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ASPECTOS TÉCNICOS Y UNA LECTURA SOBRE MADERA

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ASPECTOS TÉCNICOS Y UNA LECTURA SOBRE MADERA


Los árboles de madera blanda o arboles de agujas conocidos como coníferas, como los abetos de Douglas, los pinos, las cicutas, y los abetos verdaderos – no tienen células especiales de conductores de savia que son encontrados en árboles de madera dura, sino tienen células alargadas llamados traqueidas o fibras, que tienen puntas cerradas. Estas fibras sirven también como el apoyo mecánico y sirven para conducir la savia.

La terminología madera blanda y madera dura suele engañar, porque hay algunos árboles de madera blanda que, en la realidad, son más duros que algunos árboles de madera dura en contexto de estructural. Por ejemplo, el tulípero, aun que sean latifolios y se consideran ser arboles de madera dura, tiene, en la realidad, un nivel de densidad relativa, es menos denso, y más blanda que un abeto de Douglas, que se clasifica como árbol de madera blanda.

Las maderas duras son clasificadas basado en el tamaño de los poros y la distribución entre un anillo de crecimiento. Los árboles de madera dura, como la haya, el abedul, las gomas, y los arces, en los cuales son los poros algo uniforme en el tamaño y la distribución, son llamados maderas de porosidad difusa. Las maderas que tienen niveles alternados de poros grandes y pequeños, como el fresno, Pacana, y el roble, son llamados maderas de porosidad anular. Las maderas que tienen una estructura celular entre porosidad difusa y anular son clasificadas como porosidad semi-difusa o semi-anular. Los nogales negros y caquis son maderas de porosidad semi-anular. La causa primaria por la diferencia entre la penetración de conservantes en los de madera dura y de madera blanda es la cantidad de duramen y de albura. Árboles jóvenes suele ser toda albura. Mientras crece un árbol, la cantidad de duramen crece en el centro del árbol mientras los niveles de albura siguen formándose.


La albura es la porción “vidente” de la madera, que transmite fluidos y nutrientes entre las raíces y las hojas del árbol. El duramen, que suele ser más oscuro que la albura, deja de transmitir fluidos; es inactivo.

Los poros del duramen son “bloqueados”, o parcialmente cerrados con crecimientos que parecen médula que se llaman tilosis, o con materias gomosas; mientras que en los coníferos los aberturas lleguen a ser parcialmente o totalmente ocluido y, pues, resistentes al pasaje de líquidos.

Con la mayoría de las especies de madera el cambio de albura a duramen aumenta la resistencia a la penetración de conservantes. Sin embargo, hay excepciones; por ejemplo, tanto la albura como el duramen de las cicutas del este son resistentes a la penetración de líquidos. Además, hay algunas maderas, como el rojo roble, que son penetrados con bastante facilidad por líquidos.

ASPECTOS TÉCNICOS Y UNA LECTURA SOBRE MADERA


La regla general es que la habilidad de tratar el duramen es más difícil que la de la albura. Tabla de Consulta 1 muestra cuatro grupos de maderas, calificando el grado de la dificultad de penetración para las varias especies.

Crecimientos que parecen médula, que se llaman tilosis, desarrollen en el duramen de algunos árboles de madera dura. En cuanto a vigas de grado comercial usados para las traviesas, tilosis suelen ser encontrados en negros langostas y blancas robles. La influencia de tilosis en la penetración de conservantes en el duramen es fácilmente mostrado al comparar la penetración en los blancos robles y los robles rojos.


Al mirar a la tabla de consulta 1, generalmente sería concluido que es difícil penetrar todos los blancos robles con conservante; de modo parecido, todos los rojos robles pueden ser tratados con facilidad. Hay algunas excepciones a esta “regla”. Por ejemplo, el roble castaño (Quercus Montana) es un roble blanco que tiene pocos tilosis y pues el duramen es tratable. Mientras que el roble rojo conocido por los nombres en inglés “black jack”, o “jack oak” (Q. marilandica) tiene poros que son cerrados por tilosis, impidiendo la penetración de líquidos.


La penetración de conservante líquido puede ocurrir en la madera de tres direcciones;

axial, que es la dirección lo largo del tronco;

radial, que es en la dirección del radio por el centro del árbol

tangencial, que es en la dirección de los anillos de crecimiento.


Con pocas excepciones, casi todas las especies son fácilmente penetradas de longitud. Se puede ilustrar eso al imaginar las fibras de la madera como un grupo de pajitas. Estas pajitas varían de longitud, con los fondos cerrados. Agujeros ocurren entre las pajitas, que deja el pasaje de líquidos desde una pajita a la otra. Sin embargo, sigue verdadero que los líquidos se mueven más fácilmente de longitud entre la pajita en vez de radial o tangencial entre las pajitas.


Aunque se usa muchas investigaciones para desarrollar el proceso tras muchas décadas, lo que es más común, el tratamiento conservante de la madera empleando los métodos de la presión no es una ciencia exacta. Esta resulta de la variabilidad de la madera misma de una dada especie y entre las varias especies. Al mirar los muchos libros consultorios citado en el apéndice se confirmará que el tratamiento de madera es tanto una arte como una ciencia.

TABLA 1

PERMEABILIDAD CON CREOSOTA PARA TRAVIESAS

Duramen menos difícil a penetrar-LO MÁS TRATABLE (#1)

Maderas Blandas Maderas Duras

  • Pino Ponderosa (Pinus ponderosa) • Tilo Americano (Tilia americana)

  • Secuoya Roja (Sequoia sempervirens) • Tupelo Negro (Nyssa sylvatica)

  • Fresno Verde (Fraxinus pennsylvanica)

  • Abedul de Río (Betula nigra) • Robles Rojos (Quercus spp.)

  • Olmo Rojo (Ulmus rubra) • Abedul dulce americano (Betula lenta)

  • Tupelo de Agua (Nyssa aquatica) • Fresno Blanco (Fraxinus americana)

Duramen medio difícil a penetrar-MEDIO TRATABLE (#2)

Maderas Blandas Maderas Duras

  • Ciprés Calvo (Taxodium distichum) • Roble Castaño (Quercus prinus)

  • Abeto de Douglas (Pseudotsuga menziesii) • Álamo (Populus spp.)

  • Pino Estrobo (Pinus strobus) • Chopo Americano de hoja dentada (P. grandidentata)

  • Pino de Banks (P. banksiana) •Pacana de Mockernut (Carya tomentosa)

  • Pino de hoja larga (P. palustris) • Arce plateado (Acer saccharinum)

  • Pino rojo americano (P. resinosa) • Arce azucarero (A. saccharum)

  • Pino de hoja corta (P. echinata) • Abedul Amarillo (Betula lutea)

  • Pino de azúcar (P. lambertiana)

  • Tsuga heterófila (Tsuga heterophylla)

  • Pino Taeda (Pinus taeda)

Duramen difícil a penetrar-DIFÍCIL TRATAR (#3)

Maderas Blandas Maderas Duras

  • Tsuga del Canadá (Tsuga canadensis) • Plátano Occidental (Platanus occidentalis)

  • Pícea de Engelmann (Picea engelmann) • Almez Americano (Celtis occidentalis)

  • Abeto Gigante (Abies grandis) • Olmo de corcho (Ulmus thomasi)

  • Pino Contorto (Pinus contorta) • Tulípero (Liriodendron tulipifera)

  • Abeto Noble (Abies procera)

  • Alerce Occidental (Larix occidentalis)

  • Abeto del Colorado (Abies concolor)

Duramen muy difícil a penetrar-LO MÁS DIFÍCIL TRATAR (#4)

Maderas Blandas Maderas Duras

  • Abeto de Douglas, entremontaña (Pseudotsuga menziesii) • Haya Americana (con duramen rojo) (Fagus grandifolia)

  • Tuya Occidental (Thuja occidentalis) • Robinia (Robinia pseudoacacia)

  • Alerce Oriental (Larix laricina) • Roble “Blackjack” (Quercus marilandica)

  • Tuya Gigante (Thuja plicata) • Liquidámbar (Liquidambar styraciflua)

  • Roble Blanco (Quercus spp.)

EL TRATAMIENTO DE TRAVIESAS DE MADERA

La conservación de madera empezó mayormente durante la segunda mitad del siglo diecinueve. La primera fábrica de tratamiento comercial se construyó en Lowell, Massachusetts en 1848. El proceso de tratamiento utilizaba una solución hidrosoluble de la sal inorgánica cloruro mercúrico como el conservante de madera. Esta solución conservante de madera también se llamaba el proceso de Kyanizar. El uso primario de este tratamiento fue para las traviesas de madera instalados en muchos ferrocarriles del este en los Estados Unidos.

Además, había dos otros compuestos químicos inorgánicos- sulfato de cobre y cloruro de cinc- usados como tratamientos hidrosolubles para conservar la madera. Subsiguientemente, fue determinado que esta mezcla hidrosoluble de soluciones de sal se filtra fácilmente de la madera cuando ésta fue situada en condiciones de exposición exterior donde se hallaba corrientes de agua.

Para mejorar la eficacia de los compuestos químicos hidrosoluble inorgánicos, la madera fue tratado primeramente con cloruro de cinc y después con creosota. En 1906 J.B. Card patentó un proceso de solo un paso de impregnación con una mezcla de cloruro de cinc y creosota. La mezcla de cloruro de cinc/creosota para el tratamiento de traviesas logró clímax en los años veinte mientras el proceso de tratamiento subsiguiente fue abandonado en 1934.

La primera fábrica completa de tratamiento con celulósica creosota se construyó en 1865 en Somerset, Massachusetts. Sin embargo, hay más significancia asociado con la planta que se construyó en 1875 en West Pascagoula, Mississippi. Esta planta fue construido por el Louisville and Nashville Railroad para el tratamiento de las varias materias de madera, incluso traviesas que serían usados por el sistema ferrocarril. Generalmente se considere que este marcó el desarrollo inicial de las fábricas modernas del tratamiento de madera apresurada.

El proceso de célula llena fue conocido también como el proceso de Bethell y fue usado casi exclusivamente en los primeros tratamientos. Por el hecho de que no siempre era posible tratar madera no desecada (traviesas “verdes” con un nivel alto de humedad) satisfactoriamente, el proceso Boulton se patentó en los Estados Unidos en 1881. Este método de condicionamiento (proceso Boulton), o hirvición bajo vacío, sacó agua libre de las células de la madera, que entonces dejó que la creosota impregnó la madera.

El proceso de célula llena utilizó la cantidad máxima de conservante en la madera. Pues, por razones económicos, dos nuevos procesos de célula vacía fueron desarrollados. Estos procesos de célula vacía fueron nombrados por dos individuos que los desarrollaron y patentaron- Max Rueping en 1902 y C.B. Lowry en 1906.

UNA HISTORIA BREVE SOBRE LA CONSERVACIÓN DE MADERA

Los procesos de Rueping y Lowry (célula vacía) cubren la célula de la madera y, pues, resulta en una retención significadamente menos del conservante que habría sido retenido con el proceso Bethell. Este proceso (célula vacía), con ciertos modificaciones, es el tratamiento primario que se usa hoy día para las traviesas de madera.

Con más enfoque en proveer una solución de tratamiento económica para traviesas tratadas con creosota, materias como alquitrán de hulla, de gas de agua, y petróleo fueron mezclados con creosota. Estas diluyentes fueron añadidos para reducir el costo del conservante de la mezcla sin reducir demasiado la eficacia. Alquitrán de gas de agua ya no es disponible y los fabricantes del conservante de creosota han minimizado la adición de alquitrán de hulla. El uso de petróleo pesado sigue hoy y se mezcla con creosota para el uso por muchos ferrocarriles en climas áridos al oeste del río Mississippi. Las mezclas creosota/petróleo son usados exclusivamente por los ferrocarriles de Canadá para el tratamiento de las traviesas de madera.

El uso de creosota y sus soluciones llegó a clímax en 1929 cuando 203 fábricas informaron del tratamiento de aproximadamente 10.194 millones de mitres cubicas de madera que incluye 60 millones de traviesas. Creosota seguía ser el tratamiento dominante hasta una falta del conservante ocurrió durante la segunda guerra mundial.

Durante los principios de década 50 pentaclorófenol (una concentración de 5 a 9 por ciento) disuelto en aceite llegó a ser usado para el tratamiento de postes. En la década 60, soluciones de conservante hidrosoluble que fueron significadamente más resistente a la filtración de arseniato de cobre cromatado (CCA), arseniato de cobre amoníaco (ACA), y una formulación revisado para incluir cinc (ACZA), con muchas otras formulaciones de conservantes que contienen cobre fueron desarrollados. Estas conservantes hidrosoluble han tenido un impacto significo en el volumen aumentado de madera que es tratado de presión para el uso en el mercado de consumo.

Eso dicho, tanto la industria ferrocarril como la del tratamiento de madera continuará buscar más nuevos novedades potenciales para conservar las traviesas de madera. Aparte de la creosota y las soluciones de ésta, dos óleo-soluble conservantes – pentaclorófenol y naftenato de cobre se deja usar en las especificaciones de (UC4 AWPA) para el tratamiento de traviesas. En los años de recién había sido mucha investigación en el uso de boratos tanto como una pre-tratamiento como un tratamiento remedial para mejorar la vida útil de las traviesas de madera. La aplicación sería en las zonas de un nivel alta de descomposición como en el clima del sur de los Estados Unidos.

Sin embargo, la creosota y las soluciones de ésta siguen ser el conservante preferido en el tratamiento de madera usado por los ferrocarriles. El tratamiento de la traviesa de madera con creosota y las soluciones de ésta no solo guarda la madera de los organismos de la descomposición e insectos, como las termitas, que atacarán y destruirán la madera, sino que también provee la madera con un grado de habilidad de resistir erosión.

La creosota no se mezcla fácilmente con agua. De hecho, cuando la madera es tratada con creosota, el agua será repelida. Además, se estima que la vida útil de la traviesa de madera tratada es más que 30 años. Por el hecho de que se ha usado la traviesa de madera tratada desde los principios de los años de 1880 – más que 100 años – no parece difícil entender la reticencia de los ferrocarriles para separarse de un compañero tan fiable.

UNA HISTORIA BREVE SOBRE LA CONSERVACIÓN DE MADERA



La madera siempre ha sido una materia preeminente para la construcción. Y con razón, dado que tanto en Norteamérica, como otros partes del mundo, existe una fuente abundante de madera. Además, la madera es una materia de construcción que es renovable. Con un recurso tan valeroso como la madera, es posible ver por qué la industria de conservar madera fue desarrollada – es decir, para conservar, y extender la vida útil, de este recurso.

Muchos productos de la madera, notablemente las traviesas, con otras materias de madera usadas por la industria ferrocarril, son fabricados de árboles que pueden ser criados entre un periodo de tiempo razonable. Por razones de economía y durabilidad, es importante extender la vida útil de los productos de madera. Eso es el objetivo primario por el uso de las materias conservantes en el tratamiento de los productos de madera. Al extender la vida útil de la madera, el costo final del producto es significadamente bajado y provee permanencia en la construcción.

La industria de las traviesas es un ejemplo principal demostrando los beneficios del tratamiento con conservante de la madera. Durante la primera parte de este siglo, la vida útil promedio de las traviesas sin ser tratados fue aproximadamente cinco años y medio. Subsiguientemente, el tratamiento con creosota extendió esta vida útil hasta un promedio aproximado de vida de más que treinta años.

Para mostrar aun más, se puede hacer una comparación entre las traviesas tratadas y las no tratadas de los robles rojos y los robles blancos. Se consideren que los robles rojos y robles blancos tienen propiedades semejantes de fuerza estructural. Al ser usado sin tratamiento, el roble blanco demuestra una vida útil promedio de doce años. Pues, la vida útil de esta materia de roble blanco que es naturalmente resistente a la descomposición es más que doble la del roble rojo. Sin embargo, la vida útil es maximizado cuando la creosota es impregnado en cualquier de estos dos grupos de madera de roble.


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