Secado de La Madera

SECADO DE LA MADERA

La madera verde, recién cortada contiene un alto porcentaje de humedad. Las paredes de las células se encuentran saturadas y liberan el agua retenida en las cavidades de la célula. El secado de la madera es aquel proceso en virtud del cual se elimina el agua libre y una gran proporción del a gua absorbida por las paredes de las células. Conforme se seca la madera el agua abandona las cavidades de la célula hasta que tan sólo las paredes de las células son cuando comienza la c ontracción. La perdida de agua se detiene al alcanzar el equilibrio con la humedad relativa del entorno. A esto se le denomina equilibrio higroscópico. Es de vital importancia que el proceso de secado se lleve a cabo correctamente para evitar la aparición de tensiones en el interior de la madera y asegurar que el equilibrio higroscópico se encuentra en el nivel apropiado para evitar problemas de dilatación y contracción. SECADO AL AIRE LIBRE

El sistema tradicional para el secado de la madera es el secado al aire libre, en él se amontonan las tablas de madera sobre listones, apilados con separaciones hasta de 45 cm. Normalmente estas pilas de madera se ubican separadas del piso y en lugares resguardados de la lluvia y del sol. El paso del aire a través de las pilas las va secando progresivamente. SECADO ARTIFICIAL

La madera que vaya a ser utilizada en interiores necesita un contenido máximo de humedad entre el 8% y el 10%, sino menor, dependiendo del lugar y la ubicación final. Este proceso se toma como su ubicación final. Este proceso se toma como adicional al secado natural y tan solo demora unos días. Las piezas de madera se apilan y se introducen en unos hornos por los cuales circula una mezcla muy precisa de vapor  y aire caliente. La madera secada por debajo del nivel de humedad del ambiente, intentará recuperarla hasta lograr, si se le deja expuesta mucho tiempo al aire libre, el equilibrio higroscópico  Al horno caletándose a 75ºC durante seis días, una ventaja de este proceso proceso es la velocidad de secado. Tiene, en cambio, el inconveniente de que la madera tiende a agrietarse. SECADO MIXTO

En el proceso mixto, intervienen ambos métodos de secado; una vez que por secado natural se ha llegado a reducir el grado de humedad contenida en la madera, entonces se procede a secarla artificialmente, para darle ya el grado necesario. ESTABILIDAD

Cuando una madera se seca, se contrae. Y fruto de esta c ontracción puede cambiar o "moverse". Por lo general la contracción se da más intensamente a lo largo de los anillos de crecimiento. Este movimiento de contracción puede provocar algunas distorsiones, ya que cuando se presentan en algunas tablas anillos de crecimiento más largos unos que otros, como el caso de la madera cortada tangencialmente, la contracción en los anillos más largos es mayor que en los anillos cortos, entonces se producen ciertos curvamientos. PROTECCION SUPERFICIAL

 Al ser la madera un ser vivo, evoluciona y muere presentando una vida más corta, que los demás materiales de construcción, por lo que debe ser protegida. Además, del apeo en invierno, desorriado y desecación al medido y eficaces para la conservación de la madera. Entre estos tratamientos tenemos: Inyección, pintura y carbonización.

SECADO DE MADERA

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La madera, ha sido utilizada por el hombre desde tiempos remotos. Fue utilizada para construir  armas, vivienda, transporte, utensilios, etc. En la actualidad - en nuestro medio - se utiliza extensivamente en la fabricación de muebles y en la construcción civil. Existen alternativas al uso de la madera (hierro, aluminio, plásticos, concreto), sin embargo, aun se usa e incluso es preferida por su valor decorativo y propiedades tales como: • Bajo peso con relación a su resistencia mecánica y volumen • Buen aislante térmico, acústico y eléctrico • Fácil de trabajar 

La madera para ser utilizada debe tener ciertas características (secado, tratamiento contra insectos). Estas características dependen del tipo de utilización que se le vaya a dar  (construcciones, mueblerías, carrocerías, decoración). Sin embargo, para cualquier uso, la madera debe estar bien secada. El secado de la madera puede ser realizado por dos métodos: • Secado al aire libre • Secado en cámaras

 A continuación se explican estos procesos

El agua en la madera La madera tiene una gran cantidad de agua. Esta puede estar en tres formas: 

Agua libre, es el agua que se encuentra en las cavidades celulares. Existe en mayor

cantidad en las maderas porosas. 

Agua de saturación, es el agua que se encuentra en las paredes celulares.



Agua de constitución, es el agua que forma parte de la materia celular de la

madera.

TIPOS DE SECADO Volver al Indice

Existen dos formas de secar la madera: madera: al aire libre y en cámaras. Este trabajo trata sobre el secado en cámaras. Sin embargo se da una breve exposición del secado al aire libre.

Secado al aire libre Esta forma de secado es la más económica y fácil de implementar puesto que se realiza en patios de secado de bajo costo. Consiste en apilar la madera de de modo que el aire pueda circular entre las tablas. Las desventajas de este este secado son: el largo tiempo de secado, secado, la

influencia negativa de las estaciones (épocas de lluvia), el ataque de insectos, humedad final de la madera no menor al 13 % . [Cam82]

Para algunos usos, es obvio que el secado al aire libre no permite secar la madera hasta el porcentaje de humedad final requerido.

Duración del secado al aire libre

Según el “Curso Teórico Práctico de Secado de Maderas” se puede dar unos valores medios de

duración de secado al aire para madera recién aserrada, hasta alcanzar una humedad entre 15 y 20%:

Item

Especie

Espesor 

Apilado

Fin de secado

1

Madera dura

27 mm.

Otoño

Primavera siguiente

2

Roble, Haya

50 mm.

Otoño

Otoño siguiente

3

Madera Blanda

25 mm.

Primavera

Tres meses después

4

Resinosas

50 mm.

Primavera

Cuatro o cinco meses después

Tabla 2.2 Duración del secado al aire aire libre

Secado en cámaras Existen varios tipos de cámaras de secado. Las más comunes son: De alta temperatura (más de 80 °C), de condensación c ondensación (deshumidificación) y cámaras convencionales de temperatura media (hasta 80 °C). Este trabajo trata sobre las cámaras de secado convencionales. convencionales. En la figura 1.1, se muestra un esquema de este tipo de c ámara.

Fig. 2.1 Esquema de una cámara de secado de madera

Una cámara de secado es un recinto cerrado donde se introduce la madera para ser secada. En este recinto se muestrea y controla la ventilación, la temperatura, la humedad relativa y la humedad de la madera. En el secado en cámaras, se puede extraer tanto tanto el agua libre como el agua de saturación. A continuación se explican brevemente estos procesos.

La extracción del agua libre se da en forma de evaporación rápida. Cuando la madera ya no tiene agua libre en su constitución, se dice que está en el punto de saturación de fibras (PSF). En esta parte del proceso si las condiciones son extremas, la madera puede sufrir el colapso de sus células.

La extracción del agua de saturación es un proceso más lento, continúa hasta llegar al equilibrio higroscópico con la humedad relativa del medio. medio. En esta parte del proceso la madera puede sufrir daños como grietas g rietas y endurecimiento.

Para extraer el agua de la madera se conduce el secado dependiendo de la humedad de esta. Existen dos intervalos claramente diferenciados: secado por encima del punto de saturación de fibras (PSF) y secado por debajo del punto de saturación de fibras.

El proceso de secado consta de 4 etapas generales, a saber: calentamiento, secado, acondicionamiento y enfriamiento. Problemas Detectados Muchos de los problemas que se presentan, como consecuencia de errores en la programación elegida y en la con-ducción del proceso de secado, pueden ser eliminados teniendo en cuenta las recomendaciones de fondo y forma antes mencionadas. A continuación, se enumeran algunos inconvenientes comunes que afectan la calidad del secado, y que pueden producirse como consecuencia de errores en la programación elegida y en la conducción del proceso de secado realizado. • No siempre el industrial recibe la madera con la humedad final deseada, pues se ha

comprobado la existencia de madera con bajo tenor de humedad pero también con gradiente en una misma pieza,hecho que la hace inestable. • En ocasiones, la madera se estiba con separadores para permitir la circulación de aire entre

las tablas, colocándolas también bajo techo para lograr su equilibrio; esto trae por ende un mayor costo por aco-pio de madera. • Al trabajar maderas mal secas, se ha comprobado que existe menor eficiencia en el

rendimiento de las herramientas, ya que una madera húmeda tiende a desafilarlas y puede ocasionar calentamiento por acumulación de aserrín, sin consi-de rar la mala calidad superficial de la madera obtenida. • Repetición de procesos para estabilizar la madera, ya que se seca en origen y se vuelve a

secar antes de ingresar a procesos de remanufactura. • Acopio excesivo de madera. Al no realizarse un control del por-centaje de humedad en

origen, llega al destino en condiciones inadecuadas para ser utilizada en elcorto plazo, por lo que es necesario depositarla en galpones hasta que alcanza la humedad deseada. Pueden

modificar estas variables.Dicho en otras palabras, no sólo se Aspectos como la trata de contar  con una cámara de calidad de los equipos, secado sino que es necesario que esta su correcto uso, la cumpla con los requisitos técnicos formación del personar de ingeniería y con las prestaciones encargado, entre otros, esperadas del servicio de secado en son determinantes para calidad y tiempo.lograr un equilibrioentre los factores téc-renicos y económicos del De igual manera, es importante saltar que los aspectos al momento secado. de elegir un determinado proceso de secado y los equipos a adquirir,deben dirigirse a buscar un equilibrio entre los factores técnicos y económi-cos tales como la calidad requerida,costo de los procesos y el precio del producto final. .Exceso de secado (6%) y/o madera • No se hacen registros escritos yhúmeda (>13%), como consecuen -

procedimientos de secado.

No en vano, los tiempos de duración actualmente, se desempeña como Jefe • No hay el hábito de utilizar me-de un proceso van de la mano con la del Área de Investigación y Desarrollo de calidad requerida o el tipo de producto didores de humedad y cuando se Gottert, fabricante de cabinas de pintura, utilizan, muchas veces, no se han a elaborar a partir de ese material, líneas de pintura, transporte, cámaras de sometido a un procedimiento o aún así, existen, como se enunció, tratamiento térmico y de uniformación de rutina de calibración. diversos factores que influyen y que

color. [email protected]  El secado de la madera se ha convertido en un proceso vital para el desarrollo del sector  maderero y mueblero de cualquier país, de hecho, la calidad con la que se adelante es un tema obligado si se quiere competir nacional o internacionalmente con buenos productos. La industria, en este campo, enfrenta dos retos importantes a resolver: la gran cantidad de tiempo y energía que consume el proceso de secado, y la ineficiencia en el proceso, relacionado con la condición de humedad de la madera y sus anomalías sucedáneas, que lleva a consumos energéticos altos en procesos de remanufactura y pérdidas de materia prima.  Así el panorama, y aunque el proceso mismo está diseñado para extraer la hum edad de la madera logrando un producto estable dimensionalmente y competitivo en el mercado, sucontrol de calidad debe estar dirigido a definir las especificaciones a las que el producto deberá

ajustarse teniendo en cuenta algunas variables tanto de forma como de fondo. Variables de Forma Para llevar adelante un proceso de secado cuyos resultados se adapten a los requerimientos internacionales, es necesario contar con los siguientes ítems: Conocimiento de los procesos, definición de criterios de calidad y, equipos instrumentos adecuados.

http://www.secadomadera.com/tipos_de_secado.htm

SISTEMAS DE SECADO Por: OSCAR ESCOBAR CARDONA Sea cual fuere el sistema de secado que se emplee en secar una madera,

se ha de tener presente que: se debe secar madera en el menor tiempo  posible, al menor menor costo y con la mejor mejor calidad. El secado de la madera es un procedimiento de vital importancia en la manufactura de las maderas, pero en ocasiones llega a ser la fuente de algunos problemas y defectos cuando se aplica mal, generándose pérdidas en el valor de la madera y a veces toda la madera. Pero no todo es malo y es así como se dispone de una serie de sistemas de secado según sea la madera y su uso, los cuales secan la madera a satisfacción.

1. CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE EL SECADO 1.1 REQUERIMIENTOS ENERGÉTICOS

Recordemos que es necesario la aplicación de algún tipo de energía calórica para poder evaporar el agua de la l a madera, y estos requerimientos van en aumento a medida que progresa el secado, con el fin deliberar el agua en las grandes fuerzas higroscópicas con las cualeses retenida en la madera. 1.2 LA HUMEDAD RELATIVA DEL AIRE CIRCULANTE

El medio en donde se está secando la madera debe ser capaz derecibir la humedad proveniente de la misma. La humedad relativa deberá estar por debajo de 100% 1 00% si se esperaque la madera se seque, pero no excederse demasiado, ya que una humedad relativa muy baja puede producir daños en la madera. 1.3 MOVIMIENTO DEL AIRE

Para que se produzca el secado de una madera el aire en contactocon ella debe estar en movimiento, ya que éste es el encargado de transportar tanto el calor  como la humedad extraída a la madera. Un manejo adecuado de estos tres factores, es indispensable para el éxito del secado de una madera.

2. SECADO NATURAL (SECADO AL AIRE) Es el sistema mas económico relativamente, si se tiene en cuentalos costos de energía, los cuales se reducen a cero. Pero por otro lado se tiene el tiempo empleado en el proceso el cual es largo debido a baja velocidad de secado. Lo anterior conduce a tener un inventario de madera muy grande con elevados costos. Es un metodo que depende en un todo de las condiciones ambientales;o sea dependemos dependemos del clima de la zona. En el secado natural la madera se seca mas rápido en el veranodebido a las altas temperaturas y bajas humedades relativas, lo cual se invierte en el invierno, el cual se caracteriza por bajas temperaturas y altas humedades relativas. Debido a las anteriores variaciones del clima, la l a madera tambiénvaría en su contenido de humedad, por ser la madera m adera un material higroscópico. Estas variaciones de CH se presentan en todo tiempo, pero alfinal la madera tiende a alcanzar un CH que estará en equilibrio con el clima. A este valor se le llama contenido de humedad de equilibrio. Cada zona del país por lo tanto tiene un valorde este equilibrio, el cual corno es lógico ló gico dependerá de las condiciones de temperatura y humedad relativa de la zona. La siguiente gráfica nos muestra lo anterior.

3. FACTORES QUE INCIDEN EN EL SECADO AL AIRE Estos factores no inciden exclusivamente en el secado al aire. Algunos inciden en otros métodos de secado.

3.1 MOVIMIENTO DEL AIRE En general de una buena orientación del patio de secado con respecto al viento, dependerá tanto la calidad como la velocidad de secado. El patio se debe proveer de buenos pasadizos y espacios entre hileras y columnas  para facilitar la circulación circulación del aire. Algunos investigadores recomiendan recomiendan la orientación de los pasillos principales en forma perpendicular al viento; otros en cambio dicen que deben ser paralelos. Lo importante en términos generales es que los pasadizos deben ser rectos y continuos a través del patio, con el fin de conseguir un flujo continuo de aire. Con excepción de las pilas expuestas directamente en forma perpendicular a la dirección de los vientos, ningún movimiento de aire se presenta a través de las otras pilas. Lo que si ocurre en la práctica es que el aire fluye f luye a través de las otras pilas debido a las pequeñas diferencias de presión por los remolinos de aire y a los efectos de aspiración debido a diferencias de densidad del aire. El aire que se enfría por la evaporación del agua se densifica y se mueve hacia abajo. El espacio dejado es ocupado por aire fresco fr esco menos denso. Lo anterior es una de las razones para recomendar hacer las pilas altas y abiertas, o sea con chimeneas para el flujo vertical del aire (ver figura). 3.2 LA ESPECIE DE DE MADERA QUE SE ESTA SECANDO En general las maderas livianas secan más rápido que las pesadas bajo condiciones favorables del ambiente. ambiente. Así pues la densidad es es un factor que nos indica la rata de secado. Pero no se debe olvidar las diferencias de permeabilidad y difusividad del agua, factores que producen producen diferencias en el secado. secado. Gran parte de estas diferencias se deben ala proporción de albura y duramen.

3.3 EL GRANO O FIBRA DE LA MADERA

Las tablas o piezas radiales secan mas lentamente que las tangenciales, lo cual es debido al mayor número de radios expuestos en las caras tangenciales, lo cual aumenta la velocidad de salida a través de los l os radios medulares. 3.4 ESPESOR DE LAS PIEZAS A SECAR

Mientras mas gruesas sean las piezas de madera, mas tiempo requierenpara su secado. El tiempo es una función del cuadro del espesor. Además las piezas de mayores espesores están mas propensas a la formación f ormación de grietas superficiales y en los extremos.

3.5 EL PATIO DE SECADO

El sitio para el patio de secado debe e1egirse y planearse muy bien teniendo en cuenta factores tales como los vientos, tipo de suelos y su drenaje, extensión y topografía del terreno, etc. Un mal drenaje, estanca el agua y se disminuye la rata de secado. El terreno deberá estar libre de malezas y residuos de madera o cortezas, las cuales además de ser focos de infección para hongos e insectos impiden el libre movimiento tanto del agua como del aire. La mayoría de los patios de secado son rectangulares; los pasadizos para el movimiento de personas y vehículos se cruzan entre sien ángulo recto (ver figura). Las áreas ocupadas por las pilas son rectangulares. Los pasadizos además de servir   parael movimiento de vehículos, sirven sirven también como rompe rompe fuegos. En general el espaciamiento de las pilas varía con el clima, con el tamaño del patio y la clase de madera. Así mismo con el tipo de defecto que se quiere evitar. Para evitar  grietas se reduce el espacio; cuando el problema es teñido de la madera se amplía el espacio. .6 ALTURA Y TIPO DE FUNDACIÓN DE LAS PILAS

La altura va de 1.20 mt hasta los 9 mt. mt . Se recomienda no hacerlas muy elevadas, ya que se corre el peligro de vo1camiento. Cuando se tenga pilas altas se deben arriostrar entre si y así mejorar su estabilidad. Las fundaciones para las pilas deberán ser razonablemente altas (50 cm o mas) para permitir el movimiento del aire. Las fundaciones deberán ser en concreto o en madera inmunizada.

3.7 MÉTODOS DE APILADO

La rata de secado está influida por el método de apilado. La madera se seca mas fácilmente si al hacer las pilas, las tablas no se tocan en los cantos. Para aumentar la velocidad de secado es recomendable hacer las pilas con flujos verticales. 3.8 CONDICIONES CLIMÁTICAS

Entre los factores del clima cli ma que más influyen en el secado, la temperatura es el de mayor importancia, aunque si bien la

lluvia también lo es. Muchas veces las altas temperaturas se ven anuladas por las lluvias. En regiones muy secas y áridas, se producen defectos, los cuales no pueden ser evitados debido a las bajas humedades relativas. Si se mantienen mas o menos constantes la temperatura y el equilibrio de contenido de humedad del aire, se puede aumentar la rata de secado aumentando la velocidad del aire. Las horas de brillo de sol son un factor de importancia. El aire se calienta al entrar en contacto con áreas calentadas  por el sol (edificios, carreteras, etc.). Viene Viene luego un movimiento movimiento de convección, aumentando el potencial de secado del aire. Las condiciones locales de la zona, tales como lagos, patios de poca elevación, etc., influyen en la rata de secado. Los sitios elevados en general son mas recomendables si se quiere aumentar la velocidad de secado.

4. SECADO EN HORNOS El proceso consiste en colocar la madera apilada en un cuarto o túnel cerrado, bien aislado térmicamente, en el cual el aire caliente es circulado sobre la madera que se va a secar, bien sea forzado con ventiladores o por convención. Los hornos convencionales convencionales generalmente operan a temperaturas de secado iniciales entre 38°C y 77°C (110°F-170°F) y terminan con temperaturas entre 66°C y 93°C (150-200°F). Usando estas temperaturas y con una circulación del aire a una velocidad de 1-2 m/seg (200-400 pies/min) es como se consigue acelerar el secado de la madera muy mu y por encima de la velocidad de secado al aire. En un horno de secado se puede ejercer control de los tres tr es factores que determinan el secado de la madera. Efectivamente se pueden aplicar la humedad relativa y la temperatura adecuadas adecuadas según la madera. madera. Además es posible posible controlar los defectos que se puedan ocasionar, variando las condiciones de secado y por último acondicionar la madera para el CH% final. La temperatura y la humedad relativa dentro del horno son controladas  por medio del. PSICROMETRO PSICROMETRO que consiste consiste en un par par de termómetros. Uno de ellos tiene cubierto el bulbo de mercurio con una gasa humedecida permanentemente. permanentemente. El otro termómetro no tiene nada de especial y marca la temperatura del horno (Ver figura).

Cuando una corriente de aire caliente pasa por el psicrómetro, en el bulbo húmedo se produce la evaporación del agua, lo cual ocasiona una disminución de la temperatura del termómetro. La diferencia de temperaturas entre los termómetros llamada diferencia psicrométrica, es utilizada en una tabla psicrométrica  para obtener el el valor de la humedad humedad relativa y en algunas algunas tablas la humedad de equilibrio. Con relación a la circulación del aire se pueden distinguiraquellos hornos de ventilación forzada por medio de ventiladoresy los hornos de circulación por convección. Para facilitar el anterior proceso, laspilas son construidascon flujos verticales (chimeneas). Los hornos de secado pueden ser de compartimiento o sea aquellos en donde la carga de madera permanece estacionaria mientrasdura el secado. Son cargados completamente al iniciar el secado. La temperatura y la humedad relativa permanecen mas o menos uniformes durante cierto período de tiempo, las cuales son cambiadas a medida que progresa el secado. Este tipo de hornos poseen puertasbien sea enlos extremos o en los lados. En los hornos de túnel o progresivos, la carga de madera consta de una serie de vagonetas, cada una con madera en un estado diferente de secado. Estos hornos poseen puertas en los extremos del túnel (ver figura).

La madera mas húmeda o verde está localizada l ocalizada en la parte de entrada del horno y donde las condiciones de secado son menos severas. Estas condiciones se van modificando yhaciendo mas severas hacia el extremo de descarga o salida.

4.1 SISTEMA DE CALEFACCIÓN CALEFACCIÓN EN LOS HORNOS

Se pueden distinguir dos tipos así: 4.1.1 Aquellos que usan vapor caliente proveniente de una caldera, el cual es conducido por tuberías. t uberías. También se usan las resistencias eléctricas. 4.1.2 Los de calefacción calefacción directa o sea los que reciben el calor  directamente de un quemador. quemador. Estos hornos están complementados complementados con radiadores de agua para variar las condiciones de humedad dentro del horno. Cuando el aire caliente tiene que atravesar espacios muy grandes, es necesario colocar calentadores entre las pilas para elevar  la temperatura y conseguir aire recalentado para la segunda  pila. Con esta medida medida se evita el alargamiento alargamiento del tiempo de de secado y se evita la formación de colapso y apanalamiento ,de la madera. 4.2 EL HORARIO O PROGRAMA DE SECADO

Las mejores prácticassecado en hornos, conllevan el uso de horarios de secado, los cuales se basan en el contenido de humedad de la madera que se va a secar. En otros casos los

horarios de secado están basados en el tiempo durante el cual se aplican una determinada humedad relativa y temperatura, las cuales son posteriormente cambiadas después de dicho tiempo. t iempo. Un horario de secado no es mas que una serie de instrucciones sobre la temperatura y la humedad relativa que sedeben aplicar  en el secado de una madera, basado en cambios en el contenido de humedad. La aplicación y control de las condiciones de secado (horario de secado) se llevan a cabo por medio de las tablas de control colocadas en las pilas de tal modo que reciban las mismas variaciones de temperatura y humedad. 4.3 APILADO DE LA MADERA DENTRO DEL HORNO

Generalmente la madera se organiza en pilashorizontales con separadores para facilitar el flujo del aire. El tamaño de laspilas laspilas depende del tamañodel horno horno y deltipo de horno. Las pilas están orientadas de tal manera quereciban el aire en dirección paralela a los separadores. separadores. Es conveniente hacer las pilas de piezas de un mismo espesor, conn una sola especie de madera o de maderas similares; también es conveniente hacer pilas de madera de albura aparte de las de duramen. En general serecomienda clasificar lamadera de acuerdocon: acuerdocon: albura o duramen, especies, espesores, contenidos de humedad, con el fin de conseguir un producto secado de una buena calidad.

5. SECADO POR DESHUMIFICACIÓN El uso de los deshumificadores es relativamente nuevo.Fueron usados y desarrollados en Europa Básicamente un deshumificador consiste en un recinto cerrado, lo mas hermético posible, en donde se coloca la madera en pilas horizontales. Una corriente de aire seco con una humedad relativa entre 15-40% y calentado a temperaturas no superiores a 60°C, es forzado por medio de ventiladores a pasar a través de la  pila.

Este aire extrae la humedad de la madera. Luego el aire húmedo pasa por un sistema de refrigeración en donde es enfriado por debajo de la temperatura del punto de rocío; parte de la humedad es condensada y drenada fuera del horno. El aire una vez ha perdido agua es recirculado hacia la madera repitiéndose el ciclo. La humedad relativa alcanzada en un deshumificador es generalmente mas baja que la que se puede obtener en un horno convencional a la misma temperatura. Como se puede ver, una diferencia fundamental entre el deshumificador  y el horno convencional radica en que en este último una vez el aire se calienta y se carga de humedad, es sacado fuera de la cámara y reemplazado por aire fresco y seco. Es aquí donde radica uno de los mayores costos del horno convencional al botar aire húmedo y caliente perdiendo gran cantidad de energía usada para vaporizar el agua. Se ha encontrado ahorros de energía del orden de 50%en los deshumificadores deshumificadores con respecto r especto al horno convencional. 5.1 ALGUNOS DETALLES DETALLES DEL SISTEMA SISTEMA 5.1.1 Arreglo y disposición de la madera

La madera se apilará en pil pilas as horizontales de tal manera que llenen completamente la cámara de secado, tanto hacia los lados como hacia el techo.

Las piezas de madera se separan entre si con separadores. Como regla práctica se recomienda apilar la madera delgada en la parte trasera donde el aire es mas seco. 5.1.2 La cámara cámara de secado secado

Se puede utilizar un galpón o cuarto que pueda ser aislado térmicamente, con el fin de conseguir ahorro de energía. Además se deberán aislar techo, paredes y puertas. Fuera del aislamiento térmico se deben impermeabilizar las paredes y pisos para evitar el paso de la humedad. 5.2 ALGUNAS VENTAJAS VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS DESHUMIFICADORES 5.2.1 Ventajas:

5.2.1.1 Eficiente utilización del calor disponibley baja temperatura de operación. 5.2.1.2 La velocidad de secadoes mas bajaque en elhorno convencional. 5.2.1.3 Se pueden construir pequeños deshumificadores  para pequeñas pequeñas o medianas empresas. El sistema sistema se puede puede adaptar a cualquier recinto bien aireado, resistente a la humedad y que no reciba el sol directamente. 5.2.1.4 Debido a las bajas temperaturas de secado el operario  puede trabajar dentro de la secadora secadora sin apagarla apagarla y sin peligro. 5.2.1.5 Las cantidades de contracción y torcedura son bajas. 5.2.2 Desventajas

5.2.2.1 Operan a bajas temperaturas lo cual alarga el tiempo de secado. Lo anterior implicaría implicaría la construcción construcción de deshumificadores deshumificadores de gran capacidad para tener abastecimiento continuo de madera seca. 5.2.2.2 Maderas de grandes espesores,requieren espesores,requier en de unmayor  tiempo de secado. 5.2.2.3 No poseen medios para acondicionar la madera yliberar  esfuerzos.

6. SECADO AL AIRE ACELERADO

Abarca el uso de técnicas de relativo bajo costo tales como techos y coberturas, ventiladores y en ocasiones algún tipo de calefacción. En general el sistema abarca cualquier técnica que acelere la evaporación del agua, en especial el agua libre y parte del agua higroscópica hi groscópica.. Cuando se usa calefacción,la temperatura no sobrepasa los 49°C (l20°F) . El secado solar es un secado a baja temperatura con circulación forzada. El sistema de secado es mas rápido que el secado al aire. 6.1 SECADO BAJO TECHO CON VENTILADORES

Sistema de secado que usa un galpón con techo y solo una pared lateral permanente en donde van instalados los ventiladores. Los otros lados con excepción del frente van cubiertos con lonas. Los ventiladores siempre giran en un solosentido y sufunción es forzar el aire a través de la pila. El calor para el secado secado proviene delmedio ambiente dondeestá instalado el sistema. 6.2 SECADO AL AIRE CON VENTILADORES

Se diferencia del anterior en que el techo es temporal, así como las paredes y los ventiladores pueden ser portátiles. En general son construcciones temporales. Con relación a las  paredes éstas éstas pueden ser ser de lona o triplex o lámina, fáciles de remover. 6.3 SECADO CON VENTILADORES Y CALEFACCIÓN

En este sistema el calor para elevar la temperatura puede provenir  de una caldera o algo similar. También puede implementarse usando el techo de la planta como colector de energía solar.

En algunos casosse usa elsistema mixto usandoun quemador  de residuos durante la nochey un colectorde energía solar  durante el día.

Una forma económica de colectar calor del sol es por la utilización del techo de la planta, pintándolo de negro. Se pueden conseguir  así temperaturas cercanas a 43°C (110°F). 6.4 SECADORES BAJO TECHO CON RECIRCULACIÓN DE AIRE

Los secadores de este tipo son de dos clases: a) El que solamente controla en forma parcial la humedad relativa  por medio de las ventilas.  b) El horno de secado secado de baja baja temperatura,el cual cual controla completamente la humedad relativa. Los dos tipos de secadores generalmente constan de una estructura económica, mas el equipo necesario para la calefacción, la circulación del aire y los controles (psicrómetro). La temperatura se presenta en el rango de d e 21-49°C(70-120°F).

Ambas poseen ventilas para la salida de la l a humedad, las cuales operan cerradas casi todo el tiempo. Tanto la temperatura del termómetro seco corno ladel l adel termómetro húmedo son controladas por medio del psicrómetro. En el horno de baja temperatura un rociador de vapor provee la humedad necesaria. La diferencia de estos secadores con un secador convencional está en el hermetismo de la cámara así corno en el rango de temperaturas usadas. Así mismo los controles del secador convencional convencional son automatizados. El tipo de construcción construcción de los secadores descritos antes, no hace  posible que sean sean convertidos en en hornos convencionales. convencionales. Sin embargo embargo algunos de ellos pueden convertirse adicionando mas equipo y aislando mas la estructura

DEFECTOS DE SECADO DE LA 1 MADERA Y SU PREVENCIÓN POR: HÉCTOR ROJAS LEÓN 2 Todo daño en la estructura o alteración en la apariencia de la madera,  producido durante durante el proceso de de secado y que disminuye su valor comercial o su duración o afecta su aptitud industrial, se considera defecto de secado. Dichos defectos se presentan desde el momento en que ha sido cortado el árbol, ya sea en la troza, en la madera aserrada o, inclusive, i nclusive, en el producto terminadoy en uso, cuando éste ha sido elaborado con madera verde o deficientemente tratada. Dichos efectos tienen distintas manifestaciones según la causa y las ccircunstancias en las cuales se desarrollan. Si se sabe cómo, dónde y por qué ocurren, es posible tomar precauciones para que el deterioro sea el mínimo posible.  Nuestro propósito propósito consiste en analizar analizar brevemente brevemente la forma como se presentan los defectos, sus causas y las maneras viables de prevenirlos o remediarlos.

LOS DEFECTOS SEGÚN SU ORIGEN 1. Defectos Asociados con las Contracciones Contracciones Antes de entrar a analizar los defectos relacionados con las contracciones que experimentan todas las maderas por debajo de la l a zona de saturación de las fibras, es necesario hacer una especial referencia a las tensiones del secado. Es condición indispensable que exista una diferencia de humedad entre las capas exteriores e interiores para que una pieza de madera se seque. Puesto que la superficie llega primero a la zona de saturación de las fibras, es la  parte que primero se contrae, mIentras mIentras que la parte central central conserva su volumen  por permanecer 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 medida que el secado progresa, las capas situadas más interiormente pierden también humedad por debajo de la zona de saturación de las fibras, se contraen y se reducen las diferencias de tensiones con las capas exteriores. Como los  bordes de la pieza han sufrido deformaciones plásticas por la sobredilatación 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 entonces traslocación de esfuerzos, ya ya que la periferia periferia no tiene la suficiente capacidad elástica para acomodarse a la disminución vo1umétrica de la porción central. Ahora, los bordes quedan sometidos 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 l os esfuerzos de tensión. Cuando la madera ha estado sometida a esfuerzos de secado, es posible que quede afectada por tensiones residuales, aunque no se puedan percibir defectos externos. Por lo tanto, conviene, antes de terminar t erminar el proceso de secado, hacer   pruebas de tenedor, que puedan puedan detectarlas y corregirlas oportunamente. 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, contracciones, al ser diferentes en cada plano, vayan acompañadas 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. 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 posteriormente esa madera, madera, sobre todo en una forma descompensada descompensada en ración con las dos caras, se presentan distorsiones que afectan su calidad. Este defecto se puede prevenir con un tratamiento tr atamiento de acondicionamiento; pero si séte 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 cuando se requiere un acabado con con barniz o laca, laca, pues con pequeños pequeños cambios climáticos se abren o se cierran, dañando el acabado. Dichas fisuras, cuando son bien superficiales, se pueden eliminar mediante cepillado. 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 apa recen 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 A 1 a b e o s o deformaciones Se originan en las diferencias d iferencias 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 presecadoal 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 : Es el alabeo o curvatura a lo largo de la cara de la pieza. Se asociacon 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 latifoliados 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 d ifícil 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. 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, a ire, 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 grietas, se controlarán las rajaduras. La colocación de los listones separadores formando una superficie plana con los extremos de la tablas en las pilas de madera, evita una rápida desecación longitudinal y evita rajaduras. 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 consecuenci consecuencia a del endurecimiento superficial. Se puede minimizar aplicando re- cubrimientos en los extremos, evitando endurecimiento superficial superficial o usando humedades relativas del aire, altas y bajas temperaturas mientras se está evacuando agua libre. 1.8 Nudos sueltos y agrietados agrietados

Cuando los nudos no están integrados al resto del tejido leñoso sino retenidos por la corteza muerta, se separan al contraerse más que la cavidad enla cual se encuentran alojados. Es poco lo que puede hacerse para evitar quecaigan durante el posterior manipuleo o elaboración. Lo mejor es evitar utilizar madera con nudos sueltos. 1.9 Agrietamiento de nudos Este defecto es de consideración cuando se trata de nudos sanos. Son grietas que se presentan en sentido radial del nudo; se forman y se controlanal igual que las grietas superficiales. 1.10 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; 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. defecto. El colapso es propio del duramen y generalmente generalmente va acompañado de endurecimiento superficial severo, deformaciones deformaciones excesivas, acanalamiento de la sección transversal y apanalamiento. apanalamiento. Parece ser que debido a la impermeabilid i mpermeabilidad ad 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. 1.11 Apanalamiento o grietas en forma de botella Este defecto consiste en grietas en sentido radial de gran magnitud, acompañadas acompañadas algunas veces por aplastamientos en las superficies de las caras. Lascausas son las mismas que en las grietas internas pero también el colapso celular. Entonces los métodos de control son aquellos que corresponden a dichosdefectos. 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 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 disminuír 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. 3. Defectos Asociados con Ataque de Hongos Estas manchas son producidas por moho, hongos de mancha azul o de savia y hongos pudridores. La madera de altura es sensible al ataque de mohos y hongos. Sin embargo algunas maderas como el Sande (Brosimum utile), son especialmente sensibles a la mancha azul. Esta mancha es bastante común; con excepción de la dureza, no se afectan otras resistencias mecánicas con los hongos que la producen. Estos se desarrollan precozmente , cuando se retarda el secado al aire, y en épocas cálidas y húmedas. Cuando la madera verde se apila utilizando la misma madera como separadores, o cuando se apila en forma sólida, el hongo se desarrolla rápidamente. La mejor forma de prevenir los ataques de hongos, es reducir el contenido de humedad de la superficie o a un 20% ó menos. Así mismo favorecer la ventilación entre las pilas. Cuando las condiciones de aire no son suficientes, se debe aplicar un producto químico capaz de controlar los hongos. Pero esta aplicación

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