Preservado y Secado Madera Clase2 2016 I JMRCH

8/16/2019 Preservado y Secado Madera Clase2 2016 I JMRCH

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PRESERVADO Y SECADO DE LA

MADERA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE UCAYALIFACULTAD DE CIENCIAS FORESTALES Y AMBIENTALES

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA FORESTAL

1era UnidadClase 2: Métodos de medición del Contenido de

Humedad (CH%), Higroscopicidad, Movimiento del

Agua en la Madera.

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

PUCALLPA-2016



1. Reconocer los métodos de medición del

Contenido de Humedad (CH%) de la Madera.

2. Reconocer los conceptos de Higroscopicidad dela Madera.

3. Conocer como se realiza el movimiento del Agua

en la Madera.

Objetivos



Contenido de Humedad: cantidad de agua incluida en la madera,

expresada en porcentaje de su masa anhidra.

Estado Verde: condición de la madera que tiene un contenido dehumedad sobre el punto de saturación de las fibras.

Estado Anhidro: condición de la madera en la cual se ha

eliminado la humedad hasta obtener masa constante.

Higroscopicidad: Capacidad de perder agua hasta alcanzar unpunto de equilibrio con el ambiente.

Anisotropía: Se refiere al diferente comportamiento de la maderaen sus tres ejes (longitudinal, radial, tangencial) con respecto a lacontracción, dilatación, conductividad eléctrica, resistenciamecánica, trabajabilidad, etc.

Definiciones



Métodos de medición del Contenido de

Humedad (CH%),

Método de doble pesada ó método GravimétricoEl cual considera que la madera está totalmente seca,cuando alcanza peso constante, en una estufa a unatemperatura de 100 ºC±2ºC.Por lo mismo, se define como el peso del agua presente enuna pieza de madera en función del peso seco o anhidro de lamadera. Se expresa en porcentaje y se calcula mediante lasiguiente formula:

CH(%) = Ph – Ps x 100

Ps Donde:

H (%) = Humedad expresada como porcentaje de sus peso anhidro.Ph = Peso de la madera en estado verde o inicial.Ps = Peso de la madera en estado anhidro, peso constante.



Se aplica a maderas concualquier contenido dehumedad y cualquier

contenido de sustanciasvolátiles, como principiogeneral tiene la remocióndel agua de la maderamediante un solvente yrecolección porcondensación en unatrampa de agua, quepermite medir su volumen.

Método de Destilación


Humedad (CH%),



Método eléctrico o del XilohigrómetroEn la práctica es el método más usado para determinar lahumedad de la madera en el campo.Se basa en el hecho de que la resistencia eléctrica de lamayor parte de los sólidos está afectada por su CH%; en esesentido la resistencia eléctrica crece cuando decrece el CH%y decrece cuando crece el contenido de humedad; si el CH%es bajo (7-28%), los cambios de resistencia sonconsiderables, contrario en un suceso inverso donde la

variación es muy reducida.El usuario obtiene rápidamente los resultados, con lo cual sepueden comparar medidas rápidamente dependiendo de lascondiciones del local y de los puntos especialmente críticos.


Humedad (CH%),



Método eléctrico o del Xilohigrómetro

No requiere cortar probetas y se usa para conocer lahumedad de un lote o piezas de madera, los higrómetros oxilohigrometros son de 2 tipos:

1. De electrodos2. De contacto por radiofrecuenciaEl tipo electrodos son llamados destructivos ya que dichoselementos se introducen en la madera dejando la marcas en

las piezas medidas; al contrario los de contacto oradiofrecuencia son llamados no destructivos ya que secolocan sobre la superficie de la madera sin perforarla.


Humedad (CH%),



Xilohigrómetro de pines o electrodos

Tiene 2 electrodos del tipo “aguja” (clavos), que se introducen en la maderay miden la humedad sólo en el nivel deprofundidad hasta donde han penetrado.Es recomendable que los clavospenetren hasta la mitad del espesor de lapieza, así se puede saber la humedadque tiene la madera en la parte interna.



Higrómetro de electrodos análogo



Higrómetro de electrodos análogo



El higrómetro de electrodos digital es de fácil manejo, paraobtener una medición confiable asegúrese de seguir lassiguientes instrucciones:• Acople el cable del martillo al instrumento de medida.

• Calibre el higrómetro a la temperatura del medio ambientecircundante.

• Calibre el higrómetro según la especie.• Inserte las agujas con ayuda del martillo a la pieza de

madera que se desee medir; una distancia prudencial.• Oprima la tecla “test” y obtendrá la el contenido dehumedad al cual se encuentra la pieza de madera quedesea medir.

Higrómetro de electrodo digital



Xilohigrómetro de contacto.Se apoyan en la superficie de la madera, sinperforarla, para lograr una adecuada lectura,se coloca la pieza sobre tacos y el higrómetro enun lugar distante de los tacos, ya que el

higrómetro podría medir el contenido dehumedad de la pieza y de la base sobre la queestá colocada la madera. Se recomienda suaplicación para tablas o piezas habilitadas y enel producto final. Se obtiene buenos resultados

en espesores de hasta 1.5”.



Xilohigrómetro de contacto.



Proceso en la que la madera equilibra su humedad con la del ambiente,este depende de la humedad y la T° del aire, es similar en las maderas,

pues se trata de una propiedad de la pared celular.Esta agua se absorbe en distintos niveles :

- Agua de sorc ión o con st i tuc ión : Se retiene en la celulosa, seabsorbe con más fuerza y formando puentes de hidrógeno entremoléculas, provoca dilatación en sentido radial y transversal, tiene

influencia directa sobre las propiedades de la madera y es difícil deextraer, es necesario usar la estufa a 105ºC, siempre estará enequilibrio con el aire.

Humedad de la Madera

- Agua de adso rción o saturación : se adhiere a la pared celular, cuesta

menos desprenderla pero a su vez más que el agua capilar.- Agua capilar : retenida en las estructuras microscópicas celulares porcapilaridad, se presenta cuando la fibra empieza a estar saturada.

- Agua l ibre : llena el lumen celular, y satura por completo la madera, sepresenta en la madera verde y completamente saturada por inmersión.

Higroscopicidad de la Madera



Rango higroscópico y humedad de

equilibrio

El rango de humedad entre 0% - PSF se designa por rangohigroscópico de la madera (dentro de este rango la madera al estarexpuesta a las condiciones atmosféricas de T, H, y presión atmosféricay al estar protegida del acceso directo del agua, tenderá a equilibrar suCH propio con el del ambiente).

Humedad de equilibrio higroscópico de la madera.

El tiempo que se demora la madera en alcanzarlo es variable ydepende de la especie forestal y sus dimensiones.

• La humedad de equilibrio es constante para todas las especies.

• La influencia más importante es la de la humedad ambiente y enmenor medida, de la temperatura.



Curvas de equilibrio Higroscópico

Se calcula cruzando la

HR% del aire con la

temperatura ambiente,

se cuentan con valores

por las condiciones

presentes



Porque gana o pierde agua en sus paredes celulares, este

fenómeno genera cambios volumétricos, cuando gana aguase dilata y cuando pierde se contrae. Este cambio devolumen se lleva a cabo en las tres dimensiones básicas:En el sentido longitudinal es pequeña del orden 0.1% de ladimensión verde; en el sentido radial puede ser del 3 a10% de la dimensión verde; y en el sentido tangencial puede ser de 1½ a 2 veces mayor que en dirección radial.La dilatación se calcula con la siguiente formula:

Di = DV – DS x 100DS

Donde: Di = DilataciónDV= Dimensión Verde (Tangencial, Radial o Longitudinal)

DS= Dimensión Seca (Tangencial, Radial o Longitudinal).




Cambios dimensionales

por Higroscopicidad de

la Madera






Movimiento del agua en la madera



Principio de capilaridad del agua

Consiste en el ascenso ydescenso de líquidos por

tubos tan delgados como uncabello, conocidos como tuboscapilares, esto cuando unlíquido moja las paredes deltubo capilar, debido a laadhesión este asciende y su

superficie libre forma unacurvatura llamada meniscocóncavo, contrario y cuando ellíquido no moja las paredesdel tubo capilar por su grancohesión desciende y susuperficie libre forma unmenisco convexo.Este fenómeno se presenta enlas plantas, por lo que lacirculación de la savia serealiza a través de sus vasoscapilares leñosos.



Principio de capilaridad del agua



Durante el proceso de

secado, primero seevapora el agua librecontenida en lascavidades celulares y la

superficie de la madera.

EVAPORACION

DEL AGUA DE LA

SUPERFICIE DE LAMADERA



Luego inicia el flujo de agua delcentro hacia la superficie porcapilaridad, en este sentido lasfuerzas capilares son hasta 50veces más rápido en sentidoparalelo que perpendicular a lasfibras de la madera, lo que requiereproteger los extremos de trozas ytablas aun en condiciones muy

favorables, lo cual evita un secadoexcesivamente rápido, lo quegenera la presencia de defectoscomo grietas o rajaduras.

FLUJO DE HUMEDAD:



PRINCIPIO DE

CAPILARIDAD DEL AGUA

El agua en una pieza de madera sedesplaza del interior hacia las carassuperficiales y hacia los extremos,

manteniendo la humedad en elcentro de la pieza; por ello cuandose corta una tabla de madera ensentido longitudinal o transversal,aunque en el exterior tenga un

secado aparente, el interior sepresenta una mancha húmeda osimplemente se palpa húmeda yfría.



a) Al inicio de secado; b) en las primeras etapas del secado; c) cercano y sobre el PSF.El movimiento capilar sólo es del agua libre que se encuentra en los lúmenes.

Movimiento capilar del agua dentro de la

madera



En los procesos de secado, natural o artificial, el medio de secado es el

aire, el cual por arrastre absorbe la humedad superficial de la madera.

En el secado artificial, se mantienen las condiciones climáticas parahacer que el aire dentro de la cámara, este constantemente seco yarrastre la humedad superficial de la madera, suministrando calor(temperatura) y controlando la humedad relativa del aire en la cámara conel uso de ventiladores y rociadores de agua.

Mientras que en el secado natural como las condiciones climáticas(temperatura, humedad relativa y velocidad del aire) no son controlables,se prevén las mejores condiciones de ventilación y de circulación de flujo

de aire.En el proceso de secado, en la madera se produce:

• Arrastre de vapor de agua de la superficie de la madera por el aire.

• Desplazamiento del agua del interior de madera hacia las caras y los

extremos (exterior) por efecto de capilaridad del agua.

Capilaridad como principios del proceso

del secado



1. ¿Cuáles son los métodos de medición del

contenido de humedad (CH%) de la madera?.

2. ¿Cuáles son los principios que rigen la

higroscopicidad de la madera?

3. ¿Cómo se desarrolla el movimiento del agua en

la madera?

4. ¿Cuáles es el principio que rigen los

xilohigrómetros?

5. ¿Cómo ocurren los cambios dimensionales en la

madera?

Evaluación



Referencias bibliográficas

1. Innova Chile, PPT: Desarrollo de bases para la implementación dealternativas de construcción y reparación de puentes en caminossecundarios, ocupando materias primas ecológicas y sustentables.

2. Álvarez H, 1984, Secado de Madera al Aire, 28 Pág.

3. CITEMadera, 2014, Buenas Prácticas de Secado de madera enHornos Convencionales, Serie 2 Competencias Básicas para laProducción Industrial de Madera

4. CITEMadera, 2009, Guía de Contenidos “Técnicas de Secado de

la Madera”, Serie 1 “Competencias Básicas para la Producción

Industrial de Muebles de Madera” 5. Medrano S. et al, 2004, Calibración de Higrómetros para Madera,

Métodos y Trazabilidad, La Guía Metas, Año 04 # 12 2004-diciembre.



¡Muchas Grac ias!

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La información presentada, ha sido recopilada y adaptada por el docente, con fines

didáctico y educativos las cuales se encuentran citadas en la revisión bibliográfica

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