11- QUIMICA - IMPREG - SECADO

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QUÍMICA DE LA MADERA
LIC. MIRTA TERÁN 
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SALTA
FACULTAD DE CS. NATURALES
CÁTEDRA: DASONOMÍA
La química de la madera:
Estudia los componentes químicos, sus
características particularidades y
procesos industriales para su
aprovechamiento.
Permite: diferenciar especies, inferir
propiedades, calidad, procedencia, usos
La determinación depende:
 La parte del árbol
 Tipo de madera
 Condiciones de crecimiento (sitio,
clima, otros)
 Elementos químicos presentes:
Carbono 49-50%
Hidrógeno 6% Celulosa
Oxigeno 44-45% Hemicelulosa
Lignina
Nitrógeno 0.1-1%
+
Sustancias extraíbles
Celulosa (Alto homopolímero
Componentes lineal de la glucosa) 
Estructurales Lignina (Alto heteropolímero
Polímeros aromático tridimensional)
Hemicelulosas (Polímeros 
ramificados de azucares) 
Composición
Química de Componentes Extractivos (Ácidos grasos y 
la Madera No estructurales resínicos, taninos, azúcares, 
monómeros. terpenos, esteroles, 
hidrocarburos, otros)
Inorgánicos (Sales de calcio, 
siilice, silicatos, otros) 
Celulosa: Polisacárido de B-glucosa, 
confiere rigidez y forma (pared celular; 
microfibrillas) 
C= celulosa amorfa; R= región intermicelar; M= micela
Celulosa pura es de color blanco
Propiedades:
Oxidación: resistente, operaciones de blanqueo reguladas
eliminan impurezas.
Solubilidad: solo en acido sulfúrico y ácido clorhídrico
Arreglo submicroscópico: haces microfibrilares ordenados dan
tenacidad; moléculas desordenadas no cristalinas, elasticidad y
capacidad de hinchamiento.(en zonas amorfas)
Hemicelulosa: polímeros cortos, amorfos que junto a la 
lignina forman la matriz donde se incrustan las fibrillas.
Es de color blanca amarillenta
DIFERENCIA ENTRE CELULOSA Y HEMICELULOSA
Celulosa (color blanca) Hemicelulosa (color blanco 
amarillenta)
Fibrosa, cristalino No fibroso, no cristalino, amorfa
Alto grado de polimerización, 
largas cadenas de glucosa
Polímero de cadenas cortas, 
propiedades adhesivas
Insoluble en agua, solventes 
orgánicos
Dispersables por el agua
Insolubles en álcalis Solubles en soda cautita diluida
Lignina (lignus=leño): polímero tridimencional, forma la 
matriz de inserción de las microfibrillas. Es propia de la 
madera 
(10 al 35% color pardo a marrones oscuros).
Proporciona rigidez a la pared celular, es hidrófóbica, y 
su dureza hace repeler insectos y otras plagas.
Coloración parda a marrones oscuros
Unidades fenilpropánicas
Los tres monómeros (aromáticos)de la lignina
Funciones de la pared celular
 Proporciona la envoltura celular
 Al crecer la célula se expande y deforma
 Ayuda al pasaje entre células vecinas
 Persiste luego de la muerte de vegetal
Pared primaria: nace con la celula (celulosas desordenadas) 
Pared secundaria: durante el proceso de lignificación 
(hemicelulosa ordenada y paralela) 
Laminilla media: cimentación de los tejidos leñosos (lignina + 
hemicelulosa) 
Capas de la pared celular y organización de las fibrillas en ellas
Componentes no estructurales o monomeros
están presentes entre 2 al 8%
.-Metabolitos sintetizados por el vegetal.
.-Secreciones generadas para protección
Fuentes:
(diferencian maderas)
Características de los Extractivos:
*- de tamaño pequeños
*- solubles en solventes comunes
*- se pueden extraer
*- características químicas variadas
*- distribución no uniforme
Grupos de sustancias que componen los
extractivos de la madera.
Nombre Existencia Solventes
Ácidos resínicos C
Eteres; derivados 
clorados
Ácidos grasos C; L
Eteres; derivados 
clorados
Ésteres grasos C; L; 
Eteres; derivados 
clorados
Esteroles C
Eteres; derivados 
clorados
Azúcares C; L; Agua fría o caliente
Almidón C; L; Agua caliente
Pectinas L Agua fría o caliente
Proteínas C; L; Agua caliente
Sales (orgánicas e inorgánicas) 
C; L; Agua fría o caliente
Lignanos C; L; Agua o alcoholes
Taninos hidrolizables L Alcoholes
Taninos condensados C; L; Alcoholes
Extractivos en conífera y latifolíadas
Coníferas Latifoliadas 
Oleorecinas (Pinus elliottii; colofonia
usada en: medicina, perfumería, pintura) 
Polifenoles: Propiedades antisépticas; muerte de hongos y 
bacterias
Latex (Hevea brasiliensis; caucho) 
Tementina (destilación de la resina; subproducto en fabricación 
del papel) 
Miera (oleorresina=como agente sellador): por cortes en la 
corteza y cambium. 2 kg/árbol.
usada en: solvente de pinturas, en compuestos aromáticos, 
algunos desinfectantes 
Gomas de protección (Astrogalus gummifer, goma tragacanto) 
Goma arábica 
Acacias, usada como espesante de alimentos, lacas, 
medicamentos) 
Taninos (Acacias y Schinopsis, quebrachos), Urundel, 
Acción: coagular, endurecer y unir el colágeno de las peieles.
Normas TAPPI: utilizadas para la determinación de 
componentes químicos de la madera.
Ejemplos de análisis químico de maderas de la Mesopotamia Argentina.
Algunos Procesos Industriales ligados 
a la naturaleza química de la madera 
son:
Impregnación o preservación
Secado
Fabricación de pasta celulósica
Fabricación de tableros
Destilación 
Otros
SECADO DE LA MADERA
El secado es el C.H. de la madera en 
equilibrio higroscópico (nivel de C.H. 
inferior al punto de saturación), el mismo 
debe ser referido al lugar y momento de 
verificación.
Bibliografía
*.- Carballo Abreú, L.R; Orea Igarza, U y E., 2004. Composición 
química de tres maderas en Provincia del Pinar del Río, Cuba. 
Revista Chapingo. Serie Ciencias Forestales y del Ambiente. 
Vol 10
*.- Irving S. Goldstein, 1978. Productos químicos derivados de 
la madera.
*.- Monteoliva, S.; Nuñez,C y D. Iguartúa. 2002. Densidad 
básica, longitud de fibra y composición química de la madera 
de una plantación de Eucaliptos globulus en la Prov. De Bs. 
As. 
Preservación de la madera
Preservación: conjunto de técnicas que
aplican sustancias protectoras para evitar
ataques por agentes destructores.
Ventajas:
•Prolongación de la vida útil
•Aprovechamiento de Sp. Poco utilizadas
•Aprovechamiento racional del bosque nativo
Agentes destructores
Agentes biológicos:
- Bacterias
- Hongos: 
- Mohos (afectan el 
color)
- Manchas 
- Pudriciones
- Aves
- Insectos xilófagos
- Perforadores 
marinos
Agentes No biológicos:
Calor
Humedad
Agentes químicos
Esfuerzos mecánicos
Desgaste
Temperización
Envejecimiento
Ataque de insectos
Pudrición blanca
Preservantes: sustancias químicas que
aumentan la vida util del madera
Requisitos:
 Toxicidad 
 Penetrabilidad
 Permanencia
 Inocuidad
 No corrocivos
 No combustibles
 De fácil aplicación
 Permitir acabados
 No fitotóxicos
 Económicos y accesibles
Preparación de la madera para ser impregnada
1.- Descortezado: (manual o mecánico)
2.- Secado: (humedad 20 – 25%)
3.- Labrado: cortes para introducirla en 
otra pieza de madera o metal.
4.- Incisiones: Perforaciones en maderas 
difíciles de preservar (10 a 15 mm de 
profundidad y 1 a 3 mm. de ancho, 
paralelo a la fibra)
Métodos de preservación:
1.- Métodos profilácticos: conservación en 
poco tiempo (3 meses).
2.- Métodos de preservación: a largo plazo
Procesos sin presión: solo presión 
atmosférica
a)Brochas rodillos o aspersión
b)Inmersión (sin flotamiento, piezas terminadas)
c)Absorción, sales hidrosolubles (postes, tutores) 
d)Baño caliente y frío (pentaclorofenol )
c)Tratamiento por difusión (sales hidrosoluble 
sulfato de cobre) (doble cromato sódico)
Baño caliente y frío
Difusión
Métodos con presión: más complejos.
Ventajas:
 Penetración uniforme y profunda
 Mayor retención
 Mayor control en la penetración y 
retención (lo hace más económico)
 Se adaptan mejor a la producción 
comercial.
Autoclave para impregnación
Pasos del proceso de impregnación
A.- Secado: material leñoso a 30% C.H. (H.S)
B.- Tratamiento:
1.- Cargado de la autoclave
3.- Vacio inicial: presión600mm. de mercurio 20` 
4.- Inundación de autoclave: con preservador 
aplicación de presión 10 a 40 kg/m³.
5.- Vacío de autoclave: solución sobrante regresa 
al tanque de almacenamiento.
6.- Vacío final: eliminación de excedentes del 
preservante
7.- Extracción de la madera tratada.
Carga o llenado de auclave con productos 
de madera a tratar y secado
Los tratamientos de impregnación, con o sin uso
de presión no modifican las propiedades
mecánicas de los componentes leñosos tratados.
Los tratamientos usados para aplicar el 
preservante sobre presión en la 
madera se agrupan:
De célula llena (retención en lumen y 
pared celular)
Proceso de Bethell; de Burnett; de 
Boulton.
De célula vacía (paredes celulares)
Proceso de Lowry
Como evaluamos el grado de 
penetración
Absorción (preservante, madera, 
método)
Penetración (C.H., descortezada, 
preservante)
Retención (Kg/m³ retenidos, absorción 
neta) 
Protección contra incendios (producto 
ignofugo) sales de fosfato de amonio 
acido bórico y cloruro de zinc.
Secado de la madera
Es la disminución del C.H. hasta alcanzar el 
equilibrio higroscópico (C.H. inferior al punto 
de saturación de la fibra).
Se recomienda llevar a la madera a un 
proceso de secado natural o artificial, 
o a través de recubrimiento con 
materiales impermeables (ceras, 
lacas, parafina, pinturas).
Secado Artificial en hornos o estufas
Secado natural en estiva
Secado de postes
Porque debemos secar la madera
1.- Reduce sustancialmente su peso y por lo 
tanto su transporte
2.- Las propiedades mecánicas mejoran, por lo 
tanto su resistencia 
3.- No es atacada por microorganismos a un C.H. 
menor al 20%
4.- Si el secado es a estufa esteriliza la madera 
de pudrición o manchas.
5.- Mejora su engomado bien secada
6.- Deben estar secas para ser tratadas con 
preservantes
Gráfico perdida de humedad
Secado de madera por productos y 
dimensiones
Proceso del secado en 
secadero Arficial
Requerimientos básicos para el secado 
de madera
Secado artificial
Requerimiento energético
Humedad relativa
Movimiento del aire
Secado a la intemperie
Movilidad del aire
Calles y pasajes
Espacio libre debajo del castillo
Separación entre camadas
Temperatura ambiente
Humedad relativa del aire
Temperatura del ambiente
 Insolación
Datos de cracteristícas de algunas especies 
para Secado
Especie
Tipo de 
madera
Tiempo de secado en horno
Aliso Blanda 5 días para 1”/7días para 4”
Pino Blanda 4 días para 1”/7días para 4”
Eucalipto Blanda 6 días para 1”/7días para 4”
Álamo Blanda 4 días para 1”/7días para 4”
Nogal Blanda 7 días para 1”/7días para 4”
Cedro Blanda 7 días para 1”/7días para 4”
Roble Semi blanda 8 días para 1”/12 días para 4”
Haya Semi blanda 9 días para 1”/ 12 días para 4”
Quebracho Dura 17 días para 1”/22 días para 4”
Algarrobo Dura 14 días para 1”/22 días para 4”
Guayacán Dura 14 días para 1”/22 días para 4”
Bibliografía
1.- Amoros, E C. 1987. Posibilidades de 
impregnación por el método de Boucherie
bajo presión mecánica. Actas del Tercer 
Congreso forestal Argentino
2.- Coronel O, E . 1995. Fundamentos
de las Propiedades Tecnológicas de la 
madera. Instituto de Tecnología de la 
Madera UNSe.
3.- Canza, M. Otros, 2005. Secado de la 
Madera. Cátedra Dasonomía Industrial 
UNSa.