Justificación y diseño de un proceso de tratamiento de la madera

Justificación y diseño de un proceso de tratamiento de la
madera por autoclave mediante al aplicación de técnicas DAFO
Vila Lameiro, P.pp & Díaz-Maroto Hidalgo, I.J.
Universidad de Santiago de Compostela. Escuela Politécnica Superior de Lugo.
Campus Universitario s/n. 27002. Lugo
RESUMEN
El uso de elementos estructurales, decorativos y cerramientos en base a
elementos elaborados con madera se encuentra cada vez más asentado en
una sociedad en la que el sobreprecio y la necesidad de mantenimiento de un
producto noble como la madera no son barrera ante su mayor atractivo.
Esta situación provoca un mayor consumo, aunque, sin embargo, la
madera es atacada, más o menos rápidamente por agentes degradantes que
limitan su vida útil. A pesar de que existen especies más duraderas que otras,
la disponibilidad de materia prima y, en consecuencia, su accesibilidad
económica, obliga a usar especies menos resistentes, lo cual conduce a la
necesidad de aplicar tratamientos eficaces para aumentar su vida útil.
En el presente trabajo se analiza la posibilidad de instalación de una
planta de tratamiento de madera mediante el uso de un autoclave con un ciclo
vacío-vacío en el municipio de A Estrada, para lo cual se elaboró una matriz
DAFO a partir de un pormenorizado análisis del sector de la madera con y sin
tratamiento protector en Galicia y de encuestas realizadas a profesionales del
sector, consumidores, abastecedores de materia prima,…
Las particulares ventajas de un sector como el forestal en Galicia
permiten plantear su instalación, concluyendo el presente trabajo con una
breve descripción de la planta diseñada, analizando además sus
potencialidades de producción y viabilidad económica.
1. INTRODUCCIÓN
Galicia es la comunidad con mayor importancia forestal, tanto por el
volumen de cortas como por el de producción de madera aserrada, que
suponen un 40% y 38% respectivamente del total español. Sin embargo, el
porcentaje de madera aserrada que sufre posteriores transformaciones a lo
largo de la cadena de la madera de Galicia, no supera en la actualidad un 15%.
Este reducido porcentaje de transformación es debido, en parte, a la
escasez actual de madera de calidad que trae como consecuencia que un
volumen importante de la madera aserrada gallega tenga por destino
aplicaciones de reducido valor como el embalaje, madera de construcción,
encofrados, etc., y la madera de cierta calidad que no es captada por esas
empresas que llevan a cabo esas posteriores transformaciones a lo largo de la
cadena, es fuente de las exportaciones al resto del estado español
fundamentalmente.
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En este sentido, una solución para impulsar el desarrollo de
transformaciones de elevado valor añadido en las circunstancias actuales de
escasez de madera de calidad, vendría dado por el desarrollo de tecnologías
de tratamiento de madera, optimizando el tratamiento y garantizando en todo
momento la penetración exigida mediante la expedición de un certificado de
tratamiento, permitiendo de esta forma elevar la competitividad del sector.
Como se puede constatar, la natural conformación de la madera no hace
un material adecuado para la utilización al aire libre. Su composición (20-30%
lignina, 40-50% celulosa, 20-24% de hidratos de carbono) la expone a "agentes
de degradación" que empiezan su acción en condiciones de elevada humedad
ambiental y temperaturas comprendidas entre los 10 y los 40°C. Hongos,
mohos y bacterias encuentran un terreno propicio para su desarrollo, mientras
que los rayos ultravioleta presentes en la luz solar descomponen por vía
fotoquímica la lignina, haciéndola soluble en el agua. El único modo para
combatir eficazmente la acción de los enemigos de la madera es recurrir a la
ayuda que la química moderna puede ofrecernos. De hecho, un buen
insecticida y fungicida, si es aplicado en cantidad suficiente y de manera que
penetre hasta las capas más internas de la madera, previene durante varios
años el ataque de microorganismos y de insectos. Tanto el fungicida como el
insecticida se degradan con el paso del tiempo, por lo que la duración de la
protección es directamente proporcional a la cantidad aplicada.
Un impregnante con un elevado residuo seco puede hacer de
hidrorrepelente en la madera defendiéndola del agua si es aplicado de manera
que forme una película superficial. Los pigmentos, no transparentes a la luz,
crean una barrera superficial impermeable a los rayos ultravioleta, evitando la
descomposición de la lignina.
Los sistemas tradicionales de aplicación por inmersión, con pincel o con
pistola de vaporización, no pueden garantizar la obtención contemporánea de
los tres resultados. Consciente de ello, se deben aplicar las tecnologías más
recientes para el desarrollo de un autoclave de tratamiento que valorice la
utilización de los más modernos preparados de la industria química para
preservar la madera.
Preservar y tratar no quiere decir, sin embargo, perturbar las
características naturales de la madera; la posibilidad de utilizar impregnantes al
agua y la nebulización del producto en un autoclave cerrado herméticamente
significan un total respeto del medio ambiente.
La impregnación en autoclave durante su primera fase de desarrollo,
pensaba conferir características de duración y de protección a la madera
trabajada. Con las expectativas crecientes del mercado y con la mayor
demanda de elevados estándares de calidad, se ha afirmado la necesidad de
conferir características estéticas a la madera, como la coloración, la corrección
de posibles defectos e irregularidades y la exaltación de la "veta" típica de cada
especie.
La pintura aplicada en grandes espesores y sin posibilidad de hacer
respirar a la madera, con el tiempo se ha modificado gracias a la realización de
películas finas y de lacas. Estos productos, además de ser más convenientes,
hacen más apreciables las superficies tratadas bajo el aspecto de la estética y
del tacto. Sin embargo hasta las primeras operaciones de elaboración, la
menor protección repercute sobre un importantísimo factor: la duración.
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2. MATERIAL Y MÉTODOS
2.1.
Definición del proyecto
En el presente trabajo se analiza la viabilidad de instalación de una línea
de tratamiento de madera frente a la acción de agentes xilófagos, empleando el
sistema de doble vacío en autoclave, para ser utilizada por la industria de la
carpintería y el autoclave.
La instalación se ubicará en el Polígono Industrial de Toedo,
perteneciente al Término Municipal de A Estrada, provincia de Pontevedra.
La capacidad productiva de la planta será de 5.880 m3/año de piezas
elaboradas de madera tratada procedentes de la industria de la carpintería y
del mueble, e incluso piezas de particulares ya sea para aplicar un tratamiento
preventivo como curativo. El tratamiento a realizar en la planta puede ser
indistintamente con protectores de fondo o con protectores decorativos
(lasures).
La finalidad del proyecto es la de transformar una materia prima, de la
que en principio hay clara disponibilidad como son las piezas de mobiliario,
ventanas y puertas, tarima para suelos, etc., para obtener un producto de
mayor calidad, de buena aceptación y de alto valor añadido; con el
consiguiente beneficio económico que aportará al promotor, cubriendo así tres
funciones:
- Tratar la madera con impregnantes de fondo (en disolvente orgánico)
de todas las empresas interesadas- Aplicar a la madera de uso exterior acabados decorativos, conocidos
como lasures (en disolvente orgánico), sirviendo así a fábricas de ventanas y
puertas exteriores.
- Ofrecer a particulares, anticuarios, restauradores, etc. con muebles
dañados una forma de sanearlos y tratarlos curativamente ante los agentes
patógenos antes de proceder a su reparación.
Se plantea para esta planta un autoclave de vacío-vacío por
pulverización por las diversas ventajas que este sistema ofrece frente al
autoclave tradicional de inundación:
-Mayor facilidad de empleo al ser una estación totalmente automática.
-Menor stock de producto protector, ya que funciona con
aproximadamente 100 litros, frente a los 10.000 ó 15.000 del autoclave
tradicional.
-Precisa menos espacio para su ubicación al no precisar de un depósito
de almacenaje de producto.
-Menor tiempo de proceso para completar cada ciclo.
2.2.
Estudio de exigencias del proyecto
Una de las exigencias básicas del presente proyecto fue la de utilizar en
la misma instalación una amplia gama de productos impregnantes para la
protección y el cuidado contra la carcoma, las termitas, los hongos, etc. Para
maderas sometidas a las clases de riesgo 1, 2 y 3 se necesita una protección
homogénea y una total penetración de la resina en las juntas, fisuras y zonas
débiles que con otros procesos no son protegidas.
Para esto, las características de fijación que conciernen a la aplicación
de la pintura en ausencia de aire con la aplicación del doble vacío (vac-vac)
permitirán su penetración aún en las zonas porosas más pequeñas, obteniendo
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una duración 3 o 4 veces superior a la del pintado convencional, una máxima
estanqueidad entre acabado y fondo, una notable reducción del tiempo de
preparación de las superficies después de la aplicación del fondo gracias al
muy reducido fenómeno del "levantamiento del pelo" con una recuperación de
todo el producto no aplicado sobre las piezas.
Además, no se deben producir desechos, con lo que se asegura un
incremento en la rentabilidad en el ámbito sectorial de la zona, contribuyendo al
desarrollo socioeconómico por el alto valor añadido del producto.
2.3.
Herramientas de valoración del proyecto
Para poder definir unas instalaciones acordes con lo que se demanda en
los apartados anteriores se va a proceder a un análisis de la viabilidad del
suministro de materia prima, la justificación de la alternativa tecnológica
elegida, un estudio de mercado del sector y un estudio de necesidades de los
potenciales clientes mediante encuestas, para terminar resumiendo todo lo
analizado en una matriz de deficiencias, amenazas, fortalezas y oportunidades
(DAFO) que justifique la elección.
3. RESULTADOS
3.1.
Suministro de materia prima
Como se ha mencionado, la producción de la planta va a depender del
volumen de madera máxima a introducir en el autoclave, entendiendo como tal
aquel volumen que se puede alojar en su interior a través de la puerta de
acceso, corregido por un factor de ocupación (0,2) para permitir que toda la
madera en su interior sea tratada correctamente. Este volumen son 2,4 m3 en
cada carga, lo que considerando un mínimo de 10 cargas diarias y 245 días
laborales, indica que la capacidad de producción máxima de la Planta es de
5.880 m3/año. Esto implica una necesidad de abastecimiento de piezas de
madera a tratar, que debe ser satisfecha por los industriales de la zona.
En base al estudio de mercado presentado en el presente trabajo, la
capacidad de abastecimiento quedaría asegurada. Además con independencia
del mayor o menor consumo el proyecto tendrá un efecto dinamizador en el
sector de la zona, especialmente en lo que se refiere al tratamiento de la
madera, que impulsará a muchos industriales. Así pues, se puede afirmar que
el abastecimiento de la planta está asegurado.
3.2.
Elección de la alternativa tecnológica
Primeramente se debe diferenciar entre lo que pretende ser la actividad
industrial de la planta, el tratamiento preventivo de la madera para industria de
la carpintería y el mueble, y los usos particulares secundarios: tratamientos
curativos a particulares con elementos de madera atacados.
Refiriéndose al primer caso, y según lo expuesto hasta ahora, se hace
evidente la necesidad de elegir el tipo de protección, el protector y el método de
aplicación adecuado al servicio que la planta quiere dar.
Puesto que el objetivo principal es servir a carpinterías y fábricas de
mueble, los usos de la madera son bastante restringidos, tomando como
ejemplos representativos mobiliario interior; ventanas y puertas. Tampoco se
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puede descartar la posibilidad de que empresas instaladoras de parquet se
interesen por la oferta que se ofrece, abriendo así un nuevo campo de trabajo.
Tomando los ejemplos expuestos, se considera la clase de riesgo
habitual a la que están sometidos estos elementos:
- Mobiliario general interior: bajo cubierta, completamente protegido de la
intemperie, además de no tratarse de madera estructural. Por esto se cataloga
en la clase I.
- Ventanas: al descubierto pero sin estar en contacto con el suelo. Se
encuadra en la clase3.
- Puertas: se debería diferenciar entre puertas interiores y exteriores,
pero poniéndose en el peor de los casos estamos en las mismas condiciones
que las ventanas, o sea, en la clase 3.
- Parquet y tarima: este es un caso particular ya que se encuentra en el
suelo pero habitualmente sobre rastreles. Se define variable entre la clase I y
clase 2.
Atendiendo a esta clasificación, las recomendaciones de protección son
protecciones superficiales y protecciones medias.El método que permite
efectuar tratamientos medios de forma rápida, práctica y limpia es el
tratamiento por autoclave con sistema de doble vacío en su variante de
pulverizado, empleando como producto protector un protector en disolvente
orgánico.
Respecto al tratamiento curativo de elementos de madera de
particulares, se coincide plenamente en la elección del método y del producto,
que en este caso tendrá propiedades curativas demostradas. El autoclave
permite llegar a todos los rincones del mueble sin la necesidad de desmontarlo,
y tratarlo en profundidad para acabar con el agente patógeno.
La impregnación en autoclave, pretende conferir características de
durabilidad y protección a la madera elaborada. La instalación herméticamente
cerrada y en ciclo automático de vacío-vacío por pulverizado elimina la
necesidad de efectuar gravosos controles para garantizar un estándar de
calidad constante. Además no necesita almacenar un stock de producto
protector (15.000 ó 20.000 litros) típico de los autoclaves convencionales, ya
que basta con 200 litros y el requerimiento de gran espacio para su
emplazamiento desaparece, al no necesitar el depósito de protector.
En cambio garantiza aspectos fundamentales como son:
- El uso en el mismo equipo de una amplia gama de productos
impregnantes para la protección, acabado decorativo (lasures) o curación
contra polilla, carcoma, termita, hongos, etc.
- Protección perfectamente homogénea contra los rayos solares con
protectores tipo lasur.
- Protección contra la humedad y el agua. Aplicación perfectamente
homogénea que impermeabiliza y hace la madera hidrófuga.
El uso de un autoclave de vacío-vacío por pulverizado consigue una
retención de 30 l/m3 y penetración de P1 a P8 con lo que se cumple con las
Normativas Europeas ara el tratamiento de madera exterior EN 351-1.
Asegura además la constancia y certeza en el resultado puesto que el
funcionamiento automático de la instalación excluye el posible error humano.
El sistema de impregnación funciona en circuito cerrado por lo que
garantiza que no se produzcan vertidos ni pérdidas de producto derivadas de la
actividad.
351
Se caracteriza por su rapidez ya que un ciclo de tratamiento suele oscilar
entre los 20 y los 30 minutos, consiguiendo con ello una gran eficiencia y un
alto rendimiento.
3.3.
Estudio de mercado
La zona de A Estrada es una de las más importantes y reconocidas en
Galicia en la fabricación de mobiliario y complementos de madera. Se
determina la clasificación de las empresas que son potenciales usuarios de la
planta de tratamiento como: Empresas dedicadas a la fabricación de productos
de madera, mobiliario de madera, carpintería y ebanistería.
El núcleo principal se sitúa en el Termino Municipal de A Estrada, donde
se contabilizan un total de 162 empresas dedicadas a tales actividades. Se
considera importante la actividad desarrollada en los Términos Municipales de
Forcarey, Silleda, Cuntis, Vedra y Teo, colindantes con el de A Estrada, donde
se sitúan 58 empresas dedicadas a las citadas actividades.
Así, en total se contabilizan 220 empresas en la zona de influencia,
estimándose su facturación entre 55 y 60 millones de euros anuales. Estos
datos demuestran la existencia de un volumen importante de potenciales
clientes para la planta de tratamiento.
No obstante, se ha de determinar si esta clientela potencial se encuentra
ya atendida por un servicio como el que se pretende ofertar. Para ello se
recurre al listado de autoclaves en funcionamiento que facilita AITIM en su
Boletín de Información Técnica, resultando ser que todos los equipos
existentes sirven para cubrir necesidades de sus propias empresas tratando
sus productos.
De esta forma se comprueba que no existe ninguna empresa ofreciendo
el mismo servicio que se pretende dar, con lo que no existirá ningún tipo de
competencia que pueda perjudicar.a la planta de tratamiento.
Por último, se debe verificar el interés de las empresas en el servicio que
se oferta, pues de lo contrario la planta se encuentra abocada al fracaso. Para
ello, se realizó una encuesta telefónica sobre los clientes potenciales,
formulando las preguntas que a continuación se indican, desprendiéndose los
siguientes resultados:
a. ¿ Tratan sus productos con protectores de la madera?
NO 85%
SI
15%
b. En caso de no tratarla, ¿Por qué no la tratan?
YA TRATADA
70%
MADERA DE CALIDAD 20 %
NO ES NECESARIO
10%
Interpretando las respuestas como sigue:
-YA TRATADA (70%). Se refiere a que la empresa compra la madera
con algún tipo de tratamiento protector, por lo que no creen preciso emplear
ningún otro tipo de protección.
- MADERA DE CALIDAD (20%). La empresa emplea madera de alta
calidad con buena durabilidad natural, por lo que no consideran la necesidad
de tratar de forma preventiva la madera.
- NO ES NECESARIO (10%). No se cree necesario tratar la madera, sin
aportar ningún tipo de explicación.
c. En caso de tratarla ¿Qué método de aplicación emplean?
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PULVERIZADO
50%
PINCELADO
25%
INMERSIÓN
25%
Interpretando las respuestas como:
- PULVERIZADO (50%). Se refiere a la aplicación de un producto
protector en disolvente orgánico mediante pistola con compresor de aire, lo que
confiere una protección superficial.
- INMERSIÓN (25%). Se trata de inmersión breve, es decir, introducir
durante unos segundos la pieza de madera en una cuba llena de producto
protector, confiriendo una protección superficial.
- PINCELADO (25%). Consiste en la aplicación de un protector en
disolvente orgánico mediante brocha, proporcionando al elemento una
protección superficial.
d. ¿Estaría dispuesto a tratar su producto ya elaborado en una
planta de tratamiento especializada y externa que le ofrezca garantías
de tratamiento?
SI
71 %
NO
29 %
Estando la respuesta "SI" constituida por el 100% de los que ya tratan la
madera y el 63% de los que no tratan la madera.
De esta forma, se demuestra la gran aceptación del servicio ofrecido
(tratamiento por autoclave), por parte de las propias empresas a quienes va
dirigido. La suma de los tres factores expuestos: la gran cantidad de clientes
potenciales, más la ausencia de competencia, más la aceptación del serviciotratamiento de productos de madera con protectores en disolvente orgánico-por
parte de estos clientes potenciales, conduce a la conclusión de que existe una
enorme oportunidad en el mercado.
3.4.
Matriz DAFO
Como consecuencia de todo lo expuesto hasta el momento, se ha
elaborado la siguiente matriz de deficiencias, amenazas, fortalezas y
oportunidades.
Deficiencias
Amenazas
Fuerte inversión inicial
Falta de clientes reales
Falta de tradición y experiencia en el
tratamiento
Obligar a los clientes a incrementar sus
precios
Falta de personal formado en la actividad
Fortalezas
Oportunidades
Ofrecer sello de calidad por madera tratada
Gran cantidad de clientes potenciales
Planta situada en el centro geográfico del
sector
No existencia de competencia
Sistema de proceso rápido
Gran barrera de: entrada a competidores por
la fuerte inversión inicial
Alto rendimiento de la planta
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Se considera que las Deficiencias de la empresa y las Amenazas del
sector no son excluyentes para la viabilidad del proyecto, y que quedan
ampliamente compensadas por las Fortalezas y Oportunidades que se
muestran.
Por lo tanto, y por todo lo expuesto, la resolución del presente Estudio de
Mercado dictamina que existen suficientes factores positivos en el mercado
para considerar viable y con grandes posibilidades de futuro la Planta de
Tratamiento de Madera a situar en A Estrada.
4. CONCLUSIONES
1. La gran mayoría de las empresas (85%) no efectúan ningún tipo de
tratamiento sobre sus productos elaborados y las empresas que
los tratan (15%) lo hacen empleando técnicas de aplicación
superficial que no ofrece un estándar de mantenimiento de la
calidad.
2. La mayoría de las empresas que no tratan sus productos lo justifican
en base a que compran la madera tratada, sin embargo
desconocen el tipo de tratamiento aplicado, no reciben certificado
de garantía del tratamiento de la madera comprada, la mayoría
tiene dudas del tratamiento real de la madera y en muchos casos
se quejan de problemas con ésta.
3. Existe un desconocimiento generalizado en lo que al tratamiento de
la madera se refiere, confundiendo en ocasiones el tratamiento
protector con el secado de la madera, o con el tratamiento de la
madera contra el azulado (tratamiento que se aplica a la madera
recién cortada).
4. El método de tratamiento por doble vacío con autoclave presenta
innumerable ventajas sobre otros muchos tratamientos: menor
consumo de protector, mayor grado de protección, pérdidas al
medio nulas, rapidez de aplicación, flexible en condiciones y
productos a aplicar,…
5. Las condiciones del mercado de la madera y sus derivados en la
comarca de A Estrada justifican y permiten augurar la inexistencia
de problemas a la hora de disponer de materia prima para su
tratamiento en la planta diseñada, así como la viabilidad
económica y la salida al mercado del producto elaborado.
6. La matriz DAFO demuestra que las Deficiencias de la empresa y las
Amenazas del sector no son excluyentes para la viabilidad del
proyecto, y que quedan ampliamente compensadas por las
Fortalezas y Oportunidades que se muestran.
7. Por lo tanto, y por todo lo expuesto, la resolución del presente
Estudio de Mercado dictamina que existen suficientes factores
positivos en el mercado para considerar viable y con grandes
posibilidades de futuro la Planta de Tratamiento de Madera a
situar en A Estrada
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6. BIBLIOGRAFÍA
ARRIAGA, F. (1986): Estructuras de Madera. (Vol. I y II). AITIM. Madrid.
GALGANO, A. (1993): Calidad total. Ed:DíazdeSantos:DS
GARCÍA ROLLÁN, M. (1976): Hongos de la madera : basidiomicetos.
Publicaciones de extensión agraria. Ministerio de Agricultura, Pesca y
Alimentación.
LÓPEZ DE ROMA, A. et al. (1988): Protección de la madera de uso
rural. Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación. 2ª ed. Madrid.
RODRÍGUEZ BARREAL, J. A. (1983): Micosis de la madera cortada y
puesta en servicio. Fundación Conde del Valle de Salazar. Escuela Técnica
Superior de Ingenieros de Montes. Madrid.
RODRÍGUEZ BARREAL, J. A.; ARRIAGA MARTITEGUI, F. (1983):
Patología, tratamiento y consolidación de la madera puesta en obra. AITIM,
Madrid.
SCHILLING, E. G. (1982): Acceptance sampling in quality control. Marcel
Dekker, cop.1982
SOSA PULIDO, D. (1991): Administración por calidad (APC). Limusa.
México, D.F.
VELEZ MUÑOZ, R. (1968): La Madera y su resistencia al fuego. AITIM,
Madrid.
VILA LAMEIRO, P. (2000): Conservación de maderas. UNICOPIA.
Universidad de Santiago. Lugo.
CORRESPONDENCIA.
Pablo Vila Lameiro. Escola Politécnica Superior de Lugo. Campus Universitario s/n.
27002. Lugo.
pablovl@lugo.usc.es
Tlf.: 982 285 900 ext. 23631
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