la
muestra.
Para determinar el CH de cada una de las dos secciones, este fue
calculado mediante la siguiente expresión:
CH = Pi – Po x 100 Po
donde: CH = Contenido de humedad, en %.
Pi = Peso inicial.
Po = Peso anhidro.
Puesto que las secciones de humedad fueron tomadas de los extremos
opuestos de la muestra, se puede considerar que el contenido de humedad de la
muestra es el promedio de los contenidos de humedad de cada sección a y b.
Entonces el contenido de humedad inicial de la muestra se calculó mediante la
siguiente expresión:
CHm = CHa + CHb
2
donde: Chm = Contenido de humedad de la muestra.
Cha = Contenido de humedad de la sección a.
Chb = Contenido de humedad de la sección b.
Para calcular el peso anhidro de la muestra, se despejó la misma formula
del contenido de humedad, la cual queda de la siguiente manera:
Po = Peso__ inicial = psc (g) 1+(CH/100)
donde: psc = Peso seco calculado
4.2.3. Montaje de pilas para el secado convencional y control de secado.
Las pilas para el secado convencional se armaron de 2.40 m de ancho por
4.50 m de longitud por 3.00 m de altura. Las tablas fueron colocadas extremo con
extremo e intercaladas las dos maderas utilizadas para el experimento.
Verticalmente fueron separadas por fajillas de ¾” de espesor por 1 ½” de ancho,
colocando las 100 tablas medidas en la parte media, inferior y superior de la
carga de secado, completando el resto con tablas sin medir.
El control sobre el proceso de secado, se realizó con base en el contenido
de humedad colocando 4 sensores en cada tipo de madera teniendo un total de 8
sensores para un registro y control del contenido de humedad de las muestras y la
carga de secado, que se determinó conforme al método descrito por Simpson
(1991), llevándose un registro de la humedad y considerándose el promedio de las
4 muestras más húmedas. Con esto, se pudo conocer el momento en que se
debía realizar el cambio de etapa correspondiente al programa de secado
utilizado. En la figura 6 se muestra la ubicación de los sensores en las muestras
de secado. Los contenidos de humedad fueron determinados en todas las
muestras automáticamente, hasta que la madera alcanzó el contenido de
humedad deseado.
Previo al inicio del proceso de secado, se le dio a la madera una etapa de
calentamiento, elevando la temperatura en forma gradual hasta 110 ºF bajo
condiciones de humedad relativa saturada.
Los cambios de etapas se realizaron sucesivamente cuando la pérdida de
humedad promedio de las muestras más húmedas era de 5 grados, hasta tener el
contenido de humedad final deseado (8 %), para la realización del cambio de
etapa éste se hizo hasta que la muestra más seca presentó 2 % de CH menor al
final deseado. En ese momento se inició la etapa de igualamiento con la finalidad
de uniformizar la carga de secado la cual se suspendió cuando la muestra más
húmeda alcanzó el CH final deseado.
Para decidir el momento adecuado para terminar la fase del
acondicionamiento, de las muestras de secado se obtuvieron probetas de
esfuerzos (Figura 8) tal como lo propone Simpson (1991). Por otro lado se
obtuvieron secciones para gradientes de humedad, y nuevas secciones de
humedad para corroborar el contenido de humedad final, una vez terminado el
proceso de secado, se volvieron a medir y registrar las dimensiones, las rajaduras
y los alabeos finales de cada tabla medida del lote.
Fig. 6. Ubicación de las muestras en la pila de secado.
Las secciones a y b de cada tabla, fueron colocadas en un horno MAPSA
Modelo HDP-334, a una temperatura de 103 +/- 2 ºC, pesándolas de nuevo hasta
alcanzar un peso constante para así determinar su peso anhidro. Posteriormente,
se calcularon los contenidos de humedad iniciales de cada sección que al
promediarlos proporcionó en forma indirecta el contenido de humedad inicial de la
muestra.
Para determinar el CH de cada una de las dos secciones, este fue
calculado mediante la siguiente expresión:
CH = Pi – Po x 100 Po
donde: CH = Contenido de humedad, en %.
Pi = Peso inicial.
Po = Peso anhidro.
Puesto que las secciones de humedad fueron tomadas de los extremos
opuestos de la muestra, se puede considerar que el contenido de humedad de la
muestra es el promedio de los contenidos de humedad de cada sección a y b.
Entonces el contenido de humedad inicial de la muestra se calculó mediante la
siguiente expresión:
CHm = CHa + CHb
2
donde: Chm = Contenido de humedad de la muestra.
Cha = Contenido de humedad de la sección a.
Chb = Contenido de humedad de la sección b.
Para calcular el peso anhidro de la muestra, se despejó la misma formula
del contenido de humedad, la cual queda de la siguiente manera:
Po = Peso__ inicial = psc (g) 1+(CH/100)
donde: psc = Peso seco calculado
4.2.3. Montaje de pilas para el secado convencional y control de secado.
Las pilas para el secado convencional se armaron de 2.40 m de ancho por
4.50 m de longitud por 3.00 m de altura. Las tablas fueron colocadas extremo con
extremo e intercaladas las dos maderas utilizadas para el experimento.
Verticalmente fueron separadas por fajillas de ¾” de espesor por 1 ½” de ancho,
colocando las 100 tablas medidas en la parte media, inferior y superior de la
carga de secado, completando el resto con tablas sin medir.
El control sobre el proceso de secado, se realizó con base en el contenido
de humedad colocando 4 sensores en cada tipo de madera teniendo un total de 8
sensores para un registro y control del contenido de humedad de las muestras y la
carga de secado, que se determinó conforme al método descrito por Simpson
(1991), llevándose un registro de la humedad y considerándose el promedio de las
4 muestras más húmedas. Con esto, se pudo conocer el momento en que se
debía realizar el cambio de etapa correspondiente al programa de secado
utilizado. En la figura 6 se muestra la ubicación de los sensores en las muestras
de secado. Los contenidos de humedad fueron determinados en todas las
muestras automáticamente, hasta que la madera alcanzó el contenido de
humedad deseado.
Previo al inicio del proceso de secado, se le dio a la madera una etapa de
calentamiento, elevando la temperatura en forma gradual hasta 110 ºF bajo
condiciones de humedad relativa saturada.
Los cambios de etapas se realizaron sucesivamente cuando la pérdida de
humedad promedio de las muestras más húmedas era de 5 grados, hasta tener el
contenido de humedad final deseado (8 %), para la realización del cambio de
etapa éste se hizo hasta que la muestra más seca presentó 2 % de CH menor al
final deseado. En ese momento se inició la etapa de igualamiento con la finalidad
de uniformizar la carga de secado la cual se suspendió cuando la muestra más
húmeda alcanzó el CH final deseado.
Para decidir el momento adecuado para terminar la fase del
acondicionamiento, de las muestras de secado se obtuvieron probetas de
esfuerzos (Figura 8) tal como lo propone Simpson (1991). Por otro lado se
obtuvieron secciones para gradientes de humedad, y nuevas secciones de
humedad para corroborar el contenido de humedad final, una vez terminado el
proceso de secado, se volvieron a medir y registrar las dimensiones, las rajaduras
y los alabeos finales de cada tabla medida del lote.
Fig.7. Probetas de esfuerzos de secado de madera de caoba y madera de hule en
el programa (T6-D3). 4.2.4 Evaluación de la calidad de secado.
En la evaluación de la calidad de secado, se utilizó de base la Norma de
Clasificación Chilena NCh. 178.Of.79. “Madera aserrada de Pino insigne.
Clasificación por aspecto”, debido a que se encontró satisfactoria ésta para hacer
la evaluación y comparación del secado en los tres programas de secado de
madera de caoba y madera de hule. Ésta maneja rangos de valores permisibles
en cada tipo de defecto de acuerdo a las dimensiones de la pieza (cuadro 5).
La inspección y evaluación de la calidad de secado, se realizó con base en
la intensidad de defectos que se presentaron en las tablas de madera de Caoba y
Hule, en las tres secuelas de secado, de manera que cada pieza evaluada se
ubicó en la clasificación de grados de calidad correspondiente de acuerdo a la
tolerancia de sus defectos, aplicando a cada grado un factor de clasificación (FD)
utilizado por Fuentes (1994), tal como se observa en el Cuadro 6, el cual
considera en las rajaduras la longitud máxima permisible respecto al largo total de
las piezas y en las grietas la suma de éstas.
Cuadro 5. Porcentaje de valores permisibles de defectos evaluados. (NCh. 178. Of.79). DEFECTO CARACT.
A MEDIR VALOR MÁXIMO PERMISIBLE EN % DE SU DIMENSION TOTAL.
respeto a: G1 G2 G3 G4 RAJADURAS al largo 3.0 5.0 8.0 >8.0 GRIETAS al largo 10.0 20.0 30.0 >30.0 ARQUEADURA al largo 00 2.0 4.0 >4.0 ENCORVADURA al largo 00 1.0 1.5 >1.5 TORCEDURA al largo 00 1.0 1.5 >1.5 ACANALADURA al ancho 00 0.5 1.0 >1.0
En lo que respecta a los alabeos, para la acanaladura, considera un
porcentaje máxima admisible de la deformación respecto al ancho de la tabla y
para los otros tres tipos restantes (arqueadura, encorvadura y torcedura) un
porcentaje de deformación con respecto al largo de la pieza.
Se otorgó el grado 1 a las piezas que se presentaron completamente libres
de defectos o que sus diferencias entre la medición inicial y la medición final fuera
cero, hasta el grado 4 para tablas que presentaron defectos intensos, conforme al
grado de clasificación presentada en el cuadro 6.
Cuadro 6. Grados de calidad por factor de clasificación. Tomado de Fuentes (1994).
GRADO FACTOR DE DESCLASIFICACION INTENSIDAD DE DEFECTO 1 0.00 AUSENTE 2 0.50 LIGERO 3 2.00 DE REGULAR A FUERTE 4 2.50 INTENSO
Posteriormente se obtuvo la suma de las medias ponderadas del factor de
desclasificación por tipo de defecto, esto es: rajaduras, grietas y alabeos, con lo
que se obtuvo finalmente el grado total de desclasificación también conocido como
Índice de “Calidad de Secado” (Fuentes 1994), como se observa en el cuadro 7.
Cuadro 7. Clasificación de la calidad de secado, tomado de Fuentes (1994). INDICE DE CALIDAD DE
SECADO MEDIA PONDERADA DE
DESCLASIFICACIÓN CONDICIONES DE
SECADO EXCELENTE MUY BUENA BUENA
0.00 a 0.00 0.01 a 0.50 0.51 a 1.00
ADECUADAS
SATISFACTORIA REGULAR
1.01 a 1.50 1.51 a 2.00
POCO ADECUADAS
DEFECTUOSA MALA MUY MALA
2.01 a 3.00 3.01 a 5.00
Mayor de 5.00
INADECUADAS
4.2.5 Evaluación del CH y los tiempos de secado. La evaluación del CH de secado en los tres programas utilizados se realizó
en base al CH promedio de las 8 muestras por carga que se utilizaron en el
secador convencional.
Para la evaluación del CH se hizo uso de las lecturas de los 8 sensores
utilizados en el secado de madera. En diferentes horas se tomaron datos de CH y
tiempos de secado hasta el termino del mismo (Anexo 1). Así se obtuvo el CH
inicia y final para los tres programas de secado, y posteriormente, proceder a
realizar el análisis comparativo de los CH de secado de los diferentes programas
utilizados. Con el promedio de las observaciones estandarizadas, se obtuvo la
gráfica de contenido de humedad-tiempo en el rango uno CHi y CHf. Al
obtener las curvas de secado de los tres programas, se compararon y se
analizaron de manera conjunta. De cada uno de los datos de contenido de
humedad y de tiempo se hicieron graficas para ver la diferencia entre los tres
programas utilizados para el secado de madera de hule, madera de caoba y el
programa intermedio para la madera de caoba y hule.
5 RESULTADOS Y DISCUSIÓN.
5.1 CALIDAD DE LA MADERA SECA.
Como se indicó en la metodología, los valores manejados fueron los que
resultaron de las diferencias entre la calidad inicial y la final de la magnitud de los
defectos y deformaciones desarrolladas durante el proceso de secado.
La calidad de secado de la madera se refiere a todas las características o
propiedades de la materia prima con respecto al secado de la madera y los
posibles defectos presentes en la madera seca, como consecuencia del secado de
madera (Álvarez y Fernández, 1992). A falta de una regla o procedimiento
especifico para evaluar de manera general la calidad de la madera al termino del
secado, el utilizar como referencia alguna de las normas de clasificación de
madera aserrada, para delimitar los defectos que pueden presentarse al termino
del secado, y adoptar la tabla de clasificación de la calidad de secado generada
por Fuentes (1994), ha sido hasta el momento lo más aceptable, y el
procedimiento que aquí se utilizó.
5.1.1 Resultados de la primer carga de secado para la madera de caoba (T6-D4).
Se presentan los resultados de distribución de las 100 tablas en el
programa (T6-D4) para la madera de caoba por grado de calidad y por repetición,
ubicados de acuerdo a la intensidad de defecto en los cuadros 8 y 9.
Cuadro 8. Número de tablas de caoba distribuidas por grado de calidad y repetición, en el programa (T6-D4).
DEFECTO GRADO G1 G2 G3 G4 ARQUEADURA 93 7 0 0 ENCORVADURA 99 1 0 0 TORCEDURA 90 2 0 8 ACANALADURA 96 3 0 1 GRIETAS 100 0 0 0 RAJADURAS 92 4 0 4 Cuadro 9. Número de tablas de hule distribuidas por grado de calidad y repetición,
en el programa (T6-D2). DEFECTO GRADO G1 G2 G3 G4 ARQUEADURA 97 3 0 0 ENCORVADURA 97 3 0 0 TORCEDURA 96 4 0 0 ACANALADURA 97 3 0 0 GRIETAS 99 1 0 0 RAJADURAS 99 1 0 0
A la suma de las tablas en ambas repeticiones ubicadas en los grados 2, 3
y 4, se les aplicó el factor de desclasificación correspondiente para obtener sus
medias ponderadas, estos valores se presentan en los cuadros 10 y 11.
Cuadro 10. Índice de calidad de secado de caoba respecto a grietas, rajaduras y alabeos, con el programa (T6-D4).
INTENSIDAD(FD) GRIETAS RAJADURAS INDICE
GRIETAS + RAJADURAS
ÍNDICE Nº Nº*FD Nº Nº*FD
S/DEFECTO (0.0) 100 0.0 92 0.0 0.0 LIGERO (0.05) 0 0.0 4 0.2 0.2 REGULAR (2.00) 0 0.0 0 0.0 0.0 INTENSO (2.50) 0 0.0 4 10.0 10.0 TOTAL 100 0.0 100 10.2 10.2 MEDIA/DEFECTO 0.0 0.102 0.102 ALABEOS ÍNDICE Arqueadura Encorvadura Torcedura Acanaladura Alabeos Nº Nº*FD Nº Nº*FD Nº Nº*FD Nº Nº*FD S/DEFECTO (0.0) 93 0.0 99 0.0 90 0.0 96 0.0 0.0 LIGERO (0.05) 6 0.30 1 0.05 5 0.25 4 0.20 0.80 REGULAR (2.00) 1 2.00 0 0.0 2 4.00 0 0.0 6.00 INTENSO (2.50) 0 0.0 0 0 3 7.15 0 0.0 7.15 TOTAL 100 2.30 100 0.05 100 11.4 100 0.20 12.95 MEDIA/DEFECTO 0.023 5-04 0.114 2-03 0.1395
MEDIA TOTAL = 0.102 + 0.1395 = 0.24
Cuadro 11. Índice de calidad de secado de hule respecto a grietas, rajaduras y
alabeos, en el programa (T6-D4).
INTENSIDAD GRIETAS RAJADURAS INDICE
GRIETAS + RAJADURAS
ÍNDICE Nº NºFD Nº NºFD S/DEFECTO (0.0) 99 0.0 99 0.0 0.0 LIGERO (0.05) 1 0.05 1 0.05 0.1 REGULAR (2.00) 0 0.0 0 0.0 0.0 INTENSO (2.50) 0 0.0 0 0.0 0.0 TOTAL 100 0.05 100 0.05 0.1 MEDIA/DEFECTO 0.0005 0.0005 0.001
ALABEOS Arqueadura Encorvadura Torcedur
a
Acanaladura Alabeo
ÍNDICE Nº Nº*FD Nº Nº*FD Nº Nº*FD Nº Nº*FD
S/DEFECTO (0.0) 97 0.0 97 0.0 96 0.0 97 0.0 0.0 LIGERO (0.05) 3 0.15 3 0.15 4 0.20 3 0.15 0.65 REGULAR (2.00) 0 0.0 0 0.0 0 0.0 0 0.0 0.0 INTENSO (2.50) 0 0.0 0 0.0 0 0.0 0 0.0 0.0 TOTAL 100 0.15 100 0.15 100 0.20 100 0.15 0.65 MEDIA/DEFECTO 0.0015 0.0015 0.002 0.0015 0.0065 MEDIA TOTAL = 0.001 + 0.0065 = 0.0075 La calidad resultante con el programa T6-D4 para la madera de caoba cae
en el nivel de MUY BUENA ya que el valor de la sumatoria de sus medias
ponderadas de desclasificación es 0.24 la cual se ubicó en el rango de 0.01 a
0.50 (cuadro 7), cuyas condiciones de secado se consideran ADECUADAS. Para
la madera de hule con el mismo programa cae en el nivel de MUY BUENA, ya que
el valor de la sumatoria de sus medias ponderadas de desclasificación es 0.0075
la cual, redondeado se ubica en el rango de 0.01 a 0.50 (cuadro 7), cuyas
condiciones de secado se consideran también ADECUADAS.
Ahora se presenta la participación porcentual por desclasificación de
calidad de la madera en los cuadros 12 y 13 con el programa T6-D4.
Cuadro 12. Participación porcentual de desclasificación de la madera secada en secador convencional para madera de Caoba con el programa (T6-D4).
DEFECTOS FACTOR DE DESCLASIFICACIÓN (%) %
ARQUEADURA 0.023 9.523 ENCORVADURA 0.0005 0.207 TORCEDURA 0.114 47.204 ACANALADURA 0.002 0.828 SUBTOTAL 0.1395 57.763 GRIETAS 0.0 0.0 RAJADURAS 0.1020 42.236 SUBTOTAL 0.102 42.236 TOTAL 0.2415 100.00 Cuadro 13. Participación porcentual de desclasificación de la madera secada en secador convencional para madera de Hule con el programa T6-D4.
DEFECTOS FACTOR DE DESCLASIFICACIÓN (%) %
ARQUEADURA 0.0015 20.0 ENCORVADURA 0.0015 20.0 TORCEDURA 0.0020 26.666 ACANALADURA 0.0015 20.0 SUBTOTAL 0.0065 86.666 GRIETAS 0.0005 6.666 RAJADURAS 0.0005 6.666 SUBTOTAL 0.001 13.333 TOTAL 0.0075 100.00 En el secado convencional para la madera de Caoba (primer programa de
secado T6-D4), la mayor desclasificación por defectos se obtuvo en los alabeos o
deformaciones y dentro de éstos, el defecto de torcedura fue el de mayor
influencia seguido de la arqueadura, acanaladura y encorvadura en orden de la
intensidad que presentaron. Por otro lado, para la madera de Hule, la mayor
desclasificación por defectos se obtuvo en los alabeos o deformaciones y dentro
de éstos, el defecto de torcedura fue también el de mayor influencia seguido de la
arqueadura, encorvadura y acanaladura en orden de la intensidad que
presentaron.
Respecto a las rajaduras y grietas para la madera de Caoba, este valor se
considera alto, presentándose la mayor incidencia en las rajaduras que en las
grietas. Por otro lado para la madera de Hule respecto a las rajadura y grietas se
considera alto, también presentándose igual incidencia en las rajaduras y en las
grietas.
5.1.2 Resultados con el programa de secado T6-D2 para la madera de hule.
Se presentan los resultados de distribución de las 100 tablas con el
programa T6-D2 por grado de calidad y por repetición, ubicados de acuerdo a la
intensidad de defecto en los Cuadros 14 y 15.
Cuadro 14. Número de tablas distribuidas por grado de calidad y repetición, con el
programa convencional para la madera de hule T6-D2. DEFECTO GRADO
G1 G2 G3 G4 ARQUEADURA 92 7 0 1 ENCORVADURA 96 2 0 2 TORCEDURA 100 0 0 0 ACANALADURA 100 0 0 0 GRIETAS 100 0 0 0 RAJADURAS 95 2 0 3 Cuadro 15. Número de tablas distribuidas por grado de calidad y repetición, para
la madera de caoba, con el programa T6-D2. DEFECTO GRADO
G1 G2 G3 G4 ARQUEADURA 96 4 0 0 ENCORVADURA 97 3 0 0 TORCEDURA 100 0 0 0 ACANALADURA 100 0 0 0 GRIETAS 100 0 0 0 RAJADURAS 99 1 0 0
A la suma de las tablas en ambas repeticiones ubicadas en los grados 2, 3
y 4, se les aplico el factor de desclasificación correspondiente para obtener sus
medias ponderadas, estos valores se presentan en los cuadros 16 y 17.
Cuadro 16. Índice de calidad de secado para madera de hule respecto a grietas,
rajaduras y alabeos, con el programa T6-D2.
Factor de Desclasific (Fd) Grietas Rajaduras
Indice Grietas + Rajaduras
Nº Nº*FD Nº Nº*FD S/DEFECTO (0.0) 92 0.0 95 0.0 0.0 LIGERO (0.05) 7 0.35 2 0.1 0.45 REGULAR (2.00) 0 0.0 0 0.0 0.0 INTENSO (2.50) 1 2.50 3 7.50 10.0 TOTAL 100 2.85 100 7.60 10.45 MEDIA/DEFECTO 0.0285 0.076 0.1045 ALABEOS
Factor de Desclasifición
(FD)
Arqueadura Encorvadura Torcedura Acanal
adura
índice de alabeos
INTENSIDAD Nº Nº * FD
Nº Nº * FD
Nº Nº*FD Nº Nº * FD
S/DEFECTO (0.0) 92 0.0 96 0.0 100 0.0 100 0.0 0.0 LIGERO (0.05) 7 0.35 2 0.1 0 0.0 0 0.0 0.45 REGULAR (2.00) 0.0 0.0 0 0.0 0 0.0 0 0.0 0.0 INTENSO (2.50) 1 2.50 2 5.0 0 0.0 0 0.0 7.5 TOTAL 100 2.85 100 5.1 100 0.0 100 0.0 7.95 MEDIA/DEFECTO 0.028 0.051 0.079
MEDIA TOTAL = 0.1045 + 0.0795 = 0.184
La calidad resultante de la evaluación, en el secador convencional con el
programa T6-D2 para la madera de hule cae en el nivel de MUY BUENA, ya que
el valor de la sumatoria es 0.184, la ubicaron en el rango de 0.01 a 0.50 (cuadro
7), cuyas condiciones de secado se consideran ADECUADAS.
Cuadro 17. Índice de calidad de secado para madera de caoba respecto a grietas, rajaduras y alabeos, con el programa T6-D2.
Intensidad(Fd) Grietas Rajaduras Indice
Grietas + Rajaduras
Nº Nº*FD Nº Nº*FD S/DEFECTO (0.0) 96 0.0 99 0.0 0.0 LIGERO (0.05) 4 0.2 1 0.05 0.25 REGULAR (2.00) 0 0.0 0 0.0 0.0 INTENSO (2.50) 0 0.0 0 0.0 0.0 TOTAL 100 0.2 100 0.05 0.25 MEDIA/DEFECTO 0.002 0.0005 0.0025 ALABEOS
Arqueadura
Encorvadura
Torcedura
Acanaladura
Índice de alabeo
Factor de desclasific. (FD)
Nº Nº*FD Nº Nº*FD Nº Nº*FD Nº Nº*FD S/DEFECTO (0.0) 96 0.0 97 0.0 100 0.0 100 0.0 0.0 LIGERO (0.05) 4 0.2 3 0.15 0 0.0 0 0.0 0.35 REGULAR (2.00) 0 0.0 0 0.0 0 0.0 0 0.0 0.0 INTENSO (2.50) 0 0.0 0 0.0 0 0.0 0 0.0 0.0 TOTAL 100 0.2 100 0.15 100 0.0 100 0.0 0.35 MEDIA/DEFECTO 0.002 0.0015 0 0 0.0035
MEDIA TOTAL = 0.0025 + 0.0035 = 0.006
Para la madera de caoba con un mismo programa cae en el nivel de MUY BUENA, ya que el valor de la sumatoria de sus medias ponderadas de
desclasificación es 0.006, ubicándola en el rango de 0.01 a 0.50 (cuadro 7),
cuyas condiciones de secado se consideran ADECUADAS también. Se presenta
la participación porcentual por desclasificación de calidad de la madera en los
cuadros 18 y 19 con el programa T6-D2.
Cuadro 18. Participación porcentual de desclasificación de la madera secada con
el programa T6-D4.
DEFECTOS FACTOR DE DESCLASIFICACIÓN (%) %
ARQUEADURA 0.0285 15.489 ENCORVADURA 0.051 27.717
TORCEDURA 0 0.0 ACANALADURA 0 0.0 SUBTOTAL 0.0795 20.0 GRIETAS 0.0285 20.0 RAJADURAS 0.076 60.0 SUBTOTAL 0.1045 80.0 TOTAL 0.184 100.00 Cuadro 19. Participación porcentual de desclasificación de la madera secada con
el programa T6-D4.
DEFECTOS FACTOR DE DESCLASIFICACIÓN (%) %
ARQUEADURA 0.002 33.333 ENCORVADURA 0.0015 0.931 TORCEDURA 0.0 0.0 ACANALADURA 0.0 0.0 SUBTOTAL 0.0035 58.333 GRIETAS 0.002 33.333 RAJADURAS 0.005 83.333 SUBTOTAL 0.0025 41.666 TOTAL 0.006 100.00 En el secado de la madera de hule con el programa T6-D2, la mayor
desclasificación por defectos se obtuvo en las rajaduras más que en las grietas, en
los alabeos o deformaciones, el defecto de encorvadura fue el de mayor influencia
seguido de la arqueadura en orden de la intensidad que presentaron. Por otro
lado, en el secado convencional para la madera de Caoba, la mayor
desclasificación por defectos se obtuvo en las rajaduras más que en las grietas, en
los alabeos o deformaciones el defecto de arqueadura fue el de mayor influencia
seguido de la encorvadura en orden de la intensidad que presentaron.
5.1.4 Resultados del programa intermedio de secado T6-D3 para las maderas de hule y caoba.
Se presentan los resultados de distribución de desclasificación con el
programa T6-D3 por grado de calidad y por repetición, ubicados de acuerdo a la
intensidad de defecto en los cuadros 20 y 21.
Cuadro 20. Número de tablas distribuidas por grado de calidad y repetición, para
la madera de Hule con el programa T6-D3.
DEFECTO GRADO G1 G2 G3 G4 ARQUEADURA 100 0 0 0 ENCORVADURA 99 1 0 0 TORCEDURA 100 0 0 0 ACANALADURA 100 0 0 0 GRIETAS 100 0 0 0 RAJADURAS 100 0 0 0 Cuadro 21. Número de tablas distribuidas por grado de calidad y repetición, para
la madera de caoba, con el programa T6-D3. DEFECTO GRADO
G1 G2 G3 G4 ARQUEADURA 100 0 0 0 ENCORVADURA 100 0 0 0 TORCEDURA 100 0 0 0 ACANALADURA 100 0 0 0 GRIETAS 100 0 0 0 RAJADURAS 99 1 0 0 A la suma de las tablas en ambas repeticiones ubicadas en los grados 2, 3
y 4, se les aplico el factor de desclasificación correspondiente para obtener sus
medias ponderadas, estos valores se presentan en los cuadros 22 y 23.
Cuadro 22. Índice de calidad de secado para la madera de hule respecto a grietas,
rajaduras y alabeos, con el programa T6-D3.
Intensidad (FD) Grietas Rajaduras Indice
Grietas + Rajaduras
Nº Nº*FD Nº Nº*FD S/DEFECTO (0.0) 100 0.0 100 0.0 0.0 LIGERO (0.05) 0 0.0 0 0.0 0.0 REGULAR (2.00) 0 0.0 0 0.0 0.0 INTENSO (2.50) 0 0.0 0 0.0 0.0 TOTAL 100 0.0 100 0.0 0.0 MEDIA/DEFECTO 0 0 0 ALABEOS
Arqueadura
Encorvadura
Torcedura
Acanaladura
Índice de alabeo
Factor de desclasificación
(FD) Nº Nº*FD Nº Nº*FD Nº Nº*FD Nº Nº*FD
S/DEFECTO (0.0) 100 0.0 99 0.0 100 0.0 100 0.0 0.0
LIGERO (0.05) 0 0.0 1 0.05 0 0.0 0 0.0 0.0 REGULAR (2.00) 0 0.0 0 0.0 0 0.0 0 0.0 0.0 INTENSO (2.50) 0 0.0 0 0.0 0 0.0 0 0.0 0.0 TOTAL 100 0.0 100 0.05 100 0.0 100 0.0 0.0 MEDIA/DEFECTO 0 0.0005 0 0 0.0005
MEDIA TOTAL = 0.0 + 0.0005 = 0.0005
Cuadro 23. Índice de calidad de secado para la madera de caoba respecto a
grietas, rajaduras y alabeos, con el programa T6-D3.
Intensidad (Fd)
Grietas Rajaduras Indice
Grietas + Rajaduras
Nº Nº*FD Nº Nº*FD S/DEFECTO (0.0) 100 0.0 99 0.0 0.0 LIGERO (0.05) 0 0.0 1 0.05 0.05 REGULAR (2.00) 0 0.0 0 0.0 0.0 INTENSO (2.50) 0 0.0 0 0.0 0.0 TOTAL 100 100 0.05 0.05 MEDIA/DEFECTO 0 0.0005 0.0005 ALABEOS Índice
Arqueadura Encorvadura Torcedura Acanaladura Intensidad (Fd) Nº Nº*FD Nº Nº*FD Nº Nº*FD Nº Nº*FD
Índice de
alabeo S/DEFECTO (0.0) 100 0.0 100 0.0 100 0.0 100 0.0 0.0 LIGERO (0.05) 0 0.0 0 0.0 0 0.0 0 0.0 0.0 REGULAR (2.00) 0 0.0 0 0.0 0 0.0 0 0.0 0.0 INTENSO (2.50) 0 0.0 0 0.0 0 0.0 0 0.0 0.0 TOTAL 100 0.0 100 0.0 100 0.0 100 0.0 0.0 MEDIA/DEFECTO 0 0 0 0 0
MEDIA TOTAL = 0.0005 + 0.0 = 0.0005
La calidad resultante de la evaluación, en el secador convencional con el
programa T6-D3 para la madera de Hule cae en el nivel de EXCELENTE, ya que
el valor de la sumatoria de sus medias ponderadas de desclasificación es 0.0005,
la ubicaron en el rango EQUIVALENTE A 0.00 (cuadro 7), cuyas condiciones de
secado se consideran ADECUADAS. Para la madera de caoba con un mismo
programa cae en el nivel de EXCELENTE, ya que el valor de la sumatoria de sus
medias ponderadas de desclasificación es 0.0005, que la ubican también en el
nivel equivalente de 0.00 (Cuadro 7), cuyas condiciones de secado se consideran
ADECUADAS.
Se presenta la participación porcentual por desclasificación de calidad de la
madera con el programa T6-D3, en los cuadros 24 y 25.
Cuadro 24. Participación porcentual de desclasificación de la madera secada en secador convencional para madera de hule con el programa T6-D3.
DEFECTOS FACTOR DE DESCLASIFICACIÓN (%) %
ARQUEADURA 0.0 0.0 ENCORVADURA 0.0005 100.00 TORCEDURA 0.0 0.0 ACANALADURA 0.0 0.0 SUBTOTAL 0.0005 100.00 GRIETAS 0.0 0.0 RAJADURAS 0.0 0.0 SUBTOTAL 0.0 0.0 TOTAL 0.0005 100.00 Cuadro 25. Participación porcentual de desclasificación de la madera secada en
secador convencional para madera de caoba con el programa T6-D3.
DEFECTOS FACTOR DE DESCLASIFICACIÓN (%) %
ARQUEADURA 0.0 0.0 ENCORVADURA 0.0 0.0 TORCEDURA 0.0 0.0 ACANALADURA 0.0 0.0 SUBTOTAL 0.0 0.0 GRIETAS 0.0 0.0
RAJADURAS 0.0005 100.00 SUBTOTAL 0.0005 100.00 TOTAL 0.0005 100.00 En el secado convencional para la madera de hule (programa intermedio
T6-D3), la única desclasificación por defectos se obtuvo en los alabeos o
deformaciones y dentro de éstos, el defecto de encorvadura fue la única que se
presento.
Por otro lado en el secado convencional para la madera de caoba, del total
de piezas evaluadas (100), solamente se obtuvo una pieza desclasificada por
efecto del secado bajo este programa, siendo una tabla con rajaduras.
5.1.5 Comparación de calidad entre los tres programas de secado.
Los resultados de la participación porcentual por tipo de defecto y la
clasificación de la calidad de la madera con los tres programas de secado, se
presentan en el Cuadro 26.
Cuadro 26. Comparación de calidad de secado de las tres secuelas de secado T6-
D4; T6-D2; T6-D3. PROGRAMA ESPECIE CALIDAD
OBTENIDA CONDICIONES
DE SECADO R + G (%)
A (%)
R+G+A (%)
¯MEDIAGRAL.
T6-D4 Caoba
Hule
Muy Buena
Muy Buena
Adecuada
Adecuada
0.102 (42.23) 0.001 (13.33)
0.1395 (57.76) 0.0065 (86.66)
0.24 (100) 0.0075 (100)
0.123
T6-D2 Hule
Caoba
Muy Buena
Muy Buena
Adecuada
Adecuada
0.1045 (56.79) 0.0025 (41.666)
0.0795 (43.206) 0.0035 (58.333)
0.184 (100) 0.006 (100)
0.095
T6-D3 Hule
Caoba
Muy Buena
Muy Buena
Adecuada
Adecuada
0.0 (0.0) 0.0005 (100)
0.0005 (100) 0.0 (0.0)
0.0005 (100) 0.0005 (100)
0.0005
R = Rajadura, G = Grietas, A = Alabeos.
Analizando la calidad resultante de la madera en los programas aplicados,
se observa que en los tres casos se obtiene muy buena e incluso excelente
calidad de secado, obteniéndose precisamente el nivel más alto con el programa
intermedio, lo que podría considerarse que, en lo que respecta a calidad, es
perfectamente compatible secar mezclados o en una misma carga, maderas de
caoba y de hule.
Así mismo, debe resaltar que, aunque ciertos defectos como la torcedura, la
arqueadura o las grietas, en algunos casos representaron o se destacaron como
los de mayor porcentaje en la desclasificación correspondiente, en términos
globales esa influencia es mínima, toda vez que el mismo porcentaje de
desclasificación fue también mínimo en los tres programas.
Por otro lado al evaluar el apanalamiento, las muestras utilizadas en los tres
programas de secado no presentaron éste defecto (Figuras 9, 10 y 11).
Fig. 8. Muestras usadas para evaluar la presencia de apanalamiento en la carga T6-D4.
Fig. 9. Muestras usadas para evaluar la presencia de apanalamiento en la carga T6-D2.
Fig. 10. Muestras usadas para evaluar la presencia de apanalamiento en la carga T6-D3.
El defecto de apanalamiento no se presentó en las tres cargas de secado,
se considera que se debe a que no se utilizaron temperaturas demasiado altas al
principio del secado tampoco la madera presentó grietas internas en la madera ya
que estas grietas pueden algunas veces encubrir el colapso cuando la madera es
propensa al colapso de la paredes celulares durante el secado (Fuentes, 1990).
Por otra parte las tensiones residuales de secado , el manejo de muestras
de esfuerzos a finalizar el secado y sobre todo en la última etapa de
acondicionamiento fue de hecho el criterio que se manejó para dar por terminado
el proceso en cada carga de madera. El principal propósito de la etapa de
acondicionamiento es la de eliminar las tensiones de secado residuales, para dar
por terminada esta etapa se extrajeron muestras hasta que, según los criterios
establecidos por Simpson (1991) y Álvarez y Fernández (1992), se observó que la
madera había quedado libre de tensiones. Ver figuras 12, 13 y 14.
Fig. 11. Estado final de las muestras de esfuerzos, sin la manifestación de esfuerzos de secado, de la primer carga de secado T6-D4.
Fig. 12. Estado final de las muestras de esfuerzos, sin la manifestación de esfuerzos de secado, en la segunda carga de secado T6-D2.
Fig. 13. Vista del estado final de las muestras de esfuerzos, sin la
manifestación de esfuerzos de secado, con el programa intermedio de secado T6-D3.
5.2. CH Y TIEMPOS DE SECADO.
Cuando se evapora la húmedad de la madera, se ha comprobado
experimentalmente que es más rápido por arriba del punto de saturación de la
fibra (PSF) que por debajo de él, ya que el movimiento del agua libre (por arriba
del PSF) se realiza principalmente por capilaridad, mientras que el movimiento del
agua de imbibición (por debajo del PSF) se realiza por difusión, requiriéndose en
éste de la aplicación de energía térmica (JUNAC, 1989 y Simpson, 1999).
En general, se puede decir que el secado convencional es un proceso
estable en todo momento, las condiciones de secado pueden mantenerse en
cualquier época del año ya que solo depende del programa de secado que se
utilice en función del tipo de madera a secar.
5.2.1. Contenidos de humedad.
Considerando los contenidos de humedad iniciales de cada una de la 8
muestras de secado de cada repetición, en el cuadro 27 se muestran los
diferentes contenidos de humedad iniciales y finales, de las tres cargas de secado.
Los tiempos de secado fueron registrados en diferentes horas (Anexo 1).
Cuadro 27. CH inicial y final promedios, por especie, en cada programa de secado.
PROGRAMA ESPECIE CHi (%) MEDIA INICIAL CHf (%) MEDIA
FINAL T6-D4
Caoba Hule
26
55.25 40.62
7.3
7.5
7.4
T6-D2
Hule Caoba
49.25
27.18 38.21
7.6
8.0
7.8
T6-D3
Hule Caoba
64.5
29.5 47.00
7.9
8.3
8.1
Los CH iniciales (Chi) en las tres cargas de secado son muy variados,
presentando un contenido de humedad mayor la madera de hule que la de caoba.
Recuérdese que el presente estudio es la evaluación de un proceso real que se
presenta en la industria interesada en el mismo, por lo que se debieron manejar
los procesos de secado con esas variaciones de CH entre especies y entre
cargas, que es como se presentan o reciben esas maderas. Las diferencias en el
Chi puede deberse al mayor tiempo de proceso y transporte que ocupa el
suministro de la caoba, mientras que la madera de Hule es mas rápido su envío
desde la zona de embarque.
5.2.2. Curvas de secado.
A continuación se presentan los gráficos de las variables aplicadas en los
procesos de secado. Se presentan los gráficos de la temperatura del bulbo seco
(TBS), la temperatura del bulbo húmedo (TBH) y la humedad relativa (HR)
aplicados en cada programa, como se ejemplifica a continuación así como las
curvas de secado. Ver figuras 15, 16 y 17.
Hay que considerar que las lecturas de las variables de las condiciones de
secado se registran y toman directamente en el equipo de cómputo que tiene
integrada la planta de secado, esto es que, los niveles de temperatura y humedad
relativa no se van aplicando manualmente como sucede con la mayoría de los
equipos, sino que aquí se elabora el programa, se le alimenta a la computadora y
ésta dirige el resto del proceso, de acuerdo a los contenidos de humedad que se
van registrando en la madera, por lo que la forma de los gráficos difiere
ligeramente de los que comúnmente se publican.
5.2.3 Tiempos de secado.
Las curvas de secado de las tres cargas de secado como se presentan en
las figuras 15, 16 y 17, muestran los tiempos totales de secado por carga,
teniendo un periodo de 8 días para alcanzar el 8% de CH en la primer carga, en la
segunda carga de secado tardo un total de 5 días para alcanzar el contenido de
humedad deseado y de 6 días de duración en la carga intermedia. Se observa que
en la primer carga el tiempo de secado es mayor, seguida de la del programa
intermedio con una diferencia de 2 días en comparación con la primer carga de
secado donde el menor tiempo de secado de los tres programas de secado la
obtuvo la segunda carga de secado con una duración de 5 días.
Para lograr los contenidos de humedad finales en cada proceso, se ocuparon los
tiempos de secado que se indican en el cuadro 28.
Cuadro. 28. Tiempos de secado por programa aplicado.
SECUELA ESPECIE CHi (%) CHf (%) TIEMPO (h) TASA DE SECADO
(CH/h) T6-D4 Caoba y Hule 40.62 7.30 184 0.22 T6-D2 Hule y Caoba 38.21 7.80 120 0.31 T6-D3 Caoba y Hule 47.00 8.10 144 0.32
De acuerdo a los tiempos de secado por cada carga, en la carga intermedia
se tiene una reducción de 40 horas en comparación con la carga que duro más tiempo de secado para alcanzar su contenido de humedad deseado que en este caso fue en la primer carga de secado donde se obtuvo el mayor tiempo.
Si se secara una carga completa de Caoba, que llevara 184 h de tiempo, y
después una carga completa de madera de hule, con una duración de 120 h,
ambas sumarian 304 h. Si por el contrario, su volumen se combina y se secan en
dos cargas con el programa T6-D3, cada carga, como se indica, ocuparía un
tiempo de 144 h, la suma de estas dos cargas daría 288 h, es decir, 16 h. menos
que su secado por separado, y sin afectar su calidad como se vio en la sección
5.1. Lo anterior se ratificara si se considera la tasa de secado ( Rango de
humedad con relación al tiempo de secado), el cual resulta ser mayor en el
programa T6-D3 (cuadro 28).
5.3 DIMENSIONES DE LA MADERA SECA.
Para la evaluación de las dimensiones de la madera, se comparó el
volumen inicial y volumen final de cada carga de secado como se muestra en el
cuadro 29.
Cuadro. 29. Contracción volumétrica manifestada durante el secado, por especie y programa aplicado.
PROGRAMA ESPECIE Vol. inic. (pies tabla)
Vol. fin. (pies tabla)
% CONTRACCIÓN
Volumétrica.
T6-D4
Caoba Hule
400
550
395.65
544.15
4.35
5.85
T6-D2
Hule Caoba
396
452
392.93
449.99
3.07
2.01
T6-D3
Hule Caoba
634
500
633.43
498.82
0.57
1.18
La contracción obtenida en cada programa de secado, debe tomarse solo
como una referencia del efecto del secado en la cuantificación del volumen de
madera que se reduce, para procesos de inventario, toda vez que tanto las
diferentes piezas dentro de una misma carga, como entre cargas, presentaron
diferentes contenidos de humedad inicial y final, por lo que no se debe considerar
esa contracción reportada como una valoración de esa propiedad física; no
obstante, resulta interesante que la carga secada con el programa intermedio,
haya considerado la menor contracción en ambas especies, aspecto que favorece
también esta aplicación del programa T6-D3.
6 CONCLUSIONES
De la realización de este trabajo, se derivan las conclusiones siguientes:
a).- La calidad de secado de la primer carga T6-D4 para madera de caoba
(Swietenia macrophylla) y la calidad de la segunda carga T6-D2 para la madera de
hule (Hevea brasiliensis) no resulto inferior entre cada uno de los dos programas,
pero si resultaron inferiores con respecto a la mejor calidad de la tercer carga
mezclada.
b).- La calidad de la madera de caoba y madera de hule, aplicando el programa
de secado T6-D3, que es intermedio en condiciones de secado a los programas
particulares para cada especie, no generó una desclasificación mayor a la que se
presentó con los programas particulares, por lo que en este aspecto el programa
T6-D3 se considera aceptable para el secado conjunto de dichas especies.
c).- Los lotes de madera de cada especie que recibe la empresa, llegan con
contenidos de humedad diferentes, por lo que al tomar las muestras de secado
para el seguimiento del proceso de secado, deben considerarse las más húmedas,
sin que con ello se afecte el proceso de secado de la madera de caoba, que
resulto en general ser la madera con CH inicial más bajo.
d).- Considerando los diferentes CH iniciales y finales, y el tiempo de secado
requerido por cada carga, resultó un tiempo más reducido el secado de ambas
especies con el programa T6-D3, que el tiempo acumulado de secar las dos
especies por separado.
e).- Con base a los resultados del estudio realizado, debe ser confiable para la
empresa maderera interesada, el secar conjuntamente la madera de caoba y la
madera de hule, de 4/4” aplicando el programa T6-D3, con posible economía en
tiempo, costos de operación y sin detrimento de la calidad.
7 RECOMENDACIONES.
a).- Continuar ensayando con grupos de mezclas de especies, para lograr
establecer programas más adecuados para el secado de maderas nacionales.
b).- Emplear diferentes tipos de separadores para determinar el más adecuado
para cada una de las especies utilizadas, para incrementar o disminuir el flujo de
aire y lograr disminuir los tiempos de secado.
c).- Se recomienda utilizar todas las especies que tienen importancia económica
para definir el mejor programa para la mezcla de especies de acuerdo a sus
características, con el objeto de formar grupos de especies los cuales se puedan
utilizar satisfactoriamente desde el punto de vista industrial el mismo programa de
secado.
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9 ANEXOS Contenido de humedad y tiempos de secado en las 8 muestras de secado en cada
una de los tres programas de secado (a, b y c).
a).- Contenidos de humedad y tiempos de secado del primer programa de secado
(T6-D4) para la madera de Caoba (Swietenia macrophylla).
b).- Contenidos de humedad y tiempos de secado del segundo programa de
secado (T6-D2) para madera de Hule (Hevea brasiliensis).
c).- Contenidos de humedad y tiempos de secado del tercer programa de secado,
(intermedio) (T6-D3) para las maderas de Caoba (Swietenia macrophylla) y Hule
(Hevea brasiliensis).
