Influencia de las trozas de Pinus SP sobre el rendimiento de madera. Cuba (página 2)

Por todo lo ante referido partimos del siguiente
problema que plantea que en la actualidad los procesos de
transformación primaria de la madera de conífera en
los aserraderos se caracterizan por presentar una eficiencia por
debajo de los parámetros establecidos; lo cual unido a la
baja calidad de la madera producido; provoca un uso inadecuado de
la madera como materia prima, incrementando los impactos
ambientales de las actividades de aprovechamiento forestal
relacionados con la cadena productiva
bosque-industria.

Por lo que el objetivo de nuestro trabajo tiene como
objetivo determinar la influencia de la calidad de las trozas
sobre la eficiencia de los procesos de transformación de
de las trozas de Pinus sp. En el aserradero Albaro
Barba, perteneciente a la Empresa Forestal Integral Minas, en la
provincia de Pinar del Río, Cuba.

Materiales y
métodos

La Empresa Forestal Integral Minas esta situada en la
región noroccidental de la provincia de Pinar del
Río (Figura 1) .Sus limites coinciden con los del
municipio Minas de Matahambre. Limita al norte con el
archipiélago de las Coloradas, al sur con la EFI Pinar del
rió, al este con la EFI Pinar del Rió y al oeste
con la EFI Macurije. La distribución de área de
estas unidades aparece expuesta en la Tabla 1.

Figura 1. Ubicación de la EFI
Minas

Tabla 1. Superficie de la zona de estudio

2. 1 Análisis de la influencia de la calidad
de la troza sobre los rendimientos de madera
aserrada.

El parámetro seleccionado para determinar la
influencia de la calidad de las trozas sobre el proceso de
aserrado lo constituye la variable rendimiento volumétrico
total, que se determina a través de la siguiente
expresión matemática:

El volumen de madera aserrada total en cada troza en los
aserraderos, se determina sobre la base de las mediciones
lineales obtenidas de madera aserrada de acuerdo con las
expresiones que se exponen a continuación.

El cómputo del volumen en bruto de cada troza se
efectuó a través del método del centroide
(Wiant et al. 1992 así como Egas y Alvarez,
1997).

Método del centroide:

Para analizar la calidad de las trozas se hace
referencia al diámetro y a los siguientes
defectos:

Para el procesamiento estadístico se
emplea el programa o software SPSS, a partir del cual se
determinan los principales elementos que caracterizan los datos
obtenidos.

Resultados y
discusión

3.1 Influencia de la calidad de las trozas sobre la
eficiencia en el aserradero Álvaro Barba

En la Tabla 2, se pueden apreciar las principales
anomalías que aparecen en las trozas de Pinus sp en el
aserradero Álvaro Barba, comprando estos resultados con
los obtenidos en los aserraderos Martín González y
Francisco Donatien, pertenecientes a la Empresa Forestal Integral
Costa Sur en la provincia de Pinar del Río

Tabla 2. Defectos en las troza de Pinus sp en la Empresa
Forestal Integral Minas

Se aprecia que las menores anomalías se
desarrollan en aserradero Álvaro Barba, lo que favorece
que la eficiencia del proceso de aserrado sea mayor en dicho
establecimiento (Tabla. 3)

Tabla 3. Eficiencia de los aserraderos

Estos resultados se manifiestan en la Figura 2, donde
aparecen los rendimientos de los aserraderos
comparados.

Figura 2. Exposición gráfica de la
eficiencia de los aserraderos comparados: AB- Álvaro
Barba; MG- Martín González, FD- .Francisco
Donatien.

Por otra parte en la Tabla. 4. se exponen los resultados
obtenidos al comparar los diámetros de las trozas
utilizadas durante el trabajo tomando como referencia las
observaciones expuestas por Egas (1998) y Álvarez et al
(2004) cuando exponen que el diámetro es la principal
variable de incidencia sobre la eficiencia en los
aserraderos.

Tabla.4. Variantes analizadas.

A continuación exponemos un conjunto de criterios
que están relacionados con las dimensiones y la calidad de
las trozas de Pinus sp empleados en el aserradero Álvaro
Barba:

Diámetro
de las trozas

El primer factor que incide sobre el rendimiento
volumétrica de madera aserrada en estos aserraderos es el
diámetro de las trozas, donde la opinión de los
especialistas coincide con diversas investigaciones realizadas
por Fahey y Ayer-Sachet (1993), indican que el diámetro de
la troza es uno de los factores de mayor incidencia en el
aserrío; demostrándose que en la medida que el
diámetro aumenta también se incrementa el
rendimiento de las trozas en el aserrío; por lo tanto el
procedimiento de trozas de pequeñas dimensiones implica
bajos niveles de rendimiento y menor ganancia en los
aserraderos.

No obstante, el planteamiento de que las trozas de
pequeñas dimensiones, en comparación con trozas
mayores conduce a la reducción de los principales
indicadores técnico-económicos de los aserraderos
es sólo parcialmente válido, pues, realizando una
óptima selección de la maquinaria y de los equipos
es posible reducir la influencia negativa en los
indicadores.

El efecto del diámetro sobre el rendimiento nos
obliga a pensar en la necesidad del perfeccionamiento del
aserrado de trozas de pequeñas dimensiones y trazar,
además, una política que garantice en lo posible un
mayor desarrollo de las existencias maderables con el objetivo de
obtener trozas de grandes dimensiones y calidad destinadas a los
aserraderos.

II. Calidad de las trozas, es otro elemento que
inciden en el rendimiento, la forma del árbol y el volumen
del bolo están directamente relacionados con el valor del
bolo, el costo de aprovechamiento y procesamiento, y el
rendimiento. Durante la conversión el diámetro,
conicidad y curvatura del bolo tiene un impacto muy significante
en el rendimiento. Estos son, entre otras, las
características principales para la clasificación
ante la conversión. Los bolos de dimensiones
pequeñas son generalmente asociados con un costo de
conversión alto, reducción del rendimiento, baja
estabilidad de las dimensiones y aumenta el número de
defectos (Zhang, 1997).

Todo esto corrobora lo expresado por Álvarez et
al 2004 cuando se plantea que Las dimensiones y el volumen de la
madera aserrada bajo las prácticas corrientes del
procesamiento tienen una relación directa con las
diferentes clases de calidad de trozas; por lo que se apoya por
diferentes autores la relación de las
características de la superficie de las trozas y el
rendimiento de madera aserrada para establecer normas para la
clasificación de trozas.

Casado (1997), confirma el efecto de la calidad de la
troza, especialmente la incidencia de trozas torcidas en la
calidad y volumen de la madera aserrada.

Todoroki (1995), expresa que existe una regla general de
que un incremento en 0.1 de la proporción
torcedura-diámetro conduce al decrecimiento del
rendimiento volumétrico en un 5 %. Así la calidad
de las trozas es otro elemento que incide en el hecho de que en
costa sur se encuentren los mejores rendimientos.

Los nudos tiene una marcada influencia en la
variación estándar de la madera aserrada y
también en el rendimiento en que, las
características del nudo interno tales que la calidad,
longitud, y distribución del diámetro dentro el
bolo contribuye fuertemente al valor del rendimiento. Los nudos
son más compactados que el resto de la madera y implica
desviación del grano no solo en la zona del nudo sino
también en la madera adyacente, los nudos muerte afecta
más las propiedades mecánicas y los aspectos
estéticas que los nudos vivos

A partir de estos elementos se puede desarrollar un
procedimiento matemático que permitirá optimizar el
primer corte de apertura de las trozas en los aserraderos para
incrementar la eficiencia del proceso de transformación
mecánica.

Variación
del corte de aserrado en el aserradero Álvaro
Barba

En el establecimiento investigado el grosor de los
surtidos establecido como dimensión final son 1.3 y 5 cm.
De acuerdo a los valores obtenidos (Tablas 5;) se puede percibir
que la madera se corta por encima de las dimensiones finales
preestablecidas.

Para las otras especies de madera el corte de la madera
tampoco cumple con la dimensión final preestablecido por
el marcado. La causa de este incumplimiento de las
especificaciones tiene que ver con la variación de corte,
a partir de los resultados la variación varía de
una especie a otra, hay variación entre piezas y dentro de
las piezas que se producen, esto puede ser debido al los defectos
presente en la madera entre otras causas que serán
tratadas posteriormente.

Teniendo esta última las variación dentro
de las piezas que casi coinciden con las variaciones
estándar entre las piezas para los surtidos de 1.3 cm. y
para los surtidos de 5 cm. las variaciones estándar dentro
y entre piezas son iguales.

Tabla 5. Resultados de los cálculos inherentes al
control de dimensiones de madera aserrada en el establecimiento
Álvaro Barba. EFI Minas.

3. 2. 1 Causas de la variación

Existe una relación de la maquinaria en el
proceso de transformación de la madera y la
variación de la madera, el cual tiene que ver con la
precisión y exactitud de la sierra. La exactitud esta
relacionada a la capacidad de la sierra para cortar con
exactitud. La precisión esta relacionada al grado de la
desviación estándar de la sierra. Cuando la
exactitud y precisión están bajo control, el
sistema demostrará reproductividad consistente.

La exactitud de una maquina de sierra refiere a una
uniformidad de tamaño de corte alrededor del tamaño
de control para que el objetivo se realice. Cuando el
tamaño individual extiende en ambos lado del tamaño
del objeto en proporciones casi iguales, se dice que una sierra
esta exacta. La exactitud puede ser mejorada por ajuste de
montaje.

La precisión de un aserrador se refiera al grado
de variación del tamaño, la desviación
estándar. El tamaño puede estar fuera de control
pero todavía se considera precisa si la precisión
es mínima. Un aserrador eficiente debería ser capaz
de producir productos con muy poca variación. La
precisión refleja inexactitud estructural de la maquinaria
y es una característica inherente al aserrador, que
usualmente no puede ser mejorado por ajuste.

Danielson y Schajer (1993), estudió los efectos
de tres factores adversos sobre exactitud. Los factores son la
tensión de la hoja, las guías de enfriamiento y la
rigidez. El estudio revela evidencia clara del efecto del factor
experimentado. Cada factor reduce la exactitud pero la
combinación de factores fue más prejudicial que
cuando uno de los factores actúa solo. Doce mediciones
fueron tomado en forma equidistante a lo largo de las piezas
manualmente se demostró que, en el caso más grave,
la diferencia fue 2.8mm, y en un caso normal la diferencia
prácticamente fue cero (Danielson and Schajer, 1993). Lo
que más degrada la función del aserrado es la
flojera de la guía. Si el tamaño varía
excesivamente a lo lago de la madera aserrada, la causa
más común es el movimiento de la guía
(Williston, 1988).

La variabilidad es inevitable dentro de cualquier
proceso. Las causas de las variaciones son de dos tipos: causas
comunes o aleatorias y causas especiales o causas asignadas. La
primera, individualmente, no puede ser fácilmente
identificada pero establece el límite de precisión
en un proceso, mientras que la segunda refleja cambios
específicos los cuales ocurren o se introducen.

La diferencia observada en cada pieza de madera cuando
sale de la sierra es resultado de variaciones en la materia
prima, los parámetros de corte, y la operación de
alineamiento y trabajo de alimentación, coincidiendo en
este sentido con los trabajos desarrollados por Vuorilehto 2001
(Figura 3). Cambios o equivocación en cualquiera de estos
factores agregará variación de corte o aserrado y
se observarán en la desviación estándar,
media, o forma de la tabla.

Figura 3. Medio ambiente del aserrado y
los factores influyen en los resultados. Fuente: Vuorilehto
2001

Es significativo destacar que la exactitud de la
maquinaria que compone la sierra de banda es altamente
dependiente de las operaciones estables de las hojas de banda. La
capacidad de las hojas de resistir las fuerzas laterales; por
ejemplo su debilidad de mantener el equilibrio bajo la
acción de diferentes cargas se caracterizan o se denomina
rigidez.

La perdida del equilibrio de las hojas en los
aserraderos de banda posibilita el surgimiento de piezas
aserradas onduladas en su superficie, perdida de madera durante
el corte y otros fenómenos indeseados.

Se distingue tres tipos de rigidez;

• 1. Rigidez natural de la hoja ante el proceso
  de corte que depende de la longitud de la hoja,
  parámetros de su sección transversal (ancho y
  grosor) y de la condición intrínseca de la hoja
  después de la rotación .(Jc)

• 2. Rigidez inicial de la hoja cuando no existe
  fuerza de corte (Jh).

• 3. Rigidez operacional de la hoja tomando en
  consideración la fuerza de corte.

Para determinar la rigidez operacional de la hoja, de
acuerdo con lo cual se estima la exactitud del aserrado es
necesario conocer Jh. Por lo cual se tiene en
consideración la fuerza lateral (Q) y la deflexión
de la hoja (Y).

La rigidez operación de la hoja se calcula a
través de la siguiente formula:

Por lo que, la condición para obtener
precisión durante el aserrado es:

El incremento de la excentricidad relativa de la
tensión de la hoja hasta un determinado tamaño,
llamado óptimo, provoca un incremento de la fuerza
crítica.

La instalación de la hoja de la sierra con la
óptima excentricidad permite incrementar su estabilidad
hasta un 30%.

La estabilidad de la hoja esta dada por varios
factores:

• Fuerzas que actúan dentro de la zona del
  aserrado de la madera

• Parámetros geométricos de la hoja de
  corte

• Fuerza de tención

• Calentamiento no uniforme de la hoja de acuerdo a la
  longitud y ancho

Para incrementar la precisión de las Vitolas
aserradas es necesario reducir las fuerzas laterales, para
incrementar la rigidez y estabilidad de la hoja durante el
aserrado.

3. 2. 1. 1 Empleo de
programa

Por otra parte, debemos establecer que el empleo del
programa denominado "Control" obtenido en esta
investigación para la determinación de las
dimensiones optimas de la madera aserrada (Figura 4) en
dependencia de los diferentes factores analizados; así
como el análisis de la variación de grosor en los
diferentes aserraderos cuestionados, ha demostrado que se trata
de una herramienta factible y adecuada para tomar decisiones
dirigidas a aumentar los rendimientos de madera
aserrada.

Figura 4 .Elementos del programa
"Control"

Por otra parte este programa crea
condiciones para una mejor relación hombre-máquina
lo que proporciona comodidad al usuario durante el trabajo,
rapidez en el manejo de datos y ficheros así como en la
realización de los cálculos.

Para finalizar y tomando como referencia todos los
elementos expuestos en nuestra investigación podemos
exponer que:

1. La EFI Minas, debe trabajar para alcanzar una calidad
competitiva de la producción a fin de poder satisfacer los
requerimientos del mercado interno en divisa, sustituir las
importaciones actuales y acceder paulatinamente al mercado
externo. Para lograr lo anterior es necesario observar
rigurosamente la disciplina tecnológica en el proceso de
producción, según lo establecido en las normas e
instrucciones técnicas vigentes y cumplir estrictamente
las especificaciones de calidad según las normas vigentes
o las que se pacten con los clientes en los contratos.

Por todo ello se derivan las siguientes indicaciones
relacionadas con el Control de la Calidad en la EFI
Minas:

Indicaciones.

• 1. Realizar las reparaciones y mantenimientos a
  los equipos adecuadamente garantizando su funcionamiento
  según los parámetros del fabricante. cuando el
  jefe del aserradero note defectos en el producto final por
  desajuste de los equipos tecnológicos deberá
  paralizar el proceso y ajustar o reparar el equipo
  según corresponda. Cuando por falta de un repuesto o
  accesorios no se pueda reparar el defecto tecnológico
  y sea necesario mantener la producción, será
  con el consentimiento por el escrito del compañero
  encargado de los mantenimientos a nivel de grupo; el equipo
  continuará trabajando siempre que existan
  garantías de que no se producirán
  averías de mayor magnitud.

• 2. Garantizar la calidad en la
  preparación de los útiles de corte así
  como las cantidades suficientes que permitan los cambios
  necesarios. los sistemas de pago a los operarios del cuarto
  de filo vincularlos con la calidad del producto
  final.

• 3. Eliminar los defectos del aserrado, tales
  como macheteados, diferencias a lo largo de la pieza en el
  grosor y el ancho; evitar la presencia de médula,
  bolsillos y vetas de resina; y presencia de los cantos
  muertos. incorporar estos requisitos a los sistemas de
  pago.

• 4. Cumplir estrictamente las normas de
  almacenamiento. sobre todo es necesario disponer de soportes
  permanente, talizas uniformes y bien colocadas, mantener el
  espaciamiento entre pilas, proteger la madera de la
  incidencia directa del sol y la lluvia, observar las reglas
  de preparación de las pilas en los hornos de secado y
  apilar la madera separada por calidades, espesores, anchos y
  largos. la madera secada en hornos almacenarlas bajo
  techo.

• 5. Restablecer de inmediato el uso de la Norma
  Ramal "Clasificador de Madera Aserrada. Especies de
  Coníferas. Especificaciones".

Conclusiones

• 1. Se ha demostrado que existe una marcada
  influencia de la calidad de las trozas sobre los rendimientos
  de madera aserrada.

• 2. La madera aserrada producida no cumple con
  las exigencias del mercado consumidor en relación con
  las dimensiones exigidas; por concepto de subdimensionamiento
  de los surtidos.

• 3. Los aserraderos contemplados en el estudio
  se caracterizan por una gran variación de corte en el
  aserrío, que puede propiciar la disminución de
  la eficiencia del proceso de conversión de madera
  aserrada; por lo que es necesario realizar reparaciones en la
  maquinaría que lo requiera, de acuerdo con la magnitud
  y naturaleza de la variación de grosor
  detectada.

• 4. La gran variación de grosor dentro de
  las piezas se debe no solo a las desviaciones excesivas de la
  hoja de sierra respecto a su trayectoria normal, sino
  también a la calidad de las trozas, especie maderable
  y parámetros de corte.

• 5. El programa "Control", constituye una
  herramienta factible para el monitoreo del proceso de
  aserrío, posibilitando la toma de decisiones en
  relación al dimensionado de la madera aserrada y la
  variación de grosor en el aserrío.

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Aug. Pp 117 – 139

Autor:

MSc Ayessa Leckoundzou 1

Dr. Daniel Alvarez Lazo 1

Ing. Joel Acosta Temirao 2

Dr. Joaquín Alaejos Gutiérrez
3

Dr Enrique Torres Alvarez 3

Dr. Andrade Fernando Egas 4

Dr. Ignacio Estévez Valdés
1

1. Universidad de Pinar del Río, Pinar del
Río, Cuba.

2. Empresa Forestal Integral Minas. Pinar del
Río. Cuba

3. Universidad de Huelva. Huelva.
España.

4. Universidad Eduardo Modlane. Moputo.
Mozambique.