Thomas M. Maloney
Thomas M. Maloney es Profesor de Ciencia e Ingeniería de Materiales y Jefe de la Sección de Tecnología de la Madera de la Universidad del Estado de Wáshington, Pullman Wáshington, EE.UU. Es autor del libro Módem particleboard and dry-process fibreboard manufacturing.
RESIDUOS DE MADERA PARA TABLEROS DE PARTICULAS sobre todo de especies arbóreas de poco valor
Con una base forestal pequeña, China depende mucho de las importaciones. La situación podría cambiar radicalmente si se llevara a cabo con éxito una amplia campaña de repoblación forestal/forestación. Entretanto, los tableros de partículas -que pueden fabricarse en parte con residuos no madereros- ofrecen una buena oportunidad para desarrollar la industria nacional de productos de la madera. Las investigaciones sobre tableros de partículas y la construcción de fábricas de estos productos están progresando muy rápidamente en China.
Fotografías de T.M. Maloney
FABRICACION DE RESINA un procedimiento sumamente costoso
ALIMENTACION DE UNA FABRICA DE TABLEROS DE PARTICULAS e/objetivo es utilizar al máximo la madera
· La producción mundial de tableros de partículas es de unos 40 millones de m3 al año. Esta industria se ha desarrollado en los últimos diez años sobre todo en los países industrializados. Simultáneamente a la expansión de este método sumamente eficaz de utilizar la madera en la fabricación de tableros, se han perfeccionado el equipo, las herramientas y las resinas sintéticas.
Las fábricas de tableros de partículas son particularmente atractivas para los países que poseen recursos forestales limitados, ya que ese producto permite aprovechar al máximo los residuos de madera y emplear diversas especies cuya utilización con otros fines podría no ser rentable. Por ejemplo, residuos como la agramiza y el bagazo pueden emplearse en la fabricación de tableros de partículas. En consecuencia, este tipo de fábricas podrían ser especialmente atractivas para los países con escasos recursos forestales, tanto industrializa dos como no industrializados China, que no tiene suficientes bosques para satisfacer sus necesidades de madera, es uno de esos países, por lo que la industria de tableros de partículas está en proceso de rápida expansión.
En 1982, el autor tuvo la oportunidad de visitar China como asesor de la FAO en este sector. A continuación se hace una breve exposición parcial sobre la industria de tableros de partículas de China, y se dan indicaciones sumarias sobre la industria de los otros tipos de tableros; los contrachapados y los de fibra. Toda la información recogida es oficial, porque procede de la Academia de Ciencias Forestales de China.
Toda industria debe considerarse, en primer lugar, en el contexto de una economía amplia, en la que abundan - o escasean - los recursos esenciales para su crecimiento.
China ha emprendido una campaña de repoblación forestal y forestación sumamente ambiciosa. Falta por ver si se conseguirán los objetivos fijados. Se pretende que en el año 2000 el 20% del país esté cubierto de bosques. A cada ciudadano chino se le ha asignado la tarea de plantar por lo menos cuatro árboles al año.
Para comprender hasta qué punto son ambiciosos estos objetivos debe advertirse que en el momento de la fundación de la República Popular de China, en 1949, la cubierta forestal sólo representaba alrededor del 8,6% de los 9,6 millones de km2 de la superficie del país. Se inició un amplio programa de plantación de árboles, con el resultado de que hoy el 12,7% de la superficie del país, es decir 120 millones de hectáreas, está cubierto de bosques, y se dispone de 50 millones de m3 de madera para las industrias madereras del país, frente a sólo 5 millones en 1950.
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¿ Qué es un tablero de partículas? Tablero de partículas es el término genérico empleado para designar un panel fabricado a base de materiales de lignocelulosa (normalmente madera), fundamentalmente en forma de piezas o partículas separadas, distintas de las fibras, combinadas con una resina sintética u otro aglutinante apropiado y unidas mediante el calor y la presión en una prensa caliente en un proceso en el que el aglomerado se forma gracias al aglutinante añadido, y al que pueden haberse agregado otros materiales durante el proceso de fabricación para mejorar determinadas propiedades. Los tableros de partículas se definen además por el método de prensado. Cuando la presión se aplica en sentido perpendicular a las caras, como en la prensa caliente convencional de planos múltiples, se definen como tableros prensados en plano; y cuando la presión se aplica paralelamente a las caras, se definen como extruidos. La industria de tableros compuestos, incluidos los tableros duros, los tableros aislantes, los tableros de partículas (extruidos o prensados en plano), los tableros de fibra de densidad media, los tableros aglutinados con cemento y los productos moldeados, es de origen muy reciente. No se ha logrado aún acuñar un término descriptivo apropiado para esta rama relativamente nueva de la industria de productos forestales que sea aceptable para todos. Estos productos se idearon en laboratorio y se hicieron realidad después de llevar a cabo investigaciones en laboratorio y programas de desarrollo tecnológico en fábricas experimentales. En consecuencia, esta industria está íntimamente vinculada a la ciencia y la tecnología. Los productos fabricados a base de madera desmenuzada en forma de fibra, virutas y los muchos otros tipos posibles de partículas tienen especial aceptación ya que pueden fabricarse y de hecho se fabrican con residuos de las actividades madereras, con especies arbóreas no comerciales o de poco valor y con desperdicios agrícolas. Según las indicaciones, la corteza, los despojos de corta, los residuos industriales y urbanos, y otros restos agrícolas se transformarán en materiales de construcción análogos. Este aprovechamiento es ecológico ya que materiales anteriormente desechados se utilizan y se utilizarán en la fabricación de productos útiles, contribuyendo así a la conservación de los productos naturales. Esta industria requiere cantidades relativamente pequeñas de energía y derivados petroquímicos. Los tableros compuestos requieren pequeñas cantidades de otras materias primas, como adhesivos a base de resinas sintéticas, pero éstas se emplean con economía ya que se necesitan pequeñas cantidades en un tablero o producto constituido fundamentalmente de madera. Actualmente parece probable el desarrollo de sistemas adhesivos a base de los desechos de la industria de papel u otras industrias. Desde el punto de vista ecológico carece de sentido construir edificios enteramente con recursos no renovables, como plástico o metales, cuando se dispone de madera. Los productos a base de madera desmenuzada actualmente comercializados reúnen características muy positivas: disponibilidad en grandes planchas, superficies lisas, uniformidad de las propiedades de las planchas y carencia de defectos localizados. Sin embargo, esos productos han quedado en gran parte al margen de usos estructurales primarios por no haberse conseguido todavía la rigidez longitudinal, la estabilidad dimensional y la capacidad de carga a largo plazo de la madera aserrada o de los tableros contrachapados. Los cambios en el diseño de la construcción pueden permitir el empleo de muchos de los productos actuales, pero esos cambios no se han producido todavía en proporciones apreciables. Tomado de Modern particleboard and dry-process fibreboard manufacturing |
Alrededor del 40% de la madera en rollo se destina al aserrado. En su mayor parte ese proceso se realiza en serrerías muy antiguas, cuya modernización o sustitución se ha previsto. En 1981, había más de 100 000 personas empleadas en serrerías y fábricas de tableros a base de madera, y otras 270 000 personas en fábricas de muebles.
La mayor parte de los tableros a base de madera se emplean para la fabricación de muebles, a diferencia de los Estados Unidos, el Canadá y otros países madereros, en los que un gran porcentaje de los tableros de madera se emplea en la industria de la construcción.
Es preciso comenzar con algunas observaciones sobre las industrias de tableros de fibra y contrachapados.
Tableros de fibra
En el decenio de 1950 China importó de Suecia su primera fábrica de tableros de fibra. Desde entonces se han construido otras 300 fábricas, todas ellas diseñadas y montadas por personal chino, y en casi todas se aplica el procedimiento en húmedo. En Shanghai funciona una fábrica en la que se emplea el procedimiento en seco.
La producción de las fábricas de tableros de fibra varia de 2 000 a 5 000 toneladas por año, o sea que es bastante baja. Sin embargo, el tamaño de estas fábricas es apropiado para zonas con recursos forestales dispersos. El procedimiento en húmedo ofrece la ventaja de que requiere poca o ninguna resina para aglutinar las fibras en el tablero, lo cual es una consideración importante dado el elevado costo de las resinas sintéticas. Estas representan una parte importante de los costos en la fabricación en seco.
Actualmente funciona una fábrica de tableros de fibra de densidad media en Zhuzhou, provincia de Hunan, que utiliza el procedimiento en seco y produce unos 10 000 m3 de tableros al año. En la provincia de Fujian se está construyendo una gran fábrica empleando tecnología extranjera, que producirá 50 000 m3 de tableros de fibra al año. En Beijing se está construyendo una tercera instalación en la planta maderera de Guangha. También se empleará en ella equipo extranjero. Otras fábricas de tableros de fibra están en la etapa de planificación.
Tableros contrachapados
La productividad de las fábricas de tableros contrachapados de China es baja. Se requieren de 40 a 50 horas de trabajo para producir 1 m3 de esos tableros en las fábricas mejor organizadas, y de 60 a 70 horas en las demás. Los tableros son en general de unos 9 mm, es decir bastante delgados. Hay proyectos para mejorar la producción, en particular cuando se inicie la explotación de nuevos bosques.
Tableros de partículas
Desde el decenio de 1950 funcionan en China unas 11 fábricas de tableros de partículas. Las instalaciones son relativamente pequeñas y producen unos 20 m3 de tableros al día. Incluso las mayores sólo producen alrededor de 30 m3 al día.
Tres de las fábricas originales emplean el procedimiento de extrusión. En una de ellas, comprada a Suiza, se aplica un sistema de extrusión horizontal basado en el procedimiento Lane, de los Estados Unidos. En las otras dos, procedentes de la República Federal de Alemania, se emplean sistemas de extrusión vertical del tipo OKAL.
Las primeras fábricas de tableros de partículas prensados en plano eran de diseño chino y todo el equipo era de producción nacional. Sin embargo, en algunas instalaciones nuevas se está utilizando equipo extranjero. La mayor de ellas, que produce 100 m3 por día de los tableros de partículas de mejor calidad de China, es una prensa de abertura única importada de la República Federal de Alemania. Se está construyendo en Guangzhou otra fábrica que tendrá una capacidad de producción diaria de 100 m3. Las mejores máquinas también se están importando de la República Federal de Alemania, y el resto del equipo se fabrica en China.
Se están ensayando actualmente otras dos fábricas con una capacidad de 50 m3 diarios, una en Hangzhou y la otra en Wuhan. Tanto el diseño como el equipo son enteramente chinos.
Cuadro 1.
Algunas especificaciones actuales para la fabricación de tableros de partículas en China
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Propiedad |
Clase 1 |
Clase 2 |
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Resistencia a la flexión (kg/cm2) |
180 |
150 |
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Cohesión interna (kg/cm2) |
4 |
3 |
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Hinchazón en espesor (%)a |
6 |
10 |
a La temperatura del apara es de 30 + 3 °c y el ensayo lleva cuatro horas.
Cuadro 2.
Producción estimada de productos madereros y número de instalaciones en funcionamiento en China en 1982
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Producto |
Producción en 1982 |
N° de fábricas |
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Madera aserrada |
13,6 millones m3 |
desconocido |
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Tableros contrachapados |
394 000 m3 |
65 |
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Tableros de fibra |
670 000 m3 |
302 |
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Tableros de partículas |
103000 m3 |
52 |
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Muebles |
33 millones de unidades (1981) |
2 100 |
Nota: En China, muchas fábricas poseen líneas de producción de los tres tipos de tableros a base de madera. Se entiende por «fábrica» la parte de un complejo integrado de fabricación de productos de madera que produce el tablero correspondiente. La mayor parte de las fábricas dependen del Ministerio de Montes, pero algunas dependen del Ministerio de la Industria Ligera.
A fin de ampliar la industria de tableros de partículas, en China se están proyectando tres tamaños diferentes de fábricas, con una capacidad de 25, 50 y 100 m3 al día. Las más pequeñas se han proyectado para las comunidades campesinas más pequeñas. Las mayores se instalarán cerca de zonas forestales, aunque algunas se ubicarán en centros urbanos.
La industria de maquinaria
China ha desarrollado su propia industria de equipo para fábricas de tableros de partículas y tableros duros. El equipo se fabrica en su mayor parte en Kunming. Las prensas para tableros de partículas se fabrican cerca de Xian en el distrito de Qian Xian, mientras que las refinadoras a presión para tableros duros se fabrican en Shanghai.
El equipo para tableros de partículas comprende una virutadora de tambor de 12 cuchillas, una virutadora de anillos contrarrotativos de 26 cuchillas, un molino de percusión, un secador rotatorio de tipo tubular, una mezcladora continua de ciclo breve, una báscula para la mezcladora, formadoras de dos o cuatro cabezas, un precompresor de cinta, una prensa en caliente de siete aberturas para la fabricación de tableros de 1 480 por 2 620 mm, una cinta transportadora sinfín de placas de carga, una cinta transportadora de aceleración y una sierra para cortar la manta. El equipo para tableros duros comprende una refinadora desfibradora a presión de disco único rotatorio, una refinadora de disco de 600 mm de diámetro, una formadora de tableros de tipo Fourdrinier, una cinta transportadora de tableros, una despresurizadora y diluidora para extraer el metal ferroso de las partículas de madera, una prensa caliente de 15 0 17 aberturas con plantas de 1 150 por 2 250 mm, y un cargador y descargador automático.
Actualmente, China está organizando la venta de equipo a otros países.
PREPARACION DE LA MANTA mejoramiento de la tecnología en China
REVESTIMIENTO DE LOS TABLEROS DE PARTICULAS CON CHAPA empleo en productos distintos de los muebles
Evolución de las investigaciones
El Instituto de la Industria de la Madera de la Academia de Ciencias Forestales de China es el centro nacional de investigaciones sobre todo tipo de productos forestales. Hasta hace poco, las investigaciones en materia de tableros compuestos de todo tipo eran algo limitadas debido a la falta de equipo. Sin embargo, el laboratorio se ha desarrollado rápidamente en un período muy breve de tiempo. En particular, el laboratorio de tableros de partículas deberá convertirse en uno de los mejores de su género.
Ya se ha construido el edificio del laboratorio y se está instalando el equipo, que se ha importado de la República Federal de Alemania, y cuyos elementos fundamentales son una virutadora de tambor, una virutadora de anillo, una astilladora, una tamizadora, una mezcladora, una conformadora de planchas por clasificación neumática, y una prensa caliente. También se ha comprado equipo de ensayo como complemento de las máquinas experimentales ya instaladas.
Como se indicó anteriormente, los tableros de partículas se utilizan en China sobre todo para la fabricación de muebles. Existen amplios planes de investigación para mejorar la calidad del producto utilizado en la fabricación de muebles y emplear otras especies de madera, además de residuos agrícolas distintos de la madera, como materia prima para la fabricación de tableros de partículas.
En la actualidad no están normalizados los tratamientos para los ensayos. Sin embargo, pronto se establecerá una norma y se fijarán sistemas de tratamiento para los diversos ensayos. La nueva norma para los ensayos también comprenderá mediciones longitudinales y transversales de la retención de tornillos. En la actualidad no se hace ningún tipo de ensayo de la expansión lineal.
A medida que aumenta sus recursos de madera mediante la repoblación forestal y el comercio internacional, China está consideran do la fabricación de otros productos análogos a los tableros de partículas, como tableros de partículas moldeados, tableros de viruta larga de grano orientado y compuestos de chapa y partículas. Este último tipo de tableros podría ser sumamente importante para el aumento de la producción de tableros para muebles en China.
Las especies disponibles que pueden usarse en la fabricación de tableros de partículas para muebles son en su mayor parte de densidad relativamente elevada, lo que puede dificultar mucho la fabricación de tableros con superficies muy lisas. Como se indicó anteriormente, la producción de tableros contrachapados es bastante pequeña debido a la escasez de chapa. Sin embargo, la chapa ofrece una base excelente para las superficies de los tableros que se emplean en la industria del mueble. La utilización de chapas para las caras de los tableros y las partículas de densidad relativamente alta para el alma ofrece la posibilidad de aumentar los suministros de planchas y fabricar paneles para muebles mejores que los que se fabrican utilizando sólo partículas. También es interesante la utilización de componentes del tipo de los tableros de partículas para diversos tipos de construcciones. Actualmente se están investigando todos estos aspectos en otras partes del mundo, y ya se están fabricando algunos productos. China desea realizar investigaciones sobre el mayor número posible de productos para determinar si se ajustan a las necesidades del mercado interno de la construcción y si su elaboración representaría el uso más ventajoso de los recursos forestales.
A medida que China se abre a otros países intercambiando no sólo productos sino también conocimientos, se prevé una gran expansión de su industria de tableros de partículas. Se están desarrollando nuevas técnicas y adoptando las desarrolladas en otras partes del mundo; ha empezado a funcionar un gran laboratorio para promover la industria de los tableros de partículas, y está aumentando en todo el país el conocimiento de los usos que esos tableros pueden tener como materia prima para la fabricación de productos distintos de los muebles. Además, se están realizando intensos trabajos sobre las resinas sintéticas y otros sistemas de aglutinación para aumentar la adherencia de las resinas a la madera y desarrollar sistemas de aglutinación de menor costo. No hay duda de que China ampliará rápidamente su industria de tableros de partículas.
