FUNDAMENTOS DE PRESERVACIÓN DE LA MADERA GUÍA DE PRÁCTICAS
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PRACTICA Nº 1 FACTORES QUE INFLUYEN EN LA IMPREGNACIÓN DE LA MADERA: CARACTERISTICAS CARACTERISTICAS DE LA MADERA 1. GENERALIDADES: Siempre que se preserva una madera, surge la pregunta ¿tendremos éxito o fracaso en los resultados del tratamiento?. Para contestar esta pregunta, debemos tener en cuenta el uso que se va a dar a la madera tratada y encontrar la forma de evaluar el tratamiento realizado. Se habrá obtenido un buen resultado cuando se haya logrado impregnar a la madera con una cantidad de preservante, y a una profundidad suficiente, para asegurar una adecuada protección. En consecuencia, consecuencia, debemos medir la absorción del preservante que hemos podido colocar en la madera tratada y la penetración obtenida. La Absorción es la cantidad total del preservante que queda en la madera después de realizar un tratamiento de impregnación. Depende del sistema utilizado, de la naturaleza del preservante empleado, empleado, de la humedad humedad y de las características de la madera a tratar. tratar. Los tratamientos a vacío-presión requieren que la madera esté seca, es decir, por debajo del punto de saturación de las l as fibras, para que pueda absorber el preservante. En los tratamientos por capilaridad, difusión difusión y ósmosis, la madera madera deberá estar estar húmeda ya que el agua agua es el medio natural a través del cual el preservante penetra y se difunde en el tejido leñoso. La naturaleza de los productos químicos tiene cierta influencia en la absorción. Los preservantes hidrosolubles hidrosolubles son los que presentan mayores mayores niveles de absorción que el resto de los preservantes. La proporción de albura y duramen también influye en la absorción. Mientras la albura, por ser porosa es más permeable, el duramen, que es más denso y muchas veces con obstrucciones, obstrucciones, puede resultar impermeable. La absorción, en probetas de madera, se puede calcular con la siguiente relación:
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A = ( Pf - Pi )*C 100V Donde: A : absorción (Kg/m3) Pf : peso de la madera después del tratamiento (Kg) Pi : peso de la madera antes del tratamiento (Kg) V : volumen de la madera (m 3) C : concentración del preservante (%) Como los resultados que se pueden obtener dependen de muchos factores, es posible que se alcancen diferentes grados de absorción. Por ello, la madera se puede clasificar, según su capacidad de absorción, como se muestra en la siguiente escala:
Grado de Absorción
Abreviatura
Absorción alcanzada
Absorción Alta
(AA)
> de 10 kg de productos activos / m 3
Absorción Buena
(AB)
de 8 a 10 kg de productos activos / m 3
Absorción Mala
(AM)
de 4 a 8 kg de productos activos / m 3
Absorción Nula
(AN)
< de 4 kg de productos activos / m 3
La Penetración es la profundidad que alcanza el preservante en la madera tratada. Cuanto más profunda sea la zona penetrada por el preservante, mejor será la protección de la madera. La penetración está influenciada por la naturaleza del preservante. Los preservantes orgánicos tienen un alto poder de penetración, mientras que los preservantes inorgánicos penetran en menor proporción. La penetración también está influenciada por el contenido de humedad de la madera; a menor contenido de humedad en la madera, mayor penetración del preservante se obtendrá, salvo en el caso de tratamientos especiales por capilaridad, difusión u ósmosis, en donde se requiere madera húmeda.
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Para lograr buenos resultados en las determinaciones de penetración se deben examinar las secciones transversales de la zona central de las probetas o muestras de madera, las cuales deberán estar recién cortadas, lisas, libres de impurezas y encontrarse secas al aire o artificialmente. En el caso de maderas preservadas con creosota, pentaclorofenol o naftenato de cobre se examinarán inmediatamente después de cortadas, a fin de evitar el esparcimiento del preservador sobre la sección transversal. La penetración se puede determinar por reconocimiento visual o por ensayos de coloración utilizando reactivos apropiados para cada preservante, según lo indicado en la siguiente tabla (adaptado de NTP 251.026):
PRESERVANTE
Método de Reconocimiento Visual ,
Creosota
sobre una superficie recién cortada. No necesita
ensayo de coloración. Visual , sobre una superficie recién cortada, si
Pentaclorofenol
la penetración
queda claramente definida. En caso contrario se realiza el Ensayo de Coloración correspondiente.
Visual, sobre una superficie recién cortada, si la penetración Naftenatos de cobre
queda claramente definida. En caso contrario se realiza el Ensayo de Coloración correspondiente (para cobre). Ensayo de Coloración , según el preservante empleado (para
Hidrosolubles
cobre, arsénico, boro, etc).
Los reactivos de coloración son productos químicos que permiten observar la penetración o profundidad que los preservantes han alcanzado en la madera luego de un tratamiento preservador. Estos son específicos y reaccionan ante la presencia de un elemento o compuesto químico determinado, mostrando un color característico, siendo de mucha ayuda cuando los preservantes no tiñen claramente a la madera. Los reactivos de coloración están normalizados en el Perú por INDECOPI (ITINTEC 251.026), siendo los más difundidos los siguientes:
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A. Leuco Base (para pentaclorofenol): I nsumos: - Solución “Base”:
- 121 g de dimetil anilina (C6H5 N (CH3)2) - 50 g de benzaldehido (C 6H5CHO)
- 33 g de ácido clorhídrico concentrado (HCl; d = 1.19 g/cc). - 600 ml de agua destilada - Solución de hidróxido de sodio (NaOH) al
10% en peso .
- Acetona (CH3-CO-CH3). Preparación: La solución “Base” se prepara agitando lentamente la mezcla a temperatura
ambiente. Luego se calienta a 100 °C durante 24 horas en un matraz con refrigerante a reflujo. Se añaden 200 ml de agua destilada y la mezcla se alcaliniza ligeramente con hidróxido de sodio al 10 %. Luego se destila la solución para arrastrar la dimetil anilina que quedo sin reaccionar. El residuo caliente que queda en el matraz se extrae con 400 ml de agua caliente, se pasa a un recipiente de agua destilada y se conserva en refrigeración. Finalmente se diluye a una concentración de 1% en peso de Acetona. Aplicación: Se pulveriza o se aplica con un pincel en la madera a examinar, transcurridos
unos minutos se observa la reacción. Reacción de Coloración: La presencia del pentaclorofenol se evidencia con una
coloración verde que adquiere lentamente la zona impregnada.
B. Ensayo de Molibdato de Amonio (para el arsénico): I nsumos: - Solución “A”:
- 90 ml de agua destilada - 3.5 g de molibdato de amonio ((NH 4)6Mo7O24). - 9 ml de ácido nítrico concentrado (HNO 3; d = 1.4 g/cc).
- Solución “B”:
- 90 ml de agua destilada. - 10 ml de ácido acético glacial (CH3COOH; d = 1.059 g/cc). - 0.07 g de Clorhidrato de Bencidina (C 12H14Cl2H2). 3
FUNDAMENTOS DE PRESERVACIÓN DE LA MADERA GUÍA DE PRÁCTICAS - Solución “C”:
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- 50 ml de agua destilada
- 50 ml de ácido clorhídrico concentrado (HCl; d = 1.19 g/cc). - 30 g de cloruro de estaño (SnCl 2.2H2O). Preparación: Las soluciones se preparan por separado, agitando lentamente las mezclas a
temperatura ambiente. Aplicación: Se rocía la madera a examinar con la solución “A”; transcurridos unos minutos se vuelve a rociar la madera con la solución “B”. Por ú ltimo,
luego de unos
minutos, se rocía la madera con la solución “C”.
Reacción de Coloración: La zona impregnada con arsénico adquiere un color azul que se
va transformando en verde azulado, mientras que la zona a la cual no llegó el preservante se torna lentamente anaranjada.
C. Cromo Azurol S (para el cobre): Insumos:
- 80 ml de agua destilada - 0.5 g de “Cromo Azurol S” (indicador) - 5 g de acetato de sodio (CH 3COONa).
Preparación: Se mezclan y diluyen los insumos a temperatura ambiente. Aplicación: Se rocía la superficie de madera que se quiere examinar. La reacción ocurre
luego de unos minutos. Reacción de Coloración: Un color azul oscuro determina la penetración de cobre en la
madera impregnada, mientras que la madera que no ha sido impregnada se torna de color rojizo a lila tenue.
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D. Reactivo de Cúrcuma (para el boro): Insumos: - Solución “A”:
- 90 ml de Alcohol etílico (C 2H5OH; 95%) - 10 g de Cúrcuma (polvo turmérico).
- Solución “B”:
- 80 ml de alcohol etílico (C 2H5OH; 95%) - 20 ml de ácido clorhídrico concentrado (HCl; d = 1.19 g/cc). - 13 gr de ácido salicílico (C 6H4(COOH)(OH)).
- Solución de hidróxido de sodio (NaOH) al 1% en peso. Preparación: La solución “A” se prepara por extracción de cúrcuma en un equipo
Soxhlet con alcohol etílico hasta que la solución que gotea por el cuello del Soxhlet llegue a tener un color levemente amarillo. Se deja enfriar y se filtra. La solución “B” se
prepara mezclando y diluyendo lentamente los insumos a temperatura ambiente. Aplicación: La madera a examinar se rocía con la solución “A”, tiñéndose toda el área
rociada de un color amarillento. Transcurridos unos minutos, se vuelve a rociar la madera con la solución “B”, transformando el color amarillento a rojizo en la zona penetrada por
Boro. Cuando el color natural de la madera interfiera con la interpretación de los resultados, se puede confirmar los resultados con la aplicación de una solución alcalina como la de hidróxido de sodio. Si hay un compuesto de boro presente, el color rojo o pardo se tornará azul brillante.
Como los resultados que se pueden obtener dependen de muchos factores, es posible que se logren diferentes tipos de penetración. Por ello, la madera se puede clasificar de la siguiente manera:
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Tipos de Penetración de Preservante en la Madera. JUNAC 1998.
donde: PTr
: Penetración Total regular
Pti
: Penetración Total irregular
PPr
: Penetración Parcial regular
Ppi
: Penetración Parcial irregular
PPv
: Penetración Parcial vascular
PN
: Penetración Nula.
Haciendo una combinación de los criterios de clasificación para maderas por absorción y penetración, se tendría lo siguiente:
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Clasificación de la Madera Según su Tratabilidad Clasificación
Abreviatura
Absorción
Penetración
Fácil de Tratar
FT
AA
PTr ó PTi
Moderadamente Tratable
MT
AB
PPr ó PPi
Difícil de Tratar
DT
AM
PPv
Imposible de Tratar
IT
AN
PN
Si la penetración es profunda, la absorción es alta y el preservante es bueno, esperamos éxito, de lo contrario se habrá fracasado.
2. OBJETIVO: -
Al término de la sesión de práctica, los alumnos trabajando en grupos, con el uso de preservantes hidrosolubles y del equipo de vacío del laboratorio, preservarán probetas de madera de densidades diferentes, determinando y comparando el tipo y grado de absorción y la penetración que alcance el preservante en la madera tratada.
3. MATERIALES: -
Probetas de madera
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Preservante hidrosoluble
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Reactivos de coloración adecuados
-
Balones de 1 L de capacidad, probetas y vasos de precipitación
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Balanza
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Vernier o regla milimétrica
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Lápiz de cera
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Soporte metálico
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Equipo de vacío: . Bomba de vacío . Kitasato y Mangueras conectoras . Campana desecadora 7
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. Bureta o embudo de decantación de 1 L de capacidad . Vaso de precipitación de 100 ml de capacidad.
4. PRECAUCIONES: -
Para poder manipular los preservantes proporcionados en el laboratorio, es necesario el uso de guantes de látex, de hule o quirúrgicos; mandil y mascarilla de algodón, si las sustancias químicas utilizadas fueran volátiles.
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Mantener el ambiente ventilado durante la realización de la práctica.
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Mantenga una distancia adecuada del material de vidrio que esté bajo aplicación de vacío.
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Lavarse las manos con abundante agua y jabón, una vez concluida la práctica.
-
Si se sintiera algún síntoma de intoxicación, como irritación en la piel, dolores de cabeza, mareos o nauseas, recurra inmediatamente al centro médico.
5. PROCEDIMIENTO: - Armar el equipo de tratamiento. Conecte la campana de vidrio a la bomba de vacío, intercalando un kitasato que contenga agua, utilizando mangueras resistentes a la presión. Coloque el embudo de precipitación en un soporte metálico por encima de la campana de vidrio y conéctala a la tapa utilizando mangueras y tapones adecuados. No coloque la tapa del embudo para que la solución preservadora pueda fluir libremente por gravedad (Ver Fig. Nº 1). -
Preparar las soluciones preservadoras a una concentración adecuada y la madera a tratar, determinando el contenido de humedad, peso y dimensiones.
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Colocar la madera, dentro de la Campana de vidrio, en un vaso de precipitación. Coloque un lastre sobre la madera antes de realizar la impregnación para evitar que la madera flote.
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Realice la impregnación de la solución preservadora, aplicando un vacío previo de 2 minutos a 600 mmHg. Retire la madera sobre papel periódico para que escurra la solución preservadora remanente.
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Determinar la absorción alcanzada por la madera durante el tratamiento por diferencia de peso.
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Determinar la penetración de la solución preservadora en la madera tratada, utilizando reactivos de coloración si fuese necesario. 8
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Compare sus resultados de acuerdo al tipo de madera y preservante utilizado.
Fig. Nº 1: Equipo de Impregnación: 1) Aplicación de vacío, 2) vacuómetro, 3) kitasato, 4) Campana de vidrio, 5) vaso de precipitación, 6) probetas de madera, 7) lastre, 8) bureta, 9) soporte universal, 10) toma de vacío, 11) toma de ingreso de preservante.
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