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Título:
Determinación de la pérdida de peso y las mejoras en la estabilidad dimensional para Pinus radiata D. Don en un tratamiento térmico con oxígeno
Autor:
Ugalde Vidal, Gavino Patricio
Profesor Patrocinante:
Poblete Wilson, Hernán Francisco
Grado a Optar:
Ingeniero en Maderas - Licenciado en Maderas
Materia:
temperatura; efectos térmicos; madera; pino insigne
Universidad:
Universidad Austral de Chile
Facultad:
Facultad de Ciencias Forestales
Escuela:
Escuela de Ingeniería en Maderas
Año de Aceptación:
2003
Resumen:
El presente trabajo de titulación tiene por tema el análisis de los cambios que provoca en la madera un tratamiento con alta temperatura. Se determinó la disminución en la higroscopicidad de la madera mediante la obtención de contenidos de humedad en equilibrio e hinchamiento para distintas humedades relativas. Paralelamente a ello se analizó la pérdida de masa originada por el tratamiento térmico. Las probetas fueron obtenidas de madera seca de pino radiata (Pinus radiata D. Don.). En los talleres del Instituto de Tecnología de Productos Forestales de la Universidad Austral de Chile (TEIM) se cortaron probetas de acuerdo con la norma DIN 52184 para obtener dimensiones de 50 x 50 x 10 mm. La norma exige que la disposición de los anillos sea lo mas tangente al canto posible, que la probeta debe estar libre de nudos, libre de canales resiníferos y con una distancia entre anillos uniforme. Todas estas especificaciones se cumplieron estrictamente al momento de preparar las probetas. Las probetas fueron climatizadas a 65% de humedad relativa (HR) y a 20°C. La norma DIN 52184 exige que para determinar si las probetas han alcanzado el contenido de humedad de equilibrio (EMC), el cambio en su peso en un lapso de 24 horas debe ser inferior al 0.1%. Cuando se alcanzó el EMC se secaron hasta peso anhidro, se midió el peso y la dimensión tangencial, radial y longitudinal de cada una de las probetas. Posteriormente se realizaron los tres tratamientos propuestos; a 150°C, a 185°C y a 220°C, todos ellos con una duración de 24 horas, contabilizadas desde el momento en que se alcanzaba la temperatura del tratamiento. Después del tratamiento se volvieron a hacer las mediciones de masa y dimensión, para poder obtener la pérdida de masa por la descomposición térmica. También se dejaron probetas testigo. Posteriormente se procedió a tratar las probetas en una cámara de clima en los laboratorios de la Universidad del Eidgenössische Technische Hochschule, ubicado en la ciudad de Zürich, Suiza. Los climas aplicados fueron 6; 35%, 50%, 65%, 80%, 90% y 95% de HR, todos a 20°C. Para terminar cada clima se verificaban los cambios de peso según DIN 52184, después se medían el peso y las tres dimensiones de cada probeta determinando el EMC y el hinchamiento. Los resultados del análisis de pérdida de peso fueron de un 7% para el tratamiento a 150°C, de 14% para el de 185°C y de 43% para el de 220 °C. El EMC para las probetas tratadas a 150°C se redujo en un 9% aproximadamente para un clima 95%/20°C en comparación a las probetas no tratadas. Para el tratamiento a 185°C esta reducción fue de 35% y de 37% para el tratamiento a 220°C. En lo que respecta al hinchamiento, el tratamiento a 150°C obtuvo un 7% de reducción en comparación al hinchamiento de las probetas testigos, mientras que el de 185°C lo redujo en un 35%, el de 220°C no lo redujo. En base a los resultados se concluyó que la madera de pino radiata crecido en Chile responde bien al tratamiento térmico. Efectivamente la adsorción de agua se vio disminuida. Como consecuencia de lo anterior se estableció que la madera tratada termicamente posee menores cambios dimensionales por acción del agua.
Abstract:
The present work of titulation has by subject the analysis of the changes that take place in the wood for a treatment with high temperature. It was obtained the decrease in the wood hygroscopicity through the obtention of equilibrium moisture contents and swelling for different relative humidities. Parallelly to that, it was analized the loss of mass originated by the heat treatment. The samples were obtained from dry wood of radiata pine (Pinus radiata D. Don.). In the workshops of the Institute of Tecnology of Forest Products in the Universidad Austral of Chile (TEIM) it was cuted samples in agreement with the norm DIN 52184 to obtain dimensions of 50 x 50 x 10 mm. The norm demands that the arrangement of the growing rings must be tangential to the edges, that the samples must be free of knots, free of resin channels and with a uniform distance between growing rings. All these specifications were fulfilled strictly at the time of preparing the samples. The samples were conditionned to 65% of realtive humidity (HR) and to 20°C. The norm DIN 52184 demands that to determine if the samples have reached the equilibrium moisture content (EMC), the change in its weight in a lapse of 24 hours must be inferior to the 0.1%. When the EMC was reached the dryng of the samples until anhydrous weight was started, it was measured the weight and tangential, radial and longitudinal dimensions of each one of the samples. Later the three proposed treatments were made; to150°C, to 185°C and 220°C, all of them with a duration of 24 hours, counted from the moment at which the temperature of the treatment was reached. After the treatment it was made the measurements of mass and dimension again, to be able to obtain the loss of mass by thermal descomposition. All these measurments were made also for non treated samples. Later the samples were conditionned in a climate chamber in the laboratories of the University Eidgenössische Technische Hochschule, located in the city of Zürich, Switzerland. The applied climates were 6; 35%, 50%, 65%, 80%, 90% and 95% of relative humidity, all to 20°C. In order to finish each climate the changes of weight were verified in agreement with DIN 52184, after that the weight and the three dimensions of each sample were measured determining the EMC and the swelling. The results for the analysis of loss of weight were 7% for the treatment to 150°C, of 14% for the one to185°C and 43% for the one to 220 °C. The EMC for the samples treated to 150°C was reduced in approximately a 9% for a climate 95%/20°C in comparison to the nontreated samples. For the treatment to 185°C this reduction was of 35% and 37% for the treatment to 220°C. In which it concerns to the swelling, the treatment to 150°C obtained a 7% of reduction in comparison to the swelling of the nontreated samples , whereas the one of 185°C reduced it in a 35%, the one of 220°C did not reduce it. On the basis of the results it was concluded that the wood of radiata pine grown in Chile responds well to the heat treatment. Indeed the water adsorption was diminished. As a result of the previous effect it was settled down that the heat treated wood has minors dimensional changes by action of the water.
Palabras Clave:
tratamiento térmico; estabilidad dimensional; pérdida de masa; pino radiata
Palabras Clave:
heat treatment; dimensional stability; loss of mass; radiata pine
Editor:
Universidad Austral de Chile - Sistema de Bibliotecas - Programa Cybertesis
Formato:
text/pdf
Idioma:
es
Copyright:
Ugalde Vidal, Gavino Patricio
Dirección Electrónica:
http://cybertesis.uach.cl/tesis/uach/2003/fifu.26d/doc/fifu.26d.pdf