"INCLUSION DE ASERRIN EN TABLEROS DE PARTICULAS" * C D . Oxf., 862.2 H e r n á n Poblete W i l s o n * * NOTA:

El p r o b l e m a a n a l i z a d o en este trabajo fue planteado por los p r o f e s o r e s Señores G e rardo Soto U. y R ü d i g e r A l b i n . El autor desea a g r a d e c e r al Dr. Juan E d o . trabajo

1 .—

no

podría

haber

sido

RESUMEN

S e d e t e r m i n ó e n tableros d e p a r t í c u l a s d e distintos e s p e s o r e s y densidades, de q u é maner a s e v e n afectadas las p r o p i e d a d e s físicom e c á n i c a s al incluir aserrín, desecho industrial d e A s e r r a d e r o s A l t e r n a t i v o s d e P i n u s radiata D . D o n , e n l a capa m e d i a . L o s resultados indican q u e e s p o s i b l e incluir aserrín, en la capa m e d i a , hasta ciertas proporciones sin m e r m a s i m p o r t a n t e s de esas propiedades. L a resistencia a l a tracción s e v e m e j o rada al a u m e n t a r el contenido de aserrín y, la resistencia a la f l e x i ó n se d i s m i n u y e . En cuant o a l h i n c h a m i e n t o , s e a p r e c i a poca v a r i a c i ó n . S e c o m p a r a n l o s resultados obtenidos c o n los v a l o r e s e x i g i d o s p o r l a n o r m a D I N p a r a estas propiedades. SUMMARY T h i s s t u d y intends t o d e t e r m i n e t h e w a y i n w h i c h t h e physical-mechanical p r o p e r t i e s o f d i f f e r e n t t y p e s (thickness a n d d e n s i t y ) o f Pinus radiata D . D o n p a r t i c l e b o a r d a r e a f f e c t e d w h e n s a w dust o f t h e s a m e species produced b y g a n g s a w s i s included i n t h e m i d d l e l a y e r . A n a l y s i s o f t h e data l e a d t o t h e conclusion that t h e u s e o f s a w dust i n t h e m i d d l e l a y e r i s f e a s i b l e up to a c e r t a i n p r o p o r t i o n w i t h o u t s i g n i f i c a n t l y a f f e c t i n g said p r o p e r t i e s . T h e resistance to traction is i m p r o v e d w i t h greater a m o u n t s o f s a w dust. T h e resistance t o bending i s a d v e r s e l y a f f e c t e d b y t h e inclusion o f s a w dust. L i t t l e v a r i a t i o n i s n o t e d r e s p e c t t o thickness s w e l l i n g . R e s u l t s contained h e r e i n a r e c o m p a r e d t o t h o s e d e m a n d e d b y D I N n o r m s f o r these properties. 2.—

INTRODUCCION

En la fabricación de tableros se

de

partículas

usa t r a d i c i o n a l m e n t e c o m o m a t e r i a p r i m a ,

* P r o y e c t o F - 1 f i n a n c i a d o p o r l a Vicerrectoría d e I n v e s t i g a c i ó n d e l a U n i v e r s i d a d A u s t r a l d e Chile, 1975. * * I n g e n i e r o F o r e s t a l , D e p t o . T e c n o l o g í a e Industrias de la Madera. Fac. Ingeniería Forestal. Universid a d A u s t r a l d e C h i l e . C a s i l l a 853. V a l d i v i a - C h i l e .

Bosque 3 ( 1 ) : 39-46, 1979

D í a z - V a z O . sin cuya colaboración e s t e

realizado.

virutas de madera. Estas se caracterizan por t e n e r una r e l a c i ó n e n t r e l o n g i t u d y espesor, l l a m a d a c o e f i c i e n t e d e esbeltez, c u y o s v a l o r e s deben o s c i l a r e n t r e 60 y 120. ( K O L L M A N N , 1975). E n los países industrializados s e han e f e c t u a d o i n v e s t i g a c i o n e s y d e s a r r o l l a d o técnicas para incluir m a t e r i a s p r i m a s con o t r a s características de f o r m a y t a m a ñ o . E s t o ha perm i t i d o e l a p r o v e c h a m i e n t o d e desechos industriales e n t r e los cuales s e i n c l u y e e l aserrín. E n l o s países m e n o s desarrollados, e l m e j o r uso q u e se da al aserrín es c o m o combustible, siendo l a m a y o r í a d e l a s v e c e s q u e m a d o , c o m o u n m e d i o d e e l i m i n a r l o . L a conveniencia d e util i z a r una m a t e r i a p r i m a q u e e s s o l a m e n t e u n desecho queda, p o r lo tanto, f u e r a de discusión. D e las i n v e s t i g a c i o n e s realizadas con e l prop ó s i t o d e utilizar e l a s e r r í n e n l a f a b r i c a c i ó n de tableros, se p u e d e e x t r a e r suficiente inform a c i ó n básica de la cual cabe d e s t a c a r a l g u n o s aspectos m á s interesantes. A l r e e m p l a z a r e n l a f a b r i c a c i ó n del tablero, v i r u t a p o r aserrín, dism i n u y e l a esbeltez d e l a m a t e r i a p r i m a . E s t a variación es m u y importante ya que influye e n e l c o m p o r t a m i e n t o físico-mecánico d e los tableros ( M O S L E M I , 1974). U n a p a r t í c u l a d e f o r m a ó p t i m a c o r r e s p o n d e a un e l e m e n t o plano, cortado p a r a l e l a m e n t e a la dirección de las fibras, c u y a r e l a c i ó n e n t r e l o n g i t u d y espesor afecta la buena t r a n s m i s i ó n de la resistencia d e l a m a d e r a a l tablero. C u a n d o l a esbeltez e s m á s baja q u e la prescrita, se notan tendencias dispares en las propiedades físico-mecánicas. A s í l a d i s m i n u c i ó n del t a m a ñ o d e l a partícula afecta e l c o m p o r t a m i e n t o m e c á n i c o , traduciénd o s e e n u n i n c r e m e n t o d e los v a l o r e s d e tracción perpendicular al p l a n o y una disminución d e los d e f l e x i ó n . ( B R U M B A U G H , 1960; K O L E J A C K , 1960; K L A U D I T Z y B Ü R O , 1962; R A C K W I T Z , 1963; J E N S E N y K E H R , 1971). L a f o r m a y t a m a ñ o d e l a s p a r t í c u l a s influy e n , además, e n l a s u p e r f i c i e encolable. E s t o s i g n i f i c a una m a y o r s u p e r f i c i e d e e n c o l a d o a l d i s m i n u i r e l t a m a ñ o d e las partículas, obteniéndose p a r a una m i s m a cantidad d e a d h e s i v o un e n c o l a d o d e f e c t u o s o o insuficiente. O t r o f a c t o r n e g a t i v o e s l a s u p e r f i c i e r u g o s a d e l ma39

Hernán Poblete Wilson terial, d i s m i n u y e n d o e l á r e a d e c o n t a c t o e n t r e l o s g r á n u l o s . A d e m á s , h a y q u e considerar q u e e n e l a s e r r í n g r a n p a r t e d e las f i b r a s s e enc u e n t r a n cortadas, l o q u e a f e c t a e l c o m p o r t a miento de este tipo de tableros. ( G I N Z E L y P E R A Z A , 1966).

distintas p r o p o r c i o n e s d e aserrín c u y o t a m a ñ o p r o m e d i o e r a 1,72 m m .

E n e l p r e s e n t e t r a b a j o s e i n v e s t i g ó l a v a r i ac i ó n de las p r o p i e d a d e s físicas y m e c á n i c a s de t a b l e r o s d e partículas, producidos p o r prensad o plano, a l incluir e n l a c a p a m e d i a aserrín d e P i n u s radiata D . D o n , p r o v e n i e n t e d e sierras alternativas.

S e utilizó c o m o a d h e s i v o U r e a f o r m a l d e h i d o a l 5 1 % sin aditivos. E l a d h e s i v o s e a p l i c ó a las v i r u t a s e n d i f e r e n t e s p r o p o r c i o n e s s e g ú n las relaciones existentes e n t r e capa e x t e r n a y m e d i a . L a s capas e x t e r n a s d e los t a b l e r o s d e 11, 20 y 43 mm se e n c o l a r o n c o n 9,5; 10,3 y 11,0% d e adhesivo, r e s p e c t i v a m e n t e . L a s capas m e d i a s d e los tableros d e 11, 2 0 m m f u e r o n encoladas con un 7,0% y los de 43 mm c o n un 7,25%.

S e seleccionó e s t e n u e v o t i p o d e m a t e r i a prim a t e n i e n d o e n cuenta q u e :

S e f a b r i c a r o n seis tipos d e tableros s e g ú n e l p o r c e n t a j e d e a s e r r í n incluido e n l a capa m e d i a .

— La industria nacional q u e p r o d u c e estos tab l e r o s s e abastece e x c l u s i v a m e n t e d e P i n u s radiata.

L a p r o p o r c i ó n d e aserrín s e e x p r e s ó c o m o p o r c e n t a j e del m a t e r i a l usado e n l a c a p a m e d i a y se e s t i m ó c o n v e n i e n t e cubrir, d e n t r o de lo factible, e n f o r m a c o m p l e t a e l r a n g o d e posibilidades. D e h e c h o s e i n c l u y e n p r o p o r c i o n e s d e aserrín de 0 hasta 100%, pasando p o r l o s niv e l e s 20, 40, 60, y 80%. Es n e c e s a r i o h a c e r not a r q u e p a r a e l caso d e los t a b l e r o s d e 4 3 m m n o f u e p o s i b l e t r a b a j a r con contenidos m a y o r e s a 8 0 % d e b i d o a q u e el m a t e r i a l de la capa m e dia al s e r p r e n s a d o tendía a e s c u r r i r p o r los bordes.

— A p r o x i m a d a m e n t e un 13 % del v o l u m e n de m a d e r a aserrada, d e e s t a especie, e s procesado p o r c u a t r o a s e r r a d e r o s a l t e r n a t i v o s . — D e a c u e r d o a estudios r e a l i z a d o s p o r K A W A S y Z I L L E R (1975), u n 1 1 % del volum e n p r o c e s a d o e n este t i p o d e aserraderos s e t r a n s f o r m a e n aserrín, l o cual s e traduce en una disponibilidad anual de unas 13.000 T O N d e e s t e t i p o d e subproducto. — De la cantidad a n t e r i o r mencionada, un 8 5 % se p r o d u c e a distancias interesantes p a r a el a b a s t e c i m i e n t o de estas industrias, cantidad e q u i v a l e n t e a la m a t e r i a p r i m a consumida p o r una industria p e q u e ñ a .

A d e m á s , s e i n c l u y ó c o m o v a r i a b l e l a densid a d d e l o s tableros. P a r a e l l o s e t u v o p r e s e n t e :

3—

b ) Q u e l a densidad e s u n f a c t o r d e t e r m i n a n t e e n g r a n p a r t e d e las p r o p i e d a d e s físicomecánicas y

METODOLOGIA.

C o n e l o b j e t o d e o b t e n e r una i n f o r m a c i ó n a m p l i a s o b r e e l e f e c t o d e incluir a s e r r í n e n tableros d e partículas, s e decidió r e a l i z a r este e s t u d i o en tableros con espesores de 11, 20 y 4 3 m m c u y a s p r o p o r c i o n e s d e capas e x t e r n a s y capa m e d i a c o r r e s p o n d e n a: 40/60 p a r a tab l e r o s d e 1 1 m m d e e s p e s o r ; 30/70 p a r a l o s t a b l e r o s de 20 mm de e s p e s o r y 20/80 p a r a aquellos de 43 m m . T o m a n d o e n c o n s i d e r a c i ó n l a influencia d e l t a m a ñ o y f o r m a de l a s partículas f u e necesario, antes d e l a confección d e t a b l e r o s d e e n s a y o , a n a l i z a r y c a r a c t e r i z a r el m a t e r i a l aserrín. B á s i c a m e n t e s e d e t e r m i n a r o n dimensiones, c o m p o s i c i ó n p o r c e n t u a l d e l o s distintos g r a d o s de t a m a ñ o e influencia d e l d e s g a s t e de l a s s i e r r a s y la presencia de c o r t e z a . C o n o c i d a s las características del aserrín, se c o n f e c c i o n a r o n t a b l e r o s c o n v i r u t a s d e 0,2 m m d e espesor, 5 m m d e l a r g o y 3,5 m m d e ancho p a r a l a s capas e x t e r n a s . L a s v i r u t a s p a r a l a c a p a m e d i a t e n í a n 0,3 m m d e espesor, 2 4 m m de l a r g o y 8 mm de ancho y se m e z c l a r o n con 40

a ) Q u e los tableros producidos c o r r e s p o n d e r í a n a l g r u p o d e n o m i n a d o d e densidad m e d i a , cuyas densidades f l u c t ú a n e n t r e 400 y 800 Kg/m3,

c ) Q u e las n o r m a s e x i g e n p r o p i e d a d e s físicom e c á n i c a s i n f e r i o r e s a l a u m e n t a r l a dimens i ó n espesor, c o n la consecuente posibilidad de d i s m i n u i r la densidad del t a b l e r o . D e a c u e r d o a l o y a e x p u e s t o , los t a b l e r o s d e prueba t u v i e r o n espesores d e 1 1 m m c o n densidades d e 650 K g / m 3 y 600 K g / m 3 ; espesores d e 2 0 m m con densidades d e 600 K g / m 3 y 550 K g / m 3 y espesores d e 4 3 m m c o n densidades d e 550 K g / m 3 y 500 K g / m 3 . L a s partículas encoladas se l l e v a r o n a un prensado plano cuyas v a r i a b l e s f u e r o n una presión m á x i m a d e 2,549 N / m m 2 y una m í n i m a d e 1,275 N / m m 2 con una t e m p e r a t u r a constant e d e 140°C. E n e l caso d e tableros d e 1 1 m m de e s p e s o r se a p l i c a r o n t i e m p o s de 5 m i n u t o s , en tableros de 20 mm de espesor 7,5 m i n u t o s y p a r a 4 3 m m d e espesor, 1 7 m i n u t o s . L u e g o del prensado s e l i j a r o n las s u p e r f i c i e s d e a m b a s caras c o n una pérdida d e 0,5 m m d e espesor p o r cara. De los tableros se obtuvieron probetas para Bosque V o l . 3 N° 1, 1979

Inclusión de aserrín en tableros de partículas rugosa, teniendo las f r a c c i o n e s m á s f i n a s forma a l a r g a d a s e m e j a n t e a astillas. E l t a m a ñ o d e las partículas d e aserrín fluctuó e n t r e m e n o s de 0,8 mm y 5,0 m m . Al pond e r a r las distintas clases d e t a m a ñ o p o r l a p r o p o r c i ó n d e p e s o d e aserrín, s e d e t e r m i n ó un t a m a ñ o p r o m e d i o de 1,36 m m . Se pudo estim a r q u e cerca del 70 % d e l m a t e r i a l v a r i ó e n t r e 0,8 y 2,5 m m . Un d e t a l l e de los r a n g o s de tam a ñ o y las p r o p o r c i o n e s en p e s o d e l aserrín se presentan en el Cuadro N° 1. C U A D R O N° 1 Clases de tamaño y proporciones de aserrín. Tipo de tamaño

Proporción en p e s o ( % )

0 , 8 1,0 < 1,6 > 1,6 2 , 0