CONDICIONES PARA EL SECADO ARTIFICIAL DE PROSOPIS ALBA Griseb. DE UNA PULGADA DE ESPESOR

CONDICIONES PARA EL SECADO ARTIFICIAL DE PROSOPIS ALBA Griseb. DE UNA PULGADA DE ESPESOR D´Augero, G.1; Avila, R.2, RESUMEN La aplicación de las actu...
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CONDICIONES PARA EL SECADO ARTIFICIAL DE PROSOPIS ALBA Griseb. DE UNA PULGADA DE ESPESOR D´Augero, G.1; Avila, R.2,

RESUMEN La aplicación de las actuales tecnologías en los procesos de secado artificial permite un nuevo posicionamiento en el mercado maderero, del sector productivo foresto industrial de la región.El objetivo del proyecto fue obtener pautas de secado tipo para las especies nativas del Parque Chaqueño ,que permitan a los industriales madereros de la región conducir en forma eficiente procesos de secado artificial para las maderas nativas. La metodología desarrollada comprende la ejecución de programas de secado en la cámara de secado de la Facultad de Recursos Naturales de la UNaF. El secado técnico de la especie Prosopis alba Griseb, de una pulgada de espesor, requiere de temperaturas iniciales de 60 ºC y finales de 72 ºC, con Humedades relativas iniciales de 70 a 80 % y finales de 38%.La duración del proceso se estima en 11 días en promedio, para contenidos de humedad de la madera de 50 a 10%.El comportamiento al secado de la especie es bueno, no manifestándose deformaciones en el material ensayado. Se concluye que la especie ensayada es de fácil secado, en función de los resultados de las evaluaciones en el material seco. CONDICIONES* SECADO ARTIFICIAL* PROSOPIS

ABSTRACT The application of existing technologies in artificial drying enables a new position in the timber market, the productive sector of the forest industry región.El project objective was to obtain guidelines for type drying Chaco Park native species, allowing the timber industry in the region efficiently driving artificial drying native timber. The methodology involves performing programs of drying in the drying chamber of the School of Natural Resources UNAF. The kiln drying of Prosopis alba Griseb, one inch thick, requires initial temperatures of 60 ° C and final 72 ° C, Relative humidity initial 70 to 80% and final 38%. The duration of the estimated in 11 days on average for moisture content of wood from 50 to 10%. the drying behavior of the species is good, no deformities manifested in the material tested. It is concluded that the species tested is fast drying, depending on the results of evaluations on the dry material.

ARTIFICIAL DRYING *CONDITIONS* PROSOPIS

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Introduccion La práctica del secado artificial de maderas permite optimizar sus usos, considerándose en la actualidad un requisito para alcanzar los estándares de calidad que hacen competitivos los productos en el mercado. ( Krones, M.CATIE,1975). La aplicación de las actuales tecnologías en los procesos de secado artificial (Carvajal et al.2008.JUNAC) permite un nuevo posicionamiento en el mercado maderero, del sector productivo foresto industrial de la región. Es objetivo del presente proyecto obtener pautas de secado para las especies nativas del Parque Chaqueño que permitan a los industriales madereros de la región conducir en forma eficiente procesos de secado artificial para las maderas nativas . La metodología a desarrollar comprende la ejecución de programas de secado en la cámara de secado de la Facultad de Recursos Naturales de la UNaF. La especie objeto de estudio, Prosopis alba Griseb (Algarrobo blanco), se ensayó a partir de tablas aserradas de escuadría idéntica de 1¨ x 4¨ y longitud igual a 1,10 m Se realizaron tres programas de secado de la especie, con base al provisto por la firma fabricante del horno secadero, obteniéndose una pauta de secado tipo aplicable a la madera de la especie ensayada, optimizando el proceso y la calidad del material obtenido. Los objetivos propuestos fueron: obtener programas de secado ajustados para la especie, y fomentar el desarrollo de tecnologías aplicadas a los procesos de transformación de las maderas. La metodología empleada consistió en la repetición de procesos de secado. En función de las evaluaciones parciales de cada repetición se realizó el ajuste de las condiciones de clima de la cámara para los siguientes procesos. Material y Método Se ejecutaron tres programas de secado de la especie, por el método convencional, o de secado por aire caliente y húmedo, en cámara de secado de 2 m3 de capacidad útil. El material ensayado fue de un volumen igual a 800 pies de madera de Prosopis alba Griseb, de 1” de espesor, 4” de ancho y 0,90 y 1,10 m de longitud, sin distinción de tipo de corte., para cada programa de secado. El desarrollo de cada programa comprendió las siguientes etapas: Provisión del material aserrado Tareas de control de laboratorio Estibado Proceso de secado artificial Controles de secado Procesos de pos secado Control de la calidad del secado Publicación de los resultados Ejecución de taller de capacitación El desarrollo de la metodología contempló la ejecución de un programa de secado para la especie, con tres repeticiones. Se ensayó la especie Prosopis alba; ajustando los resultados obtenidos en cada repetición, a través de las variables: calidad del material seco, contenido de humedad de la madera y tiempo de secado. La ejecución de cada programa de secado comprende el desarrollo de las etapas mencionadas anteriormente.

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Provisión del material aserrado Clasificación científica de la especie Reino:

Plantae

División:

Fanerógama Magnoliophyta

Clase:

Dicotiledónea Magnoliopsida

Orden:

Fabales

Familia:

Fabaceae

Subfamilia:

Mimosoideae

Género:

Prosopis

Especie:

P. alba

Tabla 1.Clasificación de la especie

Especie Algarrobo blanco

Características tecnológicas de la madera Los valores de contracción son bajos, lo que le confieren estabilidad en uso. Es una madera fuerte y dura, aunque algo quebradiza a los esfuerzos de tracción y choque. Permite ser curvada al vapor. Es una especie naturalmente durable en contacto con el suelo y a la intemperie, siendo la albura atacada por polilla..Es fácilmente penetrable. Se comporta satisfactoriamente en los procesos de secado, sin acusar defectos de estructura. Sus propiedades se detallan en las Tablas 2 a 4.

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Propiedades Peso Especifico aparente (R12) 0,82 Gr /cm3 Contracción volumétrica total (αv) 9,85 % Tabla 2. Coeficiente de Variación de las propiedades físicas de algunas especies del Parque Chaqueño. (Coronel, Eduardo 1.984 y 1989).

Especie

Peso Especifico Aparente al 0% ro Peso Especifico Aparente al 12% r12 (gr/cm3) (gr/cm3) X S CV (%) X S CV (gr/cm3) (gr/cm3) (gr/cm3) (gr/cm3) (%) 5,35 Algarrobo sp 0,76 0,05 6,00 0,82 0,04 Tabla 3. Peso especifico aparente anhidro (ro) y al 12% de humedad (r12) en gr/cm3 y porosidad en % de la madera de la Región del Parque Chaqueño Argentino. Valores promedio, Desviaciones Standard y Coeficiente de Variación. (Coronel Eduardo,1.989. Fundamentos de las Propiedades Físicas y Mecánicas de la madera.1ra.Parte. Facultad de Ciencias Forestales Universidad Nacional de Santiago del Estero. Argentina.1.994.

Especie

Sentido

Hinchamiento total Contracción total B Coeficiente de PSF a% (%) retractibilidad q Algarrobo X S CV X S CV X s CV % X (%) sp (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) Long 0,87 0,07 8,10 0,86 0,07 8,15 18,89 Rad. 2,27 0,19 8,37 2,24 0,14 6,25 0,12 0,02 16,67 18,67 Tang. 3,67 0,24 6,60 3,59 0,20 5,57 0,81 0,04 19,05 17,09 Vol. 7,03 0,48 6,89 6,80 0,67 9,85 0,36 0,05 13,89 18,89 Tabla 4. Hinchamiento y contracción total lineal y volumétrica máx. en %, coef. de retractibilidad y punto de saturación de las fibras en % de distintas maderas de la Región del Parque Chaqueño Argentino Valores promedio, Desviaciones Standard y Coeficiente de Variación. (Coronel Eduardo, 1.989. Fundamentos de las Propiedades Físicas y Mecánicas de la madera.1ra.Parte. Facultad de Ciencias Forestales Universidad Nacional de Santiago del Estero. Argentina.1.994.).

Provisión del material aserrado El material para la realización de los programas de secado artificial de la especie ensayada, proviene de extracciones realizadas en la zona oeste de la Provincia de Formosa, consistente en tablas aserradas de una pulgada de espesor. La materia prima utilizada en la investigación se extrajo de rollizos de árboles de las especies en estudio. Los rollos provenientes de la extracción, fueron seleccionados en playa de estacionamiento y luego transportados a la Ciudad de Formosa para su posterior selección definitiva y obtención del material de estudio. Una vez depositados en la playa de estacionamiento del establecimiento del Parque Industrial de la Provincia de Formosa, denominado Cooperativa El Rayo, se procedió a la selección definitiva de los rollos, considerando, en la obtención de los volúmenes necesarios para obtener las tablas a escuadría , y como aspectos determinantes: la configuración de los rollos dada las características específicas del fuste de las especies en estudio, como así también su estado sanitario y la utilización industrial más frecuente de las especies.

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Equipamiento empleado Secadero GÖTTERT con cámara de paneles de aluminio de 2 m3 de capacidad útil. Controlador de proceso automático GANN TKA6 para maderas. Ventilador de posición axial, ventilas de apertura modulante. El controlador de proceso posee como instrumentos solidarios: Electrodos para medir la humedad de la carga en proceso en un número de 4. Un sensor para medir la ugl (humedad de equilibrio) en la cámara a través de un sensor conectado a lámina de madera de limba. Un termómetro metálico para la medición de la temperatura en cámara. El funcionamiento de la caldera es a gas, funcionando en forma solidaria con las cañerías de provisión de vapor para el calentamiento que se realiza a través de un panel de radiadores de ubicación lateral y para la humidificación posee un caño de recorrido lateral con perforaciones. La presión de trabajo de la caldera es de 2,8 Kg-/cm2. El control de proceso y el funcionamiento del equipo se realizan a través del equipo de regulación GANN Hydromat TKA 6, totalmente automático. Las funciones de medición del equipo son: Medición de la humedad de la madera para un máximo de 8 posiciones dentro del secador. La consulta de las posiciones de medición tiene lugar por medio de teclas pulsadoras, cuando estas no han sido pulsadas el visor indica el valor promedio, al ser presionado es el valor de humedad que registra cada uno de los sensores individualmente. Medición de la humedad de equilibrio de la madera (ugl) del aire de circulación del secador. El valor de medición es indicado permanentemente. Medición de la temperatura del aire de circulación del secadero, el valor de medición es indicado permanentemente. Todas las funciones pueden ser operadas manualmente a través del interruptor Manual automático incorporado.

Instrumental de control de humedad: Medidor de humedad marca Gann para maderas, con porta electrodos de púas y de contacto. Medidor de humedad marca Merlín para superficies de maderas. Equipamiento de laboratorio Estufa termo regulable (temp. Máx. 180 0C) Balanza electrónica con precisión de 0,1g y capacidad de hasta 600g. Balanza electrónica con capacidad de pesada de hasta 6000 g. Desecador de vidrio.

Secadero GÖTTERT con cámara de paneles de aluminio.

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Controlador automático GANN TKA6

Sensor de ugl. (Clima en cámara)

Estibado de la carga Diseño de apilado El diseño de apilado corresponde a las características del apilado plano, sobre una base de madera dura y en carretilla de apilado, cubriéndose una superficie rectangular de 2300 mm x 1350 mm. La altura total de la pila alcanza 1200 mm. Se colocaron pesos que cubren el espacio comprendido entre la parte superior de la pila y el techo de la cámara, a efectos de evitar defectos posteriores en el material, direccionar la circulación del aire y optimizar la capacidad útil de la cámara. Las escuadrías y largos de las piezas a secar fueron coincidentes con las medidas del material en todos los procesos de secado a efectos de uniformar los datos obtenidos. Apilado de la madera Se apilaron las piezas de madera, de las escuadrías mencionadas más adelante, siguiendo las características del apilado plano, obteniéndose un total de 26 camadas, ubicándose 12 tablas por camada, separando las camadas por separadores de sección igual a 15 mm x 20 mm , x 700 mm de largo, separados entre si por una distancia igual a 0,40 m, perfectamente enrasadas las cabezas de las piezas y respetando la alineación de los mismos. De acuerdo al diseño establecido, se procedió al apilado de las tablas, ubicándose sobre la carretilla de apilado, dos bloques, acordes con las dos medidas de tablas estibadas, en la parte posterior de la pila, las tablas de longitud igual a 0,90 m y en la parte anterior de la estiba las tablas de longitud igual a 1,10 m. Cantidad de tablas por camada: 12. Cantidad de camadas 26, Volumen estibado: 1,61 m3

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Apilado de la madera

Vista lateral de la estiba de madera

Resultados obtenidos El desarrollo del programa de secado se cumplió de acuerdo a las siguientes etapas y condiciones: Acondicionamiento previo Secado propiamente dicho Etapas de pos secado Los resultados y conclusiones para la especie Prosopis alba, de una pulgada de espesor, corresponden a los programas de secado algarrobo nº 1; nº 2 y nº 3. Se obtuvieron los siguientes resultados en la repetición de tres programas de secado de la especie Prosopis alba Griseb. (Algarrobo blanco), de una pulgada de espesor. Las condiciones de secado ensayadas se expresan en la tabla A. Condiciones de secado ensayadas Programa Nº CH (%) inicial 60 1 50 2 50 3

CH (%) final 10 10 10

Temperatura inicial (ºC) 60 60 60

Temperatura final (ºC) 71 71 72

Tiempo (Hs) 286,00 264,25 214,10

Tabla A. Condiciones de secados ensayados en la etapa de secado efectivo.

El programa de secado obtenido para la especie, luego de tres repeticiones efectuadas, se presenta en la Tabla B.

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Programa de secado Especie: Prosopis alba Griseb (Algarrobo blanco) CH(%) 50-40

T (ºC) 62,9

HR(%) 74

HEH (%) 11,7

40-30

65

60

8,6

30-20

73,3

50

6,6

20-10

72,8

38

4,8

Tabla B. Programa de secado para la sp. Prosopis alba de una pulgada de espesor.

Condiciones de secado 1 Etapa: Calentamiento y acondicionado 8 a 10 Hs hs a 50 ºC de T y 14-15 % HEH/EMC/UGL 2 ª Etapa: Secado propiamente dicho 3ª Etapa: Acondicionamiento pos secado: 4 a 6 hs a 70-72 ªC, de T y 9,2 % HEH/EMC/UGL Enfriamiento: 2-3 hs a 59% de Ty 5,6 HEH/EMC/UGL

HEH/EMC/UGL: Humedad de Equilibrio Higroscópico T: Temperatura HR: Humedad Relativa CH: Contenido de Humedad de la madera

El tiempo de secado obtenido en las diferentes etapas de cada programa desarrollado se expresa en la Tabla C. Duración de las diferentes etapas en programas desarrollados Programa Nº Etapa Etapa Etapa Acondicionado secado(Hs.) Acondic.Pos/ previo secado (Hs.) (Hs.) I 10 286,00 5,30

Etapa Enfriam. (Hs.)

TOTAL (Hs)

2

303,30

II

4

264,25

4,45

1,40

274,10

III

4

214,10

4

2

224,10

Tabla C. Duración en horas de las diferentes etapas del proceso.

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Conclusiones Las condiciones de secado para las diferentes etapas del proceso fueron: 1 ª Etapa: Calentamiento y acondicionado 8 a 10 Hs hs a 50 ºC de T y 14-15 % HEH/EMC/UGL 2 ª Etapa: Secado propiamente dicho 3ª Etapa: Acondicionamiento pos secado: 4 a 6 hs a 70-72 ªC, de T y 9,2 % HEH/EMC/UGL Enfriamiento: 2-3 hs a 59% de T y 5,6 HEH/EMC/UGL .

Discusión El programa de secado obtenido para la especie Prosopis alba Griseb de una pulgada de espesor, indica que para secar madera aserrada de un contenido de humedad inicial de 50% hasta un 10% de humedad final, se requiere de temperaturas en el rango de 60 a 72 ªC, Humedad Relativa de 74% a 38% y condiciones de clima (HEH) de 11,8% a 4,8%. La duración del secado técnico fue variable y dependió fundamentalmente del contenido de humedad inicial de la madera. La heterogeneidad manifiesta en las tablas referente al contenido de humedad, es una constante en el material recibido.

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Bibliografia - Prosopis alba, sitio de la Purdue Universidad: J. A. Duke, 1983, Handbook of Energy Crops] - Libro del Árbol: Especies Forestales Indígenas de la Argentina de Aplicación Industrial, editor Celulosa Argentina S. A., Buenos Aires, Octubre 1975 - Centro Mundial de Monitoreo de Conservación WCMC, 1998. Prosopis alba. 2006 IUCN Lista Roja de Especies en Riesgo. IUCN 2006. 11 mayo 2006. - SANCHEZ, VICENTE; DARVIN, ANTONIO ET AL ( 2002 ) “Estudios taxonómicos y fenológicos de la especies de importancia forestal de la provincia de Formosa.” Informe Final. -TINTO, JOSE C. “Aporte del Sector Forestal a la construcción de viviendas”. Folleto Técnico Nº 44. Buenos Aires 1978. - CORONEL, EDUARDO.1994."Fundamentos de las propiedades físicas y Junio 1994. UNSE, Santiago del Estero. Argentina. - TINTO, JOSE C. 1997. "Tecnologías de las maderas argentinas y del mundo" - TINTO, JOSE C. 1963. "Manual sobre Estacionamiento de la madera". IFONA. Folleto Técnico-forestal Nro 17. Buenos Aires - Ministerio de Asuntos Agropecuarios y Recursos Naturales. Provincia de Formosa. "Inventario Forestal". Año 1980. Tomo III. Zona A. Parte Oriental húmeda, Parte occidental semiseca. - TUSET, R. y DURAN, F. 1981. “Manual de maderas comerciales, Equipos y Procesos industriales. Montevideo. Uruguay. Ed. Hemisferio Sur. - Manual de Secado de Maderas. Ed Carvajal S.A, Colombia, JUNTA DEL ACUERDO DE CARTAGENA -2008. Secado artificial de maderas nativas del Parque Chaqueño. D`AUGERO, G. et al .XIXº REUNION DE COMUNICACIONES CIENTIFICAS Y TECNICAS Y REUNIÓN DE EXTENSIÓN.CIENCIAS AGRARIAS.UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE.ARGENTINA.2008

Webgrafia: Biblioteca Conmemorativa Orton (IICA / CATIE), Turrialba, Costa Rica. Base de datos / Database: ORTON Busqueda / Search : SECADO 1/1 Signatura : CATIE 674.38 K93. Autor : Krones, M. . Corporativo : Centro Agronómico Tropical de Investigación y Enseñanza, Turrialba (Costa Rica). Lab. de Productos Forestales. Título : Tablas de secado para 40 maderas nativas de Costa Rica..[Drying tables for 40 woods native to Costa Rica].. Idioma : (Es). P.imprenta: Turrialba (Costa Rica)., 1975.. 10 p. Descriptores: SECADO; MADERAS NATIVAS; COSTA RICA.

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