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DEFECTOS POR SECADO 1. Defectos Asociados con las Contracciones alabeos Antes de entrar a analizar los defectos relacionados con las contracciones que experimentan todas las maderas por debajo de la zona de saturación de las fibras, es necesario hacer una especial referencia a las tensiones del secado. Es cond condiició ción indisp dispen ensa sab ble que exista ista una dife difere ren ncia cia de humed umeda ad entr entre e las capas capas exter exterio iores res e interi interiore ores s para para que una una pieza pieza de madera madera se seque. seque. Puest Puesto o que la superficie llega primero a la zona de saturación de las fibras, es la parte que primero se contrae, mientras que la parte central conserva su volumen por permanecer todavía verde. Por lo tanto, el interior es sometido a un esfuerzo de compresión por la periferia, que al tender a disminuir su volumen incurre en un esfuerzo de tracción. Cuando los esfuerzos de tensión por tracción superan la resistencia en la madera, se presentan grietas superficiales. A medi medida da que que el seca secado do prog progre resa sa,, las las capa capas s situ situad adas as más más inte interi rior orme ment nte e pier pierde den n tamb tambié ién n hume humeda dad d por por deba debajo jo de la zona zona de satu satura raci ción ón de las las fibr fibras as,, se cont contra raen en y se redu reduce cen n las las dife difere renc ncia ias s de tens tensio ione nes s con con las las capa capas s exte exteri rior ores es.. Como Como los los bordes de la pieza han sufrido deformaciones plásticas por la sobredilatación a la cual fueron sometidos, y, además, su resistencia y rigidez ha aumentado, en comparación con la parte interior, debido al bajo contenido de humedad, se presenta entonces traslocación de esfuerzos, ya que la periferia no tiene la suficiente capacidad elástica para acomodarse a la dismi disminu nució ción n volumé volumétri trica ca de la porció porción n centra central. l. Ahora, Ahora, los borde bordes s quedan quedan somet sometido idos s a compresión y el interior a tracción. De tal manera que se pueden formar hendiduras internas cuando la resistencia mecánica de la madera es superada por los esfuerzos de tensión. Cuan Cuando do la madera madera ha estad estado o somet sometida ida a esfuer esfuerzos zos de secado secado,, es posibl posible e que quede quede afectada por tensiones residuales, aunque no se puedan percibir defectos externos. Por lo tanto, conviene, antes de terminar el proceso de secado, hacer pruebas de tenedor, que puedan detectarlas y corregirlas oportunamente. Dadas la disposición, tamaño y composición celular, en cada plano ortogónico de la madera las disminuciones dimensionales por secado tienen diferente magnitud. 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 con deformaciones y separaciones del leño. La figura 1 muestra las deformaciones que sufre la madera durante el secado dando lugar a los conocidos defectos por secado. Figura 1
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1.1 Endurecimiento superficial o aconchamiento El aconchamiento es resultante de las tensiones de secado, cuando las capas exteriores quedan sometidas a compresión y las interiores a tracción. Al procesar posteriormente esa madera, sobre todo en una forma descompensada en ración con las dos caras, se presentan distorsiones que afectan su calidad. Este defecto se puede prevenir con un tratamiento de acondicionamiento; pero si este por casualidad es demasiado intenso y largo, se invierten los esfuerzos y la madera queda con un daño permanente conocido como" endurecimiento superficial invertido". 1.2 Grietas capilares Estas fisuras se abren cuando los esfuerzos iniciales de secado superan la propia resistencia de la madera a la tracción perpendicular a las fibras y no se efectuó un proceso de vaporización intermedio para aliviar dichas tensiones. Aunque esas grietas superficiales se cierran con frecuencia cuando la humedad de la pieza de madera se equilibra, no es conveniente utilizar esas piezas cuando se requiere un acabado con barniz o laca, pues con pequeños cambios climáticos se abren o se cierran, dañando el acabado. Dichas fisuras, cuando son bien superficiales, se pueden eliminar mediante cepillado.
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Conferencia para el Seminario sobre el Secado de la Madera, Medellín, Hotel Intercontinental, mayo 20 al 22 de 1987. ANDI - U. Nacional de Colombia - SENA - JUNAC.
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Ingeniero
Forestal, Msc en Productos universitario y consultor.
de
la
Madera,
excatedrático
1.3 Hendiduras internas Cuando se forman, se detectan en los testeros o puntas de las tablas; durante el secado casi siempre se cierran, pero aparecen nuevamente como separaciones a lo largo de los radios leñosos. Este daño es producido sobre todo en maderas de baja resistencia a la tracción perpendicular, cuando estando con alto contenido de humedad, se secan con temperaturas altas. Como no se pueden eliminar, la madera se pierde para usos estructurales y de acabado. Dichas hendiduras interiores también se originan en un endurecimiento superficial acentuado. Este defecto se previene aplicando un secado suave al comienzo del proceso. 1.4 Alabeos o deformaciones Se originan en las diferencias de las contracciones longitudinal, radial y tangencial y se manifiestan, en una pieza de madera aserrada, mediante la curvatura de sus ejes longitudinales, transversales o ambos. Se agravan en las maderas con grano desviado, nudos, madera de reacción y otras anormalidades. Las formas más comunes son: 1.4.1 Abarquillado: Es la distancia o curvatura del eje transversal de una pieza de madera aserrada. Aquellas tablas aserradas en sentido tangencial a los anillos, se deforman más que aquellas en sentido radial. Las cortadas en la periferia de las trozas tienen menos distorsión que las obtenidas cerca a la médula. Entre mayor es el espesor, mayor es la tendencia al abarquillado. Si se hace un Presecado al aire y se evitan los programas severos de secado, se puede reducir el abarquillado, pero la mejor forma de controlarlo es mediante un correcto apilado. 1.4.2 Arqueadura:
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Es el alabeo o curvatura a lo largo de la cara de la pieza. Se asocia con una contracción longitudinal excesiva en la madera cercana a la médula o juvenil, o madera de reacción, tanto por compresión en coníferas como de tracción en latifoliadas formados cuando los árboles han crecido en pendientes o torcidos. También cuando en la pieza aserrada existe grano inclinado. Se puede 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. Se forma por las mismas causas que la arqueadura, pero es más difícil de controlar que ésta. 1.4.4 Torcedura: Es el alabeo que se presenta cuando las esquinas de la pieza de madera no se encuentran en el mismo plano. Se presenta en madera con grano espiralado, ondulado, entrecruzado, desviado o distorsionado por nudos. También se puede reducir mediante un correcto apilado y una restricción mecánica durante el secado artificial. (Ver Figura 1) Figura 1
1.4.5 Adiamantado: Se presenta en madera con sección transversal cuadrada, la cual adquiere una forma de diamante cuando se seca. Se debe a la diferencia entre las contracciones tangencia1 y radial, cuando los anillos de crecimiento están dispuestos en sentido diagonal. Se puede controlar, en cierto grado, mediante presecado 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 sustancias protectoras con capacidad aislante y ojalá refractaria. 1.6 Rajaduras Son separaciones de elementos de la madera que se extienden a lo largo del grano y afectan totalmente el espesor de la pieza, o dos puntos opuestos de una madera rolliza. Resultan como consecuencia de la extensión de grietas en los extremos. Si se evitan dichas
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grietas, se controlarán las rajaduras. La colocación de los listones separadores formando una superficie plana con los extremos de las tablas en las pilas de madera, evita una rápida desecación longitudinal y evita rajaduras. (Ver figura 2) Figura 2
1.7 Acebolladuras o escamaduras Son separaciones de la madera que ocurren en sentido paralelo a los anillos de crecimiento, bien sea en uno de ellos o entre ellos. Aunque éste es un defecto 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 Colapso celular Ante todo, no es un defecto ocasionado por contracciones propias del secamiento 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. (Ver Figura 3) Figura 3
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1.9 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. Las causas son las mismas que en las grietas internas pero también el colapso celular. Entonces los métodos de control son aquellos que corresponden a dichos defectos. 1.10 SINTESIS DE DEFECTOS, SUS CAUSAS Y CONTROL
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1.11. Tolerancia en los alabeos Alabeo Ligero Encorvadura con deformación de 2cm por metro de longitud de pieza Combado con deformación máxima de 0.5cm por metro de longitud de pieza Abarquillado con deformación máxima de 1mm por cada 10cm de ancho de la pieza Torcedura con deformación máxima de 5mm por metro de longitud de pieza
Alabeo mediano Encorvadura con deformación mayor a 2cm e inferior a 3cm por metro de longitud de pieza Combado con deformación mayor a 0.5cm e inferior a 1cem por metro de longitud de pieza Abarquillado con deformación 0.1cm a 0.2cm por cada 10 cm de ancho de la pieza Torcedura con deformación máxima de 1cm por metro de longitud de pieza.
Alabeo grande
Aquel que sobrepasa los limites fijados para el mediano y el ligero
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 causan discoloraciones de la madera. 2.1 Mancha marrón Ocurre en varias maderas blandas o coníferas. Se cree que son causadas por los extractivos solubles en agua, los cuales reaccionan cuando se concentran 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
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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. Parece que 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 disminuir 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 es posible que algunas maderas se manchen con agua lluvia o de condensación a las cámaras.
Fuente: http://www.lablaa.org/blaavirtual/ciencias/sena/carpinteria/madera/indice.htm
