3. Secado artificial del Eucalyptus

3.1 Encastillado y manipulación previa al secado
3.2 Etapas del secado

La madera aserrada no secada aún se exporta en un porcentaje importante a los principales polos compradores, como Europa, Estados Unidos y Japón Sin embargo, la situación está cambiando con el tiempo y la demanda se orienta crecientemente hacia madera seca, con un contenido de humedad de entre 8 y 12%. Las nuevas normas de la Comunidad Europea, por ejemplo, prevén la prohibición en un futuro próximo de la entrada de madera aserrada verde a los países asociados³⁹

³⁹ Incluso, en el caso de la madera para pallets se anticipa que las exigencias de calidad llegarán a tal nivel que incluirán normas estrictas no sólo para sus dimensiones y resistencia mecánica sino también para su contenido de humedad. La idea es lograr un producto de larga duración y uso, reciclándolo a varios países antes de que sea convertido en un desecho.

En cuanto a los productos más elaborados, como muebles, molduras, paneles en base a listones, puertas, etc., su procesamiento requiere ineludiblemente trabajar con madera secada artificialmente a un contenido de humedad final del 8%. En este caso, las normas son estrictas en los mercados internacionales y no existe ninguna posibilidad de desarrollar este tipo de productos sin contar con secadores apropiados.

Si bien es posible secar la madera al aire, en forma natural, el secado artificial constituye la única alternativa para poder cumplir estrictamente con las exigencias de los mercados externos⁴⁰. La tendencia creciente de los precios a nivel mundial hace cada día más sostenible y justificable secar artificialmente la madera de especies que son refractarias al secado y deben secarse lentamente, tal como las del Eucalyptus.

⁴⁰ Sobre la importancia del secado, las técnicas de secado natural y artificial y los efectos de las características anatómicas y físicas de la madera en el proceso de secado, ver el documento del PRAIF-II: Misael Gutiérrez, Tecnología de secado de la madera, Dirección Forestal/OEA/FONADEP, Montevideo, febrero de 1995.

En Uruguay el secado artificial es todavía una actividad de escasa relevancia dentro del sector industrial maderero. La predominancia de pequeños y medianos aserraderos, el desarrollo restringido de los procesos de elaboración de productos madereros y la limitación del recurso forestal y de sus perspectivas hasta fines de la década pasada son los principales factores que explican esta situación. Indudablemente, las expectativas suscitadas por el actual proceso de forestación cambian el panorama presente y futuro con respecto a la actividad del secado en el país. Si la exportación representa el destino probable de una parte significativa de la producción maderera futura, bajo una u otra forma, será indispensable incorporar un número importante de secadores y dominar la tecnología del secado. En 1996, se estima que la capacidad física de secado en el país alcanzará a 750 m³, distribuidos en 20 secadores de una capacidad individual comprendida entre 10 y 75 m³. Para entender la dinámica que, en términos de capacidad de secado, podría significar la intensificación de las actividades de aserrado y procesamiento de la madera de plantaciones en Uruguay, el ejemplo de Chile es significativo. La actual capacidad de secado de ese país es estimada en 14.000 m³, es decir 18 veces la de Uruguay, y esta capacidad deberá cuadruplicarse para el año 2000 para poder cumplir con las metas de exportación, tanto de maderas nativas como de pino radiata.

Hoy en día, en Uruguay, un número muy limitado de empresas aplica con cierto éxito las técnicas de secado para el Pinus taeda y elliottii, llevando un control estricto del contenido de humedad final y de las tensiones internas generadas durante el secado. En el caso del E. grandis la situación es poco conocida pero existe evidencia de que se desconoce la tecnología apropiada para esta especie, en particular las técnicas de vaporizado, reacondicionamiento y otras, el tipo de programa y criterios a aplicar, y la respuesta de la madera (pérdidas, desclasificación) frente a las exigencias.

En vista de que el Eucalyptus predomina en el actual proceso de forestación en el país y que la experiencia y fuentes de información a nivel mundial son mucho más escasas para este género que para el pino, la presente sección se centra en el secado del Eucalyptus. Es un hecho reconocido que la madera de Eucalyptus no sólo es lenta en secar sino que es susceptible a defectos inducidos durante el proceso de secado, más aún la madera juvenil. En otras palabras, si el secado no se conduce con un estricto respeto de los códigos de práctica se corre el riesgo de inducir un amplio rango de defectos, muchas veces de una intensidad considerable. Los típicos defectos generados en el secado, algunos de los cuales ya fueron mencionados en la sección anterior, incluyen: grietas superficiales o internas; rajaduras en los extremos causadas por el propio secado o por las tensiones de crecimiento; deformaciones varias como la encorvadura, arqueadura, torcedura y acanaladura; colapso; nudos sueltos o agrietados; deformaciones localizadas en zonas cercanas a los nudos; cambio de color y exudación de resina; y localización de zonas húmedas⁴¹ En estas condiciones, no es de sorprenderse que la madera aserrada no puede secarse calentándola simplemente para remover la humedad. El secado es tanto un arte como una ciencia y requiere el mayor cuidado en cada etapa del proceso. El proceso no es de bajo costo y, como se aplica a madera de calidad, si no se lleva a cabo en forma adecuada se corre el riesgo de echar a perder madera aserrada valiosa.

⁴¹ Una descripción de estos defectos, con referencias al Eucalyptus, se encuentran en op. cit.

Los lineamientos que se presentan a continuación se refieren al secado artificial de madera de rebrotes y plantaciones de Eucalyptus, aserrada tangencialmente como fuera recomendado en la sección anterior. Estos lineamientos fueron desarrollados para varias especies de este género, incluyendo algunas aún más refractarias al secado que el E. grandis. Por lo tanto, el programa puede resultar conservador para esta última especie. Sin embargo, debe señalarse que los lineamientos apuntan a un secado sin ningún defecto inducido tal como se requiere para que la madera califique para usos "a la vista" (comúnmente denominada en los mercados internacionales "appearance grade lumber"). Aun con el E. grandis, este objetivo es difícil de lograr si no se adoptan programas conservadores. Una estrategia prudente consistiría entonces en adoptar los mismos lineamientos para esta especie en una primera instancia y modificarlos con cautela una vez acumulada cierta experiencia. Por otra parte, como el objetivo de no inducir ningún defecto podría resultar incompatible con la opción de un pre-secado al aire, esta última técnica no ha sido contemplada en el programa de secado propuesto, lo que explica que los tiempos de residencia de la madera en los secadores sean considerables.

3.1 Encastillado y manipulación previa al secado

Una buena parte de la degradación y desperdicio de madera que se produce en el proceso de secado se debe a menudo al apilamiento inadecuado de las tablas aserradas. Por lo tanto, es esencial respetar ciertas reglas para apilar o 'encastillar' la madera. Es de la mayor importancia utilizar la técnica del encastillado plano, en la que las tablas se apilan en bloques formando ángulos rectos, con separadores entre las camadas o corridas de madera, como se observa en la Gráfica II.9. Se recomienda un ancho de 1,2 m para los castillos y un espesor de 15 mm para los separadores, con una distancia de 0,6 m entre cada uno. Conviene engrasar los extremos de las tablas para evitar las rajaduras y utilizar madera secada y cepillada para los soportes del castillo. Los castillos deberían ser protegidos del sol, viento y lluvia antes de entrar a la cámara de vaporizado.

Gráfica II.9 - Encastillado plano "en bloque"

Fuente: Consultores PRAIF-II.

El ancho de los separadores depende de la especie de Eucalyptus. Con especies menos densas, como el E. grandis, separadores muy estrechos pueden provocar muescas en la superficie de la madera apilada, en particular cuando se usan bloques de concreto encima del castillo para limitar el arqueado de las tablas. Este defecto no puede ser eliminado con el reacondicionamiento y tendrá por lo tanto un impacto sobre la calidad y el precio de la madera secada.

A menudo, los secadores modernos son de doble vía permitiendo que dos pilas de madera estén colocadas al lado la una de la otra en la cámara. Esta técnica hace más importante aún la adopción de altos estándares de encastillado para poder asegurar la libre circulación del aire en la cámara.

Los siguientes puntos son claves para el posterior éxito del secado. Aunque sencillos, muchas veces no están incorporados en la práctica del secado observada en empresas madereras del país:

· Apilar únicamente aquellas tablas cuya calidad permitirá obtener un producto secado vendible.

· Para la mayor parte de las especies de Eucalyptus, encastillar solamente tablas que han sido aserradas en sus cuatro cantos; las tensiones de crecimiento del Eucalyptus son generalmente demasiado severas para que tablas sin cantear se sequen sin rajar o distorcionar.

· Utilizar un marco o estructura para el encastillado que tenga las dimensiones exactas del castillo.

· Preparar los castillos sobre una base firme con soportes que aseguren que la primera camada de tablas se mantenga perfectamente horizontal.

· Cuidar que la primera y última camada esté compuesta de tablas del largo total del castillo.

· Después de colocar cada camada de tablas, asegurar que los separadores estén alineados verticalmente con respecto a tos soportes en la base del castillo.

· Alinear verticalmente las tablas que se colocan en los bordes del castillo (adelante y atrás); si posible, utilizar tablas de igual largo que el castillo para este fin.

· Alinear verticalmente el castillo en sus dos extremos laterales; para ello, colocar las tablas de largo inferior al del castillo en cada extremo, alternativamente.

· Apilar únicamente tablas de una especie y un espesor por castillo y, de preferencia, de un solo ancho.

· Utilizar madera de espesor uniforme para los separadores y soportes, de preferencia secada y cepillada.

· Aplicar cintas de fibra de vidrio (reciclable) en ambos extremos del castillo para asegurar que el mismo no se desordene durante su manipulación.

3.2 Etapas del secado

3.2.1 Vaporizado

Este proceso debe llevarse a cabo lo más rápidamente posible después del encastillado para evitar la formación de grietas superficiales. El vaporizado tiene como fin: (i) asegurar la continuidad del movimiento del agua del centro hacia la superficie de las tablas por capilaridad, (ii) aumentar la permeabilidad de la madera, (iii) incrementar la temperatura en el centro de las tablas y (iv) reducir el tiempo total del secado hasta un 20%.

Este tratamiento no debería durar más de dos horas a 82° C, excluyendo el tiempo requerido para que la cámara alcance la temperatura operativa. No debe usarse vapor de alta presión y, por lo tanto, en instalaciones que cuentan con líneas de vapor de alta presión debe preverse un reductor de presión. El vapor debe ser totalmente saturado (100% de humedad) para evitar las grietas superficiales. La aparición de más de un mínimo de grietas superficiales después del vaporizado, sin que fuera una condición preexistente, significa que la especie es probablemente inadecuada para este proceso y que el mismo no deberla ser aplicado.

Cuando se termina esta etapa, la carga debe ser transferida directamente a la cámara de secado que habrá sido precalentada y llevada a la humedad relativa requerida.

3.2.2 Primera etapa del secado en cámara

Un secado exitoso en la cámara puede definirse como un proceso en el cual se reduce el contenido de humedad de la madera hasta el punto deseado con un nivel aceptable de defectos inducidos. Cual es el nivel aceptable de defectos inducidos depende del uso al que se destina la madera aserrada: cuando el aspecto visual es determinante (appearance grade) el nivel aceptable de defectos es muy bajo, mientras que en usos estructurales es mayor. Una buena conducción del secado de la madera para usos "a la vista" debería tener como objetivo no inducir ningún defecto.

El ritmo al cual la madera puede secarse con un nivel aceptable de defectos inducidos depende no sólo de las condiciones de temperatura, humedad relativa y velocidad del aire que se apliquen sino también de las propiedades de cada especie, es decir la anatomía de la madera, su densidad, porosidad y tasa de contracción. Para las maderas duras (latifoliadas), los programas de secado más exitosos son los que involucran bajas velocidades del aire, bajas temperaturas del bulbo seco y pequeñas diferencias piscrométricas en las etapas iniciales del proceso (en fuerte contraste con el caso de la madera de pino de plantaciones)⁴². Cuando la madera pierde humedad, se vuelve posible incrementar las temperaturas del bulbo seco y reducir la humedad relativa en la cámara. Los puntos de cambio, es decir los niveles de contenido de humedad de la madera a los que se modifican estas condiciones, variarán según el espesor y la especie de la madera.

⁴² Para controlar la temperatura y humedad relativa del secador se utiliza un psicrómetro, aparato compuesto por un termómetro de "bulbo seco" expuesto directamente al aire y otro de "bulbo húmedo", manteniéndose este último cubierto con un paño cuya extremidad está sumergida en un depósito de agua. La diferencia de temperatura entre los dos bulbos se denomina "diferencia psicrométrica", la cual, junto con la temperatura del bulbo seco, determinan la humedad relativa y el contenido de humedad de equilibrio. Al respecto, ver el documento del PRAIF-II: M. Gutiérrez, op. cit., pp. 15-18.

En función de las observaciones anteriores, es fácil de entender que los controles en la cámara de secado deben ser extremadamente precisos, en particular para los sensores de bulbo húmedo y seco y las unidades de PLC y requieren de chequeos de rutina para asegurar su correcto funcionamiento. Los ventiladores deben estar en buen estado de operación y deben ser invertidos cada hora. La velocidad del aire barriendo las tablas no debería exceder 0.5 m por segundo. Para impedir otros flujos de aire que los que "barren" la superficie de las tablas, se colocan baffles encima y en ambos costados del castillo y se fijan tablas longitudinales en los extremos de los soportes.

Para la primera etapa del secado en cámara, se recomienda seguir el programa mencionado como tal en el Cuadro II.7. Las condiciones indicadas en la última línea de la primera etapa de secado se mantienen hasta que la muestra mas seca en la cámara alcance un contenido de humedad de 15%. Durante toda la duración del programa debe supervisarse muy de cerca la posible formación de grietas superficiales en la carga, en cuyo caso debe incrementarse inmediatamente la humedad relativa.

3.2.3 Igualado

Con frecuencia, no se logra un mismo contenido de humedad en todas las tablas de una carga. Estas variaciones pueden causar serias dificultades durante el almacenamiento, elaboración o uso de la madera secada. Además, no puede aliviarse satisfactoriamente las tensiones internas de una carga si el contenido de humedad varía demasiado de una tabla a otra. Para evitar variaciones excesivas en el contenido de humedad se utiliza la técnica del igualado, que en el caso del Eucalyptus consiste en establecer las siguientes condiciones en la cámara y mantenerlas hasta que la tabla más húmeda alcance un contenido de humedad de 18%:

Una vez lograda esta condición, se retira la carga de la cámara dejando que se enfrie bajo techo Es posible realizar la etapa de igualado fuera de la cámara de secado, bajo techo, en cuyo caso el proceso requerirá varias semanas

3.2.4 Reacondicionamiento

El reacondicionamiento tiene como propósito aliviar las tensiones que se desarrollan durante la primera etapa de secado y revertir cualquier colapso causado por esta etapa de secado. La técnica consiste en efectuar un nuevo vaporizado, que tiene lugar en la misma cámara utilizada para el primero y con el mismo tipo de vapor Esta etapa tarda entre cinco y ocho horas, dependiendo de la especie. No debe reacondicionarse, bajo ninguna circunstancia, madera con un contenido de humedad que exceda 20% en su punto más húmedo. Durante el proceso de reacondicionamiento, el contenido de humedad de las tablas aumenta hasta alrededor de 23%

Cuadro II.7 - Programa de secado para tablas de Eucalyptus de 25 mm

3.2.5 Segunda etapa del secado en cámara

La carga ingresa nuevamente al secador y se sigue el programa indicado para esta segunda etapa en el Cuadro II.8, ya mencionado. Las condiciones indicadas en la última línea de este programa se mantienen hasta que la muestra más seca de la carga alcance un contenido de humedad de 8%

El operador de la cámara debe vigilar constantemente el proceso de secado en sus dos etapas, no sólo para monitorear los instrumentos sino también para determinar con regularidad el contenido de humedad en las muestras, independientemente de la información que proporcionen los Instrumentos. Para ello, el operador deberá respetar los dos siguientes principios:

· ubicar un número suficiente de tablas como muestras de cada lado de los castillos para poder tener una clara visión tanto de las condiciones promedio del contenido de humedad como de las variaciones de este promedio; y

· ajustar las condiciones de la cámara cuando la madera se acerca al nivel final de humedad, para impedir que el material más seco siga secándose Esto se consigue incrementando la humedad relativa, con lo cual las tablas más húmedas seguirán perdiendo humedad aunque a un ritmo más lento.

Para poder cumplir adecuadamente con su tarea, el operador deberá disponer de: (i) una buena balanza (electrónica) para determinar las masas, (ii) un homo de micro-ondas para el rápido secado de muestras a un contenido de humedad de 0% y (iii) instrumentos apropiados para cortar muestras, en particular para la detección de tensiones

3.2.6 Igualado y acondicionamiento final

Se ejerce nuevamente la técnica del igualado, preferentemente en la cámara de secado, bajo las condiciones indicadas en el Cuadro II.8 para esta etapa. Deben mantenerse estas condiciones hasta que la muestra más húmeda alcance un contenido de humedad de 10%. En ese momento, la diferencia psicrométrica debería ser reducida a 3^o C Con una temperatura sin alterar de 49^o C para el bulbo seco, esto significa una humedad relativa de 85%.

Esta etapa tiene por objeto aliviar tensiones finales en las tablas y debe proseguir hasta que las pruebas realizadas en las muestras indiquen el alivio completo. Estas pruebas se realizan mediante "probetas tenedores", ilustradas en la Gráfica II.10

Gráfica II.10 - Detección de tensiones

Fuente: PRAIF-II.

Al finalizar la operación de acondicionamiento final se retira la carga de la cámara y se guarda la misma bajo techo durante por lo menos 48 horas para permitir su enfriamiento Bajo ninguna circunstancia debe permitirse que la madera secada se humedezca

Normalmente, el nivel final de secado es determinado por las especificaciones del comprador y puede variar significativamente de uno a otro comprador, especialmente en los mercados externos. La relación entre el contenido de humedad especificado y el contenido de humedad de equilibrio del ambiente local es muy relevante Si las condiciones del ambiente (bajo techo) son tales que la madera tenderá a un contenido de humedad muy superior al especificado por el comprador, es probable que el almacenamiento o posterior procesamiento de la madera tenga que llevarse a cabo en un edificio cerrado con controles de humedad. Alternativamente, deberá empacarse inmediatamente la madera con plástico Esta práctica ha sido esencial para la producción chilena de componentes de muebles de Pinus Radiata destinado al mercado norteamericano Como el contenido de humedad de equilibrio promedio en Uruguay oscila entre 15 y 18%, una práctica similar es probablemente necesaria