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).