tableros

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Fabricación de Tableros

Material preparado por Luis Cerna Profesor Asociado Carrera de Agroindustria

CONTRACHAPADO El contrachapado, también denominado plywood o chapa, está compuesto por varias capas de madera unidas con cola o resina sintética. Las capas se colocan con la veta orientada en direcciones diferentes, en general perpendiculares unas a otras, para que el conjunto sea igual de resistente en todas las direcciones. Así el

conjunto es tan resistente como la madera, y si se utilizan pegamentos resistentes a la humedad, el contrachapado es tan duradero como la madera de la que está hecho. La madera laminada es un producto similar, pero en ella se colocan las capas de madera con las vetas en la misma dirección. De esta forma, el producto es, como la madera, muy fuerte en

La Madera Contrachapada (Plywood)

La Madera Contrachapada (Plywood)

Descripción de la madera

contrachapada

•a) Madera laminada

•b) Madera de chapa cruzada

•c) Madera de chapa en diagonal

•b) Madera de chapa combinada

Descripción de la madera

contrachapada

•a) Madera laminada

•b) Madera de chapa cruzada

•c) Madera de chapa en diagonal

•b) Madera de chapa combinada

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una dirección y débil en el resto. Sólo las capas exteriores del contrachapado tienen que ser duras y con buen aspecto; las interiores únicamente tienen que ser resistentes. En algunos casos, sólo una de las caras es de calidad. Estos contrachapados se utilizan en trabajos de ebanistería en los que la parte interior no es visible. Las maderas finas y costosas, como la caoba, suelen utilizarse en chapados, de forma que una capa fina de madera cara cubre varias capas de otras maderas resistentes pero de poco valor. De esta manera se reduce el precio de la madera sin sacrificar la apariencia, además de aumentar la dureza y la resistencia al alabeo. También se hacen contrachapados de las maderas más baratas para fabricar sustitutos para metales.

Otros Productos Con Chapa

Otros Productos Con Chapa

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Proceso De Producción De Madera Contrachapada

Las trozas de dimensiones y calidades adecuadas para la producción de láminas desarrolladas se seleccionan en el patio de trozas a su llegada, de acuerdo al tamaño y a las especies. Luego se procede al descortezado de las trozas para facilitar la tarea del tornero y eliminar la suciedad y residuos que de lo contrario pudieran dañar las cuchillas del torno, procediéndose luego a cortar las trozas con arreglo a la longitud que corresponda al torno, que normalmente es de 240-270 cm. Antes del desarrollado, la mayoría de las maderas necesitan acondicionamiento para ablandarlas de forma que se facilite la acción de las cuchillas y se obtenga una calidad aceptable de chapa. Para ello es necesario exponer las trozas al calor y humedad remojándolos en recipientes de agua caliente o exponiéndoles a vapor en vivo o a rociaduras de agua caliente.

Acondicionamiento de las trozasAcondicionamiento de las trozas

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MATERIA PRIMA PARA LA PRODUCCION DE CHAPAS Y TABLEROS CONTRACHAPADOS Plywood y en particular la chapa foliada son muy exigentes en cuanto a la calidad de la materia prima. Se necesita madera normalmente de alta calidad, de grandes diámetros y forma cilíndrica (trozos), libres de defectos. La presencia de defectos como nudos, fibra torcida, pudrición, etc., tienen efectos nefastos sobre la chapa y sobre el producto. Las especies más aptas para el debobinado son aquellas de densidad próxima a 500 Kg/m3. Las maderas de baja densidad deben ser debobinadas con un CH lo mas alto posible para evitar que el cuchillo aplaste las células.

Actualmente y casi siempre la madera contrachapada es de corte rotatorio en cuanto se hace rotar al bloque de desarrollo alrededor de un eje en un torno, mientras se va cortando una hoja de chapa continua con una cuchilla montada en

sentido paralelo al eje del bloque. La presencia de nudos ocasiona problemas en muchos aspectos: deterioro del cuchillo por la mayor densidad, fibra torcida alrededor del nudo que ocasiona problemas de secado. A continuación, las

hojas de chapa se enrollan en bobinas o pasan a un sistema de

Desarrollo de la chapa

Torno Debobinador Guillotina (Slicer)

Desarrollo de la chapa

Torno Debobinador Guillotina (Slicer)

Torno De Desarrollo TrabajandoTorno De Desarrollo Trabajando

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bandejas múltiples para su almacenamiento y para que haya capacidad de reserva en caso de fluctuaciones en las chapas que salen del torno; la velocidad de ambos sistemas de almacenamiento se sincroniza por lo general con la del torno. Seguidamente se corta la chapa verde a la medida, manualmente o con cuchillas de gran velocidad; se clasifica y almacena en pilas listas para el secado. Los defectos que se descubran como nudos o grietas se quitan luego Cortándolos de la hoja. El secado de la chapa hasta que alcance entre el 12 y 10 por ciento de contenido de humedad, sirve para ayudar al encolado durante la fabricación del tablero. Según la ubicación y la complejidad de la fábrica de madera contrachapada, las chapas pueden dejarse fuera para que se sequen al aire o pueden también secarse en hornos. El secado en hornos supone el secado de las chapas apiladas o el secado continuo de las chapas, que se transporta mecánicamente en una cinta continua o en un sistema de rodillos a todo lo largo de la secadora. Naturalmente, un ambiente de secado regulado, con una manipulación reducida al mínimo, dará lugar a un secado de las chapas más uniforme y con la cantidad menor posible de desperfectos. El secado de las chapas supone un 70 por ciento de la energía térmica consumida en la producción de tableros contrachapados y aproximadamente un 60 por ciento de la energía total que necesita la fábrica. Por ese motivo se están desarrollando constantemente sistemas de secado nuevos y perfeccionados, así como la forma de caldeo. El caldeo de la secadora puede consistir en el empleo indirecto de vapor o aceite térmico, o el fuego directo regulándose la temperatura con la entrada de aire f resco. Aunque las temperaturas de secado entre los 90 y 160°C pueden considerarse normales, se están empleando mayores temperaturas de unos 175°C para algunas especies con el fin de reducir el tiempo global de secado.

Secado De La Chapa

1. Aire fresco

2. Salida de aire

3. Aire circulando

4. Radiador

5. Estante de secado

Secado De La Chapa

1. Aire fresco

2. Salida de aire

3. Aire circulando

4. Radiador

5. Estante de secado

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El ensamblaje de la madera terciada antes del prensado consiste en la unión de las tiras delgadas de chapa, que luego se encolan por los cantos para conseguir hojas del tamaño necesario.

Se da luego cola a las capas internas o centrales, que a su vez se colocan entre las chapas exteriores ya prontas para su empalme. Esta operación se lleva buena parte de la mano de obra empleada en el proceso de producción. Aunque los esparcidores manuales de rodillos constituyen un método muy empleado para la aplicación de la cola, los adelantos en cuanto a sistemas alternativos ha llevado a la adopción de aplicadores de cortina, extrusores, cabinas de aspersión, etc, cada una con sus

propios efectos.

Prensado Cuando las chapas ya se han montado formando hojas de contrachapado, se pasan a prensas hidráulicas para que entren en contacto directo con el adhesivo, endureciéndose la cola

Máquina costuradora de chapa

1. Chapa

2. Rueda de impregnación

3. Pegamento

Máquina costuradora de chapa

1. Chapa

2. Rueda de impregnación

3. Pegamento

Diagrama De Máquina Encoladora De 4 Rodos

1. Rodos de aplicación

2. Rodo de dosificación (regulable)

3. Pegamento

4. Alimentación de la chapa

a) Regulable

b) Fijo

Diagrama De Máquina Encoladora De 4 Rodos

1. Rodos de aplicación

2. Rodo de dosificación (regulable)

3. Pegamento

4. Alimentación de la chapa

a) Regulable

b) Fijo

Prensado De La Chapa

Prensado De La Chapa

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con la aplicación de calor. El paso de prensas en frío con abertura única a prensas en caliente de aberturas múltiples (5 y 25) y que funcionan con temperaturas en el plato del orden de 80-180°C, ha reducido considerablemente el tiempo global del ciclo de prensado e incrementado la capacidad de prensa. Ordinariamente los platos se calientan con agua caliente o vapor, aunque también se emplea el aceite térmico cuando el prensado se efectúa a temperaturas superiores. El preprensado en frío, a presiones relativamente bajas, no se está implantando en las líneas de producción más modernas. Ello se debe en buena parte a que la chapa al mantenerse unida es más fácil de manipular y de cargar en la prensa caliente, además de que el menor espesor de la hoja permite unas aberturas menores en la prensa caliente, lo que da lugar a una reducción general del tiempo de carga y de prensado en caliente.

Terminación El acabado primario, que comprende el recortado, el lijado y mejoramiento del tablero contrachapado después del prensado, se realiza para mayor comerciabilidad del producto. Se lleva a cabo en estaciones de trabajo separadas, o en la fábricas modernas

como operación combinada en una línea semiautomática continua. Las recortadoras cortan los tableros contrachapados según el tamaño que se desee, y luego se lijan en máquinas de cinta ancha o de tambor para obtener la terminación deseada. Los daños o imperfecciones de las chapas frontales se reparan luego manualmente taponándolas y aplicando remiendos. Los tableros contrachapados se fabrican en una amplia variedad de tamaños y espesores, si bien los tamaños más comunes son paneles de 1220 x 2440 mm, además de 1830 x 3050 mm y 915 x 915 mm. Los espesores pueden ir de 3 a 25 mm, siendo el número de hojas de tres para tableros de hasta 7,5 mm de espesor a cinco o más hojas

Máquina Para Recortar Paneles De Madera Contrachapada

Máquina Para Recortar Paneles De Madera Contrachapada

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para variedades de más espesor.

Consumo De Energía En La Fabricación De Tableros Contrachapados

Panel Del Carpintero

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Fabricación de tableros de viruta

Tecnología de fabricación,

propiedades y usos de los tableros de

viruta

La madera aserrada y las chapas son sólo dos de los elementos básicos de madera con que se cuenta en la actualidad para iniciar con la madera actividades innovadoras de síntesis. En la tecnología de la madera hay constantemente nuevos descubrimientos e invenciones, estos dan una medida del gran progreso técnico y científico logrado en el sector de la madera. No hay duda de que aparecerán nuevos productos en el futuro. Los tableros de viruta se desarrollaron en los años 1940s, al mismo tiempo que aumentó la disponibilidad de resinas sintéticas adecuadas. Es el material de madera más joven, primero cartón comprimido elaborado en proceso húmedo como una extensión en la industria de papel y cartón; y después plywood en 1927. Las razones para el desarrollo acelerado de su producción son:

• Amplia posibilidades de uso a razón de su trabajabilidad y propiedades: igual comportamiento en dirección longitudinal y transversal,

• Amplia existencia de materia prima relativamente barata: troncos del raleo, ramas del aserrío, restos de plantas de crecimiento anual (lino, bagazo), desperdicios de otras industrias;

• En la explotación de estas materias primas se consigue un buen rendimiento,

• Producción mecanizada y en parte automatizada, llegando a buena productividad en plantas de diferente envergadura,

• Amplia variedad de grosores de los tableros,

• Precio relativamente bajo,

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• Posibilidades de mezclar diferentes especies de madera en la producción

Es un material elaborado bajo la acción de presión y temperatura, a partir de partículas de madera de diferentes formas (astillas, hojuelas, viruta, aserrín) mezcladas con material adhesivo. Se produce normalmente en grosores de 6-25 mm (0.2-1 inch) y en tres grados de densidad. Los podemos clasificar en tableros de viruta de una sóla capa o de tres capas Según el tipo de aglomerante los podemos diferenciar en tableros de fenoplásticos o de aminoplásticos, de

cemento o de yeso.

Factores De La Resistencia Del tablero

La madera– Clase de madera– Densidad de la madera

La cola– Tipo de cola– Forma del encolado

La partículas– Morfología– humedad

deraDensidadMautaEspesorViroVirutaLpecifGradoEsbEs

*arg. =

utaEspesorViroVirutaLtezGradoEsbel arg

=

Menor densidad madera - mayor resistencia tablero. Lo mejor: especie de densidad baja en la capa externa y especie de mayor densidad en la capa media. De las maderas pesadas se consigue un mayor rendimiento en volumen. La resistencia del tablero depende, entre otros, de la transmisión de la resistencia de la madera al tablero, y esto depende del tipo de cola. La primera exigencia en la forma de las partículas es que sean planas

Tablero de viruta de 3 Capas

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(bajo espesor), largas (20-30 mm) y cortadas en lo posible tangencialmente (paralelo a la fibra) Grado de esbeltez bueno = 60 – 120, lo ideal = 100. Entre mas delgadas las partículas, mejor, limitante = el polvo consume mucha cola.

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Flujo De Proceso De tableros De viruta 1. Descortezadora2. Astilladora (trituradora)3. Bunker de

almacenamiento de astillas húmedas

4. Molino5. Secadora6. Tamizadora7. Bunker de

almacenamiento astillas secas

8. Balanza de banda9. Encoladora10. Preparación de la cola11. Estación formadora12. Balanza de control13. Estación de retorno14. Preprensado15. Humidificación

superficial16. Prensa caliente17. Canal de enfríamiento18. Retorno bandejas19. Sierra de formato20. Acondicionamiento21. Lijadoras22. Medición grosor23. Clasificación

Capa Externa Capa Interna

Patio de trozas

Cola

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La producción de las astillas es solo un paso previo en la producción de las partículas definitivas. Esto se puede hacer en la planta o en el campo.

A patir de las virutas se producen las partículas definitivas. Estas se afinan en un molino de aspas especial.

Almacenamiento de la materiaprima bajo aspersión

Almacenamiento de la materiaprima bajo aspersión

Molino para afinar las astillas (chips)

1. Alimentación de astillas

2. Aspas de martillo

3. Tamiz

4. Separación de cuerpos extraños

Molino para afinar las astillas (chips)

1. Alimentación de astillas

2. Aspas de martillo

3. Tamiz

4. Separación de cuerpos extraños

La producción de las astillas (chips)

1. Rotor

2. Cuchillas

3. Tamiz

4. Contracuchilla

5. Rodos de alimentación

La producción de las astillas (chips)

1. Rotor

2. Cuchillas

3. Tamiz

4. Contracuchilla


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Diferentes tipos de partículas (chips)

Astillas Partículas de golpe

Partículas por corte

Hojuelas (waffle)

Celulosa

Partícula fina de capa superior Partícula

media de capa interna

Aserrín Polvo de lija Celulosa fina

Distribución de los tamaños de partículas de las capas media Y superior

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Almacenamiento de partículas

Bunker horizontal1. Alimentación con partículas

2. Banda inferior

3. Banda de nivelación

4. Rodos de salida

5. Salida de las partículas

Bunker vertical1. Alimentación con partículas

2. Rotor

3. Tornillo sin fin

4. Salida de partículas

Transporte interno de partículas

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Secado de las partículas

1. Secador2. Hogar3. Separador4. Conducción de gases5. Blower6. Compuerta de descarga7. Ventilador de gases8. Cámara de aire limpio

9. Cámara de gases 10. Salida de gases11. Ciclón axial12. Embudo de recolección

de polvo13. Bypass

Las repercusiones de la humedad de las partículas se manifiestan principalmente en el prensado. La humedad ideal es de 1 - 2 %. El el proceso de secado las virutas húmedas caen en una corriente de aire caliente y permanecen en ella hasta que toda la humedad haya sido extraída. Es importante considerar el punto de saturación de la fibra (aprox. 30%), esto implica que a partir de esto se necesita mas energía ya que el agua esta químicamente unida a las células de la madera. La clasificación de partículas es necesaria, por una parte, para eliminar las excesivamente finas incluido polvo, que originan un gasto enorme de cola y disminución de resistencia. También se hace necesaria una clasificación si queremos obtener una superficie bien lisa y tupida, que como sabemos, es de gran importancia en la capa superficial, especialmente cuando se traja de tableros que después de acabados van a sufrir algún proceso de revestimiento.

Tamizado de partículas

1. Cámara con partículas flotando

2. Tamices

3. Paletas mezcladoras

4. Entrada de partículas

5. Entrada de aire de tamizado

6. Salidad de mateialmás grueso

7. Salida de material adecuado

Tamizado de partículas

1. Cámara con partículas flotando

2. Tamices

3. Paletas mezcladoras

4. Entrada de partículas

5. Entrada de aire de tamizado

6. Salidad de mateialmás grueso

7. Salida de material adecuado

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Las partículas se clasifican en dos tipos: - virutas finas, utilizadas en la tapa superficial. - virutas gruesas, utilizadas en la capa media.

En la fabricación de tableros aglomerados, la cola tiene una,

importancia extraordinaria, dbido a su elevado precio, la cola y la madera influyen sobre la economía de la industria.

Principios de trabajo del formateo

Las características de los tableros dependen en gran parte de la regularidad de su formación. Cualquier irregularidad origina diferencias en el peso específico y como consecuencia produce variaciones en las propiedades físicas del tablero. En la máquina formadora movible se forma el colchón de virutas continuo de acuerdo al sistema patentado "bison", por estratificado por aire. La característica de esta formación es que el material fino se queda en las capas exteriores y el material grueso va a formar

Encolado de las partículas

1. Alimentación de las partículas

2. Rodo hueco para alimentación de la cola

3. Elementos de avance

4. Atomizadores de la cola5. Elementos de mezclado6. Salida de partículas con

cola

Circulación de agua para enfríamiento

Encolado de las partículas

1. Alimentación de las partículas

2. Rodo hueco para alimentación de la cola

3. Elementos de avance

4. Atomizadores de la cola5. Elementos de mezclado6. Salida de partículas con

cola


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la capa interior. El esparcimiento de tal colchón se efectúa en una estación formadora movible. La mezcla de virutas encoladas al ser esparcidas uniformemente durante su caída, es sometida a una selección por aire que actúa en dos sentidos. De esta manera las virutas extra finas son llevadas par la corriente de aire y caen a una mayor distancia del punto de esparcimiento sobre el transportador del colchón, que las virutas más gruesas y más largas. Tamizado por aire Coloque una pequeña cantidad de virutas y polvo sobre la palma de la mano y sople la mezcla en dirección de la punta de los dedos. Hacia un fondo preferiblemente oscuro. El cual esta aproximadamente 1 metro más abajo. Una vez que todas las partículas se encuentran en el suelo las partes más toscas se van a encontrar a una distancia menor de su posición. En cambio las partículas más finas se encontraran mas lejos. Mientras entremedio se encontrará una graduación homogénea. Otro tipo de formadora es la estación con cuatro cabezales.

El PRE-prensado tiene tres finalidades principales: 1,- dar a la manta o colchón una mayor consistencia. 2.- reducir el volumen del colchón. 3.- acortar el ciclo de prensado (ayuda un prefraguado). Ej. Infrarrojo. La mayor consistencia es muy importante para el transporte de las mantas y la reducción de volumen tiene importancia en lo que se refiere a prensas, ya que la disminución del espesor del colchón permite reducir el recorrido de los émbolos de la prensa caliente y esto permite un mejor tiempo de cierre. Prensado La manta formada y levemente comprimida mediante un PRE-prensado, se transporta a la prensa caliente y se prensa hasta que se obtenga la densidad deseada, los distanciadores determinan el grueso del tablero.

La estación de formateo

1. Tornillo sin fin dosificador de las partículas encoladas


3. Banda inferior4. Rodos de salida5. Tolva6. Colchón

La estación de formateo

1. Tornillo sin fin dosificador de las partículas encoladas


3. Banda inferior4. Rodos de salida5. Tolva6. Colchón

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Diagrama de

prensado Presión interna en el tablero Diagrama Presión-Tiempo

aproximado a presión interna

tB – Alimentación del colchón

tB – Cierre de la prensa

tpA – Subida de presión

D – Alcance de los separadores

tÖ – Abertura de la prensa

tE - Vaciado

El prensado de los tableros de viruta

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En la formación del tablero se producen tres fenómenos principales: 1.- un proceso mecánico, la deformación de las partículas por flexión y compresión, la disminución del volumen de los poros y el aumento de los puntos de contacto entre las partículas. 2.- un proceso de calentamiento, que influye por una parte, sobre el proceso mecánico, plastificando las partículas y aumentando su flexibilidad y compresibilidad, así como mejora la conducción del calor suministrado por el vapor, por otra parte acelera el proceso químico de policondensación de la resina. 3.- un proceso químico, es decir el fraguado de la resina sintética por policondensación El proceso mecánico del prensado debe llevarse en forma tal que la compresión se termine antes que comience la policondensación en el interior del tablero. Cuando utilizamos resina UF, esto se produce sobre los 90 - 95°C (depende del tipo de resina, rápida o lenta). Siempre es conveniente efectuar la compresión del queque en el tiempo mas corto posible, para que la conducción de calor a través del queque sea mejor. Par lo tanto esto aumenta la conductividad del material. En la práctica lo más importante es conseguir el cierre de la prensa en un tiempo menor a 1 minuto. Se entiende por cierre de la prensa, el intervalo de tiempo trascurrido desde que empieza a descender el plato hasta que toca los distanciadores. El cerrado rápido tiene un efecto directo sobre el perfil de densidades. El otro factor importante en la formación del tablero es el fraguado o endurecimiento de la resina (UF), la temperatura necesaria es de 100 °c. Se debe tratar de alcanzar esta temperatura lo más rápido posible, utilizando como medio de conducción el vapor de agua. Ambas capas externas alcanzan rápidamente esta condición ya que están en contacto directo con los platos calientes de la prensa (es por esto que hay que adicionarle retardante). El agua se evapora y el vapor formado penetra en las capas contiguas hacia el interior del tablero. Dado que las temperaturas de las distintas capas internas están por debajo del punto de ebullición del agua, el vapor se condensa cediendo el calor de evaporación al mismo tiempo que aumenta la humedad de estas. Este fenómeno vuelve a repetirse hasta llegar a la temperatura aproximada de 100°C, en la parte más interior del tablero. Al continuar suministrando calor al tablero el vapor producido escapa del mismo en dirección paralela a la superficie. El agua superficial penetra rápidamente en forma de vapor hacia el centro, aprovechando la diferencia de presión y de calor existente entre las diferentes zonas.

Después de cierto enfríamiento después del prensado se calibra el grosor de los tableros y se elimina la capa superior que tiene menor

Calibrado del grueso de los tableros de viruta1. Banda de lija2. Rodo de

contacto3. Zapata4. Rodo de

contrapresión5. Rodos de

avance6. Rodos con

cepillos

Calibrado del grueso de los tableros de viruta1. Banda de lija2. Rodo de

contacto3. Zapata4. Rodo de

contrapresión5. Rodos de

avance6. Rodos con

cepillos

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resistencia por haber sido cristalizada al contacto directo con los platos de la prensa

Diagrama causa-efecto

de la resistencia

de los tableros de

viruta

Consumo de energía en la fabricación de tableros de viruta

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Fabricación de tableros de fibras

Tecnología, propiedades y

usos de los tableros de fibras por el

proceso seco

Aquí se describe la tecnología típica, usada en Chile en la empresa Trupan, para la producción del tablero de fibra de densidad media (M.D.F. por sus siglas en inglés – Médium Density Fibreboard). Chile es el país de L.A. con mayor producción de este tablero que se conoce comercialmente en Latinoamérica como Fibrán, y está siendo usado ampliamente para diferentes productos por sus excelentes propiedades y resistencia a la termita.

Características de la materia prima para tableros de fibra Las trozas que llegan a la planta con humedades muy bajas dificultan la transferencia de calor y la plastificación de la lignina dentro del digestor. Este fenómeno se puede controlar extendiendo el tiempo de residencia de las astillas dentro del precalentador, pero lo optimo es asegurarle al proceso una homogeneidad en la calidad de éstas con adecuado proceso de astillado y exigencias en el tiempo de corte de la madera a los proveedores. Por otra parte un fenómeno similar ocurre cuando el tamaño y espesor de las astillas no es el adecuado.

Trozas Trozas de pino radiata de unos 8 a 10 años de edad. Las exigencias de calidad de la madera son controladas antes de que éstas ingresen al patio y son las siguientes:

• diámetros de 8 a 35 cm y largos de 2,44 m para el proceso (diámetros de 36 a 50 cm y largos de 2,44 m se venden a aserraderos)

• madera fresca, sin mancha. Se requiere unos 800 Kg. de pino para llegar a obtener 1 m3 de tablero de fibra por el proceso seco.

Astillas EI almacenaje de astillas, provenientes del astillador, se realiza al aire libre con muro perimetral. También ingresa astilla seca. Ambas astillas son sometidas a un control de calidad: deben estar sin biodeterioro, con un máxima de 3% de mancha, sin corteza y poco producto muy pequeño (fino).

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EI contenido de humedad es de aproximadamente 55%, cuenta con una densidad básica promedio del orden de los 406 a 410 Kg./m3. EI tamaño promedio de las astillas es de 50 mm. Las trozas provenientes de la cancha de acopio son descortezadas por roce en un equipo de tambor, que tiene forma de cilindro en posición horizontal. Luego, las trozas, son transportadas al astillador o chipeador y la corteza a la bodega de combustibles para posteriormente ser enviada a planta térmica.

Astillado y almacenado Debe mencionarse que las astillas provenientes de madera mas fresca ingresan al proceso (lavado) alternadas con las provenientes de madera menos fresca, para homogeneizar la humedad del sistema (estas ultimas en un menor porcentaje). Una vez procesados los

trozos, las astillas son transportadas mediante una correa a la pila de almacenamiento. Luego son llevadas a la siguiente etapa gracias a un tornillo instalado bajo tierra (bajo la pila de astillas) que realiza movimientos de rotación y traslación, aspirando las astillas por succión. Estas caen a una nueva correa transportadora, donde es mezclada con las astillas secas (para disminuir el consumo de chips y por otra parte ayudar al secado), en la que existe un pesador para poder medir el flujo de astillas, el que varia según el tipo de producto y la velocidad de producción. EI proceso de obtención de fibras celulósicas, a partir de procesos termomecánicos, comienza con el lavado de astillas y transporte hacia el Tornillo Drenador de entrada a la tolva de alimentación del Digestor o Pre- heater. Las astillas aceptadas son Ilevadas a la estación de lavado que consiste en un estanque con agua, cuya concentración es de aproximadamente 1 Kg. de chips por Cada 7 l de agua. El lavado se produce en el Estanque de Lavado mediante aspas rotatorias. Las astillas entran a la estación de lavado con una humedad de 56 a 61 % aproximadamente (base húmeda) para luego ser enviadas por vía hidráulica (la

La Producción De Las Astillas (Chips)

1. Rotor

2. Cuchillas

3. Tamiz

4. Contracuchilla


La Producción De Las Astillas (Chips)

1. Rotor

2. Cuchillas

3. Tamiz

4. Contracuchilla


El lavado de las astillas (chips)El lavado de las astillas (chips)

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mezcla de chips + agua) al tornillo drenador donde se Ie extrae el exceso de agua quedando, una vez drenadas, con un 40 a 50 % de humedad para posteriormente seguir su camino y depositarse en el Surge Bin o Tolva de Chips entrando así a la etapa de desfibrado. Se eliminan las impurezas en esta etapa para así no dañar el desfibrador.

Preparación de las fibras Esta etapa es una de las más importantes dentro del proceso de elaboración del M.D.F., ya que la homogeneidad del material fibrosa obtenido acá, define la calidad del tablero final. Esta preparación se divide en dos partes: Precalentamiento de las astillas en un digestor o Pre-heater y su posterior desfibrado. La aplicación de vapor y presión permiten plastificar las uniones entre fibras celulósicas (lignina) y facilitar el posterior desfibrado con una disminución en los consumos de energía. Las variables que afectan fuertemente el proceso de desfibrado son:

• La cantidad de vapor al digestor y la presión de este,

• tiempo en que la astilla es sometida a temperatura,

• separación o luz de los discos desfibradores,

• humedad y tamaño de la astilla,

• cantidad de vapor que ingresa al desfibrador y

• la diferencia de presión entre éste y el digestor. La suma de estas variables arroja como resultado una determinada calidad de fibra en sus características granulométricas.

Precalentamiento EI material es sometido a un proceso termomecánico en un digestor o Pre- heater, en el cual las astillas son tratadas a altas temperaturas (entre 140 y 160 °C, máxima 185 °C). Al sistema se le inyecta vapor (8 a 9 Kg./cm2) para lograr un diferencial de presión dentro del digestor. EI fin de dicho tratamiento es plastificar la lignina presente en la madera, ablandando las astillas, para facilitar su desfibrado en los discos y, a la vez, homogeneizar la humedad de ellas. EI sistema consta de una tolva de Chips o Surge Bin con un tornillo en la parte inferior que regula el flujo que alimenta al precalentador o Pre-heater, además de una válvula que entrega el vapor. Este tipo de precalentador permite también extraer las resinas naturales en la madera de pino, lo que presenta una importante ventaja. Las astillas permanecen alrededor de 90 a 95 segundos dentro del Pre-heater, esto varia según las condiciones de trabajo (temperatura, separación de los discos, flujo y presión de vapor).

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Alimentación Precalentamiento Defibrado Salida

1. Entrada astillas

2. Tolva

3. Vibrador

4. Tornillo sin fin

5. Conducto

6. Entrada de vapor

7. Precalentador

8. Manómetro

9. Válvula de seguridad

10. Indicador de nivel

Producción de la fibra

11. Tornillo sin fin

12. Housing del molino

13. Discos del molino

14. Controlador de la separación de los discos

15. Aparato de control de salida

16. Ciclón

17. Entrada de agua reciclada

18. Tornillo sin fin

19. Salida de la fibra

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Aquí nos encontramos con tres variables que afectan la calidad de la fibra: • Tiempo de Cocción: EI tiempo de cocción se define como el tiempo que

la astilla recorre el digestor sometida a temperatura y presión en el cual la lignina se plastificara permitiendo un adecuado proceso de desfibrado, este tiempo depende de la velocidad de descarga y del nivel del digestor. Tiempos de cocción demasiado cortos darán como resultado una astilla difícil de desfibrar con un alto consumo de energía y presencia de haces de fibra. Tiempos de cocción demasiado prolongados producen una fibra fácil de romper, exceso de material fino y un color no adecuado para el producto. De acuerdo a la experiencia se puede señalar que el tiempo de cocción adecuado fluctúa entre los 1,50 Y 2,30 minutos.

• Temperatura y presión del Digestor: Estas dos variables dependen de la cantidad de vapor que se le inyecte al sistema para alcanzar las temperaturas adecuadas al proceso de cocción. Altas temperaturas pueden provocar un cocimiento de la astilla e hidrólisis de la resina natural de las coníferas produciendo manchas en el producto final, bajas temperaturas provocan un efecto contrario al mencionado haciendo necesaria la extensión de los tiempos de residencia del chip en el digestor. Es necesario mantener esta variable lo mas estable posible ya que de lo contrario es necesario jugar con los tiempos de cocción para lograr un producto adecuado, las temperaturas ideales fluctúan entre los 150 °C Y los 160 °C a una presión de 8 Bar.

Un tornillo alimentador que se encuentra en la parte inferior del Pre- heater, entrega las astillas ya ablandadas al equipo desfibrador, este tornillo trabaja en condiciones normales entre 25 a 47 r.p.m.. Inmediatamente antes de que entren las fibras al desfibrador, ellas son mezcladas con una cera (parafina sólida fundida) al 0.8 % que Ileva una temperatura entre los 110 y los 120 °C (max. 130 °C), por media de un sistema de atomización a presión.

Desfibrado EI desfibrador esta constituido por dos discos ubicados paralelamente en posición vertical y separados por una distancia regulable que define la calidad de la fibra a obtener. Uno de ellos es fijo y el otro gira a una velocidad de 1500 r.p.m. EI flujo de astillas es introducido por el centro del disco para luego difundirse hacia la periferia. EI rendimiento de astillas a fibra es de un 95%. Aquí nos encontramos con una variable que afecta la calidad de la fibra:

• Separación de los Discos: Esta variable se define como la distancia o separación entre el plato fijo y el móvil del desfibrador, separaciones muy grandes producen una gran cantidad de Shives (haces de fibra), por el contrario discos muy cerrados producen gran cantidad de finos.

• Existen otras variables del proceso que sin tener participación directa en la calidad del proceso de desfibrado, ayudan en la operación del sistema, tales como: presión de la válvula de Gong, vapor al Housing o Desfibrador (no mayor a 9,5 Bar), apertura de la válvula de soplado, etc.

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Debe destacarse que se efectúa solo una etapa de desfibrado y no dos como ocurre normalmente en tableros de fibra duros por el proceso húmedo (mazzonite) y en papelería. La mayoría de las plantas que producen M.D.F. utilizan este desfibrado presurizado para obtener fibras mas finas, que poseen un mayor volumen especifico y por lo tanto una superficie de contacto mayor, lo que genera mayor eficiencia en la acción de la resina y que finalmente se traduce en mejores propiedades de resistencia. EI calor generado por la alta velocidad de giro del disco móvil y por el roce de él con las astillas, aumenta aun mas la plasticidad de la madera, especialmente en presencia de humedad. Los constituyentes mas afectados de la madera son la hemicelulosa y la lignina, pues son ablandados antes que el esqueleto de celulosa de las paredes de las fibras. Debido al efecto ligante estructural de la lignina, al ablandarla se facilita la separación y obtención de las fibras de la madera, ahorrando energía. Es interesante señalar que en este tipo de desfibrado, el contenido de humedad del material ingresado manifiesta variaciones poco significativas. Después del desfibrado, las fibras son transportadas por ductos hacia la etapa de secado. Previamente es mezclada - en línea - con la resina (urea-formaldehído) en cantidades variables según el producto final. La resina es previamente diluida en un tanque a una concentración aproximada del 54 % y entra con una temperatura del orden de los 20 °C. Existen válvulas que controlan la dilución de ella y otras que regulan la alimentación de resina al sistema, en un proceso continuo. La adición de resina se realiza antes del secado porque así ésta se adhiere mejor a la fibra. Luego de realizada la mezcla, la fibra con resina siguen en proceso hacia la fase de secado. Gran parte del costo del tablero se lo lleva el adhesivo, por lo que es importante reducir su consumo. Además se utiliza la lignina como ligante ya que ésta no se pierde o degrada durante el proceso.

Encolado de la fibra

1. Alimentación de la fibra2. Rodo hueco para

alimentación de la cola3. Elementos de avance

4. Atomizadores de la cola5. Elementos de mezclado6. Salida de la fibra con cola


Encolado de la fibra

1. Alimentación de la fibra2. Rodo hueco para

alimentación de la cola3. Elementos de avance

4. Atomizadores de la cola5. Elementos de mezclado6. Salida de la fibra con cola


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Secado de la fibra La fase de secado consta de varios equipos, instalados en línea: un Ciclón de Partida, un ducto de Secado, un Ciclón de Secado y un ventilador. Dichos equipos corresponden a un secado en dos etapas. La primera etapa ocurre en el ducto o cilindro de secado y la segunda en el ciclón de secado donde se separa la fibra seca del vapor de agua. EI ducto o cilindro de secado es de 25 m de largo aproximadamente y esta ubicado horizontalmente. En él circulan los gases calientes provenientes de la planta térmica, que alcanzan temperaturas entre 100 Y 190 °C (en la parte superior del Ciclón de Secado), siendo 150 a 160 °C las temperaturas en condiciones normales. Las fibras demoran un tiempo promedio de 30 seg. en recorrer el ducto, ingresando a él con una humedad de 46 % y llegando al extremo final con una humedad promedio de 12 % (en un rango de 10 a 14 %). En la parte superior del ciclón de secado se mide la temperatura del sistema de fibras, registrándose valores del orden de los 65 °C. La mayor parte del secado de las fibras ocurre en esta primera etapa, mas aun, cuando la superficie húmeda de las fibras entra en contacto con los gases calientes de secado. Esto crea, inicialmente, una alta tasa de evaporación y las temperaturas del secador se reducen rápidamente. Este tipo de secado, en dos etapas, presenta muchas ventajas frente a uno de una etapa, pues, si bien el secado propiamente tal ocurre en el cilindro de secado en ambos sistemas, en el segundo caso las fibras tienden a ser sobresecadas, lo que incide negativamente en la calidad de las fibras y puede generar un prefraguado de la resina. Este efecto no ocurre en el secado en dos etapas debido a que al llegar al final del cilindro, la humedad de las fibras es relativamente alta. Después de recorrer el tubo, la fibra entra junto con los gases de transporte al Ciclón de Secado, segunda etapa de esta fase.

Secado de la fibra



de polvo13. Bypass

Secado de la fibra



de polvo13. Bypass

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Ciclón de Secado EI Ciclón de Secado consiste en un silo vertical donde las fibras son introducidas por la parte superior de el y son separadas de los gases calientes gracias a la fuerza centrífuga provocada en la entrada del ciclón. La temperatura de la fibra desciende a unos 50 °C y su contenido de humedad es de 11 % según producto a fabricar. La mezcla cae a una correa transportadora en la que se determina el flujo de material en una balanza, generalmente 10 a 12 ton/hora, previa a continuar el proceso.

Formación del “mat”1. Entrada de la fibra2. Formador pendular3. Banda tamiz4. Aspirado para reciclar5. Rodillo peinador con

aspiración para reciclaje

FORMACION DEL MAT Después del secado, las fibras y aditivos en proceso son transportados al Ciclón de Fibra y de allí al Silo de Fibra, el cual alimenta a su vez a dos de los tres ciclones de formación, al Ciclón del Cabezal # 1 Y al Ciclón del Cabezal # 3, ubicados en los extremos. EI Ciclón del Cabezal # 2 (en el centro) recibe el material proveniente de Shave Off # 1 (peinador del cabezal # 1) Y eventualmente podría recibir fibra de recorte, que es reclasificada. Cada silo entrega fibras a su respectivo cabezal formador que consta de censores que proporcionan información sobre la dosificación del material, para regular y uniformar la densidad del colchón en formación (mat). Además, Cada cabezal posee paletas en constante movimiento pendular, llamadas Wig Wag, cuyo fin es distribuir y homogeneizar el material que va cayendo a la malla de formación; a estos se les puede regular tanto su velocidad como su recorrido. Después de cada cabezal, existen rodillos emparejadores o peinadores

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Llamados Shave Off a los cuales se les puede regular su altura en forma individual por lo que regulan la altura del Mat y, por lo tanto, su peso y densidad. Esta maquina formadora del Mat tiene una velocidad que no sobrepasa los 23 m/min, velocidad que está relacionada con el espesor del tablero que se esté fabricando, por ejemplo para fabricar un tablero de 18 mm de espesor se tiene una velocidad de 12,7 m/min. Dicha maquina posee además órganos de succión y de vacío para extraer excesos de humedad y mantener el Mat firmemente sujeto a la malla. EI ancho de la malla es de 1,9 m. EI proceso de elaboración de M.D.F. es en seco, por lo que disminuyen las perdidas de agua, fibra y compuestos por efluente.

Preprensado Previo al preprensado del Mat, inmediatamente después de pasar el Shave Off # 3, se encuentran dos precompresores laterales regulables en forma de rodillos ubicados verticalmente, los que tienen la función de aumentar la densidad de los extremos. En el Preprensado del Mat no existe aplicación de temperaturas ni altas presiones al colchón. Tan solo se comprime para eliminar el aire reduciendo el espesor del Mat según la relación 3: 1 (por Cada 3 cm de espesor del Mat que ingresa, éste se reduce a 1 cm). Esto facilita el transporte del Mat en la línea de formación (cambios de velocidad) y disminuye la altura de este para permitir la entrada a la prensa. EI Mat es dimensionado en el ancho por dos sierras longitudinales de la línea de formación (regulables según formato). Los Mat son cortados en largos de aproximadamente 7,5 m, por una sierra flotante, para luego pasar por un detector de metales que lo acepta o rechaza. Si es rechazado debido a la presencia de algún metal que pueda dañar la prensa o a una densidad incorrecta, se acciona un sistema que lo envía a la Tina de Rechazo donde existen unas aspas que desmenuzan el colchón separando la fibra para enviarla posteriormente al Silo de Rechazo. También existe un medidor de humedad, uno de densidad (del tipo "scanner" que entrega valores punta a punta en el ancho) y uno de peso lineal. Si es aceptado el Mat continua su camino hacia la prensa, donde ingresa con dimensiones de 7.42 x 1.27 m si es de 4 pies 0 7.42 x 1.58 m si es de 5 pies, ambas medidas para tablero estándar.

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El Prensado Del tablero

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Prensado La prensa utilizada en la planta es de multiplatos (10 aperturas), presenta un mecanismo de cierre simultáneo. Cada Mat es distribuido en el cargador de la prensa por transportadores de correa hasta Llenar la totalidad de las bandejas (10), una para Cada plato. Una vez cargada la prensa, se acciona el Ciclo de Prensado. Todas las variables en esta etapa deben ser estrictamente controladas, ya sean tiempos de cierre, presión y tiempos de prensado, que dependerán del espesor y tipo de producto que se esté fabricando; es por esto que Cada espesor tiene su propio y particular ciclo de prensado. En general el rango de temperaturas (de los Platos) fluctúa entre 178 y 191 °C ; y las presiones entre 450 y 700 PSI (32 Y 50 Kg/cm2). Los ciclos de prensado varían entre 3,5 a 15 minutos según espesor y tipo de producto. La prensa utilizada en la planta chilena (Trupan) es calentada con aceite térmico, proveniente de Planta Térmica. Se han establecido 9 etapas en el ciclo de prensado, a partir del cierre inicial de la prensa (ver figura). Estas son: Cierre Inicial donde la presión alcanza los 10 PSI (1 seg.); Cierre #1 que es un cierre rápido. (8 seg.); Cierre #2 también' es un cierre rápido pero controlado (10 seg.) que finaliza al alcanzar la presión máxima; Density # 1 es un cierre controlado donde baja lentamente la presión (90 a 240 seg. según espesor); Densitv #2 aumenta la presión y se Ileva a la posición final (8 seg. ); Posición donde se mantiene posición final y se disminuye la presión (60 seg.), aquí se define el espesor del tablero; Descompresión es una abertura lenta y controlada, se disminuye la presión para liberar gases; Abertura Rápida y finalmente una Abertura Lenta. Para Cada etapa deben preestablecerse las posiciones y tiempos involucrados en el proceso dependiendo del tipo de producto. Se lleva un control computarizado de posición/tiempo y presión/tiempo en forma de curvas de comportamiento. EI computador debe chequear constantemente estas variables para registrar cualquier punta que caiga fuera de la curva establecida. EI tablero sale de la prensa con una humedad de 6 a 8 %, y se retiran de la prensa a través del descargador.

Operaciones finales

Enfriado EI tablero ya prensado continua en proceso, siendo transportado a un enfriador de aspas giratorio (Cooler) para bajar su alta temperatura.

Preformateado Luego de ser enfriado, el tablero continúa su avance sobre una correa transportadora para pasar por dos sierras circulares, una a cada lado, que le dan su dimensión en ancho. Mas adelante es dimensionado en largo. Posteriormente los tableros son apilados en paquetes para ser trasladados a la bodega de estabilizado.

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Estabilizado Los tableros permanecen almacenados en paquetes un tiempo variable en la bodega de productos en proceso para lograr su estabilidad. Esta viene dada por la temperatura en el centro del paquete, que debe bordear los 35 °C (+ -), pues con este valor se asegura un fraguado total de la resina. EI tiempo de almacenado dependerá de la temperatura ambiental y fluctúa entre 24 y 72 horas. Una vez lograda la estabilidad, el tablero es aceptado y trasladado al formateado final. Entre cada paquete de 10 tableros se colocan separadores para facilitar la aireación.

Lijado EI equipo de lijado es una lijadora de banda ancha de tres pares de Cabezales, cuyas lijas son, en orden correlativo: 50, 100 Y 180.

Clasificado Después del lijado, un experto clasifica visualmente cada tablero por ambas caras (clasificación de superficie), ayudado por un espejo, determinándole fallas tales como manchas, aureolas, precurado, bordes dañados, estrías, tableros cortos, daños de prensa, marcas del separador, etc. Luego lo envía a uno de los tres "bins" establecidos según las exigencias de calidad. La clasificación es la siguiente: Bin 1: Tipo A 1, calidad exportación. Características: - Sin defectos superficiales. - Densidad > 675 Kg/m3. - Bin 2: Tipo A2, calidad exportación inferior. - Características: - Algunos defectos superficiales, de tipo visual. - Densidad > 625 Kg./m3. Bin 3 : Tipo B, calidad nacional. Fibroplaca. Características: - Se aceptan fallas superficiales. - Densidad entre 635 - 675 Kg./m3. - 15.2. Formateado final Se dimensiona en el ancho primero con sierras circulares laterales y luego en el largo con sierras circulares en los extremos. Las dimensiones son variables según el pedido que se este fabricando.

Embalaje Se elabora el paquete, realizando una última clasificación visual, en un proceso bastante manual, forrándolo en plástico, para luego ponerle cinta adhesiva, tapas de M.D.F. rechazados, estampado y huincha metálica. Finalmente es Ilevado a bodega.

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Operaciones finales de los tableros de fibra

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Documents

tableros