Densificación superficial de maderas de plantaciones forestales para usos en pisos (Documento I)

Abstract

El factor más importante al escoger una madera para piso es su densidad. En Costa Rica las maderas comúnmente utilizadas para piso se encuentran vedadas, en peligro de extinción o con restricción de corta, lo anterior ha conducido a la búsqueda de nuevas oportunidades que permitan su reemplazo por especies de menor densidad cuyas propiedades mecánicas tienden a ser bajas. El proceso de densificación hace posible que maderas de baja o moderada densidad sean modificadas para alcanzar los requerimientos de dureza necesarios para su uso. Debido a lo anterior el objetivo de este proyecto fue aumentar la densidad de la madera de tres especies de plantaciones forestales (Alnus acuminata, Vochysia guatemalensis y Vochysia ferruginea) mediante un tratamiento termohidro-mecánico y conocer los cambios en las características y propiedades de la madera ya densificada y evaluar su posible uso en pisos. Se desarrolló un sistema de densificado con la capacidad de controlar la aplicación de temperatura, carga (compresión) y vapor, mediante la adaptación de un aditamento a una máquina universal de ensayos. Se analizaron variables propias del proceso de densificado y en la madera densificada se determinaron propiedades físicas, mecánicas y cambios en su anatomía y en su perfil de densidad y se evaluó su comportamiento en aplicaciones de piso. El proceso de densificación realizado permite densificar la madera de A. acuminata con porcentajes de densificación mayores al 80 % y para la madera de V. ferruginea y V. guatemalensis mayores al 70 %. Se observó un aumento en los módulos de elasticidad y ruptura en flexión estática y en la dureza de la madera densificada en relación a la madera sin densificar para las tres especies. La madera densificada de las tres especies presentó cuatro perfiles de densidad como consecuencia de la temperatura de densificación y de la anatomía inicial que presentaba la madera. En cuanto a la evaluación en aplicaciones de piso, se observó que la madera densificada de V. ferruginea tiende a ser más frágil que la de las otras dos especies, provocando que presente un comportamiento más pobre en la mayoría de los ensayos. Los resultados sugieren que cada especie posee un comportamiento único en el proceso de densificación debido a sus características intrínsecas, por lo que para desarrollar este tipo de procesos es necesario un amplio conocimiento de las propiedades iniciales de la madera y su anatomía.

Density is the most important factor when choosing a wood for flooring. In Costa Rica, the wood commonly used for flooring are in danger of extinction or with cutting restrictions, these has led to the search for new opportunities that allow its replacement by species of lower density whose mechanical properties tend to be low. The densification process makes it possible for wood of low or moderate density to be modified to reach the hardness requirements necessary for its use. The objective of this project was to increase the density of the wood of three species of forest plantations (Alnus acuminata, Vochysia guatemalensis and Vochysia ferruginea) by a thermo-hydro-mechanical treatment and to know the changes in the characteristics and properties of wood already densified and evaluate its possible use in floors. A densified system was developed with the ability to control the application of temperature, load (compression) and steam, by adapting an attachment to a universal testing machine. Variables specific to the densification process were analyzed and in the densified wood physical, mechanical properties, changes in their anatomy and density profile were determined and their behavior in floor applications was evaluated. The densification process carried out allows densification of A. acuminata wood with densification percentages greater than 80% and for V. ferruginea and V. guatemalensis wood greater than 70%. An increase was observed in the modulus of elasticity and rupture in static flexion and in the hardness of densified wood in relation to un-densified wood for the three species. The densified wood of the three species presented four density profiles as a result of the densification temperature and the initial anatomy of the wood. Regarding the evaluation in floor applications, it was observed that the densified wood of V. ferruginea tends to be more fragile than that of the other two species, causing it to exhibit a poorer behavior in most trials. The results suggest that each species has a unique behavior in the densification process due to its intrinsic characteristics, so in order to develop this type of processes it is necessary to have a broad knowledge of the initial properties of the wood and its anatomy.