PROYECTO PD 512/08 Rev.2 (I) “UTILIZACIÓN INDUSTRIAL Y MERCADO DE DIEZ ESPECIES MADERABLES POTENCIALES DE BOSQUES SECUNDARIOS Y PRIMARIOS RESIDUALES”

INFORME TÉCNICO FINAL

Periodo cubierto : Del 9 de octubre 2012 hasta el 09 de febrero del 2013.

Título del proyecto : “Estudio del comportamiento al secado artificial de diez especies maderables potenciales de bosques secundarios y primarios residuales”.

Autor : Ing. MSc. Ing. Ayda Guisella Avalos Díaz

Co autores : Ing. Pío Santiago Puertas

Ing. Leticia Guevara Salnicov Bach. Mayra Lorena Espinoza Linares

Número de serie : PD 512/08 Rev.2 (I)

Gobierno anfitrión : Perú

Organismo ejecutor : Asociación para la Investigación y Desarrollo Integral

(AIDER)

Fecha de inicio de proyecto : 15 de setiembre de 2010

Duración del proyecto : 24 meses

Costo del proyecto (US$) : OIMT 398,517

OE 293,475

Total 691,992

Fecha y lugar de expedición del informe: Junio 2013, Lima-Perú

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Personal técnico y científico del proyecto:

Coordinador Nacional : Ing. Jaime Guillermo Nalvarte Armas. Director del Proyecto : Ing. Pío Santiago Puertas. Responsable de Área – Pucallpa : Ing. Carmen Leticia Guevara Salnicov. Responsable de Área – Aguaytía : Bach. Mayra Lorena Espinoza Linares. Coordinador Regional : Ing. Ángel Raúl Egoavil Recuay

Institución responsable: Asociación para la Investigación y Desarrollo Integral (AIDER)

- Dirección: Av. Jorge Basadre 180, Dpto. 6, San Isidro, Lima 27, Perú - Teléfono: (51) (01) 421 5835 – 628 7088 RPM #596189 - Correo electrónico: lima@aider.com.pe - Página web: www.aider.com.pe

Producto financiado: Organización Internacional de Maderas Tropicales-OIMT

- Dirección: International Organizations Center, 5th floor Pacifico Yokohama, 1-1-1

Minato-MiraiNishi-Ku, Yokohama 220-0012, Japan

- Teléfono: ++81 45 223 1110

- Página web: www.ittoproject.org

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ÍNDICE

Resumen 5

I. Introducción 6

II. Objetivos

III. Antecedentes

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IV. Metodología 31

V. Presentación de datos 37

VI. Análisis e interpretación de datos y resultados 38

VII. Conclusión 42

VIII. Recomendaciones 42

IX. Repercusiones en la prácticas 43

X. Bibliografía 44

XI. Anexo 46

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GLOSARIO:

Anisotropía, es la propiedad general de la materia según la cual cualidades como:

elasticidad, temperatura, conductividad, velocidad de propagación de la luz, etc. varían

según la dirección en que son examinadas,

Sicrómetro, es un aparato utilizado en meteorología para medir la humedad relativa o

contenido de vapor de agua en el aire.

Corte radial, Plano de corte que se extiende longitudinalmente a lo largo de un órgano

cilíndrico, en forma paralela a un radio parenquimático.

Anisótropo, no tiene las mismas características en todas sus direcciones.

Higroscopia; es la capacidad de algunas sustancias de absorber o ceder humedad al

medioambiente.

Higrometría: Parte de la física que se encarga de la medición de la humedad

atmosférica.

Gradiente; Medida de la inclinación de una curva (con frecuencia una línea recta). Se define como la relación del cambio vertical (elevación) con respecto al cambio horizontal (recorrido) para una línea no vertical.

Retracción tangencial, Contracción que se produce en las direcciones tangentes a los

anillos anuales.

Contracción volumétrica, Reducción de volumen que experimenten las piezas de

madera cuando pierden humedad

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RESUMEN

Este estudio se realizo con la finalidad de contribuir con la investigación para el estudio de

nuevos Especies forestales con el proyecto “Utilización industrial y mercado de diez especies

maderables potenciales de bosques secundarios y primarios residuales” que ejecuta la

Asociación para la Investigación y Desarrollo Integral - AIDER en colaboración con la

Universidad Nacional de Ucayali, la Dirección General de Forestal y Fauna, y con asistencia

técnica y financiera de la Organización Internacional de Maderas Tropicales–OIMT

En este caso el “Estudio del comportamiento al secado artificial de diez especies maderables

potenciales de bosques secundarios y primarios residuales” nos confirma que para el mejor

secado de la madera depende de tres factores extrínsecos: la temperatura, la humedad relativa y

la velocidad del aire sin importa los métodos de secados utilizados como son:

Secado al aire.

Secado artificial

Secado mixto: Pre secado al aire libre y secado artificial.

Sin embargo no se debe omitir la gran importancia que tienen el uso de los equipos adecuados

como son:

Una cámara aislada térmicamente para mantenerlo estable frente a las variaciones. del

clima exterior y limitar los gastos de energía.

Ventiladores para poner el fluido secante al contacto del producto a secar.

Equipos de humidificación, para calentar el poder secante del fluido de secado.

Equipos de calor para el aporte de energía.

Equipos de extracción para la evacuación del agua bajo forma de vapor.

Equipos de control y registro; del ambiente de la cámara y de la madera.

Así como tampoco se debe omitir la importancia de las fases para un buen secado.

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I. INTRODUCCION

La madera aserrada seca al aire aún se comercializa en el mercado, especialmente en el

nacional y una pequeña proporción del mercado de exportación. Sin embargo la situación está

cambiando, la infraestructura industrial para el secado artificial de maderas tiene una tendencia

creciente, en Pucallpa hay una capacidad de secado de más de 2,400 m3/mes, opina

FONDEBOSQUE (2006). La demanda internacional se orienta crecientemente hacia madera

secada artificialmente, con un contenido de humedad entre 8 y 12%. Las nuevas normas de la

CEE prohíben la entrada de madera húmeda, incluso las parihuelas deben cumplir estrictas

normas de dimensiones, resistencia mecánica y contenidos de humedad, a fin de lograr

productos reciclados a varios países, por criterios ambientales y económicos. La producción de

manufacturas de mayor valor agregado como muebles, molduras, paneles sobre la base de

listones, puertas, etc., requiere ineludiblemente trabajar con madera secada artificialmente a un

contenido de humedad final del 8%. En este caso, las normas son estrictas en los mercados

internacionales y no existe ninguna posibilidad de desarrollar este tipo de productos sin contar

con secadores apropiados y programas de secado apropiados para cada tipo de madera y

espesor de las piezas (TOULLIER, 2006).

Como premisa fundamental para evitar pérdidas y problemas de calidad, la madera debe

secarse en forma controlada, de manera que la humedad final esté definida por las condiciones

ambientales o de clima del lugar donde se desarrollará el proceso de secado, propiciando el

control del clima en los procesos de eliminación del agua de la madera. Actualmente, los

esfuerzos tendientes a una mejora tecnológica se enfocan a la reducción de los tiempos de

secado y calidad de la madera seca. Con estos objetivos se trabaja en el desarrollo y aplicación

de nuevas técnicas, en el secado tradicional a temperaturas convencionales, en el de ciclo

acelerado y en el secado por altas temperaturas. Como la mayoría de la madera que se utiliza

en la segunda transformación se seca en cámaras, la demanda de madera aserrada seca

aumenta permanentemente en gran medida, debido a las exigencias de los procesos de

elaboración, a la necesidad de contar con productos elaborados de alta calidad y a los

volúmenes requeridos, que resultaría imposible, económicamente, mantenerlos en inventario.

Este aumento en la demanda no se ve reflejado en la capacidad instalada de secado, lo que

permite inferir que gran parte de los productos de madera que se comercializan, por lo menos

internamente, no tienen un secado controlado o directamente no están secos.

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Si se toma en cuenta que el proceso de secado de la madera como el que mayor tiempo y

energía consume, se pueden entender los argumentos que tienen los industriales para disminuir

los tiempos de secado y el consecuente consumo energético. Los tiempos de duración de un

proceso se corresponden con la calidad requerida con el tipo de producto que se desea elaborar

a partir de ese material. Aun así, existen una cantidad de factores que influyen directamente y

que pueden modificar estas variables. Dicho en otras palabras, no solo se debe contar con una

cámara de secado, sino que es necesario que esta cumpla con los requisitos técnicos de

ingeniería y con las prestaciones esperadas del servicio de secado en cuanto a calidad y tiempo.

En los bosques de secundarios y primarios remanentes hay importantes volúmenes de madera

de especies forestales potencialmente comerciales, tales como Apeiba membranácea

(Maquizapa ñagcha) Apuleia leiocarpa (Anacaspi), Brosimun utile (Panguana), Croton

matourensis (Aucatadijo), Jacaranda copaia (Huamanzamana) Matisia cordata (Sapote),

Septotheca tessmannii (Utucuro), Schizolobium parahyba (Pashaco blanco) Simauroba amara

(Marupa), Terminalia oblonga (Yacushapana amarilla). Sin embargo la mayoría de estas

maderas no tienen estudios que evalúen el comportamiento al secado que propicien su

utilización industrial.

Se propone el estudio del comportamiento de la madera de diez especies maderables de

bosques secundarios y primarios remanentes. Se ensayaran programas de secado adecuados a

la densidad de la madera y aptitud tecnológica de uso, lo que determina los espesores de las

tablas a secar.

II. OBJETIVOS

Estudiar el comportamiento al secado artificial de diez especies maderables de bosques

secundarios y primarios residuales.

Determinar la tendencia a la formación de defectos y deformaciones producidas durante el

proceso de secado artificial.

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III. ANTECEDENTES

3.1 Definición de Términos Especializados.

Abarquillado

Es el alabeo de las caras en la dirección transversal.

Acebolladura

Es la separación del leño entre dos anillos de crecimiento consecutivos.

Alabeo

Es la deformación que puede experimentar una pieza de madera por la curvatura

de sus ejes longitudinal, transversal o de ambos.

Apilar

Es el proceso de estibar o colocar las piezas de madera formando lotes más o

menos homogéneos.

Arqueadura

Es el alabeo de las caras en la dirección longitudinal.

Contenido de humedad

Es la cantidad de agua contenida en la madera, normalmente expresada en una

de las siguientes formas: a) en porcentaje del peso de la madera anhidra; b) en

porcentaje del peso total de la madera; c) cantidad absoluta de agua en una

cantidad absoluta de madera.

Contenido de humedad de equilibrio

Es el contenido de humedad que alcanza la madera cuando está expuesta a

condiciones ambientales constantes durante un tiempo adecuado. Es decir, es la

condición de equilibrio entre la humedad de la madera y el medio que la rodea.

Contenido de humedad final

Es el contenido de humedad que deberá tener la madera al terminar el proceso de

secado.

Contenido de humedad inicial

Es el contenido de humedad que tiene la madera al iniciarse el secado.

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Contracción

Es la disminución de las dimensiones que experimenta la madera cuando pierda

humedad por debajo del punto de saturación de las fibras. El valor de las

contracciones suele expresarse como un porcentaje de alguna de las dimensiones

de la pieza en estado saturado. Puede ser longitudinal, tangencial, radial y

volumétrica.

Contracción radial

Es la variación de la dimensión de una pieza de madera en el sentido de los

radios de la madera, entre el estado saturado y el estado anhidro. Se refiere a las

dimensiones en estado saturado.

Contracción tangencial

Es la variación de la dimensión de una pieza de la madera, en el sentido

perpendicular a los radios de la madera, entre el estado verde y el estado anhidro.

Se refiere a las dimensiones en estado saturado.

Contracción volumétrica

Es la variación de la dimensión de una pieza de madera en volumen, entre el

estado verde y el estado anhidro, debido a las contracciones radiales y

tangenciales, refiriéndose esta contracción a las dimensiones en estado saturado.

Encorvadura

Es el alabeo de los cantos en la dirección longitudinal.

Estado de humedad

Es el contenido de humedad que presenta la madera al ser clasificada.

Madera anhidra.

Es aquella en que se ha eliminado toda la humedad.

Madera comercialmente seca

Es aquella madera aserrada cuyo contenido de humedad no es superior al

20%.

Fuente. Norma Técnica Peruana 215.001. 2003. Terminología. INDECOPI.

Elaboración. Propia

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3.2 Direcciones y Secciones de la Madera.

La madera es un material anisótropo, lo que significa que no tiene las mismas

características en todas sus direcciones. Son tres direcciones de base que son tomadas

como referencia; la dirección axial o longitudinal, la dirección tangencial y la dirección radial

son: La dirección axial corresponde a la dirección de las fibras y al eje del árbol; la

dirección tangencial es aquella que es tangente a los anillos de crecimiento; la dirección

radial es aquella que corresponde a los radios leñosos y es perpendicular a la dirección

tangencial.

Estas tres direcciones determinan tres secciones: La sección transversal es determinado

por la dirección tangencial y la dirección radial; la sección tangencial es determinado por la

dirección tangencial y por la dirección axial; a sección radial es determinado por la

dirección radial y la dirección axial.

3.3 Aspectos Generales

El proceso de secado se descompone en dos fases: La difusión del agua dentro de la

madera, y la evaporación del agua en la superficie. En el transcurso de secado, tres

fenómenos esenciales deben ser tomados en cuenta:

a) Equilibrio higroscópico de la madera: como todos los cuerpos porosos

higroscópicos, la madera pierde parte de su agua al ser expuesta al aire. El grado

de humedad de la madera se baja justo al punto de equilibrio con el medio

ambiente; este es el equilibrio higroscópico de la madera.

El secado de madera húmeda es rápido después del aserrío. El vapor de agua en

la superficie se manifiesta muy rápidamente, después el flujo de agua que sale a

la superficie es frenada progresivamente, en razón de la difusión de la humedad

interna hacia las partes superficiales más secas, y así justo hasta el estado de

equilibrio de la madera con la atmósfera.

El agua circula rápidamente en la dirección axial, menos rápida en la dirección

radial, lentamente en la dirección tangencial de la madera. Por lo que es

recomendable separar los lotes de piezas de madera aserradas en corte radial de

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las de corte tangencial, ya que las de corte tangencial se secarán mucho más

rápido. La repartición del agua dentro de la madera debe llegar a ser regular en

toda la masa. Si las partes externas están más secas que la internas, esta

gradiente crea tensiones que producen rajaduras y deformaciones luego de la

operación de secado.

b) Agua en la madera.

Las maderas livianas, por ser más porosas, contienen una mayor cantidad de

agua que las pesadas. De igual manera la albura, por estar conformada por

células cuya función principal es la conducción del agua, presenta un contenido de

humedad mayor que el duramen. El duramen no permite contenidos de humedad

elevados debido a las sustancias infiltradas y contenidas en sus células, la albura

puede acumular más del 100% de su peso seco en agua e incluso llegar a un

400% en aquellas maderas muy livianas como la lupuna, catahua, marupa, etc.

(JUNAC, 1986). SOTO T. (1982) determinó en madera de Clarisia sp un

contenido de humedad máximo en la base, disminuyendo en la mitad del tronco y

un ligero aumento en la base de la copa. En cuanto a la variación transversal, el

contenido de humedad disminuye progresivamente desde la médula hasta la zona

de intermedio para incrementarse hacia la corteza.

KOLLMAN (1959) afirma que en la madera pueden distinguirse tres tipos de agua:

Agua libre, que ocupa los lúmenes de las células, tiene poca influencia en los

cambios dimensionales y resistencia mecánica de la madera;

Agua higroscópica, ocupa las paredes celulares, fijada coloidalmente a las

cadenas de celulosa a través de enlaces OH;

Agua de constitución, que forma parte de las cadenas de celulosa, solo puede

eliminarse por métodos químicos que implican profundas modificaciones de la

estructura química de la madera.

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c) Secado de la madera

El secado depende de tres factores extrínsecos: la temperatura, la humedad

relativa y la velocidad del aire. El contenido de humedad de equilibrio varía en

función directamente proporcional con la humedad relativa e inversamente

proporcional con la temperatura. A mayor velocidad del aire, mayor capacidad de

eliminación de agua. El gradiente de secado de madera es la relación entre la

humedad contenida en la madera y la humedad de equilibrio del ambiente. Los

valores normales están entre 1,5 y 2,5 dependiendo de la madera y el espesor. En

piezas muy gruesas no se pueden usar gradientes altos ya que la diferencia entre

el centro de la pieza, que está húmedo, y la superficie, que tiene una humedad de

equilibrio de acuerdo al ambiente, es muy alta y provoca esfuerzos que dañan la

madera ó interrumpen el secado. (JUNAC, 1986).

También depende de factores intrínsecos como son la densidad de la madera,

contenido de humedad inicial, dimensiones de las piezas, especialmente el

espesor, estructura anatómica de la madera, principalmente proporción de vasos,

fibras y tejido parenquimatico y tipo de punteaduras, proporción de albura y

duramen, grano, entre otros. (LEON y ESPINOZA, 2001).

3.4 Principios del secado térmico de la madera (PEREZ DEL CASTILO y ONO, 2003):

En el proceso de secado térmico el aire calienta la madera y mediante un viento forzado

evacúa la humedad que se encuentra en ella. Es necesario conocer una serie de

características y propiedades físicas de la madera y del aire, para comprender este

proceso.

3.4.1 Principios físicos básicos

En el proceso de secado artificial de la madera hay principios físicos básicos que

rigen el proceso de secado de la madera y están relacionados con la madera (el

material a secar), la humedad, calor y aire (el medio de secado) y los controles

(que relacionan la evolución de las características físicas de la madera y medio

ambiente, durante el proceso de secado).

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3.4.1.1 El aire húmedo

El aire húmedo está constituido de aire seco y de vapor de agua, y ha sido

formado por evaporación de agua líquida. El aire debe tener unas condiciones

particulares de humedad; temperatura, velocidad y presión, para poder realizar un

buen secado. El secado de la madera se efectúa, en la mayoría de los casos, por

intercambio de energía, por convección, entre la madera y el aire.

3.4.1.2 Temperatura seca-temperatura húmeda

La temperatura seca, es la temperatura registrada en un termómetro y en donde el

bulbo es mantenido seco. La evaporación del agua es un fenómeno que absorbe

el calor, y por lo cual provoca un enfriamiento. La temperatura húmeda es la

temperatura registrada por un termómetro, cuyo bulbo es recubierto con una gasa

inhibida de agua líquida que lo mantiene húmedo. Si el aire que pasa por esta

gasa no es saturado o húmedo, provoca la evaporación del agua de la gasa, lo

que produce un enfriamiento que hace que la temperatura húmeda sea más baja

que la temperatura seca. La temperatura húmeda se estabiliza en un valor que

corresponde al equilibrio entre el calor aportado por el aire que pasa por el bulbo

húmedo y el calor absorbido por el agua líquida sobre el bulbo para evaporarse.

Cuando el aire del ambiente es más seco, es mayor la diferencia entre la

temperatura seca y la temperatura húmeda. Cuando el aire está saturado de

humedad, no provoca evaporación al pasar por el bulbo húmedo; la temperatura

húmeda es igual a la temperatura seca.

El conjunto, constituido por un termómetro seco y un termómetro húmedo, es

llamado sicrómetro. Existen tablas que dan la humedad relativa del aire en función

de la temperatura seca, y de la diferencia entre la temperatura seca y húmeda.

Estas tablas son llamadas tablas psicométricas. Por ejemplo; si la temperatura

seca del aire es 60ºC y la temperatura húmeda de 52ºC, su humedad relativa es

de 65ºC.

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Sicrómetro:

3.4.1.3 Calor latente de vaporización del agua

El calor latente de vaporización de agua, es la cantidad de calor que hace falta

aportar a la unidad de masa de agua líquida para transformarla en vapor. Este

calor, está en función de la temperatura; entre 0ºC y 100ºC. El calor latente de

vaporización de agua está comprendido entre 540 y 600 kcal/kg, equivalente a

0.70 y 0.63 kwh/kg. Entre 0ºC y 100ºC el calor latente de evaporación de agua es

dado en kcal/kg. Igual a 606.5-(0.69 x t); siendo “t” la temperatura en ºC.

3.4.1.4 Calor latente-calor sensible

El calor latente, es la cantidad de calor que hace falta aportar a un fluido para

hacerlo cambiar de fase (por ejemplo, la vaporización o la condensación). El calor

sensible es la cantidad de calor que hace falta aportar a un fluido para modificar

su temperatura sin cambiar de fase. El calor latente de evaporación de agua (del

orden de 550 kcal./Kg.) es muy superior al calor sensible (100 kcal). Para hacer

pasar 1kg de agua de 0ºC a 100ºC). Entre 0ºC y 100ºC el calor sensible de agua

es de 1 kcal por Kg de agua y por °C.

3.4.1.5 Calor específico del aire

Es la cantidad de calor que debe suministrarse a una cantidad de masa de aire

para aumentar su temperatura un grado centígrado. El calor específico del aire es

0.24 kcal/kg°C.

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3.5 Métodos de Secado

Los principales métodos de secado son:

1) Secado al aire.

2) Secado artificial

3) Secado mixto: Presecado al aire libre y secado artificial

3.5.1 Proceso Productivo del Secado al Aire

Se denomina así al proceso de secado que se realiza en un medio ambiente natural;

normalmente se efectúa en áreas cubiertas para la protección solar y, expuesta al flujo del

aire natural. Es recomendable para zonas donde predomina la humedad relativa baja y la

temperatura es relativamente alta. También es recomendable para tablas de reducido

espesor o escuadría pequeña, para maderas de poros grandes y sin tendencia a las

deformaciones. Es aplicable a maderas de bajo valor comercial que no soportan altos

costos de secado.

Las tablas son apiladas horizontalmente sobre separadores que deben responder a ciertas

exigencias concernientes a; la especie, el espesor, el espaciamiento y el alineamiento. Las

pilas así constituidas son almacenadas fuera y bajo abrigo, hasta que la humedad final sea

alcanzada. Esta humedad final depende de la duración del almacenamiento, de la estación

y de las condiciones de almacenamiento. Una vigilancia periódica es útil para prevenir los

riesgos de depreciación de la madera.

3.5.2 Precauciones:

Cuando la madera es secada al aire libre debe ser protegida de la intemperie, pero

también y sobre todo de los rayos solares, a riesgo de provocar daño mecánico como

grietas, rajaduras, acebolladuras y deformaciones. Por lo que es necesario contar con un

área techada. También es importante tener en cuenta la dirección del viento dominante

para determinar la orientación de las pilas de madera y la naturaleza de la protección a

utilizar.

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3.5.3 Procedimientos previstos:

Para acelerar el secado es necesario considerar pasadizos ventilados, arreglo de las

pilas y acondicionamiento del suelo. El secado se puede acelerar mediante la instalación

de ventiladores, esto último para incrementar el flujo de aire y mejor distribución a través

de la pila de piezas de madera a secar. Para preservar la calidad de la madera aserrada,

hay que considerar la aplicación de productos antirajaduras y dispositivos de protección

para la lluvia y rayos solares.

3.5.4 Ventajas del secado al aire:

Método que da buenos resultados de secado, sin instalaciones costosas.

Es muy suave, gracias a la alternancia del día y la noche, en el transcurso de la cual la

humedad relativa del aire retoma siempre un valor más elevado.

No utiliza ninguna fuente de energía que incremente el costo de producción.

No necesita de personal muy calificado.

3.5.5 Desventajas del secado al aire:

Esto provoca las siguientes depreciaciones: Mecánicas como las rajaduras y las

deformaciones; Biológicas por los insectos y los hongos.

No permite de llegar a la humedad de la madera, que sea compatible con la humedad

que se requiere para los usos en el interior de recintos habitables.

El equilibrio higroscópico de la madera que se puede obtener por secado natural es, por

lo general, insuficiente para muebles y madera, de uso en obra de interiores.

Este método es lento, por lo que necesita de una gran superficie de almacenamiento y

un mayor tiempo de retorno financiero.

Hay costos ligados a la adquisición, manejo y mantenimiento del patio de secado de

madera y de dispositivos de protección: a la inmovilización de capital correspondiente al

precio de la madera aserrada almacenada; necesidad de protección permanente a nivel

de piezas de secado debido a agentes biológicos y no biológicos de deterioro;

A diferencia del secado artificial este proceso no elimina insectos ni hongos.

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3.5.6 Proceso Productivo del Secado Artificial

Referido al secado por aire caliente climatizado, donde el proceso de secado es

efectuado con temperatura, humedad controlada y ventilación forzada, con la finalidad de

reducir significativamente el tiempo de secado de la madera hasta humedades requeridas

y por general por debajo del punto de humedad de equilibrio del medio ambiente exterior.

Este tipo de secado se basa en evacuar el aire caliente saturado o casi saturado de la

cámara y reemplazarlo por aire menos húmedo a temperatura ambiente.

Se realiza en recintos cerrados, dentro de los cuales se aplican climas artificiales

progresivamente más cálidos y secos. Estos equipos toman el nombre de cámaras de

secado, que están equipados con sistemas de inyección de aire, calefacción,

humidificación, control y registro de las condiciones ambientales interiores. Un secador

industrial moderno debe presentar los siguientes elementos principales: ventiladores,

ventilas, deflectores de aire, calefactores, trampas de vapor y controles del ambiente de

la cámara y de la madera.

3.5.7 Parámetros que influencian los tiempos de secado

Humedad inicial y humedad final requerida; considerando el porcentaje de tolerancia

de la humedad final.

Condiciones de apilado; espesor de los separadores y longitud de las pilas o

paquetes.

Tipo y equipos del secador; secadores fijos, continuos, velocidad del aire,

transferencia de calor, etc.

Equipo de regulación del proceso de secado; manual, semiautomático, automático.

Equilibrado inicial de mamadera; presecado.

Conducción del secado; curva de secado seleccionado.

Observancia del operador; prudencia en la conducción de secado.

Los incidentes de secado: Corte de corriente, falla en los dispositivos de control, falla

en los equipos.

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3.6 Equipo de secado

La descripción de secado del presente manual va a estar referido al método de secado

por aire caliente climatizado, es decir, al secado de madera en base a aire caliente y

húmedo y a flujo forzado de viento.

Los secadores son constituidos por los siguientes materiales:

Una cámara aislada térmicamente para mantenerlo estable frente a las variaciones.

del clima exterior y limitar los gastos de energía.

Ventiladores para poner el fluido secante al contacto del producto a secar.

Equipos de humidificación, para calentar el poder secante del fluido de secado.

Equipos de calor para el aporte de energía.

Equipos de extracción para la evacuación del agua bajo forma de vapor.

Equipos de control y registro; del ambiente de la cámara y de la madera.

3.6.1 Preparación de las cámaras de secado

Previo al secado de cada carga de madera, se debe verificar el buen funcionamiento

de los sistemas que la componen, generalmente son los sistemas de calefacción,

ventilación, humidificación, control y registro, además de una verificación final de la

estructura, elementos de aislamiento térmico, de prevención y seguridad.

3.6.2 Carguío de la cámara de secado

Para el carguío de la cámara de secado hay que seguir algunas de las siguientes

reglas simples para obtener buenos rendimientos:

Es deseable de secar lotes homogéneos de madera, en; especie, espesor, humedad

inicial y de ser posible, tablas del mismo tipo de corte (radial o tangencial).

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En caso de diferentes especies, se tiene que agrupar las especies que tengan un

comportamiento similar al secado.

En caso de espesores diferentes, es necesario agruparlo en espesores vecinos; por

ejemplo de 23 mm a 27 mm, de 36 mm a 40 mm, etc.

En caso de secar diferentes especies y/o calibres y/o humedades iniciales; se debe

seguir la tabla de secado correspondiente a la de la especie más delicada de secado,

a la de mayor espesor y a la más húmeda.

En caso de mezclar especies de fácil secado, presecadas, o muy delgadas en

espesor, con especies difíciles o muy húmedas; se tiene que utilizar el secado por

más tiempo, con el riesgo adicional de que las primeras maderas se sequen más de

lo deseado; para lo cual la fase de calentamiento debe ser en un ambiente saturado

de humedad.

La mezcla de especies y humedades, deben ser en lo posible evitado, ya que sería la

fuente de incremento de riesgo a las deformaciones o colapso de la madera y a

obtener niveles bajos de calidad, con la consiguiente pérdida de dinero y credibilidad.

Camas de la pilas de madera, con separadores uniformemente distribuidos y

espaciados y a partir de los extremos de la pila.

Hay que considerar que el volumen de una cámara de secado es de 5 a 7 veces

mayor que le volumen de la madera a secar, por lo que no es recomendable

aumentar el coeficiente de llenado, bajando el espesor de los separadores de

madera, ya que impediría circular el aire a través de la pila de madera.

Se debe estar atento a no poner madera en los pasadizos que son reservados a la

circulación de aire y ventilación, ya que impide la homogeneidad y rapidez de

secado.

Los tiempos de carga y descarga, representan del 5 al 25% del tiempo de utilización

del secador. Lo que debe tomarse en cuenta especialmente en ciclos cortos de

secado, y por lo cual es necesario considerar esta operación en tiempos paralelos al

de secado. Para lo cual, se deben tener dispositivos de carga adicionales a los que

están siendo empleados en el proceso de secado.

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Por lo anterior, hace falta decidir si se llena el secador parcialmente solo con el lote

homogéneo de madera; secar simultáneamente maderas recién cortadas con las ya

presecadas; completar el lote con especies diferentes. Estas tres soluciones

anteriores indican que la empresa no ha estimado detenidamente el tamaño óptimo

del secador. También, para la instalación del secador se tendrá en cuenta: La

proximidad del patio de aserrío y del patio de almacenamiento de madera seca, esto

para reducir los costos de mantenimiento; de la proximidad de la fuente de energía,

estos para reducir las pérdidas caloríficas en línea; avisos y dispositivos de

seguridad.

3.7 Conducción del secado

En el proceso de secado se distinguen las siguientes fases:

Elevación de temperatura.

Recalentamiento.

Secado.

Equilibrio.

Enfriado .

.

La fase del secado está constituida por las tres subfases siguientes:

Durante la primera subfase, que es generalmente corta, la superficie de la madera es

alimentada de agua líquida.

La segunda subfase comienza cuando no hay más agua en la superficie y dura en función

de la existencia de agua líquida en el centro de la madera. Solo las zonas periféricas están

en el dominio de la higroscopía.

La tercera subfase es aquella durante la cual, no hay más agua bajo forma líquida al seno

de la madera. Toda la masa de la madera está en el dominio de la higroscopia.

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3.8 Elevación de temperatura

Con objetivo de calentar el aire al inicio del secado. Valor de humedad relativa del aire –

HRA, mantenida a un valor suficientemente elevado. La subida de temperatura en

intervalos; 5ºC a 10ºC.

3.8.1 Recalentamiento

Con objetivo de recalentamiento de la madera en toda su masa, antes de comenzar el

secado. Llegar a una temperatura igual a la del inicio de la curva de secado.

Efectuar el recalentamiento en atmósfera muy húmeda; igual o mayor a 85% de humedad,

manteniendo una relación de humedad de la madera entre 15% a 18%.

3.9 Secado

Selección de una temperatura adaptada a la especie y a la humedad de la madera

considerada (tabla de secado) y que provoca en la masa de la madera una gradiente de

humedad suficientemente importante, para que la humedad circule lo más rápidamente

posible (el agua circula de las zona húmeda a la zona seca). La gradiente de humedad

debe estar acorde a la higrometría del aire para no provocar daños en la madera.

Seleccionar permanentemente las condiciones de la HRA acorde a la medición continua de

la HRM (4 a 8 testigos de madera instalados en el interior de la pila y no en los extremos o

lados).

En lo que concierne a la fase de secado, las condiciones del intervalo de temperatura y de

higrometría del aire correspondiente a la humedad de la madera, no deberán ser

alcanzados, si no, luego de haber pasado por todos los segmentos precedentes a la

correspondiente tabla de secado.

La duración de cada segmento está en función de la especie y al espesor; pudiendo estar

comprendido entre 0.5 horas y 3 horas.

La gradiente de secado está definido por el reporte de la humedad de la madera (Medido

sobre los testigos de madera) sobre el equilibrio higroscópico de la madera; así se tiene

22

que si la humedad de la madera es 24%, el equilibrio giroscópico de la madera es 8%, la

gradiente de secado es: 24 / 8 = 3.

Para el cálculo de la gradiente de secado, cuando la humedad de la madera es mayor a

30%, se calcula con un valor igual o próximo a 30%.

3.10 Equilibrio

Referido a la homogenización higroscópico de la madera en toda su masa, necesario para

el procesamiento posterior de la misma; al final del secado, la humedad dentro de las

zonas superficiales es menor que dentro de la parte interior. Tiene por objetivo disminuir

las contracciones que existen dentro de la masa de la madera y así evitar las

deformaciones posteriores.

Para realizar el equilibrio, cuando la humedad final promedio es alcanzada, es necesario

conservar la temperatura del fin de secado y seleccionar una higrometría del aire

correspondiente a un equilibrio higroscópico de la madera, igual a la humedad final de la

madera alcanzada. Ejemplo: si la madera seca justo a 12% de humedad y si al fin del

secado la temperatura es de 70ºC y el equilibrio higroscópico de la madera es 4.5% (URA

aprox. 30%), el equilibrio deberá efectuarse a 70ºC con un equilibrio giroscópico de la

madera de 12% (humedad relativa del aire aprox. 78%).

La duración del equilibrio higroscópico, debe ser del mismo orden al de la fase de

recalentamiento.

3.11 Enfriado

A fin de evitar un choque térmico que podría provocar rajaduras en la superficie de la

madera, es necesario efectuar un enfriamiento progresivo. Para el enfriamiento, es

necesario abrir las ventilas de intercambio de aire, una puerta del secado, dejar en rotación

los ventiladores, pero con la fuente de calor apagada. El enfriamiento termina cuando la

diferencia de temperatura del aire del secador y la temperatura del aire exterior es

semejante; temperaturas comprendidas entre 20ºC a 30ºC, en todo caso acorde a la

temperatura exterior.

23

3.12 Defectos de secado

En el proceso de secado se pueden producir los siguientes defectos de secado: Colapso;

tensiones internas en el transcurso del secado; rajaduras y deformaciones y daños debidos

a un secado mal conducido; deformaciones; rajaduras superficiales; rajaduras internas;

variación de coloración; mancha azul; manchado por separadores; decoloración

3.13 Colapso

En el proceso de secado el líquido se evapora y aparece al inicio del secado y en el interior

de la madera un frente de evaporación; cuando este frente de evaporación llega a una

célula de muy pequeña sección o de una puntuación, en razón de su pequeño diámetro las

fuerzas de capilaridad son muy grandes. Estas repercuten por intermedio del agua líquida

a las paredes celulares de la madera. Si localmente las fuerzas capilares son superiores a

la resistencia mecánica de las paredes celulares, estas colapsan.

El colapso es una falla de resistencia de las paredes celulares y es reconocida por una

ondulación en las caras de la madera. Si es importante, puede conllevar a rajaduras en el

interior de la madera, pero esta no es sistemática, y solo aparece en presencia de agua

líquida, es decir cuando la madera es aún muy húmeda.

Una temperatura elevada, favorece la aparición del colapso, puesto que ella produce una

plasticidad de las paredes celulares. Por lo tanto, para limitar o impedir este defecto, es

necesario de utilizar una temperatura baja y un alto contenido de humedad, en la medida

en que esté presente el agua líquida, o sea hasta el punto de saturación de las fibras.

Cuando el colapso no está acompañado de rajaduras, se puede practicar un tratamiento

para recuperar una parte del espesor. Esta operación consiste en pasar la madera, cuando

su humedad está comprendida entre 15% a 20%, a 100ºC a pleno vapor saturado durante

un tiempo que depende del espesor de la madera. Para una madera de 25 mm., de

espesor, la duración es del orden de 2 horas.

Nota; ciertas maderas son más propicias al colapso que otras: Ejemplo; el Eucalipto y por

lo general las maderas duras.

24

3.14 Tensiones internas en el transcurso del secado

En el transcurso del secado aparecen contracciones que son la consecuencia de las

características de retractibilidad de la madera. El fenómeno de retractibilidad se produce

por debajo del punto de saturación de las fibras. Durante la primera subfase de secado,

ninguna parte de la madera es sometida a los fenómenos de contracción y por lo tanto no

aparecen las tensiones de secado. Durante la segunda subfase, las zonas periféricas son

sometidas a contracciones y no las zonas internas. La contracción no puede manifestarse

libremente, ya que las zonas internas impiden a las zonas periféricas de contraerse. Las

zonas periféricas son sometidas a tensiones de tracción y las zonas internas, por reacción,

son sometidas a tensiones de compresión; el conjunto está en equilibrio.

A partir del inicio de la tercera subfase, y hasta el fin del secado, las zonas periféricas

secadas bajo tensiones de tracción, tendrán una retracción un poco menor que las zonas

internas. Hay por lo tanto, una inversión de tensiones de secado. Las tensiones de secado

pueden ser visualizados mediante probetas cortadas en forma de tenedor o peine. Durante

la segunda subfase de secado, las láminas se abren ya que las láminas externas son más

cortas que las internas. En la tercera subfase, las láminas se sierran por que las láminas

externas son más largas que las láminas internas.

3.15 Rajaduras y deformaciones y daños debidos a un secado mal conducido

3.15.1 Deformaciones

La retracción de la madera no es idéntica en las tres dimensiones. La retracción

en la dirección tangencial es 1.5 a 2.5 veces más importante que dentro la

dirección radial. La retracción axial (longitudinal) es aproximadamente 50 veces

menor que la retracción tangencial. A medida que la humedad de la madera

disminuye, la sección de la madera aserrada se deforma.

En razón de la curva de los anillos de crecimiento, una madera cortada en cara

tangencial, donde su cara superior es mas tangencial que su cara inferior; luego

del secado su cara superior se va a contraer más que la cara inferior, por lo que la

25

pieza de madera tirará a arquearse en dirección contraria a la curvatura del anillo

de crecimiento.

En una madera aserrada de sección cuadrada, cortada de tal manera que una de

sus diagonales sea tangencial a la otra radial, tendrá su diagonal tangencial que

se contraerá luego del secado de 1.5 a 2.5 veces más que su diagonal radial; por

lo que la madera de sección cuadrada se transformará en sección romboide.

Esta anisotropía de retracción (contracción), conlleva luego del secado, a

deformaciones de la madera aserrada, que uno lo reagrupa en los cuatro tipos

siguientes: Curvatura de las caras de una tabla en el sentido de su longitud;

curvatura de las caras de una tabla en el sentido de su longitud y en uno de los

extremos de la tabla; deformación en “V” de la tabla, siguiendo su longitud;

deformación en forma de hélice de la tabla.

3.15.2 Rajaduras superficiales

En referencia a las rajaduras de superficie las rajaduras de extremo y rajaduras

por cementación Luego de la segunda fase de secado (zonas periféricas por

debajo del punto de saturación de las fibras y zonas internas por encima del punto

de saturación de las fibras), Las zonas periféricas son sometidas a las tensiones

de tracción. Si estas tensiones son superiores a la resistencia a la tracción de la

madera, aparecen rajaduras que parten de la periferia y progresan hacia el

interior. Estas rajaduras superficiales y que pueden o no desaparecer al cepillado,

por lo cual es necesario tenerlos en cuenta en la clasificación de defecto.

Las rajaduras se producen dentro de zonas de menor resistencia mecánica,

siguiendo casi siempre los radios leñosos, no obstante las rajaduras tangenciales

pueden aparecer entre la madera de secano y de lluvias (referente a los anillos de

crecimiento. Por lo tanto, las rajaduras resultan de la existencia dentro de la

madera de una gradiente de humedad muy importante, donde la utilización de

humedad relativa del aire muy baja antes de de que las zonas internas de la

maderazo hayan llegado al punto de saturación de las fibras.

26

Es posible, luego de la segunda fase de secado, que la utilización del aire muy

seco no conlleve a rajaduras superficiales, pero un desecamiento importante de

las zonas periféricas, que forma una barrera a la circulación de la humedad de las

zonas internas versus la superficie, se denomina “fenómeno de cementación”.

Luego que esto se produce, es necesario de humidificar el aire justo hasta un

estado próximo al de saturación durante dos a cuatro horas para suprimir esta

cementación.

Para evitar la aparición de las rajaduras de superficie, de extremos y el fenómeno

de cementación hace falta utilizar un aire muy húmedo antes de que las zonas

internas de madera hayan llegado al punto de saturación de las fibras.

3.15.3 Rajaduras internas

Luego de la tercera fase de secado, si las zonas internas son sometidas a las

tensiones de tracción superiores a la resistencia a la tracción de la madera, se

producen las rajaduras internas. Estas son debidas a la utilización, luego de la

segunda fase de un aire muy seco, que ha provocado un secado de las zonas

periféricas bajo tensiones de tracción importantes. El efecto, las rajaduras

internas, se producen a partir del momento en donde toda la masa de madera ha

pasado por debajo del punto de saturación de las fibras. Para evitar la aparición

de las rajaduras internas, es necesario el aire muy húmedo hasta que las zonas

internas de la madera hayan llegado al punto de saturación de las fibras. Estas

rajaduras internas no tienen ni la misma causa, ni la misma solución, que la que

se pueden producir bajo el efecto del colapso.

3.16 Variación de coloración

3.16.1 Mancha azul

Producido en la mayor parte de resinosos y de parte de especies tropicales,

generalmente las denominadas “blancas”, y es producido por una infestación de

hongos denominados “hongos cromógenos”. Estos hongos se desarrollan dentro

de la madera y en humedades a partir del punto de saturación de las fibras (30%)

27

y hasta aproximadamente 46%. Por otro lado, no se desarrollan a temperaturas

superiores a 35ºC. La temperatura óptima se sitúa entre 22ºC y 30ºC.

La infestación de los hongos, es en razón de las sustancias nutritivas que la

madera contiene y que por lo general es la albura. Para evitar la mancha azul, las

especies susceptibles deben ser protegidos mediante inmersión o nebulización,

con producto preservador para madera, inmediatamente después de haber sido

aserrado y si este no es el caso, hace falta secarlo artificialmente lo más

rápidamente posible.

Por lo anterior, conviene de utilizar desde el inicio del secado temperaturas

superiores a 35ºC y una humedad relativa del aire ligeramente inferior o igual al

80%, con el fin de hacer caer la humedad de las zonas superficiales de la madera

por debajo del 30% de humedad.

3.16.2 Manchado por separadores

Luego del secado y en ciertas ocasiones, las huellas de los separadores es

observado en una profundidad importante de las tablas; esto es debido a un

estacionamiento prolongado de la humedad de la madera en la superficie de

contacto entre el separador de apilado y la tabla. Para evitar este inconveniente,

hace falta:

Utilizar separadores secos, con humedades inferiores a 15% de humedad.

Para evitar la acumulación de humedad en los separadores, hay que utilizar

separadores con sección en forma de “H” o “X” o acanaladuras.

Utilizar separadores de madera o de otro material que no sea corrosible.

3.17.2 Decoloración

En ciertas especies, en el transcurso del secado presentan decoloraciones no

homogéneas en toda la masa de la madera y estas son debidas a la oxidación de

determinados taninos contenidos en la madera. Para limitar el riesgo de aparición

de estas manchas, conviene justo en el paso por el punto de saturación de las

fibras, de mantener una temperatura del aire baja y que sea inferior o igual a 30%

28

y una humedad relativa del aire no elevada y que sea correspondiente a un

equilibrio higroscópico de la madera inferior o igual a 16%.

Reducción de los defectos de secado

Defecto Causa Práctica recomendada

Colapso Temperatura elevada al

inicio del secado

- Bajar la temperatura al inicio del secado y aumentar la humedad del aire.

- Pasar la madera, cuando su humedad está comprendida entre 15% a 20%, a 100ºC a pleno vapor saturado durante un tiempo que depende del espesor de la madera.

Tensiones

internas

Las características de

retractibilidad de la

madera

- Secado muy lento por debajo del punto de saturación de las fibras.

Deformaciones

- Separadores de madera emplazados incorrectamente.

- Aire muy seco y equilibrio higroscópico de la madera muy reducida.

- Camas de la pilas de madera, con separadores uniformemente distribuidos y espaciados y a partir de los extremos de la pila.

- Aumentar la humedad relativa del aire. - Aumentar el equilibrio higroscópico de la

madera.

Rajaduras en

extremos

- Aire muy seco y equilibrio higroscópico de la madera muy reducida.

- Separadores de madera emplazados incorrectamente.

- Aumentar la humedad relativa del aire. - Aumentar el equilibrio higroscópico de la

madera. - Camas de la pilas de madera, con

separadores uniformemente distribuidos y espaciados y a partir de los extremos de la pila

Fenómeno de

cementación

Aire muy seco y equilibrio

higroscópico de la madera

muy reducida.

- Humidificar el aire justo hasta un estado próximo al de saturación durante dos a cuatro horas para suprimir esta cementación

Rajaduras de

superficie e

internos

Aire muy seco y equilibrio

higroscópico de la madera

muy reducida.

- Aumentar la humedad relativa del aire. - Aumentar el equilibrio higroscópico de la

madera

Mancha Azul

Temperaturas de secado

y humedades del

ambiente muy bajas.

- El aumento de temperatura de la cámara debe ser los más rápidamente posible, para situarse por encima de 35ºC.

- Bajar el equilibrio higroscópico de la madera.

- Las especies susceptibles deben ser

29

protegidos con producto preservador de madera.

Decoloración

Temperaturas muy

elevadas al inicio del

proceso de secado

- Bajar la temperatura al inicio del proceso de secado.

Calidad de secado

Calidad e la madera por:

grano muy inclinado,

deformaciones, rajaduras,

nudos, hongos, médula, etc.

Selección de calidad de la madera a ser secado

Apilado cuidadoso.

Separadores de madera: Con espesor uniforme.

- Con espaciamiento uniforme. - De alineamiento estricto. - De especies duras y de color neutro. - Con humedades hasta el 12%

Madera aserrada

homogénea.

- Tablas del mismo espesor o muy similares. - Misma especie. - En lo posible, misma humedad inicial. - En lo posible tablas del mismo tipo de corte. - Menor inclinación del grano.

Carguío cuidadoso de la

cámara de secado.

- Llenado homogéneo de las pilas de madera, evitando espacios abiertos que facilitaría el paso del aire evitando el paso por las pilas de madera.

- Tapar espacios vacíos para forzar al aire a pasar solo por las pilas de madera.

Capacitación apropiada del

operador.

- Conocimientos de los principios de base del secado. - Conocimiento del proceso productivo. - Conocimiento del equipo de secado. - Conocimiento y reacción ante los avisos y

dispositivos de seguridad. - Previsión de imprevistos y accidentes

Programa de secado. Selección de una tabla de secado adecuada.

Seguimiento diario del ciclo

de secado.

- Registro de los datos de secado. - Conducción, control y vigilancia.

Dimensionamiento

apropiado de equipos

- Potencia calorífica. - Velocidad del aire. - Aspersión de humedad. - Dispositivos de homogenización del clima interior. - Dispositivos de control

30

Bienestar del personal

- Horario de trabajo. - Jornales justos. - Servicios varios. - Vacaciones. - Salud.

31

IV. METODOLOGÍA APLICADA

4.1 Lugar De Ejecución

El estudio para la determinación del comportamiento al secado artificial de la madera de

diez especies forestales de bosques secundarios y primarios remanentes se efectuó en la

planta de la empresa Industrial Acosta EIRL ubicada en la Av. Centenario km 4.800, distrito

de Yarinacocha, provincia de Coronel Portillo, departamento de Ucayali; y el laboratorio de

propiedades físicas de la madera de la Universidad Nacional de Ucayali, ubicada en el Km 6

de la carretera Federico Basadre margen izquierdo, distrito de Manantay, provincia de

Coronel Portillo, departamento de Ucayali.

Especies estudiadas:

Nombre científico por identificación botánica Nombre común

Apeiba membranacea Aubl Maquizapa ñagcha

Apuleia leiocarpa (Vogel) J.F. Macbr. Ana capi

Brosimun utile (Kunth) Oken Panguana

Croton matourensis Aubl Auca atadijo

Jacaranda copaia (Aubl.) D. Don Huamanzamana

Matisia cordata Bonpl Sapote

Septotheca tessmannii Ulbr Utucuro

Schizolobium parahyba (Vell:) S.F.Blake Pashaco blanco

Simarouba amara Aubl. Marupa

Terminalia oblonga (Ruiz &Pav) Steud. Yacushapana amarilla

Fuente. Informe de identificación dendrologica. IVITA. UNMSM Elaboración. Propia

32

4.2 Método De Investigación

Para la determinación del comportamiento al secado artificial de la madera de Apeiba

membranácea (Maquizapa ñagcha) Apuleia leiocarpa (Anacaspi), Brosimun utile

(Panguana), Croton matourensis (Aucatadijo), Jacaranda copaia (Huamanzamana),

Matisia cordata (Sapote), Septotheca tessmannii (Utucuro), Schizolobium parahyba

(Pashaco blanco), Simauroba amara (Marupa), Terminalia oblonga (Yacushapana amarilla)

se utilizó el método de la experimentación, se aplica el método analítico-deductivo, que

consiste en iniciar la investigación a través del experimento científico, obteniendo

información cuantitativa y cualitativa, procesada, analizada e interpretada según las

normas técnicas de referencia.

4.3 Población Y Muestra

La población la constituye el volumen de madera de Apeiba membranácea (Maqui zapa

ñagcha) Apuleia leiocarpa (Anacaspi), Brosimun utile (Panguana), Croton matourensis

(Aucatadijo), Jacaranda copaia (Huamanzamana), Matisia cordata (Sapote), Septotheca

tessmannii (Utucuro), Schizolobium parahyba (Pashaco), Simauroba amara (Marupa),

Terminalia oblonga (Yacushapana amarilla) de las zonas de prospección como se indica

en el cuadro No 1. El tamaño de la muestra la constituye 300 pt por especie.

4.4 Identificación Dendrológica

La identificación dendrológica se efectuó en el Herbario Regional del Instituto de

Investigación en Enfermedades Tropicales y de Altura – IVITA. Universidad Nacional

Mayor de San Marcos.

4.5 Instrumentos De Recolección De Datos

4.5.1. Material experimental

Tablas de 25 y 50 mm de espesor, anchos variables y 120 mm de longitud

4.5.2 Materiales de campo

Libreta de campo

Cinta métrica

Motosierra

Machetes

33

Lápices

4.5.3 Materiales de laboratorio

Lupa 10x

Lápices de cera

Cuchilla

Desecadores de laboratorio

Formularios

4.5.4 Maquinaria para la preparación de probetas

Sierra de cinta

Sierra radial

Sierra circular

Garlopa

Cepilladora

4.5.5. Equipos de laboratorio

Estufa eléctrica con termostato regulable

Balanza 0,01 g de precisión

Micrómetro digital

Micrómetro simple

Detector de humedad

4.6 Métodos y Procedimientos

4.6.1 Metodología

4.6.1.1 Preparación de las probetas de ensayo de madera de diez especies

Las trozas fueron trasladadas a la carpintería de la UNU y aserradas con

sierra de cinta a espesor de 2,5 (1”) y 5 cm (2”), como se muestra en la

tabla adjunta. se habilitaron en sierra de disco a probetas de anchos

34

variables y 4 pies de longitud. Se rotularon con marcador indeleble según

código establecido para el control de humedad inicial.

Tabla 1. Espesor según densidad básica y aptitud de uso

Nombre científico por identificación botánica Nombre común

Espesor de tablas (cm)

Apeiba membranaceaAubl Maquizapa 2.5

Apuleia leiocarpa (Vogel) J.F. Macbr. Ana capi 2, 5 y 5,0

Brosimun utile (Kunth) Oken Panguana 2, 5 y 5,0

Croton matourensis Aubl Auca atadijo 2.5

Jacaranda copaia (Aubl.) D. Don Huamanzamana 2.5

Matisia cordata Bonpl Sapote 2.5

Septotheca tessmannii Ulbr Utucuro 2, 5 y 5,0

Schizolobium parahyba (Vell:) S.F.Blake Pashaco blanco 2.5

Simarouba amara Aubl. Marupa 2.5

Terminalia oblonga (Ruiz &Pav) Steud. Yacushapana amarilla 2, 5 y 5,0

4.6.1. 2 Determinación del contenido de humedad de las probetas

La determinación del contenido de humedad se hizo por dos métodos: con los

sensores del secador, ocho en total, para determinar la variación horaria del

contenido de humedad, y por el método de peso seco constante en estufa según

NTP 251.010, para determinar el contenido de humedad total en las piezas de

control. Adicionalmente se utilizó el detector de humedad para determinar la

distribución de la humedad en la sección transversal y a lo largo de las piezas de

control. La determinación de la magnitud de las deformaciones se hizo por

medición utilizando un calibrador milimétrico. Los defectos – grietas, rajaduras y

colapso – se determinaron por inspección visual y las magnitudes se determinaron

utilizando un escalímetro graduado en milímetros según las especificaciones de la

Regla Peruana de Clasificación de Madera Aserrada.

35

4.6.1.3 Ensayos de secado

Se realizaron en dos secadores industriales con capacidad de 24 m3 (10,000

pt), provistos de un caldero para la producción de vapor a sobrepresión a partir de

la combustión de residuos de madera. Las tablas de ensayo se instalaron

directamente en las cámaras mediante apilado horizontal, práctica común en la

empresa debido a falta de espacio para accionamiento mecánico de las pilas. Se

ensayaron dos tipos de programas: uno fuerte para la madera de Apeiba

membranácea (Maquizapa ñagcha), Brosimun utile (Panguana), Croton

matourensis (Aucatadijo), Jacaranda copaia (Huamanzamana), Matisia cordata

(Sapote), Septotheca tessmannii (Utucuro), Schizolobium parahyba (Pashaco

blanco), Simauroba amara (Marupa); el otro suave para la madera de Apuleia

leiocarpa (Anacaspi) y Terminalia oblonga (Ruiz &Pav) Steud. (Yacushapana

amarilla).

Las temperaturas de bulbo seco y bulbo húmedo, así como la temperatura de la

madera fueron monitoreadas por termocuplas y leídas periódicamente por un

sistema de adquisición de datos en computadora. La velocidad del aire fue de 3

m/s y el cambio de giro de los ventiladores fue cada 6 horas. La conducción del

secado fue llevada a cabo, en base a la evolución del contenido de humedad de 8

muestras testigo y el monitoreo de las condiciones ambientales descrito

anteriormente.

Programa CH (%) T (ºC) TH (ºC) CHE (%)

Fuerte

+ 50 50 50 -

50 44 40 14

40-30 48 42 12

30-25 52 44 10

25-18 60 50 9

18 60 60 -

20-15 66 54 8

15-8 70 54 6

8 70 70 -

36

Suave

+ 50 44 44 -

40-30 44 40 14

30-25 48 42 12

25-18 52 44 10

18 52 52 -

20-15 60 50 9

15-8 66 54 8

8 66 66 -

4.6.1.4 Evaluación de la calidad de secado

La evaluación de la calidad de secado se realizó aplicando dos estándares. La

norma chilena oficial 993 of 72, para evaluar los alabeos y las estandarizaciones

europeas (Welling, 1994), para evaluar homogeneidad de la humedad, gradientes

de humedad, tensiones de secado, grietas y colapso. El contenido de humedad

se evaluó mediante el método gravimétrico, al igual que el gradiente de humedad

al final del secado. Las tensiones de secado fueron determinadas por la flecha

máxima obtenida en probetas tipo filete. Se evaluó la reducción en espesor

necesaria para eliminar el colapso por medio de cepillado. Este procedimiento

establece que a lo menos el 90 % de piezas que conforman la carga de secado

deben ajustarse dentro de los intervalos y limites correspondientes para la calidad

asignada, en caso contrario se clasificara el proceso con una calidad inferior

(Welling,1994).

37

V. PRESENTACIÓN DE DATOS

Cuadro 1. Valores promedio del contenido de humedad determinados por el método gravimétrico según la NTP 251.010. 2004

Nombre científico Nombre común

Contenido de humedad promedio en %

Inicial Final

Apeiba membranacea Aubl Maquizapa ñagcha 120.21 10.24

Apuleia leiocarpa (Vogel) J.F. Macbr. Ana capi 42.53 12.44

Brosimun utile (Kunth) Oken Panguana 89.76 10.39

Croton matourensis Aubl Auca atadijo 64.32 10.46

Jacaranda copaia (Aubl.) D. Don Huamanzamana 85.82 11.66

Matisia cordata Bonpl Sapote 102.27 12.49

Septotheca tessmannii Ulbr Utucuro 87.88 12.61

Schizolobium parahyba (Vell:) S.F.Blake Pashaco blanco 83.18 10.77

Simarouba amara Aubl. Marupa 72.72 12.67

Terminalia oblonga (Ruiz &Pav) Steud. Yacushapana amarilla 51.6 12.34

38

VI. ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE DATOS Y RESULTADOS

6.1 Comportamiento de la madera al secado artificial

a) Apeiba membranacea Aubl. ( Maquizapa ñagcha)

Buen comportamiento al secado aplicando un programa fuerte caracterizado por

temperatura del bulbo seco relativamente alta y temperatura del bulbo húmedo

relativamente baja; su bajo índice de contracción volumétrica y buen apilado

horizontal cuidando la perpendicularidad de los separadores determina nula

tendencia a las deformaciones; la estructura anatómica basada en una abundante

presencia de tejido parenquimatico con paredes celulares delgadas y lumen amplio y

poros amplios determina una alta tasa de eliminación de agua libre e higroscópica sin

tendencia a la formación de grietas y rajaduras. No hay presencia de mancha azul,

pese a la presencia de tejido parenquimatico en abundancia, con alto contenido de

almidón.

b) Apuleia leiocarpa (Vogel) J.F. Macbr. (Ana capi)

Buen comportamiento al secado artificial aplicando un programa suave caracterizado

por temperatura del bulbo seco relativamente baja y depresiones pequeñas; no hay

tensiones de secado; el índice de contracción volumétrica es medio y la relación T/R

es de 1,6, lo que explica la presencia de deformaciones leves, básicamente

arqueadura, en menor proporción abarquillado, que pueden ser eliminadas por

medios mecánicos, especialmente porque no hay tensiones de secado. No hay

presencia de mancha azul debido a alto contenido de celulosa y bajo contenido de

tejido parenquimatico.

c) Brosimun utile (Kunth) Oken (Panguana)

Buen comportamiento al secado aplicando un programa fuerte caracterizado por

temperatura del bulbo seco relativamente alta y temperatura del bulbo húmedo

relativamente baja; su bajo índice de contracción volumétrica y buen apilado

horizontal cuidando la perpendicularidad de los separadores determina nula

tendencia a las deformaciones. No hay presencia de mancha azul debido a alto

contenido de celulosa y bajo contenido de tejido parenquimatico.

39

d) Croton matourensis (Aubl) 8Aucatadijo)

Buen comportamiento al secado aplicando un programa fuerte caracterizado por

temperatura del bulbo seco relativamente alta y temperatura del bulbo húmedo

relativamente baja; su bajo índice de contracción volumétrica y buen apilado

horizontal cuidando la perpendicularidad de los separadores determina leve

tendencia a las deformaciones.

e) Jacaranda copaia (Aubl.) D. Don (Huamanzamana)

Buen comportamiento al secado aplicando un programa fuerte caracterizado por

temperatura del bulbo seco relativamente alta y temperatura del bulbo húmedo

relativamente baja; su bajo índice de contracción volumétrica y buen apilado

horizontal cuidando la perpendicularidad de los separadores determina leve

tendencia a las deformaciones.

f) Matisia cordata Bonpl (Sapote)

Buen comportamiento al secado aplicando un programa fuerte caracterizado por

temperatura del bulbo seco relativamente alta y temperatura del bulbo húmedo

relativamente baja; su bajo índice de contracción volumétrica y buen apilado

horizontal cuidando la perpendicularidad de los separadores determina leve

tendencia a las deformaciones. Tendencia a la presencia de mancha azul, es

necesario el tratamiento preventivo antimancha de madera rolliza y aserrada; las

tablas aserradas deben ser apiladas inmediatamente después del tratamiento

antimancha utilizando separadores de ½” o más, para favorecer el secado al aire

libre y la disminución del riesgo de hongos xilófagos que a menudo no son

controlados con el tratamiento antimancha sino con el secado artificial diferido por el

secado natural.

g) Septotheca tessmannii Ulbr (Utucuro)

Buen comportamiento al secado aplicando un programa fuerte caracterizado por

temperatura del bulbo seco relativamente alta y temperatura del bulbo húmedo

relativamente baja; su bajo índice de contracción volumétrica y buen apilado

horizontal cuidando la perpendicularidad de los separadores determina leve

tendencia a las deformaciones.

40

h) Schizolobium parahyba (Vell:) S.F. Blake (Pashaco blanco)

Buen comportamiento al secado aplicando un programa fuerte caracterizado por

temperatura del bulbo seco relativamente alta y temperatura del bulbo húmedo

relativamente baja; su bajo índice de contracción volumétrica y buen apilado

horizontal cuidando la perpendicularidad de los separadores determina leve

tendencia a las deformaciones. Tendencia a la presencia de mancha azul, es

necesario el tratamiento preventivo antimancha de madera rolliza y aserrada; las

tablas aserradas deben ser apiladas inmediatamente después del tratamiento

antimancha utilizando separadores de ½” o más, para favorecer el secado al aire

libre y la disminución del riesgo de hongos xilófagos que a menudo no son

controlados con el tratamiento antimancha sino con el secado artificial diferido por el

secado natural.

i) Simarouba amara Aubl. (Marupa)

Buen comportamiento al secado aplicando un programa fuerte caracterizado por

temperatura del bulbo seco relativamente alta y temperatura del bulbo húmedo

relativamente baja; su bajo índice de contracción volumétrica y buen apilado

horizontal cuidando la perpendicularidad de los separadores determina leve

tendencia a las deformaciones. Tendencia a la presencia de mancha azul, es

necesario el tratamiento preventivo antimancha de madera rolliza y aserrada; las

tablas aserradas deben ser apiladas inmediatamente después del tratamiento

antimancha utilizando separadores de ½” o más, para favorecer el secado al aire

libre y la disminución del riesgo de hongos xilófagos que a menudo no son

controlados con el tratamiento antimancha sino con el secado artificial diferido por el

secado natural.

j) Terminalia oblonga (Ruiz &Pav) Steud. (Yacushapana amarilla)

Buen comportamiento al secado artificial aplicando un programa suave caracterizado

por temperatura del bulbo seco relativamente baja y depresiones pequeñas; no hay

tensiones de secado; el índice de contracción volumétrica es medio y la relación T/R

es de 1,6, lo que explica la presencia de deformaciones leves que pueden ser

eliminadas por medios mecánicos, especialmente porque no hay tensiones de

41

secado. No hay presencia de mancha azul debido a alto contenido de celulosa y bajo

contenido de tejido parenquimatoso.

42

VII. CONCLUSIONES

El presente estudio proprociona información validada sobre el comportamiento de las maderas

de estudio al secado artificial y estrategias para reducir defectos y deformaciones de secado a

fin que puedan competir con maderas comerciales en los mercados nacionales y de exportación.

Las maderas estudiadas pueden ser secadas utilizando programas suaves: Apuleia leiocarpa

(Anacaspi) y Terminalia oblonga (Ruiz &Pav) Steud. (Yacushapana amarilla) y programas

fuertes; Apeiba membranácea (Maquizapa ñagcha), Brosimun utile (Panguana), Croton

matourensis (Aucatadijo), Jacaranda copaia (Huamanzamana), Matisia cordata (Sapote),

Septotheca tessmannii (Utucuro), Schizolobium parahyba (Pashaco blanco), Simauroba amara

(Marupa) para programas suaves.

Los programas estudiados permiten obtener tablas sin defectos o defectos leves que pueden ser

eliminados por procesamiento mecanico.

VIII. RECOMENDACIONES

Es recomendable estudiar procesos de secado mixto iniciando con secado aire libre y

continuando con secado artificial a fin de reducir costos de secado que son gravitantes para la

producción de manufacturas de madera para el mercado nacional, en que se puede colocar

tablas de madera de menor calidad y lograr.

Introducir el concepto de madera seca como requisito para muchos usos.

Es indispensable concientizar a los productores en la necesidad de aplicar tratamientos

preventivos antimancha e insecticida como estrategia para obtener tablas de calidad,

preservando desde la madera rolliza hasta la madera aserrada.

No es recomendable ajustar los programas de secado a nivel industrial sin efectuar ensayos a

nivel piloto para asegurar las condiciones de secado más severas a fin de acelerar las

condiciones de secado de maderas de alta densidad y estructura anatómica con predominancia

de fibras grandes con paredes gruesas y/o poros finos.

43

IX. REPERCUSIONES EN LA PRÁCTICA

El secado artificial permite eliminar agentes de deterioro biológico como son las esporas de

hongos xilófagos y huevos de insectos colonizadores como son los lictidos y termes.

El secado artificial disminuye el peso de las tablas de madera lo que constituye una estrategia

para introducir maderas de baja densidad a mercados ubicados a gran distancia como son los

mercados nacionales y de exportación.

La madera seca debe ser almacenada en ambiente estéril libre de residuos orgánicos, a fin de

evitar la infestación de lictidos y ser portadora de esporas de hongos xilófagos.

44

X. BIBLIOGRAFIA

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46

XI. ANEXOS

Inauguración del Horno de Secado

Secado de madera