BOSQUE 11 (2): 4 5 - 5 8 , 1990

Tableros de desechos del debobinado de especies chilenas * P a r t i c l e b o a r d s from p e e l i n g w a s t e s o f Chilean w o o d s C D . O . : 862.2 HERNAN POBLETE W. y MIGUEL PEREDO L. Instituto de Tecnología de Productos Forestales, Facultad de Ciencias Forestales, Universidad Austral de Chile, Casilla 853, Valdivia, Chile.

SUMMARY

The feasibility of using peeling wood wastes, from different Chilean native woods, in the production of particleboard was studied. The characteristics of the raw material and its influence on board properties was determined. The processing parameters for board production, which reached the German DIN standards, were also given.

RESUMEN

El estudio intenta determinar la factibilidad de producir tableros de partículas utilizando como materia prima desechos obtenidos de la producción de chapas y tableros contrachapados. Con el objeto de determinar las condiciones de fabricación se determinaron las características de los desechos, la influencia que este material tiene sobre los tableros y la forma de producir un tablero que cumpla con las exigencias establecidas en las normas correspondientes. La conclusión general es que con los desechos de la producción de láminas de madera se pueden fabricar tableros de partículas que cumplen con todos los requisitos estipulados por la norma alemana DIN.

INTRODUCCION

m a t e r i a l s o b r e las p r o p i e d a d e s , G i l l w a l d ( 1 9 6 5 ) y Z e n k e r ( 1 9 6 6 ) e s t u d i a n l a influencia d e l a s d i m e n -

L a i n d u s t r i a d e t a b l e r o s d e p a r t í c u l a s ofrece l a posibilidad d e utilizar m a d e r a s t r a d i c i o n a l m e n t e n o c o m e r c i a l e s o d e s e c h o s de o t r a s i n s t a l a c i o n e s . L a r e v i s i ó n d e l a literatura r e l a c i o n a d a con l a inclusión d e d e s e c h o s d e c o n t r a c h a p a d o s indica q u e y a e n l a d é c a d a d e los 4 0 e x i s t í a interés p o r d a r u n mejor u s o a e s t o s s u b p r o d u c t o s . E l m e n d o r f ( 1 9 4 9 ) describe u n tipo d e m a q u i n a r i a q u e p e r m i t í a o b t e n e r partículas s e m e j a n t e s a la l a n a de m a d e r a a partir de restos de c h a p a s , e i n f o r m a s o b r e a l g u n o s tableros c o n f e c c i o n a d o s c o n e s t e m a t e r i a l . E n 1962 K e h r estudia l a s p r o p i e d a d e s d e t a b l e r o s p r o d u c i d o s con diferentes tipos de d e s e c h o s , i n c l u y é n d o s e a l o s c o n t r a c h a p a d o s ( c u a d r o 1). D a d a l a i m p o r t a n c i a q u e tiene l a g e o m e t r í a del

s i o n e s d e los d e s e c h o s s o b r e l a s p r o p i e d a d e s d e l o s tableros. L o s r e s u l t a d o s d e estas i n v e s t i g a c i o n e s s e e x p o n e n en el c u a d r o 1 Torres (1989) ocupa una mezcla de residuos de e s p e c i e s n a t i v a s c h i l e n a s , sin d e t e r m i n a r la p r o p o r ción e x a c t a e n q u e las e s p e c i e s p a r t i c i p a n . P a r t e d e los resultados de este autor se presentan también en el c u a d r o 1. L a s p r o p i e d a d e s q u e p r e s e n t a n los tableros d e partículas p r o d u c i d o s c o n r e s i d u o s d e l a industria d e c h a p a s y c o n t r a c h a p a d o s d e m u e s t r a n q u e son a d e c u a d o s p a r a l a fabricación d e tableros d e p a r t í c u l a s . A lo anterior d e b e a g r e g a r s e q u e e s t e tipo de r e s i d u o s n o p r e s e n t a c o r t e z a , l a q u e e s d e s f a v o r a b l e p a r a las p r o p i e d a d e s m e c á n i c a s ( P o b l e t e y S á n c h e z , 1991) y ha s i d o s o m e t i d o a u n a e x t r a c c i ó n en a g u a c a l i e n t e , lo que normalmente hace más homogéneo el mate-

* Trabajo financiado por: Fondo de Desarrollo Productivo de CORFO e INFODEMA S.A.

rial.

45

H. P O B L E T E W., M. P E R E D O L.

La utilización de estos residuos es c o m ú n en Europa y Estados Unidos, encontrándose numerosas

instalaciones industriales q u e e m p l e a n estos s u b p r o ductos.

CUADRO 1 P r o p i e d a d e s de t a b l e r o s fabricados c o n d e s e c h o s de la fabricación de c h a p a s y c o n t r a c h a p a d o s s e g ú n diferentes a u t o r e s . Properties of boards produced with wastes from veneer and plywood production Autor

Año Densid. ( K g / m 3)

Kehr Gillwald Zenker Torres

1962 1965 1966 1989

590 ˜680 656 ˜ 700

˜

METODOLOGIA

Propiedad Hincham. (%) 2hr 24hr

Flexión (N / m m 2)

— 12.0 20.8 8.8

25.5 17.0 ˜ 10.9 28.4

9.7 19.0 — 15.8

Tracción (N / m m 2) 0.78 — 0.48 0.79

S e fabricaron a d e m á s tableros c o n p a r t í c u l a s d e Pinus radiata a m o d o de p a t r ó n de c o m p a r a c i ó n .

Determinación de especies y mezclas. P a r a e l e g i r las e s p e c i e s y m e z c l a s de e s p e c i e s q u e se i n c l u y e r o n en e l e s t u d i o s e t u v i e r o n e n c u e n t a las existencias e n c a n c h a , las p r o p o r c i o n e s d e a b a s t e c i m i e n t o históric a s y l a s e x i s t e n c i a s de m a d e r a en p i e . El análisis anterior permitió determinar que las e s p e c i e s m á s i m p o r t a n t e s s o n : T e p a (Laurelia philippiana), C o i g ü e (Nothofagus dombeyi), Ulmo

(Eucryphia cordifolia), O l i v i l l o (Aextoxicom punctatum) y R o b l e (Nothofagus oblicua). L a s e s p e c i e s m e n c i o n a d a s fueron m e z c l a d a s d e a c u e r d o c o n las p r o p o r c i o n e s q u e s e p r e s e n t a n e n e l c u a d r o 2. En el c u a d r o , la m e z c l a 1 r e p r e s e n t a la c o m p o s i c i ó n del a b a s t e c i m i e n t o d e I N F O D E M A S.A. e n V a l d i v i a .

Determinación de

características básicas.

a ) p H : e l valor p H d e l a m a d e r a fue d e t e r m i n a d o por medio de pH - metros en soluciones al 10% de partículas d e m a d e r a e n a g u a destilada. L a s partículas se agitaron a 2 0 0 r p m d u r a n t e 4 h o r a s y se m i d i ó e l valor d e p H e n los e x t r a c t o s c o n las p a r t í c u l a s e n suspensión. b) Densidad: la densidad de la madera se determinó de acuerdo con la Norma D I N 5 2 1 8 2 , habiéndos e m e d i d o e l v o l u m e n d e las m u e s t r a s m e d i a n t e u n volumenómetro. Fabricación de los tableros. L a s c a r a c t e r í s t i c a s g e n e r a l e s de los tableros fueron las siguientes:

CUADRO 2 Espesor: P r o p o r c i o n e s e n q u e p a r t i c i p a n las e s p e c i e s e n las m e z c l a s (%)

Densidad:

Wood species ratio in the mixtures (%)

M e z c l a (N°) Especie

1*

2

3

Tepa

46

25

60

Coigüe Ulmo Olivillo Roble

10 26 6 12

25 5 15 30

15 0 20 5

* Mezcla equivalente a la situación actual de INFODEMA.

46

N ú m e r o de capas: Adhesivo:

16 m m 1 8% (peso resina sólida/peso madera seca) 625 Kg/m3 y 675 Kg/m3

El e s t u d i o de e s t a s variables y las r e p e t i c i o n e s n e cesarias dieron o r i g e n a la c o n f e c c i ó n de 144 t a b l e ros. a) Preparación de astillas. C o m o m a t e r i a p r i m a se utilizaron astillas p r o d u c i d a s con d e s e c h o s d e l d e b o b i n a d o d e trozas. L o s d e s e c h o s utilizados c o n t e n í a n r e s t o s d e l á m i n a s d e diferentes e s p e s o r e s , p r e d o m i -

DESECHOS EN TABLEROS

n a n d o l a d i m e n s i ó n 2.1 m m . E s t e m a t e r i a l p r o v e n í a de t r o z a s q u e h a b í a n s i d o s o m e t i d a s a un tratamiento de c o c c i ó n , y fue s e l e c c i o n a d o a n t e s del s e c a d o . P a r a la fabricación de las astillas se utilizó un a s tillador y c o n las astillas s e l e c c i o n a d a s se p r e p a r a r o n las p a r t í c u l a s e n u n m o l i n o P a l l m a n . L a s partículas fueron s e c a d a s e n h o r n o hasta u n c o n t e n i d o d e humedad de 4,5 %. C o n e l o b j e t o d e d e t e r m i n a r los t a m a ñ o s d e partícula p r o d u c i d o s , s e t o m a r o n m u e s t r a s q u e s e t a m i z a r o n , m i d i é n d o s e l a f o r m a d e las diferentes clases d e t a m a ñ o clasificadas. P a r a l a separación d e cada c l a s e d e t a m a ñ o s e e m p l e ó u n set d e c i n c o tamices (4.0 - 2 . 0 - 1 . 4 - 1 . 0 - 0.7 m m ) . A d e m á s s e d e t e r m i n ó el p e s o y la p r o p o r c i ó n c o n q u e c a d a c l a s e de tamaño participa en la muestra. Ponderando las d i m e n s i o n e s d e c a d a c l a s e , p o r l a participación e n l a muestra, s e d e t e r m i n a r o n las d i m e n s i o n e s p r o m e d i o d e las p a r t í c u l a s p r o d u c i d a s p o r las e s p e c i e s . b) Preparación del adhesivo y encolado. C o m o adhesivo se aplicó ureaformaldehído con cloruro de a m o n i o c o m o c a t a l i z a d o r . L a c o n c e n t r a c i ó n del adhesivo al m o m e n t o de encolar se fijó en un 5 0 % . C o m o h i d r ó f o b o s e utilizó u n a e m u l s i ó n d e parafina. El c a t a l i z a d o r y el h i d r ó f o b o se a p l i c a r o n en cantidades e q u i v a l e n t e s a un 1 % d e l p e s o de la r e s i n a sólida. S e utilizó u r e a f o r m a l d e h í d o p r o d u c i d a p o r l a industria O x i q u i m S.A. b a j o n o m b r e c o m e r c i a l d e Adelite U T 6 0 . L a s e s p e c i f i c a c i o n e s d e l a r e s i n a antes d e ser d i l u i d a a l 5 0 % fueron las siguientes: Sólidos V a l o r eje pH Densidad F o r m a l d e h í d o libre Viscosidad Gadner Curado

: 60.05 % : 8.17 : 1.264 g / c m 3 : 0.42% : E-F : 75.0 seg.

El p r o c e s o de e n c o l a d o de las astillas se llevó a cabo e n u n e q u i p o c o n t o b e r a s p a r a l a i n y e c c i ó n del adhesivo. S e d e t e r m i n ó l a c a n t i d a d d e a d h e s i v o disponible s e g ú n el m é t o d o de K l a u d i t z ( G i n z e l y Peraza, 1966) c ) Prensado: S e a p l i c ó u n a p r e s i ó n m á x i m a d e 2.5 N / m m 2 y u n a p r e s i ó n m e d i a de 1.2 N / m m 2. El t i e m p o de p r e n s a d o se fijó en 6 m i n u t o s y la t e m p e r a t u r a del proceso fue de 160° C. Propiedades controladas. A c a d a u n o de l o s tableros de e n s a y o se l e s r e a l i z ó un c o n t r o l de las p r o p i e dades m e c á n i c a s y físicas, t e n i e n d o en c o n s i d e r a ción las e s p e c i f i c a c i o n e s d e l a N o r m a D I N 6 8 7 6 3 .

L o s e n s a y o s r e a l i z a d o s fueron los siguientes: Ensayo de flexión E n s a y o d e tracción D e n s i d a d del tablero H u m e d a d del tablero Hinchamiento Absorción de agua

: : : : : :

norma norma norma norma norma norma

DIN 52 362. D I N 52 365. D I N 52 3 6 1 . D I N 52 3 6 1 . D I N 52 364. A S T M 1037.

RESULTADOS

Características

básicas

a) Análisis del tamaño de las partículas. P a r a c a r a c terizar la g e o m e t r í a y t a m a ñ o de las partículas se p r o c e d i ó a d e t e r m i n a r las d i m e n s i o n e s de éstas l u e g o del s e c a d o . L a s d i m e n s i o n e s y coeficientes de e s b e l t e z ( C E ) d e las partículas d e c a d a e s p e c i e p o r c l a s e d e t a m a ñ o , y s u s p r o m e d i o s p o n d e r a d o s , se p r e s e n t a n en el c u a d r o 3 . S e o b s e r v ó q u e e n las partículas d e m a y o r tamaño el espesor corresponde al de la chapa emp l e a d a , l a q u e n o s e redujo d u r a n t e e l p r o c e s o d e v i r u t e a d o . E n general l a distribución d e los t a m a ñ o s d e partículas m o s t r ó u n a c o n c e n t r a c i ó n m a y o r e n las clases de t a m a ñ o centrales o s u p e r i o r e s ( c u a d r o 3 ) . E n e l c a s o del testigo, P i n o I n s i g n e , e l e s p e s o r p r o m e d i o de p a r t í c u l a fue 0.34 mm y el l a r g o p r o m e dio de 25 mm. C o n estos v a l o r e s s e o b t u v o u n coeficiente d e esbeltez d e 7 3 . 5 3 . b) Densidad de las especies y mezclas. Se efectuar o n m e d i c i o n e s e n las astillas d e c a d a t i p o d e g r a n u lometría. L a s d e t e r m i n a c i o n e s c o n s i d e r a r o n d e n s i d a d anhidra y básica. Los resultados de densidad de cada tipo d e g r a n u l o m e t r í a fueron p o n d e r a d o s p o r e l porcentaje d e p a r t i c i p a c i ó n e n l a m e z c l a (ver c u a d r o 2 ) para obtener el valor promedio de densidad que se presenta en el cuadro 4. C o n l o s v a l o r e s d e d e n s i d a d d e c a d a u n a d e las e s p e c i e s , y c o n o c i e n d o el porcentaje de participación d e ellas e n las m e z c l a s (ver c u a d r o 2 ) , s e p u d o calcular l a d e n s i d a d p o n d e r a d a d e c a d a m e z c l a . E s t a s cifras s e p r e s e n t a n e n e l c u a d r o 5 . E s t a p r o p i e d a d t i e n e especial i m p o r t a n c i a p a r a l a fabricación d e los t a b l e r o s , y a q u e d e t e r m i n a l a "razón d e c o m p r e s i ó n " ( d e n s . t a b l e r o / d e n s . m a d e r a ) . E n e s t e s e n t i d o l a e s p e c i e T e p a e s l a m á s desfavorab l e , ya q u e su m a d e r a d e b e r á ser s o m e t i d a a c o m p r e siones significativamente m á s altas p a r a p o d e r alc a n z a r l a s d e n s i d a d e s y e s p e s o r e s de tableros prefij a d o s . L o anterior s e t r a d u c e e n p r o b l e m a s d u r a n t e el p r e n s a d o , r e q u i r i é n d o s e p r e s i o n e s m á s altas y o b teniéndose una menor disponibilidad de adhesivo p o r u n i d a d d e superficie.

47

H. P O B L E T E W., M. P E R E D O L.

CUADRO 3 C l a s e s d e t a m a ñ o y coeficiente d e e s b e l t e z d e las partículas l u e g o del

secado

Dimensions and slenderness ratio of particles after drying

Especie

Tepa

Coigüe

Ulmo

Olivillo

Roble

Rango de tamaño (mm)

Proporción en peso (%)

Largo

Espesor

(mm)

(mm)

>4.0 < 4.0 > 2.0 < 2 . 0 > 1.4 < 1 . 4 > 1.0 < 1.0 > 0.71 4.0 < 4.0 > 2.0 < 2 . 0 > 1.4 < 1 . 4 > 1.0 < 1.0 > 0.71 4.0 < 4.0 > 2.0 < 2 . 0 > 1.4 < 1 . 4 > 1.0 < 1.0 > 0.71 4.0 < 4.0 > 2.0 1.4 < 1.4 > 1.0 < 1.0 > 0.71 4.0 < 4.0 > 2.0 < 2 . 0 > 1.4 < 1.4 > 1.0 < 1.0 > 0.71