Evaluación de la calidad de las lineas de cola de isocianato en vigas laminadas de Pino caribe (Var. hondurensis) preservado con sales cca

• Materiales y métodos
• Resultados y discusión
• Conclusión
• Bibliografía

Resumen: El pino caribe de la Orinoquía puede ser empleada para la fabricación de elementos estructurales de madera laminada con adhesivo isocianato (MDI). La empresa Kondor C.A. instaló la primera planta en Puerto Ordaz, Estado Bolívar, Venezuela. Su comercialización requiere producir elementos garantizados y de alta calidad estructural en el tiempo. Se evalúa la calidad de las líneas de cola empleando la metodología de ensayos de delaminación cíclica y de cizallamiento, según las normas ASTM para madera laminada. Se determinó preliminarmente su calidad y resistencia estructural. Los resultados del ensayo de delaminación cíclica indicaron que la madera adulta tuvo menores delaminaciones que la madera juvenil. Cuando existió la mezcla entre las dos maderas, arrojó la mayor proporción de delaminación. En los ensayos de resistencia al cizallamiento la madera adulta dio valores de resistencia más altos respecto a los de madera sólida, seguida por la madera juvenil, y la mezcla de la madera juvenil-adulta. El porcentaje de falla fue mayor en la madera que sobre la línea de cola evidenciando un buen enlace especifico de la misma. El tipo de madera influye directamente sobre la resistencia de las líneas de cola por las grandes tensiones internas. Se recomienda que el uso de estos elementos deben ser destinados solo para espacios internos.

Palabras claves: Madera laminada, pino caribe (Var. Hondurensis), isocianato, sales CCA, normas ASTM.

Abstract: The Caribbean pine from Orinoquía can be used for structural elements making from laminated timber with isocianate adhesive (MDI). The Kondor, C.A. Company installed the first plant in Puerto Ordaz, State of Bolívar, Venezuela. Its commercialization requires to produce guaranteed elements of high structural quality in time. This study evaluates glue line quality using cyclic delamination and shearing methodology according to ASTM Norms for laminated timber. Quality and structural resistance were preliminarily determined. Ciclic delamination test results indicated that hardtwood had minor delaminations than sapwood. When existing mix between the two woods, produced a higher rate of delamination. In resistance to shearing tests, heartwood gave resistance values higher than those of the solid wood, followed by sapwood and sapwood – heartwood mix. Fail percentage was higher in the wood showing a good specific link. The type of wood directly influences on glue line resistance by higher inner tensions. It is recommended that the use of these elements must be for only indoor spaces.

Key words: Laminated timber, Caribbean pine (Var. Hondurensis), isocianate, CCA salts, ASTM Norms.

Introducción

En muchos países europeos y en los Estados Unidos la madera laminada ha tenido considerable aceptación para la construcción de iglesias, supermercados, gimnasios, teatros, salas de cine, hangares, garajes, fábricas y escuelas. Las construcciones de madera laminada son apropiadas en cualquier sitio donde se desee grandes espacios libres (Rodríguez y Ramírez, 1964).

Por tales razones en las últimas décadas, a fin de garantizar el éxito de comercialización de estos productos, la industria de la madera laminada a experimentado y desarrollado métodos de evaluación

confiables para determinar la calidad y estabilidad estructural de los elementos laminados una vez puestos en obra, y sometidos a las más diversas condiciones de variabilidad ambiental. Uno de los factores más importantes que garantizan el éxito y confiabilidad del proceso de fabricación de los productos de madera laminada, es la evaluación de la calidad de las líneas de cola, por todas las implicaciones técnicas que determinan una relación armónica que debe existir entre el material madera, las sustancias preservantes y el adhesivo.

Cuando se fabrican elementos laminados hay que emplear adhesivos según la clasificación de alta resistencia. La más mínima delaminación de la línea de cola, aunque sea solamente de unas pocas décimas de milímetros, permite la entrada de agua y favorece que la delaminación se agrave, además es posible o probable que a largo plazo aparezca una degradación por pudrición, siempre y cuando la madera no este tratada adecuadamente (Jordahl, 1996).

Por tales razones técnicas, una especie en particular puede producir diferencias de resistencia en una línea de cola empleando varias clases de adhesivos estructurales. De igual forma influye la cantidad y porcentaje de madera temprana, tardía, albura y duramen, que pueden influenciar en la resistencia de la junta encolada (Barrios et al, 1999). Las bandas de madera "blanda" como por ejemplo albura y madera temprana, usualmente se encolan más fácilmente que las bandas de madera más densa como por ejemplo el duramen y la madera tardía. En general una alta densidad en la madera implica más dificultades para el encolado.

En este sentido, muchas especies de madera exudan aceites naturales y resinas, las cuales pueden requerir un pre-tratamiento con químicos tales como soda cáustica, detergentes o solventes antes que el encolado sea hecho. El coeficiente de contracción por unidad disminuye con un aumento en el contenido de humedad y este a su vez varia con la especie, es

por ello que los adhesivos que producen líneas de cola durables con algunas maderas bajo condiciones de humedad fluctuante, son incapaces de reproducirlo en otra (FPL, 1987).

El mismo autor expone que muchas de las variabilidades de la madera no pueden ser eliminadas sin un alto grado de selección, lo cual podría hacer del encolado de la madera anti-económico. Esto quiere decir que la madera temprana, tardía, juvenil, adulta, albura y duramen, todas, son encoladas juntas y esto explica el porque las secciones cortadas de la misma viga y misma línea de cola varían considerablemente en el esfuerzo al cizallamiento y delaminación.

Por consiguiente, se debe considerar como esencial la variabilidad de la madera y su influencia en las técnicas de encolado, las cuales pueden ser cuidadosamente controladas a fin de obtener juntas de máxima resistencia y durabilidad. El material de madera de pino caribe (Pinus caribaea Var. Hondurensis) de la Orinoquia empleado para la elaboración de las vigas laminadas evaluadas en esta investigación, presenta una gran variabilidad en su estructura anatómica, ya que tiene dos tipos de madera, como lo es la madera juvenil y la madera adulta, que entre sí producen grandes tensiones internas, así como también verticilos de nudos, bolsas de resina, etc.

La calidad de la madera laminada radica fundamentalmente en el comportamiento de la línea de cola, el cual depende principalmente de la resistencia del adhesivo, pero también y hasta cierto punto de la aptitud del adhesivo para soportar las grandes tensiones producidas por los movimientos de la madera originados por su humidificación y desecación (Jordahl, 1996).

En tal sentido el adhesivo debe ser fuerte, rígido y bastante durable para permitir a los compuestos de madera soportar cargas estructurales de larga dura ción ocasionalmente bajo condiciones severas de servicio (Vick, 1984).

En los actuales momentos, el proceso de globalización económica y el aumento de una mayor conciencia ambiental en la población mundial gestada en los últimos años, ha generado cambios en la perspectiva de uso de los adhesivos tradicionalmente empleados por la industria fabricante de productos de madera laminada como es el caso del fenol – formaldehído, resorcinol, melamina, etc. Expone Vick (1984), que desde el punto de vista económico el costo del adhesivo, equipos y energía necesaria para hacer fraguar el adhesivo son de alta consideración a la hora de escogerlo.

Es por ello que la industria ha mostrado interés en el uso de la resina de isocianato como adhesivo en vez de usar resinas a base de formaldehído. Este interés proviene de un deseo de reducir la cantidad de emisiones de formaldehído de sus productos, por su fraguado rápido a temperatura y por ser una resina incolora, lo cual permite reducir costos para utilizar, desarrollar nuevos productos más resistentes y más durables (Milota y Wilson, 1985).

Otra de las cualidades más favorables usualmente citadas para el isocianato, es que pueden ser usados en el proceso de manufactura en un amplio rango de contenido de humedad, lo cual lo hace mucho superior a los adhesivos fenólicos (Johns, 1982).