Si el objetivo principal es el secado de madera para generar dinero, entonces la madera debe ser secada con un riesgo mínimo de daño. El degradado incluye rajaduras, grietas,deformaciones, decoloración y cualquier otro cambio en la madera que reduce su utilidad, y por lo tanto, su valor. Con frecuencia las pérdidas por deterioro superan todos los demás costos de operación de secado. Por ejemplo, el costo de operación de un horno de secado cuesta aproximadamente $3 por día por pie de superficie para el roble. El ahorro de un día en el tiempo de secado permitirá un ahorro de $3 por pie de superficie.Sin embargo, si se llegara a presentar un degradado de $3por pie de superficie debido al secado anticipado (y un aumento de $3 es, sin duda, una pequeña cantidad por deterioro de madera), no hay ahorro al secar la madera más rápido.
Existen básicamente cinco métodos convencionales de secado en uso hoy en día:
– secado al aire.
– secado con aire forzado o secado con aire.
– secado a baja temperatura (pre-secado en almacén y secado por deshumidificador en almacén).
Además de estos cinco métodos de secado, el secado al vacío tiene también alguna practicidad industriales, especialmente para el secado de piezas cuadradas y para necesidades de producción pequeñas.
Cada uno de estos métodos tiene sus propias características, que a su vez, afectan en desempeño y costo a diferentes especies de madera y diferentes espesores. Por lo general las maderas duras deberán secarse lentamente para evitar que se degraden, mientras que las maderas blandas requieren un secado más rápido para prevenir la aparición de manchas y mohos. Esta generalidad no significa que todas las maderas duras se sequen como el roble y que todas las maderas blandas se sequen como el pino.
Es importante tener en cuenta las diferentes características que estos sistemas de secado tienen, ya que muchas veces la calidad de secado y los costos están limitados por el sistema en sí y no por los controles o procedimientos del operador. Adicionalmente, es adecuado tomar en cuenta la especie de madera para definir la temperatura y velocidad de secado. Con el equipo y las herramientas adecuadas, y teniendo conocimiento de cómo utilizarlos, los costos de secado pueden reducirse y las pérdidas por secado se registrará por debajo del 2%.
Estas características se resumen a continuación para todos los métodos.
· Secado al Aire
El secado al aire es la exposición de la madera a las condiciones ambientales (viento y sol), sin altas temperaturas artificiales, control de velocidad, o control de humedad.
La madera está dispuesta de modo que permite la circulación del viento a través de la pila para su secado; es posible que la madera se seque demasiado rápido, llegando a causar pérdidas, o secarse demasiado despacio, incrementando los costos operativos. Los altos riesgos de deterioro hacen que éste método sea muy costoso, especialmente para especies que presentan mayor probabilidad de presentar daños, en función a su espesor.
Para madera destinada a la elaboración de muebles, cuyo contenido de humedad (CH) requerido es del 6 al 8%, el secado al aire es considerado como el primer paso, ya que ésta necesitará ser secada en horno para alcanzar dicho nivel de CH.
La madera puede ser protegida de la lluvia y la luz solar con un techo o cobertizo en cada pila de madera. Los cobertizos reducen deterioros notoriamente, y por lo tanto, hacen posible secar económicamente especies como el roble. Sin embargo, se requiere de inversión adicional para su construcción, el tiempo de secado puede llegar a incrementarse, y factores como la humedad, la corriente de aire y temperaturas no podrán ser controladas.
Este método acarrea muchas desventajas, tales como: período de secado muy largo, influencia adversa de las estaciones, presencia de insectos, el porcentaje de humedad final de la madera no llega a ser menor al 13%.
Para que la madera recién acerrada pueda alcanzar un contenido de humedad del 15 al 20% bajo este método de secado, la valoración media de duración bajo este método se detalla en la tabla siguiente.
Duración del Secado Al Aire
· Aire Forzado / Secado con Aire (o cobertizo de secado con ventiladores)
El secado con aire forzado o secado con aire es el cobertizo descrito en el anterior método, con la inclusión de ventiladores que absorben aire del exterior para distribuirlo a través de la madera apilada, proporcionando un secado muy rápido, con un mínimo de pérdida por deterioro.
Como una regla empírica aproximada, la velocidad del aire se registra en alrededor de 700 pies por minuto (FPM) y la trayectoria del flujo máximo de aire es de 20 pies. Normalmente, se cuenta con 1 caballo de fuerza (hp) de potencia del ventilador por cada 6 pies de superficie en la secadora.
Este método de secado es especialmente atractivo para especies que tienen la propiedad de secar rápidamente, con bajoriesgo de deterioro, en función a su espesor.
· Secado a Baja Temperatura (Pre-secado)
Un depósito de pre-secado es un recinto amplio, con una capacidad de 1,5 millones de pies de superficie (BF) de madera apilada, en el que se controlan la temperatura y humedad. Los ventiladores permiten la circulación de aire a través de la madera en el depósito, que a la vez, alimenta el sistema de escape. Se cuenta con una fuente de calor, normalmente con bobinas de calefacción de vapor, cuya temperatura se mantiene alrededor de los 35ºC.
Por lo general no cuenta con sistema de humidificación, sino la humedad generada por el secado de madera. Éste método de secado es el más popular para el roble y otras especies difíciles de secar. La madera se seca al contenido de humedad (CH) de 20 a 30%, para luego ser llevada a un horno.
– Secado con Deshumidificadores a Baja Temperatura
El secado con deshumidificadores es una forma de horno de secado. Con un deshumidificador se elimina la humedad de la secadora por condensación en las bobinas en frío. Cuando el agua se condensa, el calor se libera, el cual es puesto nuevamente en el secador y se usa para evaporar más agua de la madera.
Como resultado de este reciclaje, el secador es muy eficiente en uso de energía. La bomba de calor funciona con energía eléctrica, ésta tiene la capacidad de 1 caballo de fuerza porpie de superficiede madera; menores capacidades se utilizan para las especies de secado lento y mayor capacidad para especies que presentan facilitar de secado. El horno suele estar bien aislado para evitar la pérdida del calor generado por electricidad. El recinto puede ser de madera o de aluminio pre-fabricado.
· Horno de Secado a Temperatura Normal o a Temperatura Convencional
Este es el método probado de secado de madera, que se ha utilizado durante décadas para las frondosas y coníferas. Por lo general, la calidad es excelente si el equipo está diseñado y operado correctamente.El secado artificial, con aire caliente, por condensación, o al vacío, permite obtener un secado de mayor uniformidad; el secado al vacío asegura la eliminación de una parte considerable de sustancias resinosas. Se deben cumplir con dos funciones en el secado de la manera:
ü Alcanzar el nivel de humedad adecuada, de acuerdo con la aplicación de la madera.
ü Asegurar una distribución uniforme de la humedad, de modo que la presencia de tensiones y fisuras sea nula.
La madera se apila en el horno para su secado, donde el flujo de aire, la temperatura y la humedad son controlados para alcanzar niveles óptimos de operación. Ventiladores proporcionan la circulación de aire a través de la carga, y el calor es suministrado por vapor de bobinas. El exceso de humedad se agota a través de conductos de ventilación. Puede añadirse humedad con rociador de vapor.
Este tipo de hornos pueden variar de acuerdo al modo en que la temperatura y humedad son controladas; entre estos tenemos: hornos convencionales, deshumidificadores y solares.
– Horno Convencional
El horno convencional recibe calor de un quemador o caldera y un intercambiador de vapor o agua caliente. El agua que se evapora de la madera se convierte en vapor y es removida del interior del horno con el aire caliente. El horno convencional pierde calor, ya que el vapor y el aire caliente son retirados al exterior del horno, hecho que se traduce en un consumo de energía mayor.
– Horno Deshumidificador
El horno deshumidificador es el horno más eficiente y económico debido a su uso de energía. Con el horno deshumidificador se supervisa la corriente de aire, la temperatura y humedad al interior del equipo.
En comparación con el horno convencional, se emplea entre un 60 a 80% menos energía, ahorro que permite alcanzar menores costos operativos, ya que el calor es reciclado de manera continua. La circulación de aire al interior del horno deshumidificador consiste en que el aire caliente circula a través de la madera evaporando el agua; luego el aire caliente pasa por la unidad enfriadora, donde se le quita energía, llevándolo a aproximadamente a 15°C, capturando y condensando el agua vaporizada. En este proceso no ha sido necesario perder calor para extraer la humedad.
– Horno Solar
Este horno es alimentado con energía solar. Una vez alcanzado un nivel de humedad removida de la madera, se requiere una cierta cantidad de calor que no podrá ser modificada para obtener resultados de secado óptimos. Sin embargo, la fuente de calor no puede ser prevista, ya que está en función de la energía obtenida de acuerdo con las condiciones climáticas. Adicionalmente, es adecuado contar con ventiladores alimentados con energía eléctrica, en la mayoría de los casos.
Hoy en día la mayoría de los nuevos hornos son pre-fabricados de aluminio, con una estructura de albañilería. Sin embargo, por lo menos dos pulgadas de aislamiento son necesarios para la conservación de energía y para evitar las temperaturas desiguales en el interior de la secadora.