Maderas. Ciencia y tecnología. 10(2):151-162, 2008

NOTA TÉCNICA

ESTUDIO EXPERIMENTAL DEL SECADO A TEMPERATURAS CONVENCIONALES DE ACACIAS

EXPERIMENTAL STUDY OF WOOD DRYING AT CONVENTIONAL-TEMPERATURE OF ACACIAS

RESUMEN

Experimentalmente son realizados 8 ensayos de secado a temperaturas convencionales, usando un horno de secado convectivo de 0.3 m³ de capacidad. El diseño experimental incluye como factores variables la especie (A. melanoxylon y A. dealbata), el espesor de la madera (25 y 50 mm) y el tipo de corte (tangencial y radial).

Los resultados indican que para 25 o 50 mm de espesor, la A. melanoxylon y la A. dealbata, en corte radial y tangencial se dejan secar satisfactoriamente bajo un mismo programa de temperaturas convencionales. La calidad de la madera seca se ve favorecida por la carencia de colapso y la baja anisotropía de la contracción transversal.

Palabras clave: calidad de secado, contracción, Acacia melanoxylon, Acacia dealbata.

ABSTRACT

Eight tests of kiln drying to conventional temperatures are made, using a convective drying of 0,3 m³ of capacity. The experimental design includes as variable the species (A. melanoxylon an A. dealbata), the wood thickness (25 and 50 mm) and the cut-type (flatsawn-wood and quartersawn-wood). The wood drying quality on the basis of European and Chilean standards is evaluated.

The results show that for a same thickness, both species A. melanoxylon and A. dealbata, in flatsawn and quartersawn-wood could be satisfactorily kiln dryied under a similar program of conventional temperatures. The wood drying quality is performed due to both species are free of collapse and they are an low transversal shrinkage.

Keywords: drying quality, shrinkage, Acacia melanoxylon, Acacia dealbata

INTRODUCCIÓN

El aromo australiano (Acacia melanoxylon) y aromo chileno (Acacia dealbata) son dos especies del género Acacias que se han adaptado rápidamente en el territorio chileno. Estas especies son similares en cuanto a sus propiedades anatómicas y físicas. Respecto de su estructura anatómica presentan grandes vasos generalmente solitarios o en bandas radiales de 2 a 3 vasos, parénquima longitudinal paratraqueal vasicéntrico y radios leñosos multiseriados heterogéneos (Figura 1).

En relación a sus propiedades físicas muestran pequeñas diferencias en la magnitud de la densidad básica, la contracción transversal y la anisotropía de la contracción transversal, siendo la A. dealbata de mayor densidad básica, contracción y anisotropía transversal, que la A. melanoxylon (Tabla 1). Estos valores son comparables a los reportados en la literatura (INFOR-CONAF 1998, Ananías 1989).

Especie	CHmax (%)	Sog (kg/m3)	Ctg (%)	Crd (%)
			CH= 12%
Acacia melanoxylon	177	430	4.2	3.6
Acacia dealbata	161	470	5.0	4.4

a) Acacia dealbata (transversal 100x-50 um)			b) Acacia melanoxylon (transversal 100x-50 um)
c) Acacia dealbata (tangencial 400x-50 um)			d) Acacia melanoxylon (tangencial 400x-50 um)
e) Acacia dealbata (radial 100x-50 um)			f) Acacia melanoxylon (radial 400x-50 um)

Figura 1. Muestras microtomadas de las Acacias (Fuente: Burgos y Requena, 2005; Palma y Montero 2005)

Respecto del secado de Acacias, en Chile, se ha reportado el secado por alta temperatura de Acacia melanoxylon con buenos resultados, particularmente para la madera presecada al aire (Ananías et al. 1996; Fuentes, 1993). Igualmente en Nueva Zelanda los mejores resultados para el secado de Acacia melanoxylon, se han encontrado con una combinación de presecado hasta 30 % de contenido de humedad y un secado final al horno a temperatura convencionales (Haslett 1986, 1983; Nicholas y Brown 2002). La Acacia dealbata ha sido reportada como de más fácil secado en comparación a la Acacia melanoxylon (Chudnoff, 1984).

En este trabajo se estudian programas de secado convencional y la calidad de la madera seca para Acacia melanoxylon y Acacia dealbata.

METODOLOGIA

La madera utilizada para estos ensayos es obtenida de bosques artificiales creciendo en la Octava Región de Chile. Las trozas fueron convertidas en madera aserrada en 25 o 50 mm de espesor en época de verano y almacenada bajo techo en un galpón, desde donde fue preparada a 1 metro de largo antes de los ensayos de secado. Los ensayos de secado fueron realizados en un horno de secado piloto de 0.3 m³ de capacidad. La carga fue armada con 96 piezas de 25 mm de espesor, esto es, 7 piezas en el ancho y 8 corridas de altura, para 50 mm la carga se armó con 60 piezas, o sea, 6 piezas en el ancho y 10 camadas en altura. En todos los ensayos se utilizó una velocidad del aire de 3 m/s, con cambio de giro cada 6 horas; separadores secos, cepillados y libres de defectos de 20 mm de espesor (Figura 2).

Figura 2: Organización de la madera de 25 y 50 mm en el horno experimental

Fueron realizados 8 ensayos de secado, correspondientes a la combinación: especie (A. dealbata y A. melanoxylon), espesor (25 y 50 mm) y tipo de corte (tangencial y radial).

La calidad del secado fue evaluada a través de: heterogeneidad de la humedad final, gradiente de humedad, tensiones de secado y colapso, usando las estandarizaciones europeas según Tablas 2 y 3 (Welling 1994; Pérez et al. 2007).

1:calidad estándar. 2: calidad secado. 3: calidad exclusiva
CHF: contenido humedad final. GH: gradiente humedad. TFS: tensiones finales de secado

Además se evaluaron los alabeos de acuerdo a las recomendaciones de Kauman y Mittak 1966, Pérez et al. 2007 y la NCh 993 (Tabla 4 y 5).

La humedad de la madera durante el secado fue determinada mediante pesadas de muestras testigos. Inicialmente se determinó la humedad de la madera a través de probetas que fueron secadas en estufa por 24 horas a 103± 2 ºC hasta peso constante, luego se calculó la masa anhidra de 10 muestras testigo con el fin de obtener la humedad por pesadas de tales muestras en el transcurso del secado. La evolución temporal de las temperaturas de bulbo seco y bulbo húmedo en el interior del horno así como la temperatura en el centro de la madera fueron monitoreadas usando termocuplas tipo K, los datos fueron almacenados en un sistema de adquisición de datos.

RESULTADOS

Evolución del contenido de humedad y la temperatura de la madera y del ambiente

La evolución de las condiciones de humedad y temperaturas de la madera y el ambiente obtenidas en los 8 ensayos de secado son mostradas en las Figuras 3 y 4.

A. melanoxylon, tangencial	A. melanoxylon, radial
A.dealbata, tangencial	A. dealbata, radial
Figura 4. Curvas de secado Acacias de 50 mm

Como la madera fue almacenada bajo cobertizo en época estival antes del secado final, la humedad inicial en los ensayos de secado al horno varía entre 25 y 30 %. Este almacenamiento actuó como un presecado. Por lo mismo el tiempo de secado es reducido a entre 30 y 50 horas para la madera de 25 y 50 mm de espesor respectivamente.

La carencia de grietas y colapso, en la madera presecada de A. dealbata y A. melanoxylon, esta probablemente relacionada con la presencia de grandes vasos, carentes de tilosis, que favorecen el movimiento del agua durante el secado, así como con la baja contracción y anisotropía de la contracción transversal, observados en la Figura 5. La carencia de grietas internas y colapso en estos ensayos de secado a temperatura convencional también había sido observado durante ensayos de secado por alta temperatura de Acacia melanoxylon (Ananías et al. 1996)

Por otra parte, la calidad del secado piloto en base a las condiciones de humedad y tensiones al final del secado se muestran en la Figura 6. El contenido de humedad final y el gradiente de humedad final presentan mayor heterogeneidad y la mayor parte de madera es clasificada en calidad estándar. Respecto de las tensiones, en todos los ensayos en corte tangencial se observa un 100% de la madera en el rango de calidad exclusiva.

Los alabeos recogidos durante los ensayos de secado se presentan en la Figura 7

Los alabeos más intensos en ambas especies son acanaladura, encorvadura y arqueadura. En general las Acacias de 50 mm de espesor, presentan una mayor intensidad de alabeos en comparación a la madera de 25 mm de espesor. La Acacia melanoxylon en corte tangencial y la Acacia dealbata en corte radial son las que presentan menores niveles de alabeos en 25 y 50 mm de espesor. La arqueadura y encorvadura son los alabeos más intensos en ambas Acacias de 50 mm de espesor. Coincidentemente, Ananías et al. 1996, reporta que la arqueadura y la encorvadura fueron los alabeos más intensos durante el secado por alta temperatura de Acacia melanoxylon.

Programas de secado

En el Tabla 6 se proponen los programas de secado para Acacia melanoxylon y Acacia dealbata en 25 y 50 mm de espesor. La propuesta esta basada en los resultados experimentales observados inicialmente y en base de la literatura (Ananías et al. 1996, Simpson, 1996, Fuentes, 1993; Rozsa, 1993; Boone et al. 1988; Haslett, 1986 ).

CONCLUSIONES

Los resultados indican que para 25 o 50 mm de espesor, la A. melanoxylon y la A. dealbata, en corte radial y tangencial se dejan secar satisfactoriamente bajo un mismo programa de temperaturas convencionales. La calidad de la madera seca se ve favorecida por la carencia de colapso, una baja anisotropía de la contracción transversal y una reducida intensidad de tensiones de secado y alabeos.

AGRADECIMIENTOS

Al Instituto Forestal de Chile (INFOR) en particular al proyecto FDI/CORFO “Masificación y desarrollo de opciones productivas en base a especies de Acacia probadas en Chile”, por permitir la divulgación de estos resultados.

BIBLIOGRAFIA

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Recibido: 07.01.2008. Aceptado: 12.07. 2008.