DETERMINACIÓN DE LA CONTRACCIÓN DE LA MADERA E HINCHAMIENTO EN TABLEROS DE PARTÍCULAS

DETERMINACIÓN DE LA CONTRACCIÓN DE LA MADERA E HINCHAMIENTO EN TABLEROS DE PARTÍCULAS

1. OBJETIVOS

• Determinar la contracción total y parcial  de las maderas de bolaina y ulcumano, según la Norma Técnica Peruana 251.012
• Determinar el hinchamiento en espesor de tableros de partículas, según la norma ASTM D1037-78

1. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA

2.1.  CONTRACCIÓN (factores que la afectan, contracción de las sps estudiadas: bolaina y ulcumano)

Hoffmeyer (1995), menciona que, debido a la anisotropía de la estructura interna de la madera, el proceso de hinchamiento, y su opuesto, el de contracción, depende de la dirección analizada. La diferencia entre el hinchamiento transversal y longitudinal se debe, principalmente, a la estructura de la pared secundaria de la célula leñosa, ya que la misma está conformada por microfibrillas elementales orientadas predominantemente en la dirección del tronco.

Según Haygreen (1982), la contracción de la pared celular, ocurre a medida que la moléculas de agua higroscópica escapan de entre las moléculas de cadena larga de la celulosa y la hemicelulosa. Estas moléculas pueden llegar a juntarse. La cantidad contraída es generalmente proporcional a la cantidad de agua removida de la pared celular.

Un gran factor que explica el efecto que tiene la densidad sobre la contracción e hinchamiento es la presencia de extractivos, lo que tiende a minimizar el PSF e hinchamiento de la pared celular. Debido a esto, el duramen de algunas especies es más estable dimensionalmente que la albura.

Este mismo autor, nos explica la variación en el encogimiento de diferentes muestras de la misma especie bajo las mismas condiciones, que resulta principalmente de los factores siguientes:

• El tamaño y forma de la pieza. Esto afecta la orientación del grano en la pieza y la uniformidad de la humedad a través del grosor.
• La densidad de la muestra. Mientras más alta sea la densidad de la muestra, más tenderá a contraerse.
• La tasa del secado a la que la muestra es sometida. Bajo condiciones de secado rápido, las tensiones interiores se manifiestan, debido a la diferencia de contracción. A menudo resulta en una menor contracción final de lo que pudiera resultar. Sin embargo, en contraste, algunas especies se contraen más de lo normal cuando secan rápidamente en condiciones de altas temperaturas.

1. Bolaina: Según el IIAP, la Bolaina blanca es una madera liviana, que presenta contracciones lineales medias y la contracción volumétrica estable. Para la resistencia mecánica se sitúa en el límite de la categoría baja con la categoría media.

Propiedades Físicas 

Densidad básica 0.41 g/cm3.

Contracción tangencial 5.50 %

Contracción radial 3.50 %

Contracción volumétrica 10.75 %

Relación T/R 1.60

b) Ulcumano: Según Aróstegui y Sato, por su alta relación entre la contracción tangencial y radial, se considera una madera de secado moderado.

 Propiedades Físicas 

Contenido de humedad 27.5

Contracción tangencial 7.27 %

Contracción radial 3.61 %

Relación T/R 2.01

2.2.  HINCHAMIENTO EN TABLEROS DE PARTÍCULAS:

Según Moreno Flores José (1985), entre los parámetros que afectan a las propiedades de los tableros están:

1. Especie: Las variaciones encontradas de especie a especie, dentro de una especie. Algunas de las variables en las especies son:

-   Densidad: Poblete (2000) cita a Berterreche (1994), quien señala que, luego de períodos largos de inmersión, al penetrar el agua se vence la resistencia de la unión madera-adhesivo. Como los tableros más densos tienen una cantidad de material lignocelulósico mayor, y una mayor deformación por compactación, el hinchamiento producido también será mayor.  Poblete (2000) señala que algunos autores concuerdan en que el grado de hinchamiento se ve incrementado ante un aumento de la densidad (Hann et al. 1962, Brown et al. 1966, Gatchell et al. 1966, Halligan y Schniewind 1972, Moslemi 1974, Hse 1975)

-   CH: Especies con alto CH pueden ser difíciles para fabricar tableros ya que demoran la producción y ello implica mayores costos para el secado debido a la gran energía requerida.

Según el espesor de las partículas tiene un efecto importante sobre la estabilidad dimensional de los tableros. La estabilidad del tablero en su espesor aumenta cuando se reduce el espesor de la partícula. Se indica además que cuando aumenta la longitud de las partículas mejora la estabilidad.

Post (1958) y Jorgensen y Odell (1961) citados por Poblete (2000) determinaron que al trabajar con partículas más delgadas se mejora la estabilidad del espesor.

Según Kollmann et. Al (1978) Los cambios dimensionales son mayores en los tableros de partícula que las maderas (Citado en la revista BOSQUE).

Ante cambios de HR del aire, la magnitud del cambio dimensional es mayor en los tableros que en la madera, MOSLEMI (1974) señala que el hinchamiento en los tableros puede ser tres veces mayor al de la madera. Los cambios en cada sentido son levemente mayores en los tableros que los determinados en madera sólida. KELLY (1977)

Se demostró que la cantidad de resina utilizada en la fabricación de los tableros afecta la estabilidad dimensional en espesor. Con un incremento en la cantidad de adhesivo se obtiene un menor cambio dimensional en el espesor del tablero. Con respecto a la expansión lineal, Gatchell et al. (1996) Poblete H. Loncomilla E y Inzunza L (2000) menciona que solo se reduce levemente por un aumento en el contenido de adhesivo.

1. RESULTADOS Y DISCUSIONES

Cuadro 1. Datos obtenidos a partir de la medición de contracciones totales.

• El Cuadro 1 muestra las contracciones longitudinal, total, tangencial y volumétrica total (calculada a partir de la suma de las contracciones en las diferentes caras. Además, existe la contracción volumétrica calculada a partir de la diferencia del volumen final y el inicial (usando un pie de rey) y otra usando el método de inmersión para la Bolaina y para el Ulcumano. Este ensayo se realiza tanto para agua fría como para agua caliente. Como se observa la primera y la segunda son bastante cercanas y en todos los casos el primer método arroja resultados mayores que el segundo por aproximadamente 0.1% de diferencia, sin embargo, el último método si nos da resultados que varían aproximadamente en 1.5% más en todas las muestras, esto es debido a que los dos primeros métodos consideran que todas las caras son completamente planas y el tercer método (inmersión) demuestra que no es así, puesto a que este método es más exacto.
• Por otro lado, se observa claramente en que, al usar agua caliente para saturar las probetas, la contracción es mayor en las que son tratadas con agua caliente, esto probablemente sea debido a que el agua caliente produce la pérdida de una mayor cantidad de extractivos que son reemplazados con agua al momento de la saturación o algún cambio en la estructura anatómica de la madera.

Cuadro 2. Datos obtenidos a partir de la medición de contracciones parciales.

• En el Cuadro 2 se muestran los datos de contracciones parciales entre el estado saturado, el estado de equilibrio y el estado anhidro de la madera de Ulcumano y Bolaina
• Se observa que para la Bolaina la contracción tangencial parcial es la mayor y aumenta más en agua caliente que en agua fría, esto puede ser debido a que los extractivos (como el mucílago que presenta la Bolaina) se pierden con mayor facilidad, cuando se sumerge en agua caliente, produciendo una mayor contracción.

Cuadro 3. Datos obtenidos a partir de la medición de hinchamiento en espesor. en tableros de partículas.

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