Preservado y Secado Madera Clase1 2016 I JMRCH

8/16/2019 Preservado y Secado Madera Clase1 2016 I JMRCH

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PRESERVADO Y SECADO DE LAMADERA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE UCAYALIFACULTAD DE CIENCIAS FORESTALES Y AMBIENTALES

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA FORESTAL

1era UnidadClase 1: Conceptualización y Principios del Secado

de la madera.

Ing . M. Sc. Jo rge Manuel Rev illa Chávez

PUCALLPA-2016


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• Se define como un material complejo de origen biológico,de propiedades y características propias de su diversidadgenética, que se expresa en su composición (química) yestructura (propiedades físicas, definida por la forma

como se disponen los elementos que lo conforman).• Por lo que es necesario reconocer que no es un material

fabricado para la construcción, sino que abunda en suestado natural de un elevado contenido de humedad, la

que provoca cambios en función a su medio.• Por lo mismo, el modo de limitar estos cambios que

finalmente genera perjuicio económico, es el del secado.

LA MADERA


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La madera, como parte fundamental del tronco de losárboles tiene funciones de sostén de ramas y transportede alimentos, esto le confiere al material, características

como porosidad (presencia de espacios vacíos) y elevadaresistencia mecánica en relación con su peso, lo queorigina que sus propiedades se manifiesten en diferentemagnitud según las direcciones de corte, en un fenómeno

denominado Anisotropía, que es el fenómeno por el cualla madera cambia sus dimensiones en forma diferente entodas sus direcciones.

LA MADERA


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ANISOTROPIA DE LA MADERA PORCONTRACCION Y DILATACION

• Contracción longitudinal

(v-sh): 0,1 a 0,9%• Contracción radial

(v-sh): 2,4 a 11 %

• Contracción tangencial(v-sh): 3,5 a 15 %


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CORTES DE LA MADERA


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MADERA DE CONIFERAS Y LATIFOLIADAS


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MADERA DE CONIFERAS Y LATIFOLIADAS

MADERA DE CONIFERAS MADERA DE LATIFOLIADAS


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• La Corteza, es la cubierta protectora exterior y estáconformada por tejidos muertos; protege al árbol deagentes externos de daño y para evitar la evaporación delagua.

• El cambium, es el tejido generatriz produce la cortezahacia afuera y la madera hacia adentro, su daño ocasionala muerte de la afectada.

• La Albura, es la parte viva de la madera generalmente de

color claro, está situada entre el cambium y el duramen,de contenido de humedad mayor que el del duramenpero, de secado rápido.

PARTES DEL TRONCO


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SECCION TRANSVERSAL DEL TRONCO


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PARTES DEL LEÑO


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Sarampaa, 2003

SECCIÓN LONGITUDINAL DEL TRONCO


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COMPOSICIÓN DE LA MADERA

• La madera se compone de fibras decelulosa unidas mediante una

sustancia llamada lignina.

─ Por las fibras circulan y se almacenansustancias como agua, resinas, aceites,sales...


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• Poros, se denomina al corte transversal de los vasos,son de diferente tamaño y pueden estar o noagrupados.

• Parénquimas, tejido de reserva que puede ser de dostipos: longitudinal, un tejido blando y claro, y los radiosque se dirigen al centro del tronco, constituyen zonasde fallas donde se originan las grietas y rajaduras de lamadera, durante el secado.

• Fibras, tejido que cumple la función de sostén delárbol; sus extremos son ahusados y el interior eshueco, las paredes son de grosor variable, según ladensidad de la madera.

TEJIDOS PRINCIPALES DE LA MADERA


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EL AGUA. SUS PROPIEDADESFÍSICAS, QUÍMICAS Y ELÉCTRICAS


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PROPIED DES FÍSIC S

• El agua alcanza su densidad máxima a los 4ºC. (1g/cm3),además permanece en estado líquido entre los 0-100ºC.

• Es una molécula dipolar, lo que hace que estas rodeenpartículas polares o iónicas, formando una envoltura desolvatación, que modifica las propiedades de laspartículas; y modifica en si su variación dieléctrica, la quepermite la disociación de la mayoría de sales inorgánicas,lo que hace posible el transporte de los minerales ynutrientes para su crecimiento.

• Su calor específico y de vaporización son elevados(100°C), sin embargo combinado a un factor de presión, elagua puede evaporarse desde temperaturas menores estoreduce los riesgos de la presencia de defectos de lamadera durante el secado.


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EL AGUA EN LAS PROPIEDADES FISICAS DE LAMADERA

Dentro del rango higroscópico (0 a 30% de CH), influyesignificativamente sobre las siguientes propiedades:

• Propiedades de resistencia • Dureza

• Resistencia a la abrasión • Maquinado

• Valor calorífico • Conductividad térmica

• Conductividad eléctrica • Densidad

• Estabilidad dimensional • Resistencia al ataque de hongos

• Rendimiento y calidad de pulpa


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GRÁFICO DE VAPOR DE AGUA Y PRESIÓNATMOSFÉRICA

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Water_vapor_pressure_graph.jpg


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La elevada constante dieléctrica permite la disociación de la mayoríade las sales inorgánicas y permite que las disoluciones puedan conducirla electricidad, de esta propiedad se vale el transporte de sales y

nutrientes en las plantas.

VARIACIÓN DIELÉCTRICA


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Algunas Constantes Dieléctricas (Cde)

Disolvente (Cde)(a 25ºC) Disolvente (Cde)(a 25ºC)

Agua 79 dimetilsulfóxido 47

ácidofórmico 59 acetonitrilo 38

metanol 33 acetona 21

etanol 25 dietiléter 4,3

ácidoacético

6 benceno 2,3


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SUC LOR ESPECÍFICO Y C LOR DE V PORIZ CIÓN

ELEV DOS

PERMITEN QUE EL CALOR LIBERADO EN REACCIONESBIOQUÍMICAS EXOTÉRMICAS SEA FÁCILMENTE ABSORBIDO Y/OELIMINADO CON PEQUEÑA VARIACIÓN DE LA TEMPERATURA.


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LA CONDUCTIVIDAD DE LA MADERA YSU RELACIÓN CON EL AGUA

La madera en ausencia de humedad tiene propiedades de un aislante,la misma que disminuye a medida que aumenta el contenido de agua,para luego disminuir más lentamente a partir del punto de saturación delas fibras (30%)

A. J. Stamm, estableció una relación que liga la conductividad con la

humedad de la madera:

log = log1

= a h - c

En donde:

= conductividad

p = resistividad

h = humedad

a y c = constantes


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Humedad Resistividad ( cm

Seco artificial H = 7,5% 1010

Seco al aire H = 15% 3,5 x 108

En PSF H = 30% 2,5 x 105

Saturada de agua H = 150% 4 x 103

Stamm, atribuye los siguientes valores de resistividad de lamadera , según valores de humedad:

RESISTIVIDAD DE LA MADERA ENRELACIÓN A LA PRESENCIA DE AGUA


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PROPIED DES QUÍMIC S DEL GU

Se puede mencionar las siguientes:

• Gran capacidad de formación de enlaces dehidrógeno, permite que el agua se ubique entre

las cadenas de celulosa que le dan naturaleza yforman parte del agua de constitución.

• Capacidad de disociación, genera la

desnaturalización de una gran cantidad desustancias.


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ENLACES DE HIDROGENO ENTRE CADENAS DECELULOSA

La energía de enlace de los puentes de hidrogeno de la celulosa con el agua


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Diagrama de Fases del Agua


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EL AGUA EN LA MADERA

El árbol en pie contiene un elevado nivel de agua,

algunas especies livianas pueden contener hasta 300%ó 400% de contenido de humedad; otras muy pesadasllegan hasta un 50% a 60% como máximo.

El agua en la madera varía de una especie a otra; en

ese sentido podríamos decir que una madera livianarecién cortada presentar hasta un 130% de contenidode humedad respecto a su peso seco, mientras que unamadera pesada contienen hasta un 60% en promediode contenido de humedad respecto a su peso seco.

Las diferencias que se presentan en su CH% se debe ala densidad de la madera.


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EL AGUA DE MADERA DE ESPECIESFORESTALES EN ESTADO

Especie CH(%) Especie CH(%) Cedro 120% Serebó 130%

Quebracho blanco

65%

Roble

110% Tajibo 55% Ajunao 70%

Kaqui 170% Soto 50% Plumero 155% Mapajo 140%


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N° Nombre científico Nombre común ds (g/cm3) CHV (%) 1 PALO SANGRE Brosimum paraense 0,99 35 2 MANCHARI CASPI Sterculia sp. 0,891 26 3 QUINILLA Manilkara sp. 0,82 41 4 AZUCAR HUAYO Hymenaea sp. 0,772 41 5 PASHACO Schizolobium sp. 0,722 64 6 BALATA Manilkara sp. 0,674 39 7 SHIMBILLO Inga sp. 0,672 44 8 ALMENDRO Cayocara migdaliforum Mutis 0,664 66

9

CHIMICUA

Brosimum sp.

0,66

86

10 PAPELILLO CASPI Couratari macrosperma A.C. Schmidt 0,652 39 11 CEPANCHINA Sloanea sp. 0,652 42 12 PUCUNA CASPI Virola sp. 0,636 36 13 COPAL Protium sp. 0,611 108 14 CUMALA COLORADA Iryanthera leavi s Margrak 0,599 95

15

MACHIMANGO BLANCO

Eschweilera sp.

0,56

101 16 MOENA AMARILLA Aniba amazonica (Meis) Mez 0,559 123

17 NARANJO PODRIDO Parahancornia amapa (Huber) Ducke 0,54 118 18 ESPINTANA Malmea sp. 0,397 120 19 UBILLA Coussapoa sp. 0,334 82

EL AGUA Y LA DENSIDAD DE LA MADERA EN LORETO, PERU.

Fuente: Adaptado de Arostegui y Acevedo


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0

20

40

60

80

100

120

140

0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

C H V

( % )

ds (g/cm3)

CHV (%)

EL AGUA Y LA DENSIDAD DE LA MADERA

Fuente: Adaptado de Arostegui y Acevedo


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EspeciesForestales

Estado de lasmaderas

Flexión porimpactos

Compresiónnormal

Durezanormal

Alerce Madera húmeda 525 21 200 Madera 12% 740 46 254

Ciprés Madera húmeda 547 30 220 Madera 12% 785 51 280

Araucaria Madera húmeda 680 42 280 Madera 12% 920 68 382

Coihue

Madera húmeda 750 51 380 Madera 12%

1100

95

450

Raulí Madera húmeda 700 44 290 Madera 12% 1960 85 415

INFLUENCIA DEL AGUA SOBRE LOS VALORES DERESISTENCIA MECÁNICA DE LA MADERA


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EL AGUA EN LA MADERA SOBRE LOS VALORES DE RESISTENCIAMECÁNICA EN ESPECIES FORESTALES DE LA ESTACIÓN GENAROHERRERA EN LORETO


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EL AGUA EN LA MADERA SOBRE LOS VALORES DE RESISTENCIAMECÁNICA EN ESPECIES FORESTALES DE LA ESTACIÓN GENAROHERRERA EN LORETO

RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE LA MADERA EN RELACIÓN


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RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE LA MADERA EN RELACIÓNAL AGUA EN LA MADERA


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En la madera está presente en dos formas: agua libre o

capilar , se encuentra al interior de la cavidad celular; es defácil extracción y eliminarla no presenta modificacionesimportantes en las propiedades físicas y mecánicas, lamadera al llegar aproximadamente a 30% de humedad se

denomina Punto de Saturación de la Fibras (PSF).El agua de impregnación o higroscópica es la que seencuentra adherida a las paredes celulares, una vez iniciadasu eliminación generan modificaciones de las propiedades

físicas y mecánicas de la madera.

EL AGUA EN LA MADERA


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FORMAS DEL AGUA PRESENTES EN LAMADERA

EL AGUA Y LOS ESPACIOS POROSOS


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EL AGUA Y LOS ESPACIOS POROSOSLas especies porosas y de menor peso específico contienen mayorvolumen de agua libre, respecto a las especies pesadas.; en función a su

CH%, la madera recibe varias denominaciones, como ser

Denominaciónestado de la

madera

Nivel dehumedad

Lugar de ubicación

Madera verde de 80 a + 200% Bajo cubierta en elbosque

Madera húmeda 25 a 80 % Recién cortada, en patiode trozas o a la

intemperie Madera poco seca de 20 a 25% Aire libre

Madera seca al aire de 15 a 20% Bajo techo Madera muy seca de 8 a 15% Interiores

Madera anhidra

0%

en laboratorio


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SECADO DE LA MADERA

• Proceso mediante el cual, el agua que contiene, esremovida por diversas técnicas, para alcanzar unContenido de Humedad (CH%) que guarda relación conla Humedad de Equilibrio de la Atmosfera (CHE%) en la

que será utilizada la madera, al menor costo y deterioroposible.

• También se entiende como una técnica desarrolladapara eliminar agua de la madera, sin que ésta genere

cambios perjudiciales en su composición, de modo quealcance equilibrio higroscópico con el medio ambientede uso final.


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VENTAJAS DE SECAR LA MADERA

• Disminuye el riesgo de aparición de grietas y rajaduras.

• Limita y la protege del ataque de insectos xilófagos y hongos, losmismos que requieren principalmente de agua, para lainfestación.

• Genera mayor estabilidad en las dimensiones finales de los

productos y disminuye los defectos.

• Mejora la trabajabilidad e industrialización de la madera.

• Incrementa la resistencia mecánica.

• Mejora la aplicación y adsorción de aditivos (colas, pinturas,lustres, etc.)

• Disminuye el costo del transporte, disminuye la masa por unidadde volumen, lo que determina un menor costo.


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DEFECTOS HABITUALES DEL SECADO DE LA MADERA


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DESVENTAJAS DE SECAR LA MADERA

Si bien es cierto las ventajas del secado son mayoresa las consecuencias negativas de no aplicarlo, esbueno indicar que:

• Incrementa su fragilidad.

• Apertura la posibilidad del ataque de xilófagosespecializados.

• Incrementa su inflamabilidad.


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IMPORTANCIA DE SECAR LAMADERA

El secado, deduce su importancia en términos económicoscon:

• Mejores productos y de mayor valor.

• Menores costos de transporte.

• Mejora las posibilidades de almacenamiento.

• Disminución del riesgo de pérdidas por ataque dehongos e insectos

• Disminución o eliminación de defectos por grietas yrajaduras.


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MÉTODOS DEL SECADO

Puede utilizarse alguno de estos tres métodos:

1. Secado al aire libre (secado natural).

2. Secado en hornos o cámaras de secado.

3. Pre secado, secado al aire cercano al Punto deSaturación de las Fibras (PSF) y Secado pordebajo del PSF en cámaras de secado.


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CONSIDERACIONES PARA ELECCIÓNDEL MÉTODO

• La especie de la que proviene la madera.

• El tamaño de las piezas de madera (1”-2”).• El comportamiento al secado (suaves, moderados o

fuertes)

• Los daños aceptables, establecido por el mercado.

• Lugar del destino de utilización de la madera.


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DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE HUMEDADDE LA MADERA

=−

El nivel de humedad de la madera se calcula como unporcentaje del peso del agua que contiene, respecto al pesodel material seco:

Donde:

CH = Contenido de humedad (%)

Ph = Peso húmedo

Po = Peso seco

Se emplea una probeta pequeña de madera, mediante elpeso seco después de exponer la probeta a unatemperatura de aproximadamente 103ºC, hasta que su pesosea constante.


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BIBLIOGRAFIA REVISADA


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BIBLIOGRAFIA REVISADA

1. Córdoba R., 2005, SOLUCIONES TECNOLÓGICAS, Conceptos básicos sobre el secado de lamadera, Kurú Revista Forestal (Costa Rica) 2(5), 2005, Iinstituto Tecnológico de Costa Rica,[email protected] .

2. Viscarra S., 1998, GUIA PARA EL SECADO DE LA MADERA EN HORNOS, Proyecto deManejo Forestal Sostenible BOLFOR, Documento Técnico 69/1998, USAID: 511-0621-C-00-3027, Chemonics International, Bolivia, Objetivo Estratégico de Medio Ambiente(USAID/Bolivia)

3. ALVAREZ H., 1985, SECADO DE LA MADERA AL AI RE, Núm. 19184 HD, MINISTERIO DE AGRICULTURA, PESCA Y ALIMENTACION, LS.B.N.: 84-341-0374-5 - Depósito legal: M.3.011-1985 (21.000 ejemplares) Neografis, S. L. - Sxntiago Estévez, 8- 28019-Madrid

4. Mora N., sf., Presentación: Conceptos básicos y bases físicas del secado de la madera,5. Calderón A., sf., CUADERNOS DE DASONOMÍA Serie didáctica Nº 13 “SECADO DE LA

MADERA” Departamento de Producción Agropecuaria, Facultad de Ciencias Agrarias,Universidad Nacional de Cuyo.

6. Morris R., 2008, Presentación: Secado de la Madera

7. Perza O., sf., La madera y sus Propiedades

8. CITE MADERA, 2009, TÉCNICAS DE SECADO DE LA MADERA, 65 páginas.

9. Arostegui A. , Evaluación de las Propiedades Físico-Mecánicas y Usos Probables de lasMaderas de 20 Especies de Jenaro Herrera-Loreto, Revista Forestal del Perú v. 5 (1-2):1-11Facultad de Ciencias Forestales - CEDINFOR

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