Preservante para postes de madera empleados en líneas aéreas de energía y telecomunicaciones – Cuba

Introducción

"La producción de postes en Cuba abastece a un
mercado interno. Un adecuado conocimiento e identificación
de los puntos críticos del proceso de producción de
postes permiten adquirir un producto de calidad con una vida
útil elevada, reduciendo de manera significativa los
costos de mantenimiento y reposición de las empresas
distribuidoras de energía. Así como una adecuada
protección para el Medio Ambiente.

Las maderas semiduras como el eucaliptus, son poco
resistentes al ataque de insectos y otros microorganismos, que
terminan por degradarla en corto-medio plazo si no se las trata
con algún tipo de preservante. Existen más de 300
tipos de hongos y aproximadamente 500 especies de insectos que se
alimentan de madera, como el taladro del pino, la polilla de la
madera, la abeja carpintera, etc. Por lo tanto, es necesario
proteger la madera de estos agentes degradantes. No solamente por
intereses económicos, sino también por nuestro
medio ambiente, ya que se reduce considerablemente la tala de
árboles para reposición.

Una de las principales limitantes en las posibilidades
de uso de la madera lo constituye su grado de resistencia a la
acción destructora de innumerables agentes de origen
biológico (hongos e insectos, principalmente).

En efecto, dado su origen orgánico, la madera
está expuesta durante su vida útil a dichos
organismos que, utilizando la energía acumulada en sus
diversos constituyentes, para su nutrición, ocasionan
procesos denominados de biodegradación (carcomen, manchas
y pudriciones).

Se define por lo tanto como durabilidad natural de la
madera la resistencia que ésta presenta a la acción
antes indicada de organismos fúngicos lignívoros.
Esta depende de la especie forestal involucrada, como igualmente
de la porción xilemática de la cual se
trate.

Por normas generales, se ha establecido que la
durabilidad natural debe ser referida al efecto de hongos
lignívoros en razón de su amplio rango de
distribución, su polifagia y voracidad, unido a su
frecuencia, adaptación y características de su
acción.

La durabilidad natural de las diferentes maderas depende
de una serie de factores entre los que se destacan:

Intrínsecos:

• Contenido de humedad.

• Presencia de sustancias protectoras en la masa
  leñosa (taninos, resinas, aceites, alcaloides,
  etc.).

Externos:

• Suelo orgánico en contacto con la
  madera.

• Humedad y aire apropiados en el medio
  circundante.

• Temperatura adecuada.

Aquellas maderas que presentan una baja durabilidad
natural, tienen lógicamente serias limitaciones de uso en
determinados ambientes Sin embargo, con técnicas de
preservación se puede disminuir significativamente esa
desventaja.

Sustancias preservantes. Son sustancias
químicas, por lo general compuestos sólidos, que
son usados normalmente en soluciones tales que, al ser aplicadas
a la madera, le imparten características de durabilidad
frente al ataque de hongos e insectos.

Requisitos de un
preservante

Requisitos de un preservante. Para que una
sustancia química pueda ser reconocida como preservadora
de la madera debe reunir las siguientes características
que la acreditan como tal:

Toxicidad. La toxicidad es fundamental para los
preservantes con el fin que puedan controlar o anular la
actividad de los elementos biológicos que afectan a la
madera.

Los preservantes deben transformar la madera en un
material venenoso para los organismos xilófagos que
pretenden vivir o desarrollarse en su interior.

Penetrabilidad. La penetración o
profundidad que alcanza un preservante en la madera es un factor
que depende del grado de viscosidad del producto químico,
de las características y contenido de humedad de la madera
y del método de tratamiento, entre otros.

Permanencia. La madera tratada debe durar muchos
años. Para que el preservante ofrezca esta
garantía, los componentes tóxicos que poseen deben
ser de tal naturaleza que pueden fijarse a la madera en forma
permanente, lo cual generalmente se consigue por la
formación de precipitados insolubles a reacciones
químicas y que conservan su grado de toxicidad. En otras
palabras, los precipitados tóxicos no deben alterarse por
lixiviación, volatilización o por cambios
químicos.

Inocuidad. Los preservantes deben ser seguros de
manejar. En general, no pueden exigir del hombre otros cuidados
que los requeridos para los productos químicos
corrientes.

No corrosivo. Los preservantes no deben ser
corrosivos para los metales (clavos, pernos, equipos, etc.). El
agregado de cromatos alcalinos en las multisales modernas tiene
la misión de fijar los componentes y contrarrestar la
actividad corrosiva de algunos compuestos
ácidos.

No combustible. Los preservantes no deben
aumentar el poder de combustión de la madera
tratada.

De fácil aplicación. Los
preservantes no deben ofrecer dificultades para su
incorporación en la madera.

Permitir Acabados. Los preservantes no deben
interferir en los acabados que se realicen en la madera
tratada.

No fitotóxicos. La madera impregnada
empleada en ciertas labores agrícolas, no deben afectar a
los productos como la vid, pimiento, maracuyá y otros que
pueden crecer sobre soportes o tutores.

Económicos y accesible. El costo de los
preservantes influye sobre el valor final de la madera tratada.
Cuando éste es muy elevado, incide significativamente en
el costo del tratamiento y puede llegar a impedir que la madera
impregnada compita con aquella sin tratamiento o con otros
materiales capaces de sustituirla. En la selección de un
preservante debe tenerse en cuenta su disponibilidad en los
mercados locales y el destino que se pretenda dar a la madera
tratada. Hoy en nuestro país se utilizan 240 toneladas del
producto MOQ OX 50 para preservar 30 000 postes, contando
con que una tonelada del producto cuesta en el mercado 5100
dólares.

1.1 Clasificación de las sustancias
preservantes.

Se pueden clasificar en dos grupos principales de
preservantes:

• 1. solubles en agua o hidrosolubles.

• 2.  solubles en solventes orgánicos u
  oleo- solubles.

Hidrosolubles. Son solubles en agua. Se lixivian
fácilmente en contacto con suelos o ambientes
húmedos, a menos que se incorpore en la sal un elemento
que permita formar un compuesto estable que se fije en la madera,
tal como el Cromo o sal de Cromo. Los preservativos hidrosolubles
pueden ser simples, constituidos por una sola sal disuelta, o
compuestos, constituidos por sales inorgánicas con o sin
la adición de sustancias orgánicas solubles en agua
(comprenden los de arsénico, zinc, cobre).

Lixiviables. Estos preservantes hidrosolubles son
los más generalizados en la impregnación de la
madera, sobre todo en los últimos tiempos, en donde han
demostrado ser muy eficaces, pero su utilización en la
actualidad es restringida y se recomienda para interiores y en
pequeña escala, debido a su facilidad de lixiviarse al
menor contacto con el agua.

Utilización de preservantes en el
mundo y en Cuba

En el mundo se utilizan diversos productos para la
preservación de la madera, los cuales relacionamos a
continuación

Se analizan productos alternativos a los basados en
fenoles clorados, que se utilizan actualmente como preservantes
de la madera contra los agentes manchadores. Estos productos,
clorados, han sido fuertemente cuestionados por el grado de
peligro que presentan para el trabajador forestal debido a su
alta toxicidad. Con el objeto de analizar posibilidades de
utilización de otros productos, mediante una
técnica de laboratorio denominada Método de los
Discos, Schultz (1951), denominado "Mündener Scheiben
Methode" (Método de los Discos) perfeccionado por Liese,
(1988).se pone a prueba la toxicidad de siete productos
fungicidas que no presentan fenoles clorados en su
formulación, contra el organismo manchador
Ceratocystis pilifera (Fries) C. Moreau en madera de
Pinus radiata D. Don. En total se analizaron
siete productos en las concentraciones recomendadas por
susfabricantes.

Producto comercial Concentración (%)

Basiment 540 2.0 -3.0 -3.5 -4.0 -5.0

Busan 1009 0.5 – 1.0 – 1.5 -2.0 -3.0

Halocide 1.0 -2.0 -3.0 -4.0 -5.0

Koppers NP-1 0.5 – 1.0 – 1.5 -2.0 -3.0

Nalco DPG-S10 1.0 -2.0 -3.0 -4.0 -5.0

Nalco DPG-F70 1.0 -2.0 -3.0 -4.0 -5.0

Wolsin FL 14 0.5 – 1.0 – 1.5 -2.0 -3.0

Según MIGUEL PEREDO L.1, y RICARDO PEÑA
R.2

Otro de los utilizados es un preservante
básicamente compuesto por octoborato disódico
tetrahidtratado, contra el ataque de 3 hongos xilófagos:
Meruliporia incrassata, Heterobasidium annosum, Polyporus
versicolor, y un grupo de termitas que atacan madera
seca: Cryptotermes brevis (Walker). Se
evaluó su eficacia en medio nutritivo artificial extracto
de malta agar (EMA) y en madera de tres especies comerciales de
baja durabilidad natural: "catahua" (Hura
crepitans L.), "lupuna blanca" (Ceiba
pentandra (L) Gaertn) y "topa" ( Ocroma
pyramidale (Cav.) ). Se llegó a la conclusión
que el preservante es eficaz usándolo en solución
acuosa a concentraciones mayores del 1% y obteniendo en la madera
una retención promedio de 2 Kg. de sal por metro
cúbicode madera (2 kg/m3). Finalmente, en
prevención al ataque de otras especies de hongos e
insectos xilófagos, y para el empleo de la madera en
condiciones severas; se recomienda usarlo a concentraciones
mayores a las obtenidas como eficaces en la presente
investigación: 3.5 a 5%,

Juan Ramón Millones Ramírez.
(3) Raúl González Flores (4) Florencio Trujillo
Cuéllar (5)

En Perú JUNAC (6), indica que los compuestos de
boro son usados desde hace muchos años, inicialmente como
productos retardadores del fuego, pero posteriormente se
comprobó que tenían acción efectiva contra
insectos de la madera como Lyctidos. Luego se intensificaron las
investigaciones hasta reconocerlos como preservantes de madera,
con la limitación de que la madera tratada con boro debe
ser utilizada solamente en interiores o en lugares secos, para
evitar que el producto químico se lixivie por
acción de la humedad. En las sales múltiples, como
por ejemplo, la sal CCB (Cobre- Cromo- Boro), el cromo cumple la
función de fijador evitando su lixiviación.
Menciona también que los compuestos de boro tienen la
ventaja de no teñir la madera, ser tóxicos para
hongos e insectos, pero inocuos para el hombre y los animales
domésticos. Al utilizarse para preservar madera en
construcción de viviendas, muebles y artesanías la
concentración expresada como equivalente en ácido
bórico varía de 2 a 3%.

EATON y HALE (7), indican que el boro ha sido usado
primordialmente contra insectos pero también es altamente
efectivo contra hongos. Considerado relativamente inofensivo y
ambientalmente aceptable, los compuestos de boro actualmente son
muy difundidos. Durante la segunda guerra mundial, la
División of Forest Products de Australia usó con
éxito ácido bórico y boratos contra el
ataque de Lyctidos experimentados en madera. Posterior177 mente
fue reglamentado como preservante para maderas destinadas a la
construcción de casas y manufacturas de muebles y desde
1945 en Australia y Nueva Zelanda, se usó en varias
formas, siguiendo normas y recomendaciones
técnicas.

EATON y HALE (7), en estudios realizados en U.S.A.
investigaron el potencial del tratamiento a presión en
madera verde con boratos en un ciclo de tratamiento a
vacío BARNES Y WILLIAMS, 1988), pero el método
principal de aplicación de preservantes de boro es por
difusión en madera verde. El ácido
bóricoH3BO3 y el bórax Na2B4O710H2O (tetraborato
disódico decahidratado) preparado como una mezcla de 46:54
(TAMBLIYN, 1985) forma octoborato disódico tetrahidratado
Na2B8O13.4H2O. Piezas de madera verde fueron sumergidas en una
solución acuosa de octoborato por un corto tiempo, se
sacaron y apilaron, tapándose debajo de una lámina
de plástico hasta secar. El agua en la solución y
en la madera proporciona un medio para la buena difusión
de la sal y una profunda penetración en el interior de la
madera

GONZALEZ (8), indica que en la actualidad hay gran
variedad de productos preservadores de la madera, pero no todos
son efectivos para la protección que buscamos, algunos por
ser muy caros, otros por ser muy peligrosos en su
aplicación. Por todo esto, podemos decir que no existe un
preservante único o universal, que sirva para todo, en
consecuencia, el que se ajuste mejor para proteger a la madera en
las condiciones de uso, será el preservante
adecuado.

INKABOR (9), empresa minera ubicada en
Arequipa-Perú, elabora el preservante para madera llamado
INKABOR TIM e indica que éste es un producto formulado a
base de octoborato disódico tetrahidratado, que posee
propiedades fungicidas e insecticidas. Menciona que es un
tóxico de lenta acción, que actúa en el
estómago de los insectos y por contacto en el caso de los
hongos. Los insectos y sus larvas, que ingieren la madera
preservada, acumulan el ingrediente activo en sus sistemas
logrando envenenarse debido a su lenta acción, pueden
aumentar el ingrediente activo en su organismo e inclusive
trasladarlo entre los demás individuos de la colonia por
trofalaxia.

ERDOIZA y ECHENIQUE (10), usaron el método de
impregnación por difusión de sales de boro en Pino,
tratado en verde con C.H. mayores de 60% alcanzando penetraciones
totales. El proceso consistía en sumergir las tablas en
condición verde en la solución, de manera que la
sal se deposite sobre toda la superficie, comenzando el proceso
de difusión. La sal que utiliza el agua libre en la madera
tiende a fluir hacia el centro de la sección debido a la
diferencia en el gradiente de concentración. La
difusión se detiene una vez alcanzado el estado de
equilibrio, que es el momento en el cual el gradiente de
concentración es cero. Indican que la efectividad de estas
sales es reconocida en numerosos trabajos e investigaciones.
Entre las características de la madera de pino tratada con
sales de boro están las siguientes:

GUEVARA (11), probó en su evaluación
tóxica e ignífuga dos preservantes de madera : uno
en mezcla de ácido ortobórico anhidro al 39.4% y
tetraborato de sodio decahidratado al 60.6% y el otro en una
mezcla de cloruro de cinc II anhidro al 73%, dicromato de sodio
dihidratado al 20% y cloruro de cobre II dihidratado al 7%, para
el control del ataque de Armillaria mellea, Ganoderma
applana-tatum y Lenzites trabea, en especies de baja durabilidad
natural, encontrándose que ambos preservantes tienen el
punto fungiestático a una impregnación de 2 Kg/m3
de la madera, y el punto fungicida es de 0.06 al 0.1%.en MEA para
los 3 tipos de hongos.

En la actualidad, en nuestro país, los
principales procesos de preservación se basan en impregnar
en la madera un producto brasileño conocido como MOQ OX
50 cuya composición cualitativa y cuantitativa
describimos a continuación:

Cromo hexavalente como CrO3 -31,75%. Cobre
bivalente como CuO-13,0%. Boro trivalente como B
-50%.

Cuyo producto es una pasta de color rojo-óxido,
altamente móvil, presenta alto potencial de desplazamiento
en el suelo, pudiendo alcanzar principalmente las aguas
subterráneas. Altamente tóxico para microorganismos
y organismos del suelo, acuáticos, mamíferos,
altamente persistente en el Medio Ambiente, por lo que se
cataloga de alto riesgo para este. A pesar de esto riesgos su
efectividad es comprobada pues le proporciona durabilidad a la
madera.

Las Sustancias
Protectoras

Las Sustancias Protectoras deben
ser:

• tóxico contra los organismos que atacan la
  madera (sobre todo hongos e insectos).

• no tóxico para el hombre; no debe afectar la
  madera, como ciertos productos que son corrosivos.

• deben ser económicos para que su uso no
  sea incompatible con lo que se procura.

• debe permanecer en la madera todo el tiempo que
  queremos o necesitamos que la madera dure.

• debe poder penetrar en la madera.

Cuando astillas y muestras de pino se trataron con
taninos condensados de su propia corteza, su resistencia hacia
Gloeophyllum trabeum (pudrición parda) se
incrementó significativamente (Laks, 1988). La
formación de enlaces covalentes entre los flavonoides del
extracto y el material celulósico de la madera parece ser
la explicación más convincente. Como consecuencia
del tratamiento, se modifica químicamente la estructura de
la madera y se mejoran algunas de sus propiedades
físicas.

Efectos similares se han obtenido en la
modificación química de la madera por
acetilación.

La madera químicamente modificada con taninos
condensados muestra mayor estabilidad dimensional que
especímenes no tratados. Esta alternativa ofrece un
material semisintético a partir de madera de pino y el
extracto de su corteza equivalente a una madera de especies
naturalmente resistentes como Lonchocarpus castilloi
(machiche) y Manilkara zapota (chicozapote).

Estudios realizados desde nuestra universidad en el 2002
por el MSc. Ing. For. Julio O. Vargas Muños. Plantean que
el enfoque ecológico implica el desarrollo de la
llamada´´ protección natural´´ con
preservantes menos dañinos al ambiente y al ser humano y
que sean selectivos solamente a organismos que destruyan la
madera. Estos preservantes deberán ser
biológicamente degradables Barnes (12).

Así los preservantes de maderas basados en
flavonoides y extractos fenólicos, fundamentalmente
taninos, han despertado interés y están siendo
desarrollados Laks et.al.,(13), Dirol(14), Pizzi &
Baecker(15), debido a su facilidad de formar quelatos insolubles
con varios iones metálicos, incluyendo cobre,
McDonald(16).

De forma general, se acepta que la resistencia de la
madera al ataque de agentes xilófagos es debido a la
presencia de extractivos solubles en alcohol y acetona cuyas
moléculas son químicamente complicadas y
difíciles de sintetizar. Además, el valor
tóxico de los extractos puros aislados es igual al del
producto de uso industrial en la preservación de maderas
(Carter & Beal, 1982, Deon, 1993).Aún deben realizarse
muchos estudios antes que estos productos sean aplicados
corrientemente en el campo de la preservación de maderas
en forma comercial González, (17).

Dado el estado del arte sobre esta temática La
Universidad de Pinar del Río se propone realizar los
estudios correspondientes a la obtención de un
biopreservante empleando los residuos de la Industria de la
elaboración primaria de la madera. Tomando en
consideración los resultados de las investigaciones
precedentes del Centro de Estudios Forestales CEF.

La Universidad se ha trazado como Objetivo
General:

Proporcionar conocimientos básicos que sirvan de
guía para la preservación de postes de eucalipto y
pino impregnados con producto natural para líneas
aéreas de energía y telecomunicaciones.

Y como objetivos específicos:

• Determinar los valores de retención y
  penetración del producto natural.

• Evaluar la importancia de dichas variables y de su
  posible interacción.

• Establecer la asociación de variables
  más adecuadas para llevar a cabo éste proceso
  en las condiciones necesarias.

• Obtener un preservante de carácter natural.
  Que cumpla con los requisitos deseados.

• Determinar la durabilidad de la madera pinos y
  eucaliptus bajo tratamiento con un preservante de
  carácter natural.

Conclusiones

1. Todo producto de protección contiene
necesariamente tres elementos fundamentales: –Materias
activas, para conferir la eficacia
biológica.

–Un vehículo o disolvente, para
transportar estas materias activas al interior de la
madera.

–Principios de fijación, para asegurar el
mantenimiento de la protección durante toda la
duración del servicio de la obra.

2. Todo producto de protección debe cumplir los
requisitos antes expuestos.

Bibliografía

1 Instituto de Tecnología de Productos
Forestales, Universidad Austral de Chile, Casilla 567, Valdivia,
Chile.

2 Corporación Nacional Forestal, Rancagua 630,
San Fernando, Chile.

3 Ing. Forestal. Jefe de Planta de la
Empresa Maderera WISE S. A.

4 Ing. Forestal. Mg. SC. Profesor Principal
del Dpto. de Industriass Forestales. Facultad de Ciencias
Forestales

5 Ing. Forestal. Mg. SC. Profesor Principal
del Dpto. de Industriass Forestales. Facultad de Ciencias
Forestales

6. JUNTA DEL ACUERDO DE CARTAGENA (JUNAC). 1988. Manual
del Grupo Andino para La Preservación de Maderas. Proyecto
Sub-Regional de Promoción Industrial de la Madera para la
construcción. Lima-Peru. 150 p.

7. EATON R, A. ; HALE, M.1993.Wood Decay, Pests and
Protecction. Ed. Chapman & Hall.
1er.edition.London.

8. GONZALEZ F, R. 1995. Informe Técnico del
tratamiento de Postes para Electrificación Rural. Convenio
UNALM -Ministerio de Energía y Minas. Lima

9 INKABOR S.A.C. 2000. Folleto de
Información Técnica sobre el INKABOR
TIM.

10. ERDOIZA, J. ; ECHENIQUE M, R. 1980.
Preservación de la madera de Pino con sales de boro. La
madera y su uso en la construcción. Nº 4 :10
–12. Veracruz – México

11. GUEVARA S, C. 1980. Evaluación Tóxica
e Ignífuga de dos preservantes de Madera. Tesis para optar
el título de Ingeniera Forestal. UNALM. Lima –
Perú

Autor:

MSc. Orestes Pérez
Hernández.

MSc. Antuané Álvarez
Luis.

Dr. C. Uvaldo Orea
Igarza.

Dr. C. Leila Carballo
Abreu.

Profesores del Departamento de
Química de la Facultad de Forestal y Agronomía de
la Universidad de Pinar del Río, Cuba.