TRATAMIENTO Y SECADO DE LA GUADUA

  SECADO Y TRATAMIENTO DE LA GUADUA

Los mayores problemas de ataque de insectos y hongos se presentan durante el período de secado, que es necesario realizar antes de emplear el material. Es preferible no almacenar el bambú en contacto con el suelo, ni a la intemperie, sino bajo techo y bien ventilado, en posición vertical. El tiempo de secado varía según el contenido de humedad en el culmo, el grosor de la pared, el grado de madurez y las condiciones de secado; en general es de cuatro a ocho semanas (Stultz 1981). Los defectos que se presentan en los bambúes en el secado, son agrietamientos en la superficie, rajaduras en los extremos, colapso o aplastamiento, y deformaciones (Hidalgo 1974), que hacen a los culmos inservibles. Los bambúes también se pueden secar en estufa, como la madera aserrada; es más costoso, y sólo se justifica a gran escala (Hidalgo 1974).

 Preservación  

Los métodos de preservación que se proponen a continuación, se utilizan para guadua que va a ser empleada en interiores, es decir, que no estará expuesta a la intemperie. Se debe tener en cuenta además, que la guadua esté en el grado de madurez óptima y que se encuentre seca, con un contenido de humedad por debajo del 12%, buscando que el material tenga buenas condiciones de resistencia físico-mecánica.  

La mezcla empleada para la preservación, es una solución salina denominada "Pentaborato" cuyos componentes son:

1 Kilo de Acido Bórico

1 Kilo de Bórax

50 Litros de Agua  

Al iniciar el proceso de preservación, se debe hacer la ruptura de los tabiques o septus transversales de la guadua, para lograr la mayor penetración del inmunizante, Esta labor se realiza empleando una varilla de hierro de ½ pulgada, de forma puntiaguda en uno de sus extremos que permita romper fácilmente dichos tabiques, de tal manera que se cause el mínimo daño a la guadua.  

Una vez realizada la mezcla con una buena dilución, se procede a hacer la inmersión de la guadua en los tanques por un lapso de 5,8 horas. Posteriormente se deja escurrir en forma vertical. Por economía preserve la guadua solo en las dimensiones que utilizará posteriormente.  

Para evitar pérdidas de resistencia y facilitar la penetración de los preservantes, se recomienda otro procedimiento que consiste en tratar las guaduas secas, efectuando dos perforaciones en cada entrenudo, cada una cerca al tabique, con una broca de 1/8". Luego se procede a sumergir las guaduas en la solución escogida.  

Existen en el mercado muchos otros productos químicos, algunos de ellos biodegradables, que se han utilizado con óptimos resultados, cuya función específica es preservar y proteger las maderas y la guadua contra insectos: comején, carcoma y otros xilófagos.  

El tratamiento con estos productos se realiza perforando la guadua cerca de los tabiques. Luego se inyecta por los orificios de 1/8" dosis de 2,5 cc hasta 10 cc, según el diámetro de la guadua y la longitud de sus entrenudos. Cada guadua se debe rodar en posición horizontal de ta1 manera que el producto cubra completamente la pared interna. Finalizada la aplicación se tapan los orificios con cera de abejas para evitar la entrada de otros líquidos disolventes.

Si el corte de los tallos se efectúa al amanecer y en luna menguante se obtienen con menor contenido de humedad y menores concentraciones de carbohidratos y por lo tanto más resistentes a los ataques de los hongos y agentes xilófagos.  

Corporación Autónoma regional del Quindío, Centro Nacional Para El Estudio Del Bambú – Guadua, p. 16.

Preservación del bambú  

La durabilidad natural del bambú es de uno a tres años, empleado en la construcción en contacto con el suelo, y de cuatro a siete años, si se utiliza en las partes interiores (Lanticanet al. 1987). La vida útil del bambú aumenta con los tratamientos de preservación. Así, según (Tewari 1981) el bambú tratado puede durar como mínimo 15 años (hasta 20), aún en condiciones extremas, o hasta 30-50 años sin estar en contacto con la humedad (Carmiol 1998).  

Los bambúes varían de especie a especie en la susceptibilidad de los culmos a insectos xilófagos y hongos. Existe además cierta correlación entre el ataque y el contenido de almidón y de humedad (McClure 1956). En consecuencia, la durabilidad depende de la especie de bambú, del tiempo de cosecha y del turno técnico empleado, es decir, la edad de corta.  

En muchas ocasiones se utiliza el bambú sin tratamiento de preservación por desconocimiento de las posibilidades y ventajas y también por la ausencia de mercado para bambú preservado (Liese 1985). Es necesario por ende, después de haber seleccionado las especies de interés comercial preferentemente con buena resistencia al ataque de insectos y patógenos, determinar los preservantes y la técnica de tratamiento según las posibilidades existentes. Los métodos más comunes son:  

Ahumado o calentamiento en hornos: Los culmos son almacenados encima de chimeneas, el humo ennegrece los culmos y por el calor se extrae el almidón y otras sustancias. En Japón se colocan los culmos en cámaras a 120 –150 ºC por 20 minutos, porque se considera efectivo para la protección contra insectos xilófagos (Liese 1985).  

Inmersión en agua corriente: Los culmos son echados a ríos poco turbulentos por varias semanas, y lastrados con piedras para sumergirlos. Por medio de este proceso el almidón y los azúcares son disueltos, y se mejora la absorción de preservantes por difusión y presión (Liese 1985).  

Inmersión en tanques: Es un método económico y simple en el cual se utiliza un preservante soluble en agua. El preservante penetra en el lapso de varios días, por los extremos de los culmos y en menor proporción por los nudos (Liese 1985).  

Metabolismo y transpiración después del corte: Se corta el bambú, se deja con ramas y follaje en forma vertical y la savia (almidón y otros componentes) es liberada del extremo cortado. A continuación, se coloca en la misma posición dentro de un recipiente con preservante por dos a cinco días, que es absorbido con ayuda de la transpiración de las hojas (Hidalgo 1974, Stultz 1981).  

Método "Boucherie": Con este método es preferible utilizar culmos recién cosechados con ramas y follaje. Se conecta la base cortada del bambú con una llave, que sale de un recipiente. Con preservante ubicado a una altura superior, y se coloca un recipiente al final del culmo para colectar el preservante. La sustancia, que penetra por efecto de la gravedad y también por la transpiración de las hojas, debe dejarse difundir por espacio de dos a cinco días

 (a). El método de "Boucherie" mejorado es con un bomba de aire (compresor) conectada al recipiente con preservante, con el cual se reduce el tiempo a unas tres a ocho horas

 (b) (Hidalgo 1974 Stultz 1981, Liese 1985).  

 Método de ¨Boucherie¨(a) simple, (b) con bomba de aire (Stultz 1981)  

En Costa Rica el Proyecto Nacional Bambú ha desarrollado una modificación al método de preservación de Boucheri, que consiste en un desplazamiento de savia.  Por un lado del tallo se le inyecta el preservante y por el otro sale la savia 

Preservación de Guadua angustifolia mediante el método de Boucheri modificado. Estación Experimental Los Diamantes, Guápiles, Costa Rica.

Presión: Este es uno de los mejores tratamientos, pero se necesitan instalaciones especiales. Se utilizan preservantes solubles en agua o también creosota, aplicados a los bambúes secados, primero efectuando un vacío de 10 –500 mbar y luego una presión de 0,5 – 1,5N/m².

En Taiwán se tratan así a los bambúes utilizados para puntales de bananos (Liese1985). Las soluciones de preservantes más empleadas son (Hidalgo 1974, Stultz 1981, Liese 1985):  

-Pentóxido de arsénico-sulfato de cobre- dicromato de sodio. Es efectivo, pero no es recomendable por su alta toxicidad y su efecto residual;

-Sulfato de cobre-dicromato de sodio- ácido acético;

-Sulfato de cobre-cromato de zinc- dicromato de sodio;

-Acido bórico-sulfato de cobre- dicromato de sodio

-Cloruro de zinc-dicromato de sodio;

-Borax-ácido bórico-dicromato de sodio;

-Borax-ácido bórico; y otros.

Después del tratamiento, los bambúes se deben secar al aire por espacio de varios días, hasta que el contenido de humedad descienda a 10-15% (Stultz 1981). Otros métodos de menor importancia son el calentamiento sobre llama, la ebullición en agua. Utilizando preservantes, la aplicación de borax: ácido bórico (1:1) con brocha o atomizador. Además, se pueden aplicar preservantes contra el fuego (Hidalgo 1974, Liese 1985).

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.

SISTEMAS DE SECADO PARA MADERA

La madera puede secarse de dos formas: Natural o Artificial.
SECADO NATURAL O AL AIRE LIBRE.

Es la forma más simple de secar la madera. Cosiste en la exposición directa de la madera al medio ambiente. La velocidad y la presión del aire llevan a cabo el secado hasta el contenido de humedad de equilibrio CHE del lugar.
MADERA ROLLIZA.- Se llama madera rolliza la madera de sección circular que no ha sido aserrada.
Desde el momento mismo de la tala, inicia la madera su proceso de secado.

APILADO.

La manera corriente de apilar la madera consiste en armar pilas conformadas por planos horizontales.

MADERA ASERRADA. - El secado de esta madera se realiza en patios de secado, los patios de secado son terrenos planos de piso duro y compacto situados en lugares no inundables y con bue

na circulación de aire.

APILADO.

Existen cuatro sistemas principales de apilado de la madera en el patio de secado:

Apilado horizontal, apilado de pie o por los extremos, apilado en triangulo, apilado en caballete.

Apilado en caballete y triangulo

SECADO ARTIFICIAL

Es el proceso por el cual se elimina el agua contenida en la madera mediante el empleo de temperatura, presión, velocidad y humedad relativa HR del aire, diferentes a las proporcionadas por el ambiente natural.

DEFECTOS ORIGINADOS POR EL SECADO.

La mayoría de los efectos de secado resultan cuando la madera ha llegado a contenidos de humedad CH menores al punto de saturación de las fibras PSF y comienzan a presentarse contracciones que originan cambios en las dimensiones de las piezas de madera. Se recomienda apilar bien la madera y seguir un adecuado programa de secado.
Sea cual fuere el sistema de secado que se emplee en secar una madera, se ha de tener presente que: se debe secar madera en el menor tiempo posible, al menor costo y con la mejor calidad.

El secado de la madera es un procedimiento de vital importancia en la manufactura de las maderas, pero en ocasiones llega a ser la fuente de algunos problemas y defectos cuando se aplica mal, generándose pérdidas en el valor de la madera y a veces toda la madera.

Pero no todo es malo y es así como se dispone de una serie de sistemas de secado según sea la madera y su uso, los cuales secan la madera a satisfacción.

REQUERIMIENTOS ENERGÉTICOS

Recordemos que es necesario la aplicación de algún tipo de energía calórica para poder evaporar el agua de la madera, y estos requerimientos van en aumento a medida que progresa el secado, con el fin de liberar el agua en las grandes fuerzas higroscópicas con las cuales es retenida en la madera.

 LA HUMEDAD RELATIVA DEL AIRE CIRCULANTE

El medio en donde se está secando la madera debe ser capaz de recibir la humedad proveniente de la misma.

La humedad relativa deberá estar por debajo de 100% si se espera que la madera se seque, pero no excederse demasiado, ya que una humedad relativa muy baja puede producir daños en la madera.

MOVIMIENTO DEL AIRE

Para que se produzca el secado de una madera el aire en contacto con ella debe estar en movimiento, ya que éste es el encargado de transportar tanto el calor como la humedad extraída a la madera.
Un manejo adecuado de estos tres factores, es indispensable para el éxito del secado de una madera.
SECADO

El secado consiste en evacuar el exceso de agua que contiene la madera, en el menor tiempo, al menor costo y obteniendo, la mejor calidad posible.La madera es un producto orgánico natural que contiene bastante agua. Gran parte de la cual debe ser evacuada para obtener un contenido de humedad CH
que depende de la utilización que de ella vaya a hacerse y de la humedad relativa HR del aire ambiente.
VENTAJAS
El secado proporciona una materia prima de mejor calidad. Las principales ventajas técnicas que se obtienen con un buen secado son:
􀂘 RESISTENCIA A LA PUDRICIÓN.- Aumenta al evitarse el ataque de hongos e insectos.

􀂘 RESISTENCIA MECÁNICA.- Al aumentar, la madera soporta mayores cargas de esfuerzo.

􀂘 CONSERVACIÓN DE FORMAS Y DIMENSIONES.- Las piezas elaboradas con madera seca son más fáciles de ensamblar.

􀂘 REDUCCIÓN DE PESO.- Se facilita el transporte y la madera estructural es más resistente.

􀂘 INMUNIZACIÓN.- Mayor resistencia a la intemperie y a otras condiciones climáticas difíciles.

􀂘 CONSERVACIÓN DEL COLOR- El color igual en todas las piezas permite una calidad uniforme al fabricar elementos con acabado natural.

􀂘 MEJOR SOPORTE PARA ACABADOS.- Como pegas, pinturas, y capas de acabado en general.

􀂘 MEJOR CALIDAD DE MAQUINADO.- La madera no se debe trabajar húmeda, debido a que sus fibras se rompen de manera prematura y desigual, propiciando un acabado irregular.