miércoles, 3 de noviembre de 2010

SECADO ARTIFICIAL DE PIEZAS DE MADERA(Metodo industrial).

SECADO DE MADERA EN HORNOS.(secado artificial).



Tambien llamado secado artificial ó industrial, este proceso consiste en colocar la madera apilada en una bodega o túnel cerrado,  aislado térmicamente, en el cual el aire caliente es circulado en forma continua sobre las piezas de madera a secar, bien sea con ventiladores o por convención. Los hornos convencionales generalmente funcionan a temperaturas de secado iniciales entre 38°C y 77°C (110°F-170°F) y terminan con temperaturas entre 66°C y 93°C (150-200°F).
Usando estas temperaturas y con una circulación del aire continuamente a una velocidad de 1-2 m/seg (200-400 pies/min) es como se consigue acelerar el secado de la madera muy por encima de la velocidad de secado al aire libre.
En un horno de secado se puede ejercer control de los tres factores que determinan el secado de la madera.


 Se pueden aplicar la humedad relativa y la temperatura adecuadas según la madera. Además es posible controlar los defectos que se puedan ocasionar, variando las condiciones de secado y por último acondicionar la madera para el CH% final. La temperatura y la humedad relativa dentro del horno son controladas por medio de un instrumento llamado, PSICROMETRO que consiste en un par de termómetros.Uno de ellos tiene cubierto el bulbo de mercurio con una gasa ó algodon  humedecido permanentemente. El otro termómetro no tiene nada de especial y marca la temperatura del horno.
Cuando la corriente de aire caliente pasa por el psicrómetro, en el bulbo húmedo se produce la evaporación del agua, lo cual ocasiona una disminución de la temperatura del termómetro.
La diferencia de temperaturas entre los termómetros llamada diferencia psicrométrica, es utilizada en una tabla psicrométrica para obtener el valor de la humedad relativa y en algunas tablas la humedad de equilibrio.
Con relación a la circulación del aire se pueden distinguir aquellos hornos de ventilación forzada por medio de ventiladores y los hornos de circulación por convección.


Porf acilitar el anterior proceso, las pilas son construidas con flujos verticales (chimeneas).
Los hornos de secado pueden ser de compartimiento o sea aquellos en donde la carga de madera permanece estacionaria mientras dura el secado.
Son cargados completamente al iniciar el secado. La temperatura y la humedad relativa permanecen más o menos uniformes durante cierto período de tiempo, las cuales son cambiadas a medida que progresa el secado.
Este tipo de hornos poseen puertas bien sea en los extremos o en los lados.En los hornos de túnel o progresivos, la carga de madera consta de una serie de vagonetas, cada una con madera en un estado diferente de secado. Estos hornos poseen puertas en los extremos
del túnel.

Las piezas de madera más húmeda o verde debe está localizada en la  entrada del horno y donde las condiciones de secado son menos ostiles. Estas condiciones se van modificando y haciendo más severas hacia el extremo de salida.


LOS SISTEMA DE CALEFACCIÓN EN LOS HORNOS


Se pueden distinguir dos tipos así:
Aquellos que usan vapor caliente proveniente de una caldera, el cual es conducido por tuberías. También se usan las resistencias eléctricas. Los de calefacción directa o sea los que reciben el calor directamente de un quemador. Estos hornos están complementados con radiadores de agua para variar las condiciones de humedad dentro del horno.
Cuando el aire caliente tiene que atravesar espacios muy grandes,es necesario colocar calentadores entre las pilas para elevar la temperatura y conseguir aire recalentado para la segunda pila. Con esta medida se evita el alargamiento del tiempo de secado y se evita la formación de colapso y apanalamiento ,de


EL HORARIO O PROGRAMA DE SECADO
Las mejores prácticassecado en hornos, conllevan el uso de horarios de secado, los cuales se basan en el contenido de humedad de la madera que se va a secar. En otros casos los
horarios de secado están basados en el tiempo durante el cual se aplican una determinada humedad relativa y temperatura, las cuales son posteriormente cambiadas después de dicho tiempo.
Un horario de secado no es mas que una serie de instrucciones sobre la temperatura y la humedad relativa que sedeben aplicar en el secado de una madera, basado en cambios en el contenido de humedad.
La aplicación y control de las condiciones de secado (horario de secado) se llevan a cabo por medio de las tablas de control colocadas en las pilas de tal modo que reciban las mismas variaciones de temperatura y humedad.


 APILADO DE LA MADERA DENTRO DEL HORNO
Generalmente la madera se organiza en pilashorizontales con separadores para facilitar el flujo del aire. El tamaño de laspilas depende del tamañodel horno y deltipo de horno.
Las pilas están orientadas de tal manera quereciban el aire en dirección paralela a los separadores.
Es conveniente hacer las pilas de piezas de un mismo espesor, con una sola especie de madera o de maderas similares; también es conveniente hacer pilas de madera de albura aparte de las de duramen.
En general serecomienda clasificar lamadera de acuerdocon: albura o duramen, especies, espesores, contenidos de humedad, con el fin de conseguir un producto secado de una buena calidad.
SECADO POR DESHUMIFICACIÓN
El uso de los deshumificadores es relativamente nuevo.Fueron usados y desarrollados en Europa Básicamente un deshumificador consiste en un recinto cerrado, lo mas hermético posible, en donde se coloca la madera en pilas horizontales. Una corriente de aire seco con una humedad relativa entre 15-40% y calentado a temperaturas no superiores a 60°C, es forzado por medio de ventiladores a pasar a través de la pila.
Este aire extrae la humedad de la madera. Luego el aire húmedo pasa por un sistema de refrigeración en donde es enfriado por debajo de la temperatura del punto de rocío; parte de la humedad es condensada y drenada fuera del horno. El aire una vez ha perdido agua es recirculado hacia la madera repitiéndose el ciclo.
La humedad relativa alcanzada en un deshumificador es generalmente mas baja que la que se puede obtener en un horno convencional a la misma temperatura. Como se puede ver, una diferencia fundamental entre el deshumificador y el horno convencional radica en que en este último una vez el aire se calienta y se carga de humedad, es sacado fuera de la cámara y reemplazado por aire fresco y seco.
Es aquí donde radica uno de los mayores costos del horno convencional al botar aire húmedo y caliente perdiendo gran cantidad de energía usada para vaporizar el agua.
Se ha encontrado ahorros de energía del orden de 50%en los deshumificadores con respecto al horno convencional.

 ESTOS SON ALGUNOS DETALLES DEL SISTEMA
 Arreglo y disposición de la madera. La madera se apilará en pilas horizontales de tal manera que llenen completamente la cámara de secado, tanto hacia los lados como hacia el techo.
Las maderas se separan entre si con elementos llamados separadores. Como regla práctica se recomienda apilar la madera delgada en la parte trasera donde el aire es mas seco.
 La cámara de secado. Se puede utilizar un galpón o cuarto que pueda ser aislado térmicamente, con el fin de conseguir ahorro de energía. Además se deberán aislar techo, paredes y puertas.
Fuera del aislamiento térmico se deben impermeabilizar las paredes y pisos para evitar el paso de la humedad.


 ALGUNAS VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS DESHUMIFICADORES
 VENTAJAS
 La eficiente utilización del calor disponible y baja temperatura de operación en el proceso.
 La velocidad de secadoes mas bajaque en elhorno convencional.
 Se pueden construir pequeños deshumificadorespara pequeñas o medianas empresas.
 Los sistemas se puede adaptar a cualquier recinto bien aireado, resistente a la humedad y que no reciba el sol directamente.
Debido a las bajas temperaturas de secado el operario puede trabajar dentro de la secadora sin apagarla y sin peligro.
Las cantidades de contracción y torcedura son bajas.


 DESVENTAJAS
 Operan a bajas temperaturas lo cual alarga el tiempo de secado.
 Lo anterior implicaría la construcción de deshumificadores de gran capacidad para tener abastecimiento continuo de madera seca.
 Maderas de grandes espesores,requieren de unmayor tiempo de secado.
 No poseen medios para acondicionar la madera y liberar esfuerzos.


EL SECADO AL AIRE ACELERADO
Abarca el uso de técnicas de relativo bajo costo tales como techos y coberturas, ventiladores y en ocasiones
algún tipo de calefacción.
En general el sistema abarca cualquier técnica que acelere la evaporación del agua, en especial el agua libre y parte del agua higroscópica.
Cuando se usa calefacción,la temperatura no sobrepasa los 49°C (l20°F) .
El secado solar es un secado a baja temperatura con circulación forzada.
El sistema de secado es mas rápido que el secado al aire.


EL SECADO BAJO TECHO CON VENTILADORES
Sistema de secado que usa un galpón con techo y solo una pared lateral permanente en donde van instalados los ventiladores.
Los otros lados con excepción del frente van cubiertos con lonas.
Los ventiladores siempre giran en un solosentido y sufunción es forzar el aire a través de la pila.
El calor para el secado proviene delmedio ambiente dondeestá instalado el sistema.


El SECADO AL AIRE CON VENTILADORES
Se diferencia del anterior en que el techo es temporal, así como las paredes y los ventiladores pueden ser portátiles.
En general son construcciones temporales. Con relación a las paredes éstas pueden ser de lona o triplex o lámina, fáciles de remover.


 SECADO CON VENTILADORES Y CALEFACCIÓN
En este sistema el calor para elevar la temperatura puede provenir de una caldera o algo similar. También puede implementarse usando el techo de la planta como colector de energía solar.
En algunos casos se usa el sistema mixto usandoun quemador de residuos durante la noche y un colector de energía solar durante el día.
Una forma económica de colectar calor del sol es por la utilización del techo de la planta, pintándolo de negro. Se pueden conseguir así temperaturas cercanas a 43°C (110°F).

LOS SECADORES BAJO TECHO CON RECIRCULACIÓN DE AIRE CONTINUO
 Secadores de este tipo son de dos clases:
 El que solamente controla en forma parcial la humedad relativa por medio de las ventilas.

El horno de secado de baja temperatura,el cual controla completamente la humedad relativa.

Los dos tipos de secadores generalmente constan de una estructura económica, mas el equipo necesario para la calefacción, la circulación del aire y los controles (psicrómetro).

Las temperatura se presentan en el rango de 21-49°C(70-120°F).
Ambas poseen ventilas para la salida de la humedad, las cuales estan cerradas casi todo el tiempo.
Tanto la temperatura del termómetro seco como la del termómetro húmedo son controladas por medio del psicrómetro.
En el horno de baja temperatura un rociador de vapor provee la humedad necesaria.
La diferencia de estos secadores con un secador convencional está en el hermetismo de la cámara así como en el rango de temperaturas.
Los controles del secador convencional son automatizados.
El tipo de construcción de los secadores descritos antes, no hace posible que sean convertidos en hornos convencionales. Sin embargo algunos de ellos pueden convertirse adicionando mas equipo y aislando un poco mas la estructura.

LOS DEFECTOS DE SECADO ( LA MADERA Y SU PREVENCIÓN)

El  daño en la estructura o alteración en la apariencia de la madera, producido durante el proceso de secado y que disminuye su valor comercial o su duración o afecta su propiedad industrial, se consideran defectos de secado.
Dichos defectos se presentan desde el momento en que ha sido cortado el árbol, ya sea en la troza, en la madera aserrada o, inclusive, en el producto terminado y en uso, cuando éste ha sido elaborado con madera verde o mal tratada.
Dichos efectos tienen manifestaciones según la causa y las ccircunstancias en las cuales se desarrollan. Si se sabe cómo, dónde y por qué ocurren, es posible tomar precauciones para que el deterioro sea el mínimo posible en el proceso.
El propósito consiste en analizar  la forma como se presentan los defectos, sus causas y las maneras mas adecuadas de prevenirlos.