LA HUMEDAD EN LA MADERA En un árbol recién cortado, su madera contiene una importante cantidad de agua, variando el contenido según la época del año, la región de procedencia y la especie forestal de que se trate. Las maderas livianas por ser más porosas, contienen una mayor cantidad de agua que las pesadas. De igual manera, la albura, por estar conformada por células cuya función principal es la conducción de agua, presenta un mayor contenido de humedad que el duramen. Esto indica que el porcentaje de agua contenido en los espacios huecos y en las paredes celulares de la madera es muy variable en el árbol vivo. El agua contenida en la madera se encuentra bajo diferentes formas (agua libre, agua de saturación y agua de constitución), tal como se describe a continuación. AGUA LIBRE Es la que da a la madera su condición de “verde”y es la que ocupa las cavidades celulares. La cantidad de agua libre que puede contener una madera está limitada por su volumen de poros. Al comenzar el proceso de secado, el agua libre se va perdiendo por evaporación. Este proceso se produce fácilmente, ya que es retenida por fuerzas capilares muy débiles, hasta el momento en que ya no contiene más agua de este tipo. Al llegar a este punto, la madera estará en lo que se denomina “punto de saturación de las fibras” , que corresponde a un contenido de humedad variable entre el 21 y 32%. Cuando la madera ha alcanzado esta condición, sus paredes celulares están completamente saturadas de agua y sus cavidades vacías. Durante esta fase de secado, la madera no experimenta cambios dimensionales, ni alteraciones en sus propiedades mecánicas. Por tal razón, el punto de saturación de las fibras es muy importante desde el punto de vista fisico-mecánico. AGUA DE SATURACIÓN Es el agua que se encuentra en las paredes celulares. Durante el secado de la madera, cuando ésta ha perdido su agua libre por evaporación y continúa secándose, la pérdida de humedad ocurre con mayor lentitud hasta llegar a un estado de equilibrio higroscópico con la humedad relativa de la atmósfera. Para la mayoría de las especies, el equilibrio higroscópico se encuentra entre el 12 y 18% de contenido de humedad, dependiendo del lugar donde se realiza el secado.Es por ello que la madera secada al aire libre solo puede alcanzar estos valores de humedad de equilibrio. Para obtener contenidos de humedad menores, debe acudirse al secado artificial para eliminar el resto del agua de saturación. AGUA DE CONSTITUCIÓN Es el agua que forma parte de la materia celular de la madera y que no puede ser eliminada utilizando las técnicas normales de secado. Su separación implicaría la destrucción parcial de la madera.

DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE HUMEDAD EN LA MADERA La determinación del contenido de humedad en la madera se hace considerando sólo los valores del agua libre y de saturación. En la práctica, la madera se considera totalmente seca cuando al secarla en estufa alcanza un peso constante. El contenido de humedad se define como el peso de la cantidad de agua presente en una pieza de madera, expresado en función del peso de esa pieza en condición seca o anhidra. Su valor numérico se expresa en porcentaje y se calcula por medio de la siguiente fórmula: CH= Ph – Ps x 100 % Ps donde: CH= Humedad de la madera expresada como un porcentaje de su peso anhidro. Ph= Peso de la madera en estado húmedo o peso inicial. Ps= Peso de la madera en estado anhidro, peso final o constante. BASES FÍSICAS DEL SECADO DE LA MADERA Tanto en el secado artificial como en el secado al aire, el agua es extraida de la madera por evaporación. La velocidad de evaporación es controlada por la temperatura, la humedad del ambiente y la velocidad del aire que pasa a través de la pila de madera a secar. TEMPERATURA El calor es la fuente de la que las moléculas de agua en la madera adquieren la energía cinética necesaria para la evaporación. La velocidad de evaporación depende de la cantidad de energía suministrada por unidad de tiempo y de la capacidad del aire en circulación para absorber la humedad liberada por la madera. La temperatura es un factor de aceleración del proceso de evaporación ya que, cuanto más elevada sea la temperatura del ambiente, más intensa será la evaporación debido a que el aire podrá absorber mayor humedad. Hacia el interior de la tabla de madera, la temperatura condiciona también la velocidad del movimiento del agua, aumentando el coeficiente de circulación con un incremento de la temperatura. Así , a 80°C la velocidad del movimiento del agua al interior de la madera es aproximadamente cinco veces mayor que a 20°C. Esto explica claramente la importancia de este parámetro durante todo el proceso de secado de la madera. En el secado artificial convencional, el calor se transmite a la madera por convección. El efecto que podría producir una diferencia significativa entre la temperatura del aire en circulación y la de la superficie de la madera, prácticamente se anula durante el secado en cámaras, al no existir la radiación directa. En el secado al aire, cuando la madera está expuesta a la radiación directa del sol, la temperatura superficial de las piezas de madera puede llegar a ser muy superior a la temperatura del aire en circulación. Esta situación generalmente propicia condiciones de secado muy severas, que se manifiestan en defectos en la madera como torceduras, grietas, rajaduras en los extremos, etc.

El control de la temperatura constituye, para muchas especies, el factor de mayor peso durante el desarrollo del proceso de secado. Así por ejemplo, para maderas livianas, la temperatura máxima admisible alcanza los 70 a 90°C para una calidad de secado excelente. Para maderas semipesadas a pesadas, el rango de temperatura máxima es de 60 a 80°C. Para madera verde y recién aserrada , con un contenido de humedad mayor que 30%, debe secarse a temperaturas más bajas para evitar defectos como colapso de células, grietas internas, rajaduras, endurecimiento superficial,etc. Es importante también tener en cuenta que la temperatura, conjuntamente con la humedad relativa, son los elementos que determinan el clima dentro de una secadora y el equilibrio del contenido de humedad de la madera. El control de la temperatura constituye, para muchas especies, el factor de mayor peso durante el desarrollo del proceso de secado. Así por ejemplo, para maderas livianas (ordinarias), la temperatura máxima admisible alcanza los 70 a 90°C para una calidad de secado excelente; para una calidad media a regular la temperatura máxima puede subir hasta 120°C. Para maderas semipesadas a pesadas, el rango de temperatura máxima es de 60 a 80°C. Para madera verde y recién aserrada , con un contenido de humedad mayor que 30%, debe secarse a temperaturas más bajas para evitar defectos como colapso de células, grietas internas, rajaduras, etc. A temperatura constante y cuando los procesos se llevan a cabo en un sistema cerrado, como es el caso de un secadero para madera podemos decir que la humedad relativa del aire influye o afecta directamente a la humedad de la madera. Si la humedad relativa del aire aumenta, entonces aumenta la humedad de la madera e inversamente, la humedad de la madera disminuye cuando la humedad relativa del aire disminuye. Un ejemplo de cómo se comporta la madera a distintas condiciones de humedad relativa del aire se puede observar en la siguiente explicación.Una madera expuesta a aire saturado a 20°C contiene aproximadamente 30% de humedad. Si la humedad relativa del aire disminuye de 100% a 75% entonces la madera se seca hasta un 14,5% de humedad . Si nuevamente se disminuye la humedad relativa del aire hasta alcanzar un valor del 50%, entonces la madera seguirá secándose hasta un nuevo punto de equilibrio, correspondiente a un 9% de humedad. La humedad relativa del aire y consecuentemente la humedad de la madera, están fuertemente influenciadas por la temperatura. El aire caliente necesita una cantidad mayor de agua para llegar al limite de saturación que el aire frío y por lo tanto puede absorber mayor cantidad de agua liberada por la madera.

VELOCIDAD DEL AIRE La circulación del aire es otro de los elementos que actúa sobre la velocidad de evaporación del agua durante el proceso de secado de la madera. La circulación de aire fresco a través de una pila de madera y la expulsión de la humedad son condiciones necesarias para asegurar la remoción del exceso de humedad dentro de un secadero y así mantener las condiciones de humedad relativa deseadas. La velocidad del aire dentro de una pila tiene como funciones principales, transmitir la energía requerida para calentar el agua contenida en la madera facilitando así su evaporación y transportar la humedad saliente de la madera. La capa límite que siempre existe entre la madera y el aire juega un papel importante en el secado de la madera. Cuanto menor sea el espesor de esta capa límite, más rápida será la remoción de la humedad de la superficie de la madera. La forma de la corriente del aire es importante para la velocidad del secado. Una corriente turbulenta es mucho más eficaz que una corriente laminar, pues la primera afecta en mayor forma la capa límite entre la madera y el aire. La velocidad del aire desempeña un papel muy importante durante las primeras etapas del secado, sea natural o artificial, sobre todo cuando la madera está muy húmeda (CH >30%). A mayor velocidad del aire, mayor será la tasa de evaporación y menor el tiempo de secado y viceversa, si la velocidad del aire disminuye, la tasa de evaporación dismimuye y se aumenta el tiempo de secado. Por tal razón, para asegurar un secado rápido y uniforme es indispensable una circulación del aire fuerte y regular. Experimentalmente se ha demostrado que se obtienen condiciones óptimas de secado en la mayor parte de los casos, cuando el aire circula en una pila a una velocidad relativamente alta.Actualmente se trbaja con velocidades de aire atraves de la estiba de alrededor de 5m/seg para maderas de secado rápido.Para maderas de mayor densidad y secado lento se recomiendan velocidades de 2 m/seg. Si se utilizan velocidades mayores sin un debido control puede comprometerse la calidad de la madera por cuanto se acelera considerablemente la tasa de evaporación del agua, generándose un gradiente de humedad muy alto entre la superficie de la madera y su parte intena. Podemos decir que las ventajas de velocidades altas del aire dentro de un secadero disminuyen considerablemente cuanto mayor sea el espesor de las piezas de madera, cuanto menor sea el contenido de humedad inicial , cuanto menor sea la temperatura inicial y cuanto mayor sea la densidad de la madera. Una vez bajado el contenido de humedad por debajo del punto de saturación de la fibras se puede reducir la velocidad del aire considerablemente, sobre todo para maderas duras y de difícil comportamiento en el secado. En el caso ideal se debe variar la velocidad de giro de los motores durante el proceso de secado, tomando en cuenta el comportamiento específico de la madera a secar (especie, espesor, contenido de humedad) y la tarifa diferencial de corriente eléctrica según las horas del día (tarifa baja nocturna y tarifas altas durante las horas de mayor demanda). Una reducción en la velocidad de giro al 50% de la nominal significará una reducción en el consumo de energía eléctrica del 75%. CONTENIDO DE HUMEDAD DE EQUILIBRIO La madera es un material higroscópico que reacciona siguiendo las leyes que rigen para los cuerpos porosos. Cuando una pieza de madera se deja suficiente tiempo en un ambiente cuyas características de temperatura y humedad relativa permanecen constantes, se establece un equilibrio entre la presión parcial del vapor de agua en el aire y la que existe en el interior de la pieza de madera. Cuando este equilibrio es alcanzado, la humedad de la madera no varía mas y se dice que ha llegado al contenido de humedad de equilibrio o humedad límite. Este contenido de humedad permanecerá constante mientras las características del aire que rodean a la madera no cambien. Es importante anotar que este equilibrio no se alcanza instantáneamente y el tiempo empleado depende de varios factores, tales como la densidad de la madera, el espesor, la cantidad y calidad de sustancias extractivas presentes, la humedad inicial, etc.

GRADIENTE DE HUMEDAD DE LA MADERA Solamente en madera recién aserrada se encuentran una distribución más o menos uniforme del contenido de humedad a través de la sección transversal de una pieza. Tan pronto se inicia el secado, sea natural o artificial, la distribución del contenido de humedad en el interior de la pieza se modifica. En forma simple, puede explicarse el secado de la madera como el resultado del movimiento de la humedad desde el interior hasta la superficie, donde se evapora y escapa a la atmósfera circundante. Al colocar una pieza de madera húmeda en contacto con un ambiente seco, las diferencias entre las presiones parciales de vapor de la atmósfera y del agua contenida en la madera da lugar a la evaporación del agua presente en las capas superficiales, mientras que las capas internas permanecen aún húmedas. La diferencia que se establece entre el contenido de humedad de la madera en el centro y en la superficie , denominada gradiente de humedad, da origen a la circulación interna del agua del centro de la periferia y es la causa del secado. Mientras más elevado sea el gradiente de humedad, es decir, mientras mayor sea la diferencia entre el contenido de humedad en el centro y en la superficie , más rápido secará la madera e inversamente, si el gradiente es bajo, el tiempo de secado se prolongará con un consecuente aumento de costos. Durante el proceso de secado, es de gran importancia establecer un gradiente de humedad óptimo que reduzca el tiempo de secado a un mínimo sin correr el riesgo de ocasionar daños en la madera. Si se aplica un gradiente de humedad muy fuerte, puede ocurrir que las partes externas de la pieza de madera, al alcanzar rápidamente un contenido de humedad por debajo del punto de saturación de la fibras, empiecen a contraerse mientras que las capas internas aún tienen mucho agua libre, generándose tensiones en la madera, que pueden ocasionar deformaciones importantes. También, como consecuencia de una gradiente de humedad elevado, puede ocasionarse la interrupción en la circulación del agua por la formación de una capa muy seca que obstaculiza el flujo capilar de la humedad, originándose el fenómeno conocido como endurecimiento superficial que impide el secado de la madera. Cuando se llega al estado en que el CH centro = CH superficial = CH dentro del secadero , teóricamente se termina el movimiento de la humedad en la madera y ésta no se seca más por falta de un gradiente de humedad. Las consideraciones anteriores permiten concluir que una de las desventajas del secado al aire es la imposibilidad de controlar el gradiente de humedad, por cuanto éste dependerá exclusivamente de las condiciones del medio ambiente. DESARROLLO DEL PROCESO DE SECADO DE LA MADERA Las leyes que regulan el proceso de secado de la madera son de naturaleza diferente, dependiendo de si el contenido de humedad está por encima o por debajo del punto de saturación de las fibras. Por encima de este punto , la velocidad de secado, bajo condiciones estables de temperatura y humedad relativa del aire, permanece constante y el movimiento del agua libre líquida es causado por fuerzas capilares. Durante la evaporación del agua libre no se producen tensiones dentro de la madera y solamente se modifica la distribución del contenido de humedad hacia el interior de la pieza. Cuando el secado ya ha avanzado a contenidos de humedad por debajo del punto de saturación , la permeabilidad de la estructura de la madera entra a jugar un papel importante en el proceso de remoción del agua. La gráfica de velocidad de secado cambia de una línea recta a una curva exponencial decreciente, presentándose una zona de transición. En este rango , el agua retenida en la madera por fuerzas de naturaleza molecular se mueve por difusión a través de las paredes celulares, debido al gradiente de humedad que se crea entre las paredes de las células vecinas. Finalmente , la curva tiende hacia un valor límite que no es otro que la humedad de equilibrio de la madera correspondiente a las condiciones climáticas establecidas.

CURVA TEORICA DE SECADO

TENSIONES DE SECADO EN LA MADERA Las tensiones que se producen en un trozo de madera durante el secado son de naturaleza diferente, según que su contenido de humedad se encuentre por encima o por debajo del punto de saturación de la 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. COLAPSO El colapso en la madera se presenta cuando los esfuerzos de tensión capilar exceden la resistencia de la pieza a la compresión perpendicular al grano. El colapso puede presentarse en una sola célula o en un grupo de células. El colapso celular es el resultado del secado excesivamente rápido de madera con un contenido de humedad tan alto. ENDURECIMIENTO La contracción normal de la madera, que se inicia cuando su superficie exterior ha alcanzado el punto de saturación de las fibras, no se desarrolla uniformemente en toda la pieza. Inicialmente y bajo condiciones de secado normales (gradiente de secado moderado), las capas exteriores pierden humedad rápidamente mientras que el centro permanece aún húmedo, creándose un gradiente de contenido de humedad que induce el flujo del agua del centro hacia la periferia. Las capas interiores de la madera, que aún permanecen con un contenido de humedad superior al punto de saturación de las fibras, se oponen a la contracción generándose entonces esfuerzos de tensión hacia el centro. Cuando la resistencia natural de la madera a la tensión y/o comprensión es superior a las tensiones originadas por el gradiente del contenido de humedad, la madera se contrae normalmente sin presentarse daños en su estructura. En caso contrario, si la resistencia natural de la madera es menor que las tensiones producidas, pueden desarrollarse agrietamientos superficiales que constituyen o reflejan un estado temprano de endurecimiento. Esta situación se detecta cuando al cortar o reaserrar longitudinalmente una tabla las piezas se curvan hacia fuera. A medida que el secado avanza, las capas interiores de la pieza de madera progresivamente van alcanzando el punto de saturación de las fibras y empiezan también a contraerse. Cuando la parte central empieza a contraerse, son ahora las capas exteriores las que tratan de oponerse a esta acción, invirtiéndose los esfuerzos ya que la parte central estaría sometida a la tensión y la periferia a comprensión. Cuando el gradiente de contenido de humedad es muy elevado, la magnitud de los esfuerzos de compresión en las capas exteriores puede dar origen a la interrupción en la circulación del agua, situación que se evidencia cuando después de varios días de secado, la humedad de la madera no disminuye debido a la formación de una capa muy seca que se constituye en una barrera para el avance del agua. Este fenómeno se conoce con el nombre de endurecimiento y se detecta cuando al reaserrar longitudinalmente una tabla, las piezas resultantes se curvan hacia adentro.

AGRIETAMIENTO INTERNO Los esfuerzos asociados con el endurecimiento y el colapso, cuando son severos, pueden producir en la madera grietas internas. En maderas propensas a este defecto, se forman cavidades en forma de media luna o panal que son percibidas o detectadas cuando la pieza es reaserrada. La madera que durante el secado desarrolla este tipo de grietas prácticamente no tiene uso. Maderas de especies latifoliadas y las alta densidad y con radios medulares pronunciados, tales como eucalipto (Eucalyptus globulus)y el algarrobo (Hymeneaea courbaril) son muy propensas al agrietamiento interno. Las grietas internas generalmente se atribuyen a un control incorrecto del proceso de secado y pueden evitarse por medio de la selección de un programa correcto de secado. Como son consecuencia de un endurecimiento superficial, éste debe ser detectado a tiempo y eliminarse. Una vez que las grietas se han formado ya no pueden eliminarse y en la mayoría de los casos la madera no puede usarse.

SECADO NATURAL El secado natural o al aire libre consiste en exponer la madera a la acción de los factores climáticos de un lugar. Estos factores son la temperatura, la humedad relativa de la atmósfera y el aire que, en permanente movimiento, sirve de agente para establecer un equilibrio higroscópico entre el medio ambiente y la madera. Este sistema de secado ha sido el más ampliamente utilizado. Sin embarqo, por estar sujeto a los cambios climáticos, no es posible ejercer control sobre su desarrollo. La duración depende de las características de las especies de madera, de las condiciones climáticas, de la forma de apilado y de la disposición y ubicación de la playa de secado, pero en todos los casos el proceso es relativamente lento. Además no es posible, simplemente por métodos naturales, alcanzar contenidos de humedad menores a los correspondientes a la humedad de equilibrio del lugar. Por lo tanto, resulta poco conveniente o apenas un presecado para muchas industrias que manufacturan productos de madera que requieren un contenido de humedad más bajo. LA VELOCIDAD DEL SECADO La velocidad a la que la madera pierde su humedad está en función de su propias caracteristicas y de algunos factores externos como la temperatura, el viento y la humedad relativa. PRESECADO Y DURACIÓN DE LOS PROCESOS Mediante el secado natural no es factible obtener una humedad final de la madera inferior a la humedad de equilibrio con las condiciones ambientales del lugar. Además, la velocidad de difusión del agua es lenta por debajo de la zona de saturación de las fibras. Por lo tanto, en muchos sitios de secado natural no puede ser más que un presecado, que debe ser seguido del secamiento artificial. Con el secado natural la humedad final promedio puede ser algo menor que 25%, a la cual corresponde algo menos que un 20% de humedad en las superficies de los bloques o tablas. A tal contenido de humedad la madera estará adecuadamente preparada para muchos procesos. Para productos remanufacturadas se deberá continuar el proceso de secado por medios artificiales, con la finalidad de llegar a valores de humedad final de madera compatibles con el proceso a realizar y el producto final a elaborar. el gasto de energía y la duración del secado serán significativamente menores. DEFECTOS EN LA MADERA EN EL SECADO NATURAL Las contracciones ocurridas durante el secado de la madera producen defectos tales como grietas superficiales, rajaduras, deformaciones y otros daños estructurales. Estos defectos son los más difíciles de evitar durante el secado natural, pero se pueden atenuar mediante técnicas de apilado y protección de las pilas y de los extremos de las tablas o piezas en secamiento. PREPARACIÓN DE LA MADERA ANTES DEL SECADO Muchos defectos de la madera aserrada se presentan antes de someterla a un proceso de secado,indistintamente si este es natural o artificial. La madera en troza ya puede rajarse por una excesiva sequedad en los extremos. Después del aserrado la madera queda aún más propensa al deterioro por agentes naturales.

Por este motivo , son de mucha importancia todas las medidas preventivas que puedan tomarse para evitar daños estructurales o de apariencia en la madera aserrada, antes de ser sometida a cualquier proceso de secado. PROTECCIÓN A LA FORMACIÓN DE RAJADURAS O FISURAS Aquella madera aserrada con espesores importantes, sobre todo de alta densidad, tiende a rajarse en sus extremos o a agrietarse en su superficie durante su secado. Estos defectos son más frecuentes cuando queda expuesta a los rayos del sol o a vientos fuertes. En los aserraderos es habitual observar las tablas de madera aserrada , rajadas en sus extremos antes de someterlas a un proceso de secado. Para evitar estos defectos , generalmente se utilizan sustancias resistentes a la humedad capaces de evitar la rápida evaporación del agua. Existen productos y sustancias que se pueden aplicar sobre la madera para evitar este defecto. El tratamiento debe efectuarse inmediatamente después de volteado el árbol, antes que la madera se raje. Una sola capa de producto a veces no es suficiente, sobre todo en las maderas duras y gruesas. Es de enorme importancia un correcto apilado de la madera previo y durante el proceso propio de secado para evitar las rajaduras.La metodología de apilado y el dimensionamiento y estado de conservación de los separadores son factores determinantes de la calidad del producto final. La correspondencia entre el espesor de los separadores y el de las tablas se debe a la capacidad de evaporación del agua que tiene la madera según su espesor. Igualmente, la distancia entre los separadores está en función del espesor de las tablas; cuanto más delgadas sean éstas, menor debe ser la distancia para evitar deformaciones. En las áreas de contacto de los listones con las tablas el secado se retarda, por lo cual no conviene usar más separadores que los necesarios.

Características de los listones separadores ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- Espesor de Espesor de los Distancia entre las tablas separadores separadores (mm) (mm) (mm) ----------------- --------------------- ---------------------- menos de 20 20 300-400 20-25 22 400-500 40-50 25 500-600 50-65 30 700-800 65-80 40 900 más de 80 45 1000 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Es importante resaltar que los separadores colocados en los extremos de las pilas deben formar un solo plano con la superficie transversal de las tablas, ya que de esta manera se controlan las rajaduras de los extremos al retardarse el secamiento en dichas zonas. Igualmente, el alineamiento en sentido vertical de los separadores es una práctica indispensable, ya que de lo contrario ocurren deformaciones en las tablas. VENTAJAS Y LIMITACIONES DEL SECADO AL AIRE LIBRE La ventaja principal del secado al aire libre sobre otros métodos de secado de maderas, es el bajo costo de la inversión inicial en equipamiento. La principal desventaja es la larga duración de los procesos y la imposibilidad de llegar a contenidos de humedad tan bajos como los requeridos para muchos usos. Asimismo, no es posible controlar los factores que determinan el secado y por lo tanto hay limitaciones para impedir la formación de determinados defectos y daños.

SECADO ARTIFICIAL El secado artificial surgió como respuesta a las deficiencias del secado natural. Por medio de equipos e instalaciones especiales, se establecen en recintos cerrados condiciones climáticas diferentes a las condiciones atmosféricas normales. Mediante ventiladores, se produce un flujo de aire estable que circula a través de las pilas de madera, con temperatura y humedad relativa controladas de acuerdo a programas preestablecidos según especie y dimensiones de la madera a secar. La velocidad de secado se puede incrementar , elevando la temperatura tanto como sea admisible para cada especie en particular y a la calidad de producto final deseada. También se puede controlar la humedad relativa del aire de tal forma que los gradientes de humedad no produzcan esfuerzos de tensión no deseados. El secado artificial, además de reducir considerablemente el tiempo de secado y de restringir la producción de defectos, permite alcanzar contenidos de humedad tan bajos como sean requeridos de acuerdo con el uso final de la madera. Los costos directos del secado artificial en cámaras son más altos que los del secado al aire, ya que a la inversión en instalaciones y equipos hay que agregar los costos de funcionamiento en combustibles, electricidad y supervisión. Sin embargo, la rapidez del secado –entre 10 y 40 veces más rápido que al aire libre-, la reducción de los inventarios de madera y la calidad final del producto seco, compensan favorablemente los mayores costos del proceso artificial. El secado artificial se ha venido desarrollando industrialmente en formas diferentes, según el tipo de instalaciones y sus equipamientos, así como los procesos desarrollados. Podemos enumerar entre otros: Secaderos convencionales Secaderos de alta temperatura Secaderos de condensación Secadores por vacío Todos ellos se adaptan con distintas cualidades y propiedades a las diferentes especies de madera a secar y el producto final requerido con ventajas y desventajas. A continuación nos detendremos a analizar un tipo de secadero, cuyos procesos y resultados han demostrado en el transcurso de los años ser muy adecuados al tratamiento de las maderas existentes en la región. SECADO ARTIFICIAL CONVENCIONAL El secado convencional se desarrolla en cámaras cerradas dentro de los cuales se establecen climas artificiales con incremento progresivo de temperatura y disminución de humedad relativa. Cada etapa del secado se mantiene durante un determinado lapso, de acuerdo con un programa predeterminado experimentalmente según el tipo y dimensiones de la madera. Como los cambios en las condiciones inducen contenidos de humedad de equilibrio cada vez más bajos, en las piezas de madera se genera un gradiente de humedad que determina la velocidad de difusión del agua, del interior hacia la periferia. Los recintos en los cuales se lleva a cabo el secado convencional se conocen como secaderos o cámaras de secado, los que además de ventiladores de recirculación de aire, poseen baterías de calefacción, sistemas de humidificación, control y registro de las condiciones ambientales, tales como la humedad relativa del aire, la temperatura y el contenido de humedad en diferentes tablas. Estos equipos varían en los diferentes tipos de cámaras e inciden directamente en la eficiencia y calidad del proceso. El secado convencional es el sistema de secado más generalizado a nivel mundial y se distinguen varias formas , según la intensidad de la temperatura aplicada y las características de las instalaciones.

ESPESOR Y CLASIFICACION DE LA MADERA La duración del proceso de secado de la madera aserrada es exponencialmente proporcional a su espesor. Por tal razón es conveniente reaserrarla, antes del secado, a espesores cercanos a los requeridos durante su posterior utilización. Antes de apilarla definitivamente, la madera debe ser seleccionada y agrupada según los criterios que se presentan a continuación. Las cargas de secado deben ser de la misma especie. De esta manera se logra optimizar la duración y la calidad del proceso. Por lo tanto , la primera selección que debe realizarse es por especies. La calidad final requerida como las condiciones y estado de la madera a secar deben ser homogéneas. Los defectos estructurales , tales como nudos y madera tensionada, tienen mucho que ver con los defectos de secado. En consecuencia, una selección por calidad evitará gastos innecesarios y ayudará a definir el destino final de la madera La selección por espesores resulta indispensable, ya que la duración del secado varía en forma exponencial con el espesor. Además muchos defectos tales como las grietas en los extremos de las tablas y rajaduras, tienen una estrecha relación con el espesor. En cambio, el largo y el ancho de una pieza de madera no son determinantes en el comportamiento durante el secado. La humedad inicial está en función de la época de corte y la acción del medio ambiente sobre la madera. Contenidos de humedad inicial muy variables dificultan el secado y lo prolongan innecesariamente. Lo más conveniente es entonces seleccionar los paquetes a secar, para que sean lo más homogéneos posibles. El contenido de humedad final depende del uso que se le vaya a dar posteriormente al producto. La selección de la madera antes de secarla permite aplicar el programa de secado más conveniente, de acuerdo con la humedad final deseada. APILADO La homogeneidad del secado depende de la uniformidad del paso del aire a través de la pila , por lo cual es esencial un correcto apilado. El apilado horizontal es el sistema tradicional en el secado artificial convencional. Para el secado artificial se requiere una apreciable cantidad de separadores. Según la experiencia, es mucho más ventajoso utilizar separadores obtenidos de madera de alta densidad, libre de defectos. Los listones se deben obtener de madera previamente secada para evitar manchas y distorsiones de las piezas en proceso de secado. En algunas instalaciones se usan separadores de materiales distintos a la madera o provenientes de productos de madera como contrachapeados con resinas fenólicas. PREPARACIÓN DE LAS CAMARAS En la misma forma como la madera se alista para el secado, la cámara también tiene que prepararse antes de cada carga. De esta manera se puede asegurar un secamiento libre de defectos, uniforme y mucho más rápido. La verificación del buen funcionamiento de la cámara comprende la revisión del sistema de calefacción, sistema de ventilación, sistema de humidificación, sistema de control y registro y, finalmente, una inspección general. EQUIPAMIENTO DE LOS SECADEROS El calentamiento se efectúa en todos los casos en forma indirecta. Para esto se usan varias fuentes de calor ,siendo las mas utilizadas el vapor y agua caliente. El calentamiento del aire dentro de la cámara se hace a través de radiadores que transmiten el calor a la cámara. Existen varios tipos de radiadores para vapor y agua caliente. Los radiadores constan de varios tubos con diámetros variables, que están conectados en los extremos a otros de mayor diámetro , uno para alimentar el vapor y otro para el drenaje del condensado. Estos radiadores tienen aletas en forma de láminas o espirales que incrementan la superficie de radiación de los tubos lisos de 5 a 8 veces. Con el objeto de mejorar la eficiencia y

prolongar su duración, sin necesidad de mantenimiento frecuente , se han diseñado tubos aletados con la tubería interna en acero y las aletas en aluminio (tubos bimetálicos). Estos tubos bimetálicos con aletas formadas de un tubo de aluminio en un proceso especial de laminado y perfilado en acero, garantizan no sólo la más alta transmisión de calor sino también un mínimo de mantenimiento. Radiadores con tubos internos de acero inoxidable y aletas de aluminio, son resistentes a toda clase de corrosión usual en un clima agresivo dentro de un secadero. Durante el desarrollo de un programa de secado, la madera aporta permanentemente vapor de agua al interior de la cámara; es decir, contribuye a elevar la humedad relativa del aire. La salida del aire húmedo y entrada de aire fresco se realiza a través de las ventilas. Estas operan según el equipo de control automáticamente. La operación automática es manejada por los sensores del clima y realizada con la ayuda de actuadores colocados en los oas ventiletes. La inyección de humedad al interior de las cámaras es necesaria sólo en algunas etapas del secado. Algunas veces, al comienzo del proceso y en las etapas intermedias, se aplica el vaporizado para prevenir o evitar daños ocasionados por tensiones de secado. Al final del secado, cuando se aplica el acondicionado y equilibrado de tensiones , casi siempre es indispensable inyectar vapor o agua para incrementar la humedad relativa. Este proceso se realiza mediante caños con pequeñas perforaciones o toberas de pulverización. Estos tubos corren a lo largo de la cámara y se colocan en uno de los pasillos laterales, de tal manera que la humedad se distribuye uniformemente con la ayuda de los ventiladores. La vaporización o humidificación del medio ambiente de la cámara se hace automáticamente y es gobernado por los sensores del clima , atraves de un sistema de apertura o cierre de válvulas. SISTEMA DE CALEFACCIÓN Este sistema comienza en la fuente generadora de energía calorífica, que puede ser una caldera para producir vapor o agua caliente. Sea cual fuere el sistema, se deberá seguir las instrucciones del fabricante respecto al mantenimiento y operación. Los combustibles a utilizar son variables a la disponibilidad y sus costos. Los sistemas de calefacción deben garantizar la entrega de las calorías requeridas en el período de tiempo estipulado. Es así que maderas de secado rápido exigen capacidades instaladas muy superiores a los secadero para maderas duras. Tan solo como ejemplo, podemos decir que secaderos para pino se equipan con 12500 kcal/m3 de madera a secar. Secaderos para maderas de secado lento se diseñan con una capacidad calorífica instalada de 6500 kcal/m3. Los radiadores convencionales requieren de un proceso adecuado de mantenimiento preventivo para evitar daños causados por oxidación. Estas tareas pueden ser obviadas cuando se instalan calefactores de tubos aletados bimetálicos. Un eficiente sistema de trampas garantiza la eficiente distribución en toda la cámara y evita una transmisión irregular del calor con el consecuente secamiento defectuoso de la madera. SISTEMA DE VENTILACIÓN Este sistema funciona a base de motores ubicados dentro de la cámara. Dichos motores requieren un adecuado mantenimiento, según lo recomendado por los fabricantes. Actualmente se utilizan ventiladores de alabes regulables de muy altas prestaciones y rendimiento. Los caudales de aire y la potencia instalada será función de las maderas a secar.Los secaderos de última generación permiten manejar variables como el número de revoluciones de los motores,adecuándolos a la especie de madera ,el ciclo que se este desarrollando y optimizando el gasto en energía eléctrica. Los equipos cuentan con deflectores para la orientación del flujo de aire y garantizar velocidades de circulación uniformes en la estiba.

SISTEMA DE HUMIDIFICACION Esta compuesto por los dispositivos de inyección de vapor, agua o mixtos, del control automático y de los elementos de aspersión. Donde las maderas a tratar son muy delicadas, los procesos muy complejos y las exigencias de humedad final muy bajas se utilizan sistemas de vaporizado mixtos. Estos sistemas garantizan la posibilidad de inyectar gran cantidad de humedad a la cámara en un período muy breve de tiempo sin alterar las condiciones de temperatura de la misma. Permite a su vez efectuar procesos de acondicionado y equilibrado muy flexibles. SISTEMA DE CONTROL Y REGISTRO El proceso de secado se puede subdividir en cinco fases :

1) Calentamiento. 2) Secado por encima del punto de saturación de las fibras. 3) Secado por debajo del punto de saturación de las fibras. 4) Acondicionado y equilibrado. 5) Enfriamiento.

Los secaderos de madera pueden estar equipados con controles semiautomáticos, automáticos, por microprocesador o totalmente computarizados. La tendencia actual esta orientada a equipos con un alto grado de automatización. Los equipos de control y regulación totalmente automáticos no requieren un ajuste manual durante el proceso de secado, cualquiera que sea la duración del proceso. El cambio de las condiciones climáticas del secadero se produce automáticamente de acuerdo al programa de secado deseado. Esto permite operar un secadero continuamente , sin interrupciones obteniéndose así una máxima eficiencia. Los equipos de control totalmente automáticos disponibles difieren considerablemente , según su función y prestaciones. Para la elección de un sistema apropiado de control se debe analizar una serie de consideraciones de orden técnico y económico. Hoy en día predominan los sistemas computarizados de regulación con equipos completamente automatizados. Estos equipamientos controlan y regulan hasta 16 cámaras con un solo computador central y sus correspondientes periféricos. La ventaja más grande estos equipos es la seguridad que ofrecen para la madera a secar , como consecuencia de un control efectivo del proceso de secado. Estos computadores, con sus programas para el control del funcionamiento correcto de todos los elementos del secadero (válvulas motorizadas de calefacción y humidificación, ventiladores, radiadores, ventiletes, sensores de clima en la madera y humedad de la madera, temperatura del aire circulante , gradiente de secado, etc) optimizan el rendimiento de las cámaras al emplear tiempos de secado menores, combinados con una mejor calidad del producto final. Buenos Aires,10 octubre 2001