Vaporizadores electricos para la plastificación de la madera.

La madera, materia prima de gran valor, tiene características estructurales particulares que derivan de su naturaleza biológica.

A diferencia de otros materiales, como por ejemplo los metales, la deformación de los elementos leñosos representa muchas veces una incógnita debido a la distribución no homogénea de sus fibras.

Con su gama de vaporizadores, ISVE puede «plastificar» la madera sometiéndola a la acción del vacío y del vapor de agua. En esta condición, el elemento puede curvarse o deformarse fácilmente.

Los vaporizadores están disponibles con autoclave individual o doble, de longitud variable según las exigencias del cliente.

 

 

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Curvatura de la madera

La madera, una materia prima muy apreciada, tiene características estructurales especiales que derivan de su naturaleza biológica. A diferencia de otros materiales, como por ejemplo los metales, la deformación de la madera representa muy a menudo una incógnita derivada de la distribución no homogénea de las fibras a lo largo de la sección.

En los productos semielaborados sometidos a curvatura se tienen dos tipos de esfuerzos:

  • de tracción en la zona periférica convexa;
  • de compresión en la zona interior cóncava del arco.

Sometida a esfuerzos superiores en el límite de elasticidad, la madera se rompe empezando por las capas superficiales de la parte exterior del arco de curvatura.

Permaneciendo en el campo de las deformaciones elásticas, la curvatura a temperatura ordinaria retorna al estado primitivo al cesar el esfuerzo.

Para mantener una deformación permanente es necesario aumentar la “plasticidad” de la madera, es decir su capacidad de asumir una determinada forma.

 


La plastificación de la madera

La fabricación de la madera en tres etapas

La plastificación de la materia leñosa aumenta al calentarla a partir de una temperatura de 70°C hasta llegar al óptimo, que se obtiene a 145-150 °C. Por lo que respecta a la humedad, los valores más convenientes serán alrededor del 14-16%, pero pueden llegar hasta el 25%.

Desde el punto de vista físico, la máxima plastificación se obtiene con respecto a la compresión, la mínima en la zona de tracción (alargamiento). Durante el tratamiento la línea neutra, es decir la zona donde los dos esfuerzos se equilibran, tiende a desplazarse hacia el exterior del arco aumentando la sección plástica.

 

Para facilitar ulteriormente este desplazamiento conviene recurrir a dispositivos (formas perfiladas) que durante la curvatura no permitan alargamientos. Si, por fin, la madera curvada caliente se deja enfriar y secar en la forma, la curvatura se estabiliza y la madera vuelve a tomar la resistencia original.

La fabricación de maderas sólidas curvadas se puede resumir pues en tres fases:

  1. plastificación por acción del calor;
  2. curvatura;
  3. estabilización de la curvatura por secado de la madera con temperaturas superiores a 65°C.

Para poder obtener resultados satisfactorios es necesario utilizar madera sin nudos y defectos tales que la desviación de las fibras y tensiones internas. La especie leñosa más adecuada es el haya seguida de fresno, arce, abedul, encina, castaño, robinia, cerezo, almez, etc. Por el contrario no son adecuadas las coníferas y las maderas tropicales.

 


Conocimiento: proceso de plastificación

Tres sistemas industriales para la curvatura de la madera

Industrialmente se aplican tres sistemas de calentamiento para la curvatura:

  1. calentamiento en baño de agua;
  2. vaporización;
  3. caldeo dieléctrico.

Calentamiento en baño de agua

En el baño de agua caliente se mantiene la temperatura de 70-80°C durante un tiempo de inmersión que garantiza la distribución uniforme del calor a lo largo de toda la sección de la madera. Este sistema, que se adopta principalmente para el abedul y el fresno, tiene la desventaja de “mojar demasiado” la madera que se pone blanda, difícil de curvar y de estabilizar. Es fácil que se produzca además una desagradable variación de color de las esencias leñosas. El baño de agua, respecto a los métodos siguientes, se muestra ventajoso en los casos en que la curvatura interese solamente a una parte de la longitud de las piezas, ya que la inmersión podrá se limitada.


La vaporización

Utilizada generalmente para el Haya, se realiza en vaporizadores metálicos cilíndricos a presión atmosférica con vapor saturado a 100 °C. El vaporizador debe estar bien aislado, ser de metal antióxido y estar protegido contra la corrosión. Durante el tratamiento las piezas se humedecen externamente hasta 25%, si la condensación permanece en el cilindro también hasta el 40%. Ha sido comprobado que en presencia de condensación se tiene una plastificación mejor y más rápida.

Por lo que respecta a lo tiempos de tratamiento, es necesario evitar que la madera tienda a plastificarse demasiado y se deforme en la sección transversal durante la curvatura. Un periodo de vaporización variable de 45 a 60 minutos por cada 25 mm de espesor según el tipo de madera, debería ser suficiente. Al final del proceso se tiene un gradiente de humedad desde el exterior hasta el interior que facilita el ulterior secado.


Caldeo dieléctrico

Con este último procedimiento se utiliza corriente eléctrica a una frecuencia de 5-15 MHz que provoca el calentamiento inmediato de toda la masa leñosa a 100°C sin pérdida de humedad. Entre las principales ventajas es necesario recordar la posibilidad de plastificar productos semielaborados leñosos con algunos defectos en la fibra, mientras que entre las desventajas, el alto coste de trabajo de la aplicación limita sus sectores de utilización.


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