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SECADO DE MADERADE RENOVALES
DE ROBLE Y RAULI
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A~I COAPORACION
DE FOMENTO~ DE LA PRODUCCION
'NSTI TUTO FORESTAL CORPOAACION DE FOMENTO DE lA PRQDUCCION
Gereneia de Filiale. de Fomento
INFORME TECNICO N° 134
SECADO DE MADERA DE RENOVALES
DE ROBLE Y RAULI
CONCEPCION - CHILE
Septiembre 1994
Reglstro Propiedad Intelectual N° 93.767
(J : .' ._ . ~ _ t~ ,,\
li~STlTUru FQ;'¡éSTAL
INDICE
Pagina
PROLOGO
RESUMEN
1.
2.
INTRODUCCION ••••••••••••••••••••••••••.•...••.••••.•
METODQLOGIA .•.•••••••.••••••.•••••••••••••••••••••.•
1
3
2.1 Procedencia de la Madera ..............•........ 3
2.2: Diseflo Experimental 3
2.3 Conducci6n del Secado 5
2.4 Costos del Secado.............................. 7
2.5 Material y Equipos 8
3. DISCUSION DE RESULTADOS ••••••••••••••••••.•..•..•••. 10
3.1 Secado Natural................................. 10
3.2 Secado Artificial Convencional a Escala Piloto. 15
3.3 Ensayos de Secado Artificial a Escala Real ..... 23
4. CONCLOS IONES ..•.••••••.•.•••.••••.•.••.•.••.•.••.••• 28
5. BIBLIOGRAFIA ........................................ 30
APEND I CE N" 1
APENDICE N" 2
APENOICE N° 3
APENO1CE N" 4
APENOICE N" 5
Número de anillos en las trozas usadas
para obtener la madera aserrada para
los ensayos de secado.
Clasificación de alabeos y grietas.
Calidad del secado.
Supuestos para el análisis de costo~
y del secado.
Condiciones ambientales secado al aire.
PROLOGOEl presente estudio "Análisis Secado de Madera Proveniente de
Ranovales", ha sido desarrollado por la División Industrias del
1nstituto Forestal, INFOR, por encargo de la Corporación de Fomento
te la Producción, CORFO.
La organización que se ha dado al informe es la siguiente: En
primer lugar se detalla la metodologia utilizada, a continuación se
incluye la discusión de resultados y, finalmente, se indican las
conclusiones.
El estudio se llevó a cabo a través de un convenio INFOR
UNIVERSIDAD DEL BIO BIO, por medio del cual la Universidad realizó
todos los ensayos de secado requeridos.
La madera para el proyecto se obtuvo gracias e un convenio
INFQR-FORVESA y proviene del predio Jauja, ubicado en la
Precordillera Andina, comuna de Collipulli (IX Región, Chile).
Participaron en la realización del estudio los Ingenieros
Civiles en Industrias Forestales Sres. Gonzalo Hernández C. y
Victor Sagner K.• el Ingeniero Forestal, Jefe División Industrias
del Instituto Forestal, Sr. Nelson Vergara R.• y los Ingenieros,
Sres. Rubén Ananias A.• Emilio Vergara S. y Peter Steinhagen de la
Universidad del Sio Bio.
RESUMEN
En este trabajo se analizó el secado natural y arti ficial
(convencional). de madera aserrada de renovales de rauli Notbofagus
alpina (Poepp. et Endl.) Oeerst y roble Notbofagu.s abliqua (Mirb.)
Bl.
Se escogieron, voltearon y trozaron árboles en pie de bosques
creciendo en la Precordillera Andina de la Novena Región de Chile.
Las trozas fueron convertidas en madera aserrada de 25 y 50 mm de
espesor. El secado natural fue realizado durante dos épocas: Verano
e Invierno. Se ejecutaron 8 ensayos de secado artificial a escala
piloto y dos ensayos de secado a escala industrial. A escala piloto
se secó madera de 1.7 m de longitud en un horno de O. 2S ml de
capacidad. A escala industrial se ocupó un secador de 4 rn l de
~apacidad. Se cuantificaron los defectos producidos durante el
secado natural y el secado artificial; los defectos ocurridos
durante el secado artificial a escala piloto fueron comparados
medIante un análisis de varianza. Se evaluó el colapso y la
var:acIón dimensional de la madera. Además, fue estimado el costo
del secado artificial.
Los resul tados indican que los renovales de rauli y roble
J ¡ pueden secarse satisfactoriamente bajo un mismo programa de secado
\ artl flcial, empleando temperaturas convencionales en el que se
lncluye un precalentamiento en ambiente saturado a 80 oC. La
duración del secado de la madera de 25 mm fue de alrededor de 8 a
10 dlas; el tiempo de secado de la madera de 50 mm, dependió del
grado de duraminizaci6n, variando entre 12 y 37 dlas. El costo del
secado artificial de los renovales fue del orden de los 37 USS/m J •
l. INTROOUCCION
El raull Notbofagus alpina y el roble Notbofagus obl~qua del
primer crecimiento han sido especies de latifoliadas nativas de
gran interés comercial e industrial. Su madera ha sido empleada en
la manufactura de muebles y otros fines nobles. Este recurso está
cada d1a más escaso, alejado de los centros industriales y en
lugares de dificil acceso. Ello está favoreciendo a la madera
proveniente de bosques del segundo crecimiento.
Este recurso está siendo investigado, ya que es necesario
conocer la potencialidad de la madera de renovales como material
sólido para la fabricación de muebles, chapas y otros usos finos.
Un importante aspecto que se debe analizar en
lnvestigaciones se refiere a los programas de secado
comportamiento durante el secado de los renovales.
estas
y al
Las propiedades fisicas y mecánicas de la madera de renovales
de rauli y roble han sido determinadas por diversos autores
ICarabias 1975¡ Bunster 1980). Estas mediciones se han ejecutado
sobre madera libre de defectos, por lo que deben usarse
cuidadosamente. Igualmente se han evaluado las propiedades
mecánicas como un indicador del potencial uso de los renovales de
raul i y roble (INFOR 1990).
Por otra parte, se ha evidenciado también en los renovales un
cierto nivel de madera de tensión (Ananias et al 1993) y una
tendencia al manchado de la superficie de la madera que ha sido
almacenada por algún tiempo antes del secado (Ananias et al 1994).
Ambas pueden limitar seriamente el va or comercial de los
renovales.
1
analizar el
arti f icial
y 50 mm de
y
de 25
Este proyecto tiene como objetivo general
comportamiento frente al secado, natural
(convencional) de los renovales de rauli y roble
espesor.
2 . ME TODOLOGIA
2.1 Procedencia de la Madera
La madera utilizada en todos los experimentos, provino de
bosques de renovales de raulí y roble creciendo en la Precordillera
Andina, hacienda Jauja, comuna de Collipulli. IX Región, Chile.
El DAP (diámetro a la altura del pecho> de los árboles fue
entre 22 y 42 cm. La edad de los árboles por método conteo de
anillos de la primera troza estuvo en un rango de 48 a 60 anos en
los renovales de rauli y de 40 a 52 años en los renovales de roble
(Apéndice N° 1).
Las trozas fueron aserradas en la Unidad Industrial Maderera
de la Universidad del 810-Bl0. Las trozas se convirtieron en basas
mediante una máquina circular lampeadora, las cuales posteriormente
fueron transformadas en tablas de dimensi6n nominal de 2S mm x 127
mm x 3,65 ro y de 50 mm x 127 mm x 3,65 ro usando una máquina
huincha.
2.2 DiaG~o Experimental
~nsayos de Secado Natural
Se montaron ocho ensayos de secado natural según el siguiente
plan:
FACTOR NIVELES
Especie 2 (Renoval rauli y renoval roble)Espesor 2 (25 mm y 50 mm)Epoca 2 (Verano 93 e Invierno 93)
3
La madera aserrada fue encastillada en el patio de secadol
natural de la Unidad Industrial Maderera en la Universidad del Bio
Blo, Concepción. El programa verano comenzó la segunda semana de
enero de 1993 y el programa invierno se inició la tercera semana de
julio de 1993.
Ensayos Secado Artificial (escala piloto)
Se ejecutaron ocho ensayos de secado artificial (convencional)
a escala piloto de acuerdo con el siguiente plan:
FACTOR NIVELES
Especie 2 (Renoval raull y renoval roble)Espesor 2 (25 mm y 50 mm)Programa 2 {Lento y Rápido I
Los programas de secado originales (Cuadro N° 1), son
recogidos de la literatura (Sahlman y Han 1963), a los que se le
introducen tratamientos en ambiente saturado al comienzo y durante
el secado.
Cuadro N° 1
PaOGIL~ DE ncADO RAPlDO PARA RAtJLI
(ruante: Sah1man y lIaD 1963)
cam:NIDO llJ: 'tDiriORA'I'URA BOL8O '1iHPERA.'1'URA BOLaO m.a:oAD RELATIVA
lIlIMI:DAO EN LA SECO lIllHEDO DEL AIRE...,,-It) l-C) (-C) lt)
verde 48,S 46, O 8560 48,5 45, O 8040 51,S 46, S 7530 54. 47,0 6525 60. 49, O 5520 68, O 53,0 4515 76,5 58,0 40
4
Los resultados del secado a escala piloto fueron evaluados a
través de un anAlisis de varianza del tipo factorial 2 x 2 x 2,
teniendo como factores especie, espesor y programa (Apéndice
Ensayos secado artificial convencional (escala real)
Se ejecutaron 2 ensayos de secado artificial a escala real,
según el siguiente plan :
FACTOR NIVELES
Especie 2 (Renoval rauli y renoval roble)Espesor 1 (25 mm)
Programa 1
Se aplicó el mejor programa de secado resultante de los
ensayos de secado artificial a escala piloto.
2.3 Conducci6n del Secado
Previo a los ensayos, se prepararon muestras testigo para
llevar a cabo el control de la humedad de la madera por metodo
gravimétrico (según Norma Chilena Oficial 176/1).
Para el secado natural se emplearon 8 muestras, 4 por cada
lado en "lingas"': de 2S mm y 6 muestras, 3 por lado, en las
"linga5" de SO mm.
Paquete de madera aserrada con separadores que constituye la carga lo parte
de ellal del secador. ~5 el nombre corriente que se da a los ~castil105" de
carga del secador.
5
En el secado artificial a escala piloto, en la madera de 25 D
en la de 50 mm Sl ,se emplearon 5
utilizaron 3
muestras testigos en tanto que
muestras testigos. Estas fueron ubicadas
alternadamente a un costado del castillo de madera.
En el secado artificial a escala real, la conducción del
secado se realizó en base de 10 muestras testigos, las que se
ubicaron convenientemente en ambos lados del castillo.
Las muestras se usaron también para determinar los cambios
dimensionales de la madera durante el proceso de secado.
La contracción fue calculada de acuerdo a la Norma ehi lena
Oficial 176/3.
En el secado piloto. todas las piezas son usadas para medir la
humedad final el gradiente de humedad. las tensiones de secado. la
contracción y los defectos al final del secado. En el secado al
aire y en el secado artificial se evalúa sólo un 10 % de las
piezas.
El gradiente de humedad fue obtenido mediante pesadas de
secciones del tipo "L" I extraldas de la superficie de las probetas
de madera.
Las tensiones de secado fueron evaluadas en base a la
desviación de los dientes de probetas del tipo tenedor.
Las grietas y alabeos fueron evaluados de acuerdo a la Norma
Chilena Oficial 993 (Apéndice N°2) y la calidad de la madera fue
estimada en base a un índice ponderado propuesto en la bibliografía
(Apéndice N° 3) .
6
2 . 4 Coato. del Secado
En base de los 2 ensayos de secado convencional a escala real
se determinó el costo del secado por metro cúbico de la madera de
25 mm de espesor de renovales de rauli y roble.
Se evaluaron los siguientes item de costos (f'uente: Joly ¡¡,
More-Chevalier 1980):
Energia: Se midió el consumo de vapor condensado. Se calculó
el consumo eléctrico a partir de la lectura en placa de los
kWh de los motores que accionan el sistema de los
ventiladores.
Depreciación Se calculó en base del valor de la planta de
secado (horno y caldera) y su valor residual para una vida
útil de 10 ai\os.
Personal: Se estimó en base de los sueldos de 4 operadQ res
de caldera y secado y un supervisor del secado.
Mantención
secado.
Se le asignó un 2% del valor de la planta de
En base de los gastos del secado anteriores y los resultados
del secado a escala piloto, se estimó el costo del secado para
madera de 50 mm de espesor.
Otros detalles de los supuestos del secado se indican en
Apéndice N°4.
r '1I
f ~. i ~ .-,.... '~....... ,
en dirección de los
plano y libre de
40 cm de altura y
2. S Material y Equipo.
Para el secado natural, cada castillo fue preparado con 2
lingas (paquetes) de cada especie; uno con ea piezas de 25 mm y el
otro con SO tablas de SO mm de espesor. Se colocaron S piezas en el
ancho de cada linga. La altura de cada paquete de 25 mm de espesor
se preparó con 16 tablas; las liogas de SO mm con 10 piezas. Se
usaron 5 separadores por cada camada de madera.
Los castillos con madera, se ubicaron
vientos dominantes del sur, en un lugar
edificaciones. Se dispusieron sobre bases de
fueron techados convenientemente.
Un Termohigrógrafo, instalado en una caseta meteorológica,
permi tió llevar el registro diario de las condiciones de
temperatura y humedad relativa en el patio de secado (Apéndice
N° Sl .
En los ensayos de secado artificial a escala piloto, con
madera de 25 mm se armaron castillos con 30 piezas; en el caso de
madera de SO mm s6lo fueron usadas 15 piezas. En todos los casos se
emplearon 3 piezas en el ancho de dimensión nominal 25 mm x 127 mm
x 1,52 m, y 4 separadores por estrato de madera. Los castillos
fueron cargados con aproximadamente 250 kg/m 2 •
El ambiente de secado fue l'equlado en base a una serie de 6
termocuplas para medir la temperatura de la superficie de la madera
y verificar las lecturas del sistema de termómetros del horno. La
velocidad del aire entre las camadas fue de 2,5 mis.
Los ensayos
experimental de
de
0,25
secado fueron ejecutados en
ml de capacidad, con sistema
un horno
control
8
semiautomático, ventiladores sobre la arga y calefaccionado con
vapor de 2 a 3 at de presión, proveniente de un calderin de 20 kWh.
En el secado artificial a escala real, en cada ensayo se armó
un castillo con 300 piezas de 25 mm x 127 mm x 3,65 m.
Se utilizó una cámara industrial perteneciente a la
UnIversidad del Bio-Bio, con capacidad para 5 mJ de madera
aserrada. El sistema de control de temperatura y humedad relativa
fue regulado en forma manual. Con ventiladores dispuestos sobre la
carga, la velocidad del aire a través de las camadas de madera fue
je :,5 mis. El horno fue calefaccionado con vapor a una presIón de
2 a 3 at proveniente de una caldera a leña.
3 . DISCUSICtI DE IlESULTAOOS
3 . 1 Secado Natural
En la Figura N° 1 se muestran las curvas de secado natural de
renovales de rauli y roble de 25 mm de espesor, durante la época de
verano (iniciado el 11.01.93) para la zona de Concepción. Seobserva que en aproximadamente 30 dias la madera alcanza un
contenido de humedad un poco por encima del contenido de humedad de
equilibrio (Apéndice 5) .
., r-----------------,S BO~
"O 70
~ÓOk~ 50:f 40o 30
"Oe 20 ~::::a...... .......---F"'1~ 10
§ o.I--:--:-:--::o::--:,:-:::-:o::--::-::::-::::;--j'J o 10 20 30 10 50 60 70 eo 90 100
tIempo (d J as )
1- raull 25 .......- roble 25
Figura N° l. ctJRVAI UCADO.~ RZNCNALU RNJLI Y JtC:8L& 25 ... EPOCA VERANO
Posteriormente, ambas especies presentaron una leve variación
en el contenido de humedad, el que después de los tres meses se
incrementó debido al cambio de las condiciones climáticas con la
entrada del periodo ctonal. En el equilibrio de humedad
generalmente el contenido de humedad del roble fue mayor que en el
renoval de raull. La velocidad del secado fue bastante parecida,
excepto al principio del secado, cuando el mayor contenido de
10
e•-eo
u
humedad inicial del raull favoreció una rbpida evaporación del
agua.
En cambio, cuando el secado natural de los renovales de 25 mm,
comenzó en el invierno (19.07.93), la humedad de equilibrio fue
alcanzada después de 4 meses de secado. Según la Figura N° 2, ambas
especies iniciaron el secado con una humedad superior al 85%,
manteniendo una tendencia similar en la velocidad del secado, en
este caso el contenido de humedad del renoval de roble fue
generalmente mayor en todo el rango de humedad analizado.
-.,' 100,--------------,
~ sof1~~-~ 'O J3 ":.. 1:r 'ú ;0 j'tl i
20 jO.+--~~~~~~~~~_l
O 20 10 60 SO 100 120 110 160tlE'mpO <dlas)
1-- raull 25 -.- roble- 25
fi gu r a N° 2. ctJIlVU DCADO 1U.'l"tJ&U.~ DE MOLI Y~ 25 _.
EPOCA nrnaato.
En promedio, la velocidad del secado de los renovales de rauli
y roble durante la época de verano se mantuvo en el rango de 2,5 a
3~/dla; en el invierno la velocidad del secado natural cayó hasta
alrededor de 0,9 a l%/dla. Corno referencia, se encontró que durante
BIBLlOTEC¡\INSTITUTO FOREST¡\L 11
10 20 30 10 50 60 70 80 90 100tle'mpo <dlas)
el verano 83 en Santiaqo el caiqUe secó a una velocidad de 1 %/dia
(Vi llar, 1984) y el eucalipto durante el verano 88 en la zona de
Lota secó a una velocidad de O,7%/dia (Ananlas y Vergara 1991).
Los renovales de 50 mm de espesor, secaron más lentamente en
el verano, tal como lo muestra la Figura N° 3 alcanzaron alrededor
de 25% de humedad al final del verano. En el invierno, de acuerdo a
la Figura N° 4, el contenido de humedad llegó a ser del orden del
30%, sólo después de 5 meses, probablemente esta madera alcance el
contenido de humedad de equilibrio al final del periodo estival
siguiente. Se observó también en el renoval de roble de 50 mm una
mayor sensibilidad a los cambios climáticos, particularmente al
comenzar el secado en época de invierno.
No obstante la velocidad del secado en todo el rango de
humedad analizado fue del orden de 0,7%/dia en el verano y del
orden de O,6%/dia durante el invierno.
~
,',' 80 r---------------,~
70"O
~ 60
~ 50
~ "'o~ 30e20.. 10eo O.¡....~~----------~u O
~ ~aull 50 ~ roble 50
figura N° 3. CORYU DI': RODO )Q.'!'ON.L RDK:NJ.L&S IWJLI r ROBI.I: 50 _.
EPOCA VERANO.
12
.,!40
~
1J 120"1J 100~E 80~
I
o 601J 40~
e~ 20eo Ou O 20 40 60 80 100 120 140 160
t 1 empo (d 1 as)
1--- raull 50 ----.-- ,..obl~ 50
Figura N° 4. CORVAS SECADO NA'l'OAAL~s IW1LI y ROBLE SO _.
EPOCA INVIERNO.
80 el Cuadro N° 2, se muestran los defectos del secado
natural. Se observa que el indice de defectos fue generalmente
menor en la madera secada durante el verano, probablemente por que
encastilladas, enesta madera
cambio los
fue mantenida s610 por tres meses
castillos del secado natural invierno fueron
sobreexpuestos al aire, antes de ejecutar las mediciones de rigor.
En ambas periodos los defectos más intensos fueron las grietas y la
encorvadura. 80 el verano fueron más pronunciadas las grietas y la
encorvadura, en el invierno en cambio, abundó la encorvadura.
13
Cuadro N° 2
_'aU~ ~ ~ tn""_· ,FT'_. .- ....... ......
""""'"UlI 1 .... r.no . · I,nno , 1...... rllO .O · . · 1,6lulIll ....UIlO . •
:'~, · I,n,., , .....rllO • J ·, 0,65
roOl. .......... . • · L',u • .... • rllO •• • • •• •• ,,u • ....UIlO •• .00 ·, • .. 1.12,u • .....UIO • , .. •• ·• 1. lO
La acanaladura fue un defecto prácticamente imperceptible
durante el secado natural, excepto para el renoval de roble de 25
mm, en época de invierno, que alcanzó un 1ndice de acanaladura de
0,31, probablemente como consecuencia de una fuerte contracción
tangencial, ya que se observa en el Cuadro N° 3, que esta madera
fue la que mostró la mayor contracción en el ancho, es decir, con
una mayor proporción de piezas con corte floreado.
Cuadro N° 3
CCltI'DtACCtC=- DI ANCBO t Unsal~ &Jo DCADO D.'l'tI&lL DI~
DE MD'LI t ROBU.
..................,. ...... - - .......,lO) lO) lO)
uu 1 , verano O.• U
1 Ouul1 " invierno l 50 150 i3.00uu 1 O veuno O., 1 , 2600raul1 50 invierno 2.40 ·" 28, O
"",, verano L.82 4,41 i6,OOroble 2 Invierno 2,80 4. SO 11,00roble O verano
1 "3,66 27 00
roble !lO invierno J. O• J
28 00
En el mismo Cuadro N° 3 se observa una mayor variación
dimensional en los renovales de roble, en ambas épocas de secado al
aire. Esto puede tener relación con la propensión al colapso de los
renovales de roble, lo que favorece la contracción total en espesor
y ancho de madera, en particular el fenómeno se observa mejor en la
madera de SO mm de espesor, ya que para un contenido de humedad de
2a~ se tiene una contracción volumétrica total de a~.
3.2 Secado Artificial Convencional a Escala Piloto
En el Cuadro N° 4 se presenta el programa de secado
resultante. Este deriva de programas que se adaptaron de pautas
recogidas para secar raull (Salhman y Han 1963). A tales programas
se le incluyeron un pretratamiento, acondicionado intermedio y un
acondicionamiento final en ambiente saturado a 80°C. Evidencias
bibliográficas (Ananlas et al. 1993 y Haslett y Kininmonth 1986),
demostraron la efectividad de estos tratamientos para el alivio de
tensiones y la recuperación del colapso durante el secado de
especies del genero Eucalyptus y Nothofagus. El programa se ajustó
para aplicarlos al secado de ambas especies en cualquier espesor.
baJO las mismas condiciones ambientales.
Probablemente los tiempos de cada tratamiento deban
corregirse de acuerdo a las condiciones de humedad inicial de la
madera y el grado de duraminización de los renovales. asi como
también a las características del horno secador y la disponibilidad
de vapor.
,,'
Cuadro N° 4
<XMrDI'IDO D•• aa:DIlD D. U. ~ lnaanAD NU'rIVA <XMrDI'IDO D.~....... """'" 'OCO DEL AIRa D. -OUILIIUUO
'" 'oC) '" '"verde 80 100 recalentamiento60 .. " 18,0<O 51 " 12,530 " " 10,8
" 60 60 8,920 68 51 , ,118 80 100 acondicionarni ento¡; " " 5,212 " 3ó ..,10 80 100 acondlcionamiento
, 10~ 100~- 90" 80e
" 70•~ 60
50o 40~e 30•- 20eo 10u
OO 2 3 4 5 6 7 8 9 10
tiempo (dios)
1-- raufi 25 lento - rouli 25 ropido
F'igura N° 5. CORVAS SECADO ARTInCIAL ESCALA PILO'l"O RE:NOYALES BULI 2S 11m.
901~-------------
;{ 80-" 70o" 60•~ 50
1: lOO
:2 30e! 20
8 100+--------------1
O 5 10 15 20 25tiempo (dios)
1- rwli 50 [-1
Figura N° 6. ~ SEaoOO ARTlncUL RENCtVALES RAOLI SO na. ENSAYO l.
120~..~
- 100
"o" 80•~ 601:o
" lO'c•] 20u
O lOO 5 10 15 20 25 30 35tiempo (dios)
1- rouli 50 [-2 IFigura N° 7, ctJRVA SECADO ARTlnCIAl. RENO'VALES RAtrt.l SO DIl. ENSAYO 2.
17
En las Figura N° 5 a Fiqura N° 9 se muestran las curvas de
secado para los renovales de rauli y roble de 25 y 50 mm de
espesor. Se observa en todos los casos que la madera secada bajo un
programa rápido. tiene una mayor velocidad del secado. Tales
diferencias en el tiempo de secado son un poco más notables en la
madera más delgada. ello está relacionado con el grado de
duraminización de tales maderas. En particular el renoval de roble
de 25 mm demoró 6 dias en secar desde verde a un 10% bajo un
programa rápido y tardó 11 dias con el programa
prácticamente en un rango similar de humedad (Figura N° 81.
lento,
En el mismo sentido, el menor grado de duraminización en los
renovales de roble de 50 mm favorecen la velocidad del secado. Se
aprecia en la Figura N° 9 que esta madera puede secar en 12 dias
desde verde a 11% de humedad bajo el programa rápido. En cambio el
renoval de rauli más duraminizado, bajo el mismo programa demoró
alrededor de 20 dias.
120r--------------,~
"~ 100¡ 80
i. 60o.., 40'c•- 20~u
OO 3 6 9 12
tiempo (d;os)
,1- rob&e 25 lento - roble 25 ropido
Figura N° 8. CORVA SECADO ARTInCIAL RENOVALES ROBlJI: 25 1IlID.
18
100~..-~
80ji
~60
o 40
"e• 20~u
OO 3 6 9 12 15
liwnpo (¡fas)
1- roblt 50 lento -- robla SO ropido
Figura N° 9. CORVAS SJ:CADO AIlTIFICIAL RJ:NOVAL&S IlOBLE SO _.
El grado de duraminizaci6n está ligada con la edad de los
árboles. Generalmente este incrementa con la edad, tanto en la
intensidad del duramen existente como en la madera que se está
convirtiendo en duramen. En la madera usada para estos ensayos, se
contaron en promedio 40 anillos en las trozas de renovales de roble
y en cambio en los renovales de rauli se contaron en promedie' 60
ani 1105 (Apéndice l), de lo que se puede inferir que la madera
aserrada proveniente de estos ultimas contenian mayor proporción de
:e]ldo duraminizado.
Por otra parte la alta velocidad del secado del roble de 50 mm
favoreció la intensidad de los defectos, tal como se observa en el
:uadro NQ 5. Particularmente la torcedura fue el defecto más
notable; la acanaladura alcanzó su mayor intensidad en esta madera.
Para ambas deformaciones el efecto del espesor fue estadisticamente
19
significativo en el análisis de varianza mostrado en el Cuadro W
6, lo cual impactó también al lndice general de defectos, No
obstante, el indice de grietas y de encorvadura disminuyeron con
el espesor de la madera de renovales de roble.
Probablemente
tratamientos de
la incorporación
acondicionamiento
del pretratamiento y de
intermedio redujeron
los
la
intensidad de las grietas, particularmente cuando se aplicó un
programa rápido. En todo caso los renovales de raul1 mostraron
tendencia al agrietamiento, particularmente en 25 mm de espesor, lo
que explica las diferencias significativas mostradas por las
grietas en el Cuadro N° 6.
Cuadro N° 5
m"",unen ft""'C:I' ... ..,.... ~.Il. IIM;I.~••~ t'<X3r*MIl. TOTAL DI.
D,"""""
r¡ul1 " lento 0,21 009 O O 0,52 0,23 1,18null " " 'do 0,23 0,29 009 036 0,29 1,26roble " l.,.to 0,23 0,04 0,02 1,04 0,23 1,36coble " " 'do 0,18 0,04 000 O" 0,02 0,80uull " lent.o 0,00 O 1 0.2 0,11 0,20 0,74c.ul ! " " 'do 0,17 0,17 0,17 0,33 0,38 1,22cob}e " lento 0,00 0,14 0,14 0,27 0,95 1,50coble " " 'do 0,00 0,39 0,21 00< 1,46 2,09
Cuadro N° 6
al H.y dl!erencl •• e5t 1 tlc¡me te 519 1 l ••no • ~ hay dl!erencla. e.tadlat.1ea~nt.e .1qnl!lcatlvas.
Duo=> unen u .... I'IIlXlPNa
chus .. •• ~
¡c.n¡}¡dut.i o. ~ 01¡r 1,I.¡d\,lC¡ o. o, ~
tore~\,ln. o. o, ~
enoorv.cluc. 01 o. ..Ir>dlce ton) d. o. .. .1defectos. ... " nl!'cat·y..
La calidad del secado piloto en el Cuadro N° S, se observa que
generalmente el programa más rápido presenta un mayor indice de
20
defectos. Excepto para el renoval de roble de 25 mm, que alcanzó un
fuerte nivel de encorvadura pero muy escasa acanaladura y una
arqueadura despreciable. De acuerdo al Cuadro N° 6, para los
programas de secado resultan estadisticamente diferentes la
encorvadura y la acanaladura. esta última debido a su mayor
magnitud en el programa lento.
El efecto de la especie fue más notable sobre la arqueadura,
el rauli generalmente evidenció una mayor tendencia a este defecto.
La selección de la madera es de la mayor relevancia para
mlnimizar los defectos del secado. la presencia de médula. grano
entrelazado y otros defectos de la estructura anatómica de la
madera reducen la calidad del secado de los renovales de raulí y
roble. El contenido de humedad inicial. parece tener también algún
efecto sobre la magnitud de los defectos del secado convencional a
escala piloto de renovales. excepto en el renoval de rauli de 25
mm, la intensidad de los defectos aumentó en madera que inició el
secado a más alto contenido de humedad. De acuerdo a lo anterior
puede ser aconsejable el oreado de los renovales antes del secado
en cámara, para mejorar el comportamiento de la madera durante el
secado. Pero una limitación del oreado podria ser el manchado de la
superficie.
En el Cuadro N° 7. se observa la magni tud de la tensiones y
de~ gradiente de humedad al final del secado piloto. Los dientes de
la probetas tipo tenedor que permiten medir las tensiones. se
presentaron generalmente invertidos, lo que está indicando que la
duración del acondicionamiento final puede ser reducido en una o
dos horas. Este tiempo está influenciado también por la duración
del acondicionamiento intermedio y el contenido de humedad al que
se eJecuta éste. aparte de la temperatura del ambiente y el nivel
21
•
de saturación del ambiente. A escala piloto, se ocuparon tres a
cuatro horas en ambiente saturado a 90 oC, para realizar ambos
reducen también
tratamientos, esto es,
acondicionamiento final. Estos
acondicionamiento
tratamientos
intermedio y
el
gradiente de humedad de la madera y en asociación con tensiones
invertidas se encontró mayor humedad en la superficie que en el
centro de la madera.
Cuadro N° 71'ZNSIQr&S D& s&CADO (T. Y GMOIJ:H'm JII'HIT'AD (GB) em:wrrz
SECADO AR'l'InCXAL UCALA PILOTO
....en -- TI. OK 1')rauli 25 lento 3,00 2,50raul1 25 " ido 2 <O 2,00roble 25 lento 2,10 1"roble 25 d ido 1,10 0,40raul1 50 lento 3,60 2,10rauli SO dido 2,BO 2,50roble 50 lento 6,60 1, 95roble SO d ido 6,BO 2,BO
En el Cuadro N° a se presentan los resultados de la
contracción total al final del secado. Se aprecia que la
contracción fue generalmente menor durante la aplicación de los
programas de secado lento, excepcionalmente esto no ocurrió durante
los ensayos de secado de renovales de roble de 50 mm,
Cuadro N° 8
CClrI'l'IWXIc. DI ARCJIO Y Uft.lOR DOMND DCXlO
AR'f'IFICIAL A ESCALA PItcfO
....., ...........". ~ lO) lO)raul1 " lento J" 2,60raul1 " " Ido J90 J,ooroble " lento 6,50 ',00roble 25 " Ido 6,60 ',00raul1 " lento J, J<) 2,80raul1 ;O .- Ido 3,80 3,30roblo O lento 5,32 8.16roble SO .- Ido 6,31 4,3B
22
Se observa que la contracción total es mayor en los renovales
de roble. Ello implica una mayor variación dimensional y por otra
una contribución del colapso. Este, visualmente no fue detectado y
de acuerdo a la escasa magnitud de la recuperación del colapso
mostrado en el Cuadro N° 9 Y a la ausencia de grietas internas. se
desprende que los renovales de rauli y roble presentaron un
limitado colapso con los programas de secado utilizados en estos
ensayos.
Cuadro N° 9
EFr.CTIVIDAD DE LA RECUPERACION DEL COLAPSO EN ANCHO Y ESPESOR
DORNn'E SECA.DO ARTIFICIAL A ESCALA PILOTO
upscn """"""" ....,., ....,...'" lO)
:au¡ \ :~ .ento 0.81 0.9]: a", _ ~ " " ¡~ O, "" 0.62! -~!e :~ lente O, '" 0.60roo\e " " .~ 0.!I0 0,30r~ul\ " lento 0,00 0.20raull. " " Ido O, lO 2. !lO:oole ;O lento 0.92 1.64roble " " l~ 0.52 0.73
3.3 Ensayos de Secado Artificial a Escala Real
En la
secado de
Figura N° la
los ensayos
y Figura N° 11, se presentan las curvas de
de secado a escala real ejecutado sobre
renovales de rauli y roble de 25 mm de espesor. En ambos procesos
se aplicó el mismo programa ensayado en escala piloto (Cuadro N°
4). La velocidad del secado en ambas especies fue similar, en el
el renoval de roble alcanzó
y un 22%. de humedad final.
renoval de rauli fue en promedio de
humedad inicial a 19% de humedad, y en
lO. 12~/dia entre 76% de humedad inicial
10. 84%/dia. desde 73% de
23
24
.::: 80 -r--------------,~
" 70 r----~_
~ 60~ 50,:x: 10
.g 30¡:: 20~ 10eO 01+---------_---1u O 2 3 1 5
tiempo (dlas)
I~ raull 25
Figura N° 10. ctJRVA S&cAOO AIl'l'InCIAL &seALA REAL~s RAt7LI 25 IIDI .
.~ 80r-----------------rv
" 70~ 60~ 50o
I 'O.g 30e20~ 10
& O+-~-~------~--____luQ 2315678910
llE'mpO (dlas)
1- roblE' 25
Estas velocidades son comparables a las recogidas durante los
ensayos a escala piloto del renoval de rauli, ya que la tasa del
secado en esta especie fue de 10, 25%/dia, entre 100% de humedad
inicial y 19% de humedad.
El renoval de roble sec6 más lentamente a escala real,
probablemente debido a las diferencias en el grado de
duraminizaci6n de las maderas ensayadas, tal como se discutió
anteriormente, ya que las maderas con que se ejecutaron los ensayos
a escala real provinieron de árboles con aproximadamente 48
anillos, en cambio para los ensayos a escala piloto la madera se
obtuvo de árboles con solo 40 anillos (Apéndice 1) y por lo tanto
con duraminizaci6n incipiente, lo cual favorece su permeabilidad y
por lo tanto la velocidad del secado de esta madera.
La calidad del secado a escala real se muestra en el Cuadro N°
10. Se observa una mayor intensidad en comparaci6n con los ensayos
de secado a escala piloto, particularment.e para el renoval de
roble. La acanaladura y la encorvadura son los defectos más
fuertes. Las diferencias en la acanaladura, pueden deberse
fundamentalmente a diferencias en la cantidad de material en corte
floreado y probablemente en alquna medida al sistema de pesos
empleados sobre la carga, el que no se implemento en el ensayo a
escala real. En todo caso el ensayo de secado lento de roble 2$ mm
a escala piloto, presenta también una encorvadura similar a la
encontrada a escala real. Esto significa que las caracteristicas
propias de la madera a ensayar, como por ejemplo la proporción de
albura y duramen en cada pieza, son las que afectan la magnitud de
este defecto.
BIBLIOTECAINSTITUTO FORESTAL
25
Cuadro N° 10
I'ICl1el: '!'arAL....en -...~ AC»UlUoDl: ..... ~ ............... t'ClIlCII:UU. D"""",,,
ralJII " 0,14 0,04 0,11 0,29 0,34 0,98roble " 0,36 1,01 0,39 1,04 0.41 3,21
En relación a las tensiones de secado y el gradiente de
humedad presentados en el Cuadro N° 11, resultaron también
comparables con los resultados a escala piloto, particularmente
para los renovales de roble. Los dientes de las probetas tenedor se
invirtieron, 10 cual implica que puede reducirse en dos a tres
horas el tiempo de acondicionamiento intermedio y el
acondicionamiento final. El gradiente de humedad resultó negativo
(mayor humedad en la superficie).
Cuadro N° 11
'1'I:NSICllES DE SECADO (T) r GRJtDIJ:N'l'Z ~-.o (OB)
D~ SECADO ARTlnCIAL A ESCALA l'ZAL
....en T (00) e. Ul
nuU 2S 11, 8 S.JJ
roole 25 8.' 1, 00
Del Cuadro N° 12 se obtiene que la contracción volumétrica
total fue de aproximadamente
solamente un 10,5% (Cuadro N°
acanaladura como se menciona
13%, a escala piloto esta alcanzó
8). Esto favorece la presencia de
anteriormente y probablemente está
di ferencia esta ligada con un leve incremento del colapso durante
el secado a escala real; el cual no fue suficiente sin embargo,
para producir grietas internas en la madera. En todo caso, el
colapso puede ser recuperado mediante reacondicionado.
26
Cuadro N° 12~ DI: can'RACCIOH EN AHCIIO Y UnsoR DOltAN'l'I:
S&CADO AJt7InCIAL A UCAIA UAL
_""....". ..- - ~('I
n'ul1 25 2.2 2.1 19, oroble lS ,., '.' 10,0
de
El costeo de la operaci6n del secado para una
1200 m), se presenta en el Cuadro N° 13.
producci6n anual
Como se discute
anteriormente ambas especies presentaron un comportamiento similar
'l se dejaron secar satisfactoriamente bajo un mismo programa de
secado. Esto favorece la operación del secado lo que tiene un
impacto positivo sobre el costo del secado. En todo caso, los
supuestos considerados para el calculo del costo de secado
,Apéndice 2), pueden hacer variar la magnitud de los mismos
'Steinhagen, 1993). Asi, la prolongación del secado es un factor
1Ue encarece los gastos del secado, pero permite por otra parte un
comportamiento satisfactorio de los renovales de raull y roble
frente al secado a costos razonables.
Cuadro N° 13
COSTOS DEL SECADO ARTInCIAL DE IlJI:NOVld.I:S DI: RAULI r ROBLJ: (05$/_·)
ITIH OK C08TO lUWLI " """-' ..De¡:ore<::la<::l6n 11, 50 Z6,2~
E:nerqla 11, jl 22. 3~
Mano obra 5.00 10.00
:-¡anten<::iótl 2.29 ~. 58
Ca¡:olal ¡nmov! I! :ad" l.13 2,26
';uelo 0,83 1. 66
rorAl. 31,92 0 1 .(00
4 . CCNCWSICt/ES
El secado natural de renovales de raull y roble iniciado en
época de verano, resulta técnicamente ventajoso en ambos espesores.
Se reduce el tiempo de estacionamiento al aire y se mejora la
calidad de la madera. Se requiere un control estricto de la humedad
para reducir el sobretiempo de estacionamiento que ocasiona
degradación en la madera. En 50 mm de espesor la duración del
oreado es de 3 meses en el verano y de 5 meses al iniciar el
encastillado en el invierno.
rEl grado de duraminizaci6n afecta notablemente la velocidad
del secado convencional de los renovales de rauli y roble. La
madera menos duraminizada se deja secar más rápido y presenta un
\ mejor comportamiento durante el secado. Un bajo contenido de
\humedad inicial favorece a la calidad de la madera secada.
Globalmente la calidad del secado de la madera depende del espesor,
el que presenta diferencias estadlsticamente significativas durante
el secado de renovales de rauli y roble. Las grietas y la
encorvadura son notorias en la madera delgada, en cambio la
arqueadura y torcedura se intensifican en la madera gruesa.
Los renovales de rauli y roble en 25 y 50 mm de espesor pueden
secarse satisfactoriamente bajo un mismo programa de secado,
manteniendo un gradiente de secado entre 2,7 a 2,9, bajo el punto
de saturación de la fibra. La velocidad del secado durante el
secado industrial es similar a la del secado a escala laboratorio y
el comportamiento de la madera frente al secado es también
comparable. El control de las variables del secado resulta
fundamental para el éxito del secado a escala industrial.
28
Para una producción de 1.200 mJ/aflo, los costos de operaclón
del secado de renovales de raul1 y roble de 50 mm de espesor son
del orden de los 37 USS/rn J •
5. BIBLIOGRAFIA
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Cs. Agrar. y Forestales, Universidad de Chile, Santiago, Chile.
31
APENDICE N° 1
NtJoiERO DE ANILLOS EN LAS TROZAS USADAS PARA OBTENERLA MADERA ASERRADA PARA LOS ENs¡>.YOS DE SEC1>.OO
....,0 """" '" """" ... ~.o ~ .. ....... "natuul ,"etanonatural ,InViernopiloto ,auU "piloto ,roble 2!>piloto 1 ,uul~ "¡:>iloto : ,uul\ "NlolO ,roc>l~ !I\"tauli real ,roole real ,
APENDICE N° 2
CLASIFlCAClaI DE ALl\BEOS y GRIETAS
(Fuente : No~ Chilena O~icial N° 993)
Secado natural y secado artificial escala real 1" x 5" X 12 1
oan=> '"''''''' DfftMalt\N)o o. 2 2.>
;lc.n..hdura ~ o 2, S,2 > .,.i1' eUlIdun ~ 0,0 19,0 "O >76.encorv.dur. ~ 0,0 • o 16.0 >16,0torCedu,. ~ o, 12.6 >16.0rletas 0,0 ... S~ ... ,~ ... 1O~
t,.180 ... 1.- 360 l'IIn 1.- 540 ll'flI
, . Profundld.Clt...rQ<:
Secado natural 2" x S" x 12'
ou=o '"''''''' ....-"""o O.S 2 L5lean.ladur.. ~ 0,0 2,' S,2 > 6.6le ue"'ur. ~ 0,0 19.0 39,0 >39,0encorvadura ~ 0,0 ',0 16,0 >16, O:orCeduUl ~ 0,0 ,O 12.6 >16.0
tlet"ll 0,0 ...>~ ...,~ ...1_L-180rNn t.-360rml L-So4Orrfn
"rofundida":',HQt
Secado artificial escala piloto 1" x 5" X S'
0_ ,.,,""" Ilft'IIf.lDrN>o O. S 2 2.5-
.c.n.laduca ~ 0,0 2,' S,2 > 'Ó,ó
" ceadura ~ 0,0 ., S 13,5 :>11,3~~::"ry.our;l ~ 0,0 2, o ., o > S,l·or~edur. ~ 0,0 ,o 12'.6 >~6. (¡
,detas 0,0 ........ ...,- p.: o.r,.,1.-'_ r..-18Onn L.--2'101m1
Secado artificial escala piloto 2"x5"x5'
--= ....... """'""""o O.s , '.slIc.111U11aduclI - .. 2. , '.2 > 6,6
" ellduclI - 0.0 -.' , 3 >14,2eneotvlldu tlI - .. 2 o '.0 > 5,1toCe.dUClI - .. '"
, , >10,3c1etlll 0.0 p.- p.,- p.,....
Lo'.... Lo-1801ml L002iOm!!
P • Pcofundldlld1 • ¡"'OO
APENDICE N° 3
CALIDAD DEL SECADO
(Fuente: Kauman y Mittak, 1966)
o E.xcelente
0,5 Muy Buena
1, O Buena
1,5 Satisfactoria
2,0 Regular
3,0 Defectuosa
5,0 Hala
>5,0 Huy Hala
APENDlCE N° 4
SUPUESTOS PAIlA EL ANALISIS DE COSTOS Y DEL SECADO
Densidad básica de los renovales 0,5 g/cm 3 •
Contenido humedad inicial 73%.
Contenido humedad final 19%.
Producción de madera aserrada en 25 mm. de espesor 1.200
ml/ano, en 50 mm 400 ml/aho.
Tiempo de secado para 25 mm, 4,5 dlas y para 50 mm 13,5 dlas
(estimado), sin reacondicionamiento y usando un programa de
temperaturas convencionales.
Consumo energia térmica 5.000 kJ/kg agua evaporada.
Consumo de energ1a eléctrica 200 kJ/kg agua evaporada 14% de
energia térmica).
Inversión en un secador de 20 rn l de capacidad, US$ 25.000.-
Inversión en una caldera de 60 kW, en base de combustible de
madera residual y máquina de transporte, US$ 90.000.-
Amortización de la inversión en 10 anos.
Precio de la madera 500 US$/m'.
Precio del suelo 10 US$/m'.
Precio combustible seco, 11 US$/ton.
APENDICE N° 5
CCtlDICICNES AHBIENTALES SECADO AL AIRE
.""'" .... ........""'" CClftDUDO 01 lrt.IlGOAD
('C) D' aQUILIItIlIO ni
eneco " 16,4 11,0
verano 93 [ebeero " 16.5 10.0
lila r;::o " 15.5 10.5
Invierno " lul10 " ". 12,0
a90s t o " 8,8 13,0
s"pllelllbce " ',3 11.5
pClmolvera '3 octubre " 11,6 1 L. O
noviembre " 13.1 ','
BIBLIOTECAI STlTIIT(l FORESTAL
![Советская Россия - № 69 [14311] - 60 лет с народом](https://img.pdfslide.tips/doc/110x75/579090de1a28ab7b278e6c0b/-69-14311-60-.jpg)
