INTRODUCCIÓN
En nuestro país, se ejecuta un amplio programa de desarrollo forestal, que incluye entre otros, la producción de madera aserrada; este responde al desarrollo en algunos sectores de la sociedad como la agricultura, turismo que unido a la necesidad de industrialización y al aumento de vida de la población, hacen que se incremente la demanda de este producto.
Sin embargo, en las piezas aserradas, las tensiones remanentes provocan rajaduras y alabeos (Silva et al. 2016) y la falta de rectitud en la madera es una de las razones principales que limitan la satisfacción de los productos de la madera en el mundo (Eastin et al. 2001).
El alabeo como principal deformación es un problema serio para los aserraderos y secadores de madera. Debido a esta deformación la madera pierde calidad, la partida más importante en el presupuesto de los aserraderos, que tienen como necesidad primordial elevar la eficiencia de conversión en la industria del aserrado.
Una manera de enfrentar este problema es con el entendimiento de los mecanismos que regulan las deformaciones. Un estudio al respecto puede conducir a la identificación de los factores y parámetros más importantes que tienen influencia directa en la calidad del producto, y por tanto ayudar a una selección adecuada del material antes de su aserrado y secado para optimizar la utilización de cada troza recibida en el aserrío.
La industria del aserrado consta de una serie de operaciones que son necesarias para que la conversión de trozas en madera aserrada sea un proceso factible al menos desde el punto de vista económico (Álvarez et al. 2010). Este propio autor plantea que algunos factores inherentes a la especie son fundamentales para obtener calidad y rendimiento en las trozas, entre ellos se citan factores intrínsecos a la especie y factores extrínsecos como la curvatura de la troza; coincidiendo con Ferreira et al. (2004) citado por Carvalho et al. (2019).
Latorraca et al. (2015), consideran que la mejora de las técnicas de aserrado, unido al uso adecuado de las técnicas de secado de la madera es de fundamental importancia para la obtención de un mejor rendimiento de las especies.
Otros investigadores han estudiado el efecto que tiene la aplicación de uno u otro método de aserrado en el rendimiento de la madera aserrada (Álvarez et al. 2020).
Algunos trabajos han referido que se utilizan los esquemas de aserrado tangencial con cortes sucesivos y esquemas de aserrado tangencial alternativo, con la tendencia a reducir la liberación de las tensiones internas de crecimiento en el despiece, que pueden causar defectos de magnitudes muchas veces impresionantes debido a la pérdida de la compensación de estas en algunas partes de la madera (Melo et al. 2019).
Según López et al. (2016) la variabilidad dimensional afecta los rendimientos en el cepillado de la madera de Eucalyptus saligna. Retomando este estudio, puede plantearse que la variación dimensional, es un factor que afecta la trabajabilidad de la madera.
En particular, en la provincia Pinar de Río, los aserríos procesan fundamentalmente madera de Pinus caribaea var. caribaea, especie de gran perspectiva económica del territorio, siendo además la principal especie procesada en la industria de aserrado en Cuba, sin embargo, las deformaciones con incidencia marcada específicamente en el alabeo que presentan posterior a su secado, limitan su uso eficiente en el sector constructivo (González et al. 2019).
En consecuencia, el objetivo del presente estudio, se relaciona con la determinación de la influencia de algunos factores como las dimensiones de la pieza aserrada, variaciones de aserrado, esquemas de aserrado y tiempo de secado sobre las magnitudes de las deformaciones de la madera aserrada de Pinus caribaea var. caribaea posterior a su secado.
MATERIALES Y MÉTODOS
Condiciones de trabajo
El trabajo se desarrolla en el aserrado Albaro Barba, perteneciente a la Empresa Agroforestal Pinar del Río, provincia de Pinar del Río. Esta empresa forma parte del Ministerio de la Agricultura y se ubica en la carretera a San Juan, Pinar del Río. En el patio de almacenamiento de la madera aserrada del establecimiento se realizan las mediciones relacionadas con la calidad de la madera aserrada; por lo que es importante definir que la investigación se realiza en tiempo real.
Metodología utilizada
Determinación del tamaño de la muestra e intensidad del muestreo
Los datos fueron tomados de una población de 100 piezas aserradas de Pinus caribaea var. caribaea; procedentes de trozas obtenidas de la Empresa Agroforestal Pinar del Río, en la provincia de Pinar del Río. Para determinar el número de unidades representativas del estudio, teniendo como variable de interés el grosor de las piezas aserrada se parte de la ecuación expuesta por Chacko (1965), Freese (1967) y Álvarez et al., (2020) (Ecuación 1):
Dimensiones de las piezas
Se tomaron 100 muestras de cada posición en la dirección radial, provenientes de 200 árboles del mismo sitio y de la misma edad. Las piezas tienen diferentes dimensiones (13x100x3000) mm y (75x100x3000) mm y fueron codificadas como: A, B y C. Las piezas tipo A son las obtenidas en la troza de la posición más próxima a la médula, las B, de la zona entre la médula y la corteza y las piezas del tipo C son las que se obtuvieron de la parte de la troza más cerca de la corteza, se expusieron al proceso de secado, al aire libre durante 90 días.
Variación de aserrado
El experimento para el estudio de la variación de aserrado se realizó con una metodología similar a la propuesta por Simpson y Schernitz (1997), se tomaron 100 muestras que forman un grupo (A) e igual cantidad de ellas forman el grupo B. Ambos grupos están constituidos por piezas aserradas obtenidas de la posición más próxima la médula (sin que la contenga), con igual orientación de los anillos de crecimiento, y esquema de aserrado. Las dimensiones de las piezas del grupo A son (13×100×3000) mm. El grupo B se sometió a variaciones de aserrado, para lo cual, se tomaron piezas de igual largo (3000mm) y ancho (100mm) pero de diferente espesor para cada tercio de la pieza, es decir, 1/3 con espesor de 13 mm, 1/3 de espesor de 35 mm y 1/3 de 50 mm.
Esquemas de aserrado
En correspondencia con el número de muestra determinado, se utilizaron 100 piezas aserradas de árboles de iguales diámetros y procedencia, de dimensiones (13×100×3000) mm. Las piezas fueron codificadas como: A, B, C, D y E. Las piezas tipo A son las que tienen la médula ubicada en un lado de la cara, las B en el centro de la cara, las C, en el canto, la D y la E no contienen la médula, con la diferencia entre estas últimas de que la orientación de los anillos es diferente, se expusieron al proceso de secado al aire libre por un período de 90 días y se realizaron mediciones de la deformación (alabeo). Cada pila durante el almacenamiento para el secado se hizo con las piezas que se aserraron con un mismo esquema.
Para hacer la valoración estadística de los resultados obtenidos en cada experimento, se utiliza el software SPSS 10.0. Se realizó un análisis de varianza simple con un nivel de significación de 5 %. Para determinar los grupos entre los cuales existe la diferencia se realizó un test de comparación múltiple. Se calcularon los estadísticos: media, desviación estándar, error de la desviación estándar de la media.
RESULTADOS Y DISCUSION
Comportamiento del alabeo en piezas de madera aserrada con diferentes dimensiones
Los resultados de la deformación (alabeo) experimentada por piezas de dimensiones (13x100x3000) mm y (75x100x3000) mm después someterse a secado por un período de 90 días, se muestran en las Tabla 1 y 2 que aparece a continuación.
esultados con la misma letra, no existe diferencia significativa entre ellas para * p ≤ 0,05 P1 -(13x100x3000) mm P2 - (75x100x3000) mm
De forma coincidente, en piezas de diferentes dimensiones, el alabeo disminuye hacia la corteza, es decir presenta un gradiente hacia la medula (Tabla 2).
En cuanto a las deformaciones en dependencia de las dimensiones los resultados muestran que las piezas de mayor espesor experimentan la deformación más pequeña, resultado coincidente con estudios realizados por Simpson y Schernitz (1997) en plantaciones de Pinus elliotii en el que para las Tablas de mayor espesor se determinaron valores más pequeños de torcedura.
Este comportamiento del alabeo en las diferentes posiciones puede explicarse teniendo en cuenta que la madera codificada con la posición A se corresponde con madera juvenil y la que está codificada con la posición C se corresponde con la madera adulta, y entre ambas las características anatómicas son bien diferentes. Según Chanqging et al. (2021), la madera juvenil se caracteriza por una alta variabilidad de sus propiedades anatómicas y físicas. La madera adulta presenta ángulos menores de las microfibras que unidas a las dimensiones estrechas de la pared celular en conjunto con traqueidas más largas y gruesas proporcionan una mayor estabilidad de la madera aserrada; coincidiendo con Tumenjargal et al. (2022).
En el análisis de varianza y de comparación de media según SNK, para un nivel de significación de 0,05 la diferencia de los valores del alabeo en piezas de diferentes dimensiones para las posiciones estudiadas, es significativa.
Influencia de las variaciones de aserrado sobre el alabeo
En las Tablas 3 y Tabla 4 se puede apreciar que la variación de aserrada presenta una marcada influencia sobre las dimensiones del alabeo de la madera después del secado. Resultado que corrobora los planteamientos expuestos por Barrera et al. (2016); definiendo la necesidad de tener en consideración los gráficos de control en los aserraderos para elevar los rendimientos y calidad de la madera aserrada obtenida.
En el caso de las piezas sometidas a variación de aserrado, el alabeo, presenta mayor valor, con respecto al grupo que no presenta variación, resultado coincidente con estudios realizados en Pinus elliotii(Simpson y Schernitz 1997).
Se puede valorar que existe diferencia significativa entre los valores de alabeo para el grupo con variación de aserrado y el grupo sin variación de aserrado, para un nivel de significación de 0,05.
Análisis de las deformaciones (alabeo) y los esquemas de aserrado
El resultado obtenido del alabeo en diferentes esquemas de aserrado se muestra (Tabla 5 y Tabla 6).
La posición de la médula en la pieza aserrada determina el grado de deformación que experimenta la misma, valoración similar a la que plantea Shmulsky y Dahlen (2007). En el esquema B, en el que la médula se encuentra en el centro de la pieza aserrada, esta experimenta la mayor deformación.
Los esquemas codificados como A, B y C contienen la médula, no siendo así en el esquema D, en ésta la orientación de los anillos de crecimiento se dispone de forma transversal a la cara orientada longitudinalmente y experimenta la menor deformación.
Teniendo en cuenta el análisis estadístico, se puede valorar que, existe diferencia significativa entre los valores del alabeo para los diferentes esquemas de aserrado; coincidiendo con González et al. (2010) y Peña et al. (2011), que establece que el esquema de aserrado en si define la calidad de la madera aserrada y las deformaciones que se deriva durante el secado de la misma.
Por otra parte, también se puede definir en correspondencia con los resultados obtenidos que no existen diferencias significativas para el alabeo de la madera aserrada en los esquemas C y E.
Tiempo de secado y deformaciones
Las deformaciones varían con el tiempo de secado, aumentando con el mismo, pero esto ocurre a partir de determinado período, puede notarse que a los 20 días de estar sometido a este proceso se registra deformaciones muy pequeñas. Este comportamiento tiene su explicación en el contenido de humedad a la cual se encuentran las piezas. Si está por debajo del punto de saturación de la fibra, en este estado el agua que se pierde por secado es el agua libre (Tabla 7 y Tabla 8).
Las tensiones que se producen en un trozo de madera durante el secado son de naturaleza diferente, según su contenido de humedad se encuentren por encima o por debajo del punto de saturación de las fibras. Por encima del punto de saturación de las fibras, la tensión capilar es la responsable de los esfuerzos que se presentan en la madera y en condiciones extremas puede conducir a un aplastamiento celular conocido como colapso.
Por debajo del punto de saturación de las fibras, las tensiones de secado, responsables de la contracción normal de la madera, se desarrollan en las paredes celulares y son una consecuencia del gradiente de contenido de humedad que se presenta entre las capas superficiales y el centro de la pieza de madera. En condiciones extremas, estas fuerzas pueden conducir a la aparición de defectos como endurecimiento, grietas superficiales y grietas internas; coincidiendo con González et al. (2020).
CONCLUSIONES
En Pinus caribaea var. caribaea, la variación de aserrado provoca un incremento significativo de la magnitud del alabeo a partir de una disminución del contenido de humedad.
Existe una marcada influencia de los esquemas de aserrado sobre la magnitud de las deformaciones. Piezas que contengan la médula en el centro de su sección transversal son las que presentan los mayores niveles de alabeo.
El alabeo se incrementa en la medida que es mayor el tiempo de secado, pero de manera más intensa a partir de los 20 días.
Las piezas de menor espesor presentan mayores deformaciones, siendo las piezas próximas a la corteza, las de más calidad para los trabajos de primera y segunda transformación en la industria maderera.